Resumos Contração Muscular Fisiologia Isadora Tassinari

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CONTRAÇÃO MUSCULAR 
MÚSCULO ESQUELÉTICO: 
CÉLULA MUSCULAR é excitável como os neurônios, porque sofre variações das suas propriedades 
elétricas promovidas pelo potencial de ação. 
JUNÇÃO NEUROMUSCULAR é a sinapse entre neurônio motor somático e a fibra muscular 
esquelética. nAChr = receptores nicotínicos. JNM inclui extensões das células de Schwann que 
formam uma camada delgada na superfície dos terminais axonais. Além de acelerar a condução do 
PA (permitindo isolamento), secretam moléculas sinalizadoras químicas que desempenham papel 
essencial na formação e manutenção da JNM. 
3 COMPONENTES: 
1. TERMINAL AXONAL PRÉ SINÁPTICO DO NEURÔNIO MOTOR CONTENDO VESÍCULAS 
SINÁPTICAS E MITOCÔNDRIAS 
2. FENDA SINÁPTICA – entre axônio e músculo 
3. MEMBRANA PÓS SINÁTICA DA FIBRA MUSCULAR ESQUELÉTICA 
LADO PÓS SINÁPTICO: 
Membrana da célula muscular se modifica formando uma placa motora terminal, vários sulcos na 
membrana em que os nAChr se agrupam. A fenda é preenchida com matriz fribrosa onde tem a 
AchE que inativa rapidamente a Ach em Acetil e Colina. 
Os potenciais de ação que atingem o terminal axonal abrem canais de Ca²⁺ voltagem dependentes 
na membrana plasmática e o Ca²⁺ se difunde para dentro das células a favor do gradiente 
eletroquímico e desencadeia a liberação de Ach contida nas vesículas. 
Ach se difunde pela fenda sináptica e se combina com os receptores nicotínicos, que são canais 
iônicos presentes na membrana da célula muscular esquelética. 
Ach se liga no receptor, o portão do canal abre e permite o fluxo de cátions através do canal. No 
músculo esquelético, o influxo de Na⁺ despolariza a fibra muscular disparando um PA que leva a 
contração da célula muscular esquelética. Ach na placa motora é sempre excitatória para contração, 
sem inervação antagonista para relaxar o músculo. O relaxamento se dá quando neurônios motores 
somáticos são inibidos no SNC, impedindo a liberação de Ach sobre as células musculares 
esqueléticas. 
Inibição da JNM = interrompe a transmissão sináptica da JNM. Sem comunicação entre neurônio e 
músculo, os músculos responsáveis pela postura e respiração enfraquecem. Miastenia grave = perda 
de receptores de Ach. 
Isoformas dos nAChr α e β nos neurônios e nos músculos 4 unidades. Isso faz com que, caso se tenha 
alguma intoxicação por alguma toxina específica, essa toxina só se ligue aos nAChr dos músculos e 
não dos gânglios. α e β dos neurônios podem se dessensibilizar provocando fechamento do canal 
após a exposição prolongada a Ach ou outros agonistas. 
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A CONTRAÇÃO MUSCULAR resulta de uma sequência de sinalização molecular, iniciadas por 
potenciais de ação em um motoneurônio que conduz a liberação de um neuromediador na região de 
contato entre o neurônio e o músculo. CONTRAÇÃO MUSCULAR é um processo que permite a 
GERAÇÃO DE FORÇA para mover ou resistir a uma carga. A força gerada pela contração é chamada de 
TENSÃO muscular. A GERAÇÃO DA TENSÃO é um processo que exige ATP. O relaxamento é a liberação 
da tensão que foi produzida durante a contração. 
RS envolve cada miofibrila concentra e armazena Ca²⁺ com auxílio da Ca²⁺-ATPase presente na 
membrana do RS. A liberação de Ca²⁺ do RS produz um sinal de Ca²⁺ que tem papel importante na 
contração de todos os tipos de músculos. As porções terminais do RS são as CISTERNAS TERMINAIAS 
que são associadas aos túbulos T. 
