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Contração Muscular Célula de Músculo Liso -pequena, mononucleada -SNA Célula de Músculo Cardíaco -pequena, 1-2 núcleos -Conectadas por junção especializada -SNA Célula de Músculo Esquelético -longa, multinucleada -Sistema Nervoso Somático Tipos de Músculos Estrutura do sarcômeros Discos Z: Zwischen (entre) Banda I: Isotrópico Banda A: Anisotrópico Zona H: helles (claro) Linha M: mittel (meio) Acoplamento Excitação-‐Contração Músculo Esquelét ico - Junção Neuromuscular Junção Neuromuscular (Placa Motora) Formada pela junção de uma fibra nervosa mielinizada e uma fibra muscular esquelética. n Sinapse é o local onde a informação é transmitida de uma célula para outra. n Esta informação pode ser transmitida por mecanismo elétrico ou químico. Junção Neuromuscular • Um potencial de ação no axônio do motoneurônio produz potencial de ação nas fibras musculares que inerva nas seguintes etapas: 1. A terminação pré-sináptica despolarizada impele a abertura de canais de Ca++ voltagem-dependentes, na membrana pré-sináptica. 2. A abertura dos canais de Cálcio aumenta a permeabilidade ao Cálcio e este flui pela membrana pré-sináptica pelo seu gradiente eletroquímico. Junção Neuromuscular 3. Ocorre liberação de Acetilcolina sintetizada e previamente armazenada nas vesículas sinápticas (elas se fundem com a membrana e esvaziam seu conteúdo na fenda sináptica). 4. A Acetilcolina se difunde através da fenda sináptica até a membrana pós-sináptica onde se encontram os receptores nicotínicos para a acetilcolina; que sofrem alteração conformacional (canal ligando dependente) abrindo os canais e aumentando a permeabilidade ao Na+ e K+. Junção Neuromuscular 5. Ocorre despolarização da placa motora (potencial de placa motora) 6. Gerando o potencial de ação nas fibras musculares 7. O potencial de placa motora é terminado quando a acetilcolina é degradada pela acetilcolinesterase na placa motora (a Colina retorna a terminação pré-sináptica pelo co- transporte de Na+-Colina) Músculo Esquelético Fibra Muscular Esquelética • Sarcolema: Membrana celular da fibra muscular. • Sarcoplasma: Matriz que envolve as miofibrilas, formado pelos constituintes intracelulares usuais; contem numerosas mitocôndrias. Fibra Muscular Esquelética • Retículo Sarcoplasmático: existente no sarcoplasma; possui grande quantidade de cálcio. • Túbulos transversos (túbulos T): Iniciam na membrana celular e cortam a fibra de um lado para outro. Como se abrem para o exterior, se comunicam com os líquidos que banham a fibra muscular, se tornando uma extensão da membrana celular. Fibra Muscular Esquelética • Formada de várias centenas a milhares de miofibrilas. • Miofibrila: actina (filamentos finos) miosina (filamentos grossos). • Faixa I (isotrópica): actina • Faixa A (anisotrópica): miosina e extremidades da actina. Fibra Muscular Esquelética • Linha (ou disco) Z: Formada por proteínas filamentosas que fixam os filamentos de actina. • Sarcômero: Trecho da fibra muscular entre duas linhas Z. Miosina • Formada por 6 cadeias polipeptídicas: 2 cadeias pesadas e 4 cadeias leves • As duas cadeias pesadas se enrolam formando uma cauda e duas cabeças. • As quatros cadeias leves também fazem parte da cabeça (duas para cada cabeça). Filamento de Miosina • Constituído por 200 ou mais moléculas individuais de miosina. • A porção central é a união das caudas unidas em feixes para formar o corpo do filamento. • Parte da molécula se projeta para o lado, junto com a cabeça para formar as pontes cruzadas Filamento de Miosina • As cabeças atuam como enzimas ATPase (clivam o ATP e usam esta energia na contração). • Antes da contração, as cabeças das pontes cruzadas fixam ATP (atividade ATPásica da cabeça de miosina) e se estendem em direção a Actina. Actina • O filamento de actina é formado por três componentes protéicos: • Actina (F e G) • Troponina (I, T e C) • Tropomiosina Troponina I, T e C • Complexo de três proteínas que ficam próximas a tropomiosina: • Troponina I: possui afinidade com actina; • Troponina T: fixa o complexo com a tropomiosina; • Troponina C: é uma proteína fixadora de Cálcio. Tropomiosina • Proteína que encontra-se frouxamente ligada a actina-F. • Em repouso ficam por cima dos sítios ativos dos filamentos de Actina, impedindo a ocorrência de atração entre os filamentos de Actina e Miosina. Titina e Nebulina • Moléculas protéicas de grande peso molecular, com característica filamentosa de grande elasticidade • Titina: fixa os filamentos de miosina no disco Z • Nebulina: geralmente 1 molécula presente na actina • O Cálcio, ao se combinar com a Troponina-C inibe o complexo Tropomiosina-Troponina, permitindo que a actina se fixe a Miosina, ocorrendo a contração. • A duração da contração durará até os íons Cálcio permaneceram em alta concentração e inibirem o complexo Tropomiosina-Troponina. • O Cálcio é retirado por uma bomba de Cálcio que volta a concentrá-lo no Retículo Sarcoplasmático. Interação dos Filamentos Contração Muscular ð Potencial de ação na fibra muscular ð Retículo sarcoplasmático libera cálcio ð Penetra na miofibrila, ligando-se a troponina C ð Libera os sítios de ligação dos filamentos da actina com a miosina ð Inicia a contração, com gasto de ATP para manter a contração ð Bomba de Cálcio bombeia estes íons de volta ao retículo sarcoplasmático, cessação da contração muscular Mecanismo de Deslizamento • Na contração os filamentos de actina são puxados em direção ao centro do sarcômero; por entre os filamentos de miosina; as linhas Z também são puxadas até se encostarem nas extremidades da miosina. Túbulos T - Retículo Sarcoplasmático • Os túbulos T constituem um prolongamento da membrana; propagando o potencial de ação pela fibra muscular • Cisternas terminais do RS armazenam grande quantidade de Cálcio • Canais de Cálcio abertos por ação do potencial de ação nos túbulos T • Bomba de Cálcio para removê- lo após a contração Energética da Contração Muscular Gasto: ATP • Ativação do mecanismo das pontes transversas • Bomba de Cálcio e bomba Na+/K+ Fontes: • ATP na fibra muscular (contração de 1 -2 seg) • Fosfocreatina: ligação fosfato de alta energia que clivada libera íons fosfato para reconstituir o ATP • Glicogênio muscular (glicólise): conversão em ácido pirúvico e lático liberando energia (converter ADP em ATP) • Metabolismo oxidativo: consumo de carboidratos, gorduras e proteínas para formação de ATP Energética da Contração Muscular Fibras Musculares Rápidas e Lentas Cada músculo é formado por 2 tipos de fibras: • Fibras Rápidas (tipo II): • grandes fibras • maior força de contração • extenso RS • grandes quantidade de enzimas glicolíticas • suprimento sangüíneo menos extenso • menor número de mitocôndrias Músculo branco • Fibras Lentas (tipo I): • fibras menores • inervada por fibras nervosas menores • maior suprimento sangüíneo • maior número mitocôndrias • presença de mioglobina (proteína que contem ferro que fixa o oxigênio) Músculo vermelho Fibras Musculares Rápidas e Lentas Unidade Motora • Formada por todas as fibras musculares inervadas por uma mesma fibra nervosa motora, que sai da medula espinhal. • Quase sempre músculos pequenos reagem com rapidez e estão sob controle muito preciso com poucas fibras muscularesem cada unidade motora, ao contrário músculos maiores podem ter até várias centenas de fibras musculares em cada uma de suas unidades motoras. 250 milhões de fibras musculares para 420 mil nervos motores. OLHO = 1 motoneurônio enerva 10 fibras musculares QUADRÍCEPS = 1 motoneurônio enerva 150 fibras musculares Somação da Contração Muscular • Significa adicionar em um todo o conjunto de abalos, do que resulta contração forte e uniforme. Pode ocorrer: a) Aumento do número de unidades motoras (maior recrutamento muscular) b) Aumento da rapidez da contração das unidades motoras individuais. Unidade motora Recrutamento muscular • Geralmente as unidades motoras menores são inicialmente recrutadas • Os menores neurônios motores são despolarizados na ponta ventral da medula espinhal (devido ao menor diâmetro e portanto menor distância da membrana celular) • Portanto a força desenvolvida pelo músculo será pequena Somação por Freqüência e Tetanização • Quando um músculo é estimulado por freqüências cada vez maiores, o grau de sua contração aumenta de forma progressiva, que é a somação da freqüência. • Nas freqüências mais altas de estimulação as contrações se fundem, não podendo serem distinguidas umas das outras - Tetanização. Comprimento/Tensão Hipertrofia e Atrofia Hipertrofia: quando a massa de um músculo aumenta (aumento do número de filamentos de actina e miosina em cada fibra muscular); ocorre em geral em resposta à contração do músculo com força máxima ou quase máxima; quando essa massa diminui Atrofia muscular. Desnervação: quando um músculo perde sua inervação, ele deixa de receber sinais para contração que são necessários à manutenção de suas dimensões normais, resultando em atrofia.