MUSCULO.ESQUELETICO (1)

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DISCIPLINA: FISIOLOGIA HUMANA
PROFª FRANCILÉIA NOGUEIRA ALBINO CALLAND
CONTRAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO 
 3ª AULA
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
ANATOMIA FISIOLÓGICA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:
FIBRA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:
Cada fibra se prolonga por todo o comprimento do músculo; 
SARCOLEMA: membrana celular da fibra muscular;
Funde-se com a fibra do tendão → feixes → tendões dos músculos que se inserem nos ossos;
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
ANATOMIA FISIOLÓGICA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:
FIBRA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:
MIOFIBRILAS: filamentos de actina e miosina;
Cada fibra muscular contém centenas a milhares de miofibrilas;
Cada miofibrila é composta por cerca de 1.500 filamentos de miosina e 3.000 de actina;
São moléculas de proteínas polimerizadas responsáveis pelas reais contrações musculares;
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
ANATOMIA FISIOLÓGICA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:
FIBRA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:
Disco Z: composto por filamentos de proteína diferentes dos filamentos de actina e miosina;
Cruza transversalmente toda miofibrila e também de miofibrila para miofibrila, conectando as miofibrilas umas com as outras, por toda fibra muscular;
 Sarcômero: segmento de miofibrila situado entre dois discos Z; 
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
ANATOMIA FISIOLÓGICA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:
FIBRA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:
Sarcoplasma: líquido intracelular entre as miofibrilas;
É composto por potássio, magnésio, fosfato e enzimas protéicas;
Grande número de mitocôndrias, que fornecem energia para as miofibrilas;
Retículo sarcoplasmático: circunda a miofibrila;
Tem uma organização especial que é extremamente importante para o controle da contração muscular. 
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
ANATOMIA FISIOLÓGICA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
MECANISMO GERAL DA CONTRAÇÃO MUSCULAR:
ETAPAS:
Os potenciais de ação passam pelo nervo até suas terminações nas fibras musculares;
Em cada terminação, o nervo secreta acetilcolina;
A acetilcolina age em uma área da membrana da fibra muscular para abrir canais “regulados pela acetilcolina” por meio de moléculas de proteínas que flutuam na membrana;
A abertura dos canais permite a difusão de grande quantidade de íons sódio para o lado interno da membrana das fibras musculares;
O potencial de ação se propaga por toda membrana da fibra muscular;
 O potencial de ação despolariza a membrana muscular e grande parte da eletricidade do potencial de ação flui para o centro da fibra, fazendo o retículo sarcoplasmático liberar grande quantidade de íons cálcio;
Os íons cálcio ativam forças atrativas entre os filamentos de miosina e actina, fazendo com que eles deslizem um ao lado do outro, produzindo a contração;
Após fração de segundo, os íons cálcio são bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático pela bomba de cálcio da membrana, onde permanecem até que novo potencial de ação muscular seja gerado. 
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
MECANISMO MOLECULAR DA CONTRAÇÃO MUSCULAR:
MECANISMO DE DESLIZAMENTO DOS FILAMENTOS:
NO ESTADO DE REPOUSO: as extremidades dos filamentos de actina que se estendem de dois discos Z, mal se sobrepõem;
NO ESTADO CONTRAÍDO: os filamentos de actina estão tracionados por entre os filamentos de miosina, de forma que suas extremidades se sobrepõem, em sua extensão máxima;
Isso resulta da força gerada pela interação das pontes cruzadas dos filamentos de miosina com os filamentos de actina;
Energia: ATP
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DOS FILAMENTOS CONTRÁTEIS:
FILAMENTO DE MIOSINA:
Corpo: feixes de caudas;
Pontes cruzadas: projeções dos braços e das cabeças;
Dobradiças: duas partes flexíveis da ponte cruzada;
Junção entre o braço e corpo;
Ponto de ligação da cabeça ao braço.
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DOS FILAMENTOS CONTRÁTEIS:
FILAMENTO DE ACTINA:
MOLÉCULA DE ACTINA: é composta por 3 componentes protéicos:
Actina: duplo filamento de actina-F = dupla hélice;
Cada filamento é composto por moléculas de actina –G polimerizadas ligadas a uma molécula de ADP;
Formando locais ativos nos filamentos de actina que interagem com as pontes cruzadas de miosina = contração muscular; 
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DOS FILAMENTOS CONTRÁTEIS:
FILAMENTO DE ACTINA:
MOLÉCULA DE ACTINA: é composta por 3 componentes protéicos:
Tropomiosina: ficam entre os sulcos da dupla hélice da actina –F;
Recobrem os locais ativos do filamento de actina durante o período de repouso;
Impedem que ocorra atração entre os filamentos de actina e de miosina;
 