EVENTOS QUE ACONTECEM NA JNM: 
- Conversão de um sinal químico (Ach) em um sinal elétrico na fibra muscular; 
- Acoplamento EXCITAÇÃO – CONTRAÇÃO (E-C), processo em que os potenciais de ação 
musculares produzem um sinal de cálcio que ativa o CICLO CONTRAÇÃO RELAXAMENTO, explicado 
pela TEORIA DOS FILAMENTOS DESLIZANTES. 
Ach > E-C > CICLO CONTRAÇÃO-RELAXAMENTO. 
Teoria dos Filamentos Deslizantes: Filamentos de ACTINA e MIOSINA deslizam um sobre os 
outros em um processo que requer energia e produz contração muscular. Teoria explica como músculo 
pode gerar força sem gerar movimento necessariamente. Tensão gerada em uma fibra muscular é 
diretamente proporcional ao número de ligações cruzadas de alta energia entre filamentos grossos e 
finos. 
MIOFIBRILAS SÃO CADEIAS DE SARCÔMEROS FORMADOS POR FILAMENTOS GROSSOS E 
FINOS (ACTINA, TROPONINA E TROPOMIOSINA.) 
MIOFIBRILA EM REPOUSO: dentro de cada sarcômero as extremidades dos filamentos estão 
levemente sobrepostas. Ligações cruzadas de baixa energia. 
MÚSCULO CONTRAI: filamentos deslizam um sobre os outros, encurtando o sarcômero. 
Ligações cruzadas de alta energia. Movimentação das pontes cruzadas depende de ATP e de Ca²⁺ que 
encurta os sarcômeros. 
MIOSINA ATPase (contração): Miosina converte a energia química da quebra do ATP em 
energia mecânica para formar o movimento das ligações cruzadas. A miosina é uma ATPase que 
quebra o ATP e captura energia liberada nesse processo e armazena como energia POTENCIAL 
entre a cabeça da miosina e o eixo longitudinal. Posição engatilhada pronta para disparar o 
movimento de força, energia potencial se transforma em cinética do movimento de força que 
desloca a actina. 
Ca²⁺- ATPase (relaxamento): Bomba serca depende de ATP porque vai contra o gradiente de 
concentração para que ocorra o relaxamento quando retira o Ca²⁺ livre do sarcoplasma e move 
em direção do RS. O Ca²⁺ precisa estar em concentrações mais baixas no sarcoplasma para que 
aconteça o relaxamento, desfazendo a ligação entre Ca²⁺ e troponina. 
Na⁺- ATPase: bombeia os íons que atravessam a membrana durante o PA de volta aos 
compartimentos originais. 
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CONTRAÇÃO MUSCULAR: 
 Neurônio motor libera Ach na JNM e o influxo de Na⁺ através dos nAChr desencadeia um PA na fibra 
muscular. 
 PA chega na placa motora e é propagado pelos TUBULOS T para porção interna da miofibrila, onde 
gera uma mudança conformacional nos receptores DHP (que estão no músculo esquelético acoplados 
aos canais de Ca²⁺ do RS). 
 Mudança conformacional dos DHP abre canais de RyR e desencadeia a liberação de Ca²⁺ do RS para o 
sarcoplasma. E o Ca²⁺ se liga a troponina C que desloca a tropomiosina e libera o sítio de ligação da 
actina para o miofilamento espesso se ligar. 
 Quando acontece essa ligação, ATP É QUEBRADO liberando energia e gerando a movimentação dos 
filamentos, formação das pontes cruzadas e o deslizamento do filamento fino sobre o grosso; 
 Tração de Banda Z sobre Banda Z encurtando o sarcômero, encurta cadeia de sarcômeros, encurta 
miofibrila (se tem série de miofibrilas no músculo), encurta o músculo; 
 Tensão é transferida para os tendões que tracionam os ossos e geram movimento. 
RELAXAMENTO MUSCULAR: 
 Ca²⁺ que está gerando a liberação do sítio ativo precisa ser retirado; 
 ATP precisa ser recolocado na cabeça da miosina para que ela se desligue; 
 Ca²⁺ do sarcoplasma provoca contração muscular que permanece enquanto as concentrações de Ca²⁺ 
continuam altas. 
 Depende da ação da BOMBA SERCA: É um sistema que vai contra o gradiente de concentração (mais 
Ca²⁺ no RS do que no sarcoplasma) e precisa de ATP. 
 A BOMBA SERCA recapta Ca²⁺ para o RS. 
 Menos Ca²⁺ no sarcoplasma desfaz a ligação entre o Ca²⁺ e a troponina. 
 Tropomiosina volta para a posição inicial, recobre o sítio de ligação e se desliga a ponte cruzada 
retornando ao relaxamento. 
CICLO CONTRAÇÃO RELAXAMENTO 
(CICLO RECOMEÇA QUANDO OUTRA MOLÉCULA DE ATP SE LIGA A MIOSINA) 
1) Ligação do ATP e LIBERAÇÃO DA MIOSINA: Ligação do ATP diminui a afinidade de ligação de actina e 
miosina – soltando as duas. 
2) Miosina HIDROLISA O ATP, liberando energia que faz a cabeça da miosina se inclinar e se ligar 
novamente a actina. 
3) Ligações estão fracas porque a tropomiosina cobre parcialmente os sítios de ligação da actina. (A 
maioriadas fibras em repouso estão preparadas para contrair, aguardando o sinal de Ca²⁺). 
4) Ca²⁺ se liga a troponina C que desloca a tropomiosina e libera o sítio de ligação. 
5) Movimento de Força, ou de inclinação das pontes cruzadas, começa após a ligação do Ca²⁺ na troponina. 
6) As ligações cruzadas se transformam em ligações de alta energia e miosina libera o Pi, permitindo o 
deslocamento da cabeça da miosina. 
7) As cabeças se inclinam em direção à linha M, levando o filamento de actina junto. Região da cabeça e 
das dobradiças saem de um ângulo de 90º para 45º. 
8) Miosina libera o ADP ao final do movimento de força, ADP que é o segundo produto da hidrólise do 
ATP. 
9) ADP que sai da cabeça da miosina se liga fortemente a actina, retornando ao estado de rigidez (nem 
ATP ou ADP ligados a miosina). 
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MÚSCULO LISO: 
UNITÁRIO (maioria): CÉLULAS conectadas por JUNÇÕES GAP. 
MULTIUNITÁRIO: CÉLULAS não ligadas eletricamente e de modo independente. 
CONTRAÇÕES FÁSICAS ciclos periódicos de contração e relaxamento e CONTRAÇÕES TÔNICAS 
contraídos de forma contínua. 
SEMELHANÇAS AO MÚSCULO ESQUELÉTICO: 
- A força é criada pelas ligações cruzadas entre actina e miosina que permitem a interação dos 
filamentos deslizantes; - a contração começa quando as concentrações citosólicas de Ca²⁺ 
aumentam; - mesmos elementos contráteis do músculo esquelético que interagem por ligações 
cruzadas e a presença do RS para armazenamento do Ca²⁺. 
DIFERENÇAS: 
Músculo liso tem mais actina que o músculo esquelético e a actina está associada a tropomiosina 
mas não a troponina. Sem túbulos T mas RS associado as cavéolas. 
Filamentos de miosina são mais longos e toda superfície do filamento está recoberta pelas 
cabeças da miosina = Organização que permite ao músculo liso maior estiramento enquanto 
mantém sobreposição suficiente para gerar uma tensão ideal. PROPRIEDADE IMPORTANTE para 
os órgãos internos como a bexiga em que o volume varia durante enchimento e esvaziamento. 
Citoesqueleto da célula muscular lisa: filamentos intermediários + corpos densos. As fibras do 
citoesqueleto que ligam os corpos densos a membrana plasmática mantém a actina no lugar. 
FOSFORILAÇÃO (MLCK) E DESFOSFORILAÇÃO (MLCP) DAS CADEIAS LEVES DE MIOSINA 
CONTROLAM A CONTRAÇÃO E RELAXAMENTO DO MÚSCULO LISO: 
CONTRAÇÃO: começa quando as concentrações citosólicas de Ca²⁺ aumentam após a entrada a 
partir do LEC e a liberação do RS. Os íons Ca²⁺ se ligam a CALMODULINA e o complexo Ca²⁺CaM 
ATIVA A ENZIMA CINASE DA CADEIA LEVE DE MIOSINA (MLCK). A fosforilação da miosina 
intensifica a atividade da miosina-ATPase aumentando a tensão muscular pela ligação a actina e os 
ciclos das ligações cruzadas. Isoforma da miosina-ATPase é mais lenta e os ciclos das ligações 
cruzadas são menos frequentes. Para contração = + MLCK do que MLCP. 
A ATIVIDADE DA MIOSINA-ATPase é reduzida pela MLCP – DESFOSFORILAÇÃO. 
A DESFOSFORILAÇÃO DA MIOSINA pode permanecer em contração isométrica ou estado de 
tranca – é a condição que mantém a tensão muscular com um consumo mínimo de ATP. Fator 
importante na capacidade do músculo liso de sustentar a contração sem entrar em fadiga. 
RAZÃO: MLCK / MLCP que determina o estado de contração do músculo liso. 
MLCP do músculo liso está sempre ativa em algum grau, sendo a atividade da MLCK o fator 
crítico, dependente do complexo Ca²⁺CaM. 
RELAXAMENTO: Ca²⁺ é removido do citosol quando a Ca²⁺-ATPase o bombeia de volta para o RS. 
Parte do Ca²⁺ é bombeado para fora da célula com a ajuda da Ca²⁺-ATPase e do NCX (trocador de 
Na⁺ e Ca²⁺). Uma redução do Ca²⁺ citosólico faz o Ca²⁺ se desligar da CaM. (Lei de Ação das Massas). 
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SEM O COMPLEXO Ca²⁺CaM a MLCK se torna menos ativa e a MLCP desfosforia a miosina e a 
atividade da miosina-ATPase diminui e o músculo relaxa. 
Além do Ca²⁺ e sua relação sobre a atividade da MLCK, existem sinais químicos que regulam a 
contração do músculo liso (neurotransmissores, hormônios e moléculas parácrinas alteram a 
sensibilidade do músculo liso ao Ca²⁺ por modularem a ação da MLCP. 
 Se o complexo Ca²⁺CaM e a atividade da MLCK se mantiverem constantes, mas a atividade da 
MLCP AUMENTAR a razão MLCK/MLCP muda e a MLCP domina a situação. A miosina-ATPase é 
desfosforilada e a força contrátil diminui, mesmo que as concentrações de Ca²⁺ citosólico não se 
modifique e o Ca²⁺ é menos efetivo para realizar a contração. 
Em contrapartida, moléculas sinalizadoras diminuem a atividade da MLCP e tornam as células mais 
sensíveis ao Ca²⁺ e mesmo sem alterar a concentração de Ca²⁺ a força contrátil aumenta. 
A liberação do Ca²⁺ do RS é mediada pelo RyR que se abre em resposta a entrada de Ca²⁺ na célula 
(liberação de Ca²⁺ induzida por Ca²⁺) e por um canal receptor de IP3 que se abre quando receptores 
acoplados a proteína G ativam as vias de transdução de sinal da fosfolipase C. IP3 se liga ao canal 
receptor de IP3 do RS, o canal abre e o Ca²⁺ flui do RS para o citosol. 
Células musculares lisas tem estoques de Ca²⁺ suficientes para a contração, mas parte do Ca²⁺ se 
perde para o LEC pelas bombas de membrana. Quando estoques de Ca²⁺ do RS diminuem, uma 
proteína sensor (STIM1) presente na membrana do RS interage com os canais de Ca²⁺ operados por 
estoque que permitem a entrada de Ca²⁺ na célula e a Ca²⁺-ATPase transporta o Ca²⁺ para dentro 
do RS. 
A MAIORIA DOS NEUROTRANSMISSORES OU HORMÔNIOS QUE CONTROLAM O 
MÚSCULO LISO SE LIGA A GPCR 
NORADRENALINA NA MUSCULATURA LISA: 
α IP3 = contração / β2 AMPc = relaxamento. 
IP3 abre canais de Ca²⁺ dependentes de IP3 da membrana do RS liberando Ca²⁺. DAG inibe 
indiretamente MLCP, aumentando a razão MLCK/MLCP gerando a atividade das ligações cruzadas 
e tensão muscular. 
Sinais que aumentam a produção de AMPc relaxam a musculatura lisa pelos mecanismos de baixas 
concentrações citosólicas de Ca²⁺ quando canais de IP3 são inibidos e a Ca²⁺ATPase é ativada; de 
vazamento de K⁺ hiperpolariza a célula e diminui a probabilidade de entrada de Ca²⁺ pelos canais 
voltagem dependentes; aumento da atividade da MLCP que inativa a miosina-ATPase e reduz a 
tensão muscular. 
Sinais parácrinos: liberados localmente podem alterar a contração do músculo liso. 
Asma = musculatura lisa das vias aéreas contrai em resposta a histamina, que pode ser revertida pela 
administração de adrenalina, neuro-hormônio que relaxa o músculo liso dilatando as vias aéreas. 
NO = gás sintetizado pelas células endoteliais dos vasos sanguíneos e relaxa a musculatura lisa 
adjacente, que regula o diâmetro dos vasos sanguíneos. 
Células musculares lisas atuam como centro de integração, já que diferentes sinais opdem atuar 
sobre a musculatura lisa simultaneamente. 
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MÚSCULO CARDÍACO: 
Fibras musculares estriadas, mononucleadas e com sarcômeros. São mais curtas que a do músculo 
esquelético. 
As células musculares cardíacas individuais se ramificam e se juntam com células vizinhas criando 
uma rede complexa. As junções celulares especializadas = discos intercalares que tem 2 componentes: 
desmossomos e junções comunicantes. Desmossomos são conexões fortes que mantem as células 
unidas, permitindo que a força criada em uma célula seja transferia para a célula vizinha. Junções GAP 
conectam eletricamente as células musculares cardíacas umas às outras, permitindo que as ondas de 
despolarização se espalhem rapidamente de célula a célula de modo que as células do músculo cardíaco 
se contraem quase que simultaneamente. 
Algumas fibras tem potenciais marca-passo de modo similar a alguns músculos lisos. Túbulos T 
maiores do que as céls musculares esqueléticas e RS menor, por isso o músculo cardíaco depende em 
parte do Ca²⁺ extracelular. 
Está sob modulaçao do sistema nervososimpático, parassimpático e hormonal. 
SINAL PARA CONTRAÇÃO = MIOGÊNICO, originado dentro do próprio coração. 
O sinal para contração miocárdica não é proveniente do SNC, mas de células miocárdicas 
especializadas, as CÉLULAS AUTOEXCITÁVEIS (células marca-passo) que determinam a frequência dos 
batimentos cardíacos. 
Células autoexcitáveis são menores e contém poucas fibras contráteis. Seus sarcômeros não estão 
organizados, então as células autoexcitáveis não contribuem para a força contrátil do coração. 
CONTRAÇÃO: 
1. Despolarização rápida do PA pela entrada de Na⁺, tem um PA mais longo pela entrada de 
Ca²⁺. 
2. A despolarização começa no SA, as céls autoexcitáveis