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DOS FILAMENTOS CONTRÁTEIS:
FILAMENTO DE ACTINA:
MOLÉCULA DE ACTINA: é composta por 3 componentes protéicos:
Troponina: complexo de 3 sub-unidades protéicas;
Troponina I: forte afinidade com a actina;
Troponina T: forte afinidade com a tropomiosina;
Troponina C: forte afinidade com os íons cálcio;
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
ENERGÉTICA DA CONTRAÇÃO MUSCULAR:
RENDIMENTO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR: 
Quando o músculo se contrai contra uma carga = trabalho;
Energia tem que ser transferida do músculo para a carga externa para levantar um objeto ou para superar a resistência a um movimento;
T = C x D
T: rendimento do trabalho;
C: carga;
D: distância do movimento contra a carga;
Energia é derivada das reações químicas nas células musculares. 
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FONTES DE ENERGIA PARA A CONTRAÇÃO MUSCULAR:
O ATP É NECESSÁRIO PARA: 
Ativar o mecanismo de ir para diante;
Bombeamento dos íons cálcio do sarcoplasma para o retículo sarcoplasmático, depois do término da contração; 
Bombeamento dos íons sódio e potássio através da membrana da fibra muscular para manter o ambiente iônico apropriado para a propagação do potencial de ação das fibras musculares; 
MÚSCULO ESQUELÉTICO
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FONTES DE ENERGIA PARA A CONTRAÇÃO MUSCULAR:
O ADP DEVE SER RESFOSFOLIRADO PARA FORMAR NOVO ATP: 
Fosfoscreatina: transporta uma ligação fosfato de alta energia similar às do ATP;
Glicólise: quebra do glicogênio armazenado nas células musculares;
O rápido desdobramento enzimático do glicogênio em ácido pirúvico e lático, libera energia que é utilizada para converter o ADP em ATP; 
Metabolismo oxidativo: combinação do oxigênio com os produtos finais da glicólise e com outros nutrientes celulares (carboidratos, gorduras e proteínas) para liberar ATP; 
95% de toda a energia usada pelo músculo provem desta fonte;
A eficiência da contração muscular é só de 25% (trabalho), restante = calor.
MÚSCULO ESQUELÉTICO
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
CARACTERÍSTICAS DA CONTRAÇÃO DO MÚSCULO COMO UM TODO:
CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA: quando o músculo não encurta durante a contração; 
CONTRAÇÃO ISOTÔNICA: quando o músculo encurta durante a contração;
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
CARACTERÍSTICAS DA CONTRAÇÃO DO MÚSCULO COMO UM TODO:
FIBRAS MUSCULARES RÁPIDAS: compõem músculos que reagem rápido;
Fibras grandes para grande força de contração;
Retículo sarcoplasmático muito extenso para rápida liberação dos íons cálcio para desencadear a contração;
Grande quantidade de enzimas glicolíticas, para rápida liberação de energia pelo processo glicolítico ;
Suprimento de sangue menos extenso e menor número de mitocôndrias, devido ao metabolismo ser secundário;
Músculos brancos;
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
CARACTERÍSTICAS DA CONTRAÇÃO DO MÚSCULO COMO UM TODO:
FIBRAS MUSCULARES LENTAS: compõem músculos que reagem lentamente;
Menores;
Sistema de vasos sanguíneos e dos capilares mais extensos, para suprir quantidades extras de oxigênio;
Número de mitocôndrias muito elevado, para dar suporte os altos níveis de metabolismo
oxidativo;
Grande quantidade de mioglobina nas fibras;
Músculos vermelhos. 
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
MECÂNICA DA CONTRAÇÃO DO MÚSCULO:
UNIDADE MOTORA: conjunto de todas as fibras musculares inervadas por uma só fibra nervosa;
Cada motoneurônio que sai da medula espinhal inerva múltiplas fibras musculares e essa quantidade depende do tipo de músculo;
 
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
MECÂNICA DA CONTRAÇÃO DO MÚSCULO:
SOMAÇÃO DAS FORÇAS: soma das contrações individuais para aumentar a intensidade da contração total;
Ocorre por 2 meios:
Aumento do número de unidades motoras que se contraem ao mesmo tempo (somação por fibras múltiplas)
Aumento da freqüência de contração (somação por freqüência)
TETANIZAÇÃO: contração total do músculo uniforme e contínua;
As contrações ficam tão rápidas que se fundem;
Qualquer aumento adicional da freqüência além deste ponto não exerce novos efeitos para aumentar a força contrátil;
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
MECÂNICA DA CONTRAÇÃO DO MÚSCULO:
TÔNUS MUSCULAR: a tensão que ocorre nos músculos no estado de repouso;
Resulta inteiramente de baixa freqüência de impulsos nervosos vindos da medula espinhal;
FADIGA MUSCULAR: contrações musculares fortes que perduram por período prolongado;
Aumenta proporcionalmente com a intensidade da depleção do glicogênio muscular;
A interrupção do fluxo sanguíneo durante a contração do músculo leva à fadiga quase total em um ou dois minutos;
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
REMODELAÇÃO DO MÚSCULO DE ACORDO COM A FUNÇÃO:
HIPERTROFIA MUSCULAR: aumento da massa muscular; 
Músculo contra a carga durante o processo contrátil; 
Poucas e fortes contrações;
Aumento progressivo dos filamentos de actina e miosina em até 50%;
Aumento do sistema enzimático que fornece energia; 
 
ATROFIA MUSCULAR: diminuição da massa muscular;
A intensidade de redução das proteínas contráteis é muito mais rápida do que a intensidade de sua reposição; 
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MÚSCULO ESQUELÉTICO
REMODELAÇÃO DO MÚSCULO DE ACORDO COM A FUNÇÃO:
DESERNERVAÇÃO MUSCULAR: quando o músculo é privado de seu suprimento nervoso;
Deixa de receber os sinais contráteis necessários para manter as dimensões normais do músculo;
O tecido muscular é substituído por tecido fibroso e gorduroso;
A recuperação pode ser total se suprimento nervoso for restabelecido rapidamente e desaparece definitivamente após um ou dois anos;
RIGIDEZ CADAVÉRICA: músculos se contraem e ficam rígidos mesmo sem potenciais de ação;
Resulta da perda de todo ATP que é necessário para separar as pontes cruzadas dos filamentos de actina;
Após 15 a 25 horas ocorre autólise das proteínas musculares. 
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EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
TRANSMISSÃO DOS IMPULSOS DAS TERMINAÇÕES NERVOSAS PARA AS FIBRAS MUSCULARES: A JUNÇÃO NEUROMUSCULAR
ANATOMIA DA JUNÇÃO NEUROMUSCULAR - PLACA MOTORA: 
A fibra nervosa forma um complexo de terminais nervosos ramificados que se invaginam na superfície extracelular da fibra muscular;
Goteira ou canaleta sináptica: membrana invaginada;
Fenda ou espaço sináptico: espaço entre o terminal e a membrana da fibra;
Fendas subneurais: pequenas dobras da membrana muscular, que aumentam a área de superfície na qual o transmissor sináptico pode atuar;
Vesículas sinápticas: armazenam acetilcolina (neurotransmissor);
 
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EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
TRANSMISSÃO DOS IMPULSOS DAS TERMINAÇÕES NERVOSAS PARA AS FIBRAS MUSCULARES: A JUNÇÃO NEUROMUSCULAR
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EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
FORMAÇÃO DE ACETILCOLINA PELOS TERMINAIS NERVOSOS 
ACETILCOLINA (ACh): 
neurotransmissor excitátorio da fibra muscular;
É sintetizada no complexo de Golgi situado no citoplasma do terminal do axônio a partir da colina e da acetil coenzima A (acetil CoA);
Colina: molécula protéica encontrada nas membranas fosfolipídica;
Acetil coenzima A: é um metabólico intermediário que liga a glicólise ao ciclo do ácido cítrico;
125 vesículas de ACh são liberadas dos terminais no espaço sináptico a cada impulso nervoso;
 
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EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
SECREÇÃO DE ACETILCOLINA PELOS TERMINAIS NERVOSOS: 
MECANISMO: 
Na superfície interna da membrana neural estão as barras densas lineares;
De cada lado de cada barra densa estão os canais de cálcio controlados por voltagem, que são partículas protéicas que penetram na membrana neural;
Quando um potencial de ação se propaga para o terminal, esses canais se abrem;
Liberando os íons cálcio no espaço sináptico para o interior do terminal nervoso;
Os íons cálcio atraem as vesículas de Ach, puxando-as para a membrana neural;
Ocorre a exocitose: as vesículas se fundem com a membrana neural e esvaziam ACh s no espaço sináptico; 
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EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
EFEITO DA ACETILCOLINA NA MEMBRANA DA FIBRA MUSCULAR PARA ABRIR OS CANAIS IÔNICOS: 
RECEPTORES DE ACh: 
Canais iônicos controlados por acetilcolina;
Localizados próximos às aberturas das fendas subneurais;
As moléculas de ACh se ligam às subunidades alfa e provocam uma alteração conformacional que abre o canal;
É grande e permite a passagem de íons positivos importantes – sódio, potássio e cálcio e repelem íons negativos. 
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EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
DESTRUIÇÃO DA ACETILCOLINA PELA ACETILCOLINESTERASE: 
ACETILCOLINESTERASE: enzima que está ligada à camada esponjosa do tecido conjuntivo que preenche o espaço sináptico;
A ACh é removida de duas maneiras:
Ação de acetilcolinesterase;
Uma pequena quantidade se difunde para fora do espaço sináptico;
A Ach dispõe de pouco tempo para agir na membrana da fibra muscular;
Sua rápida remoção evita a reexcitação continuada do músculo depois que a fibra muscular se recuperou do potencial de ação inicial.
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EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
DROGAS QUE REFORÇAM OU BLOQUEIAM A TRANSMISSÃO NA JUNÇÃO NEUROMUSCULAR:
REFORÇAM: têm o mesmo efeito da ACh sobre o músculo;
Metacolina
Nicotina
Carbacol
Não são destruídas pela colinesterase ou muito lentamente;
Levam a um estado de espasmo muscular;
INATIVAM A ACETILCOLINESTERASE: agem nas sinapses
Neostigmina
Fisostigmina
Fluorofosfato de diisopropil 
Levam a um estado de espasmo muscular;
BLOQUEIAM: impedem a passagem dos impulsos da terminação nervosa para o músculo;
Drogas curariformes
D- tubocurarina
Evita o aumento da permeabilidade dos canais da membrana muscular o suficiente para iniciar o potencial de ação.
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EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
POTENCIAL DE AÇÃO MUSCULAR:
Só existem diferenças quantitativas entre o potencial de ação dos músculos e das fibras nervosas;
 
Potencial de repouso na membrana: cerca de -80 a -90 milivolts;
Duração do potencial de ação: 1 a 5 milissegundos no músculo esquelético - cerca de 5x mais prolongado que nos grandes nervos mielinizados;
Velocidade de condução: 3 a 5 m\s – cerca de 1\13 da velocidade de condução nas grandes fibras mielinizadas que excitam o músculo esquelético. 
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EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO:
Para causar o máximo de contração, a corrente gerada pelo potencial de ação deve penetrar profundamente na fibra muscular;
 
Túbulos transversos: penetram na fibra muscular de um lado para outro e propagam o potencial de ação;
Os potenciais de ação no túbulo T provocam liberação de íons cálcio próximo da miofibrila e estes íons causam então a contração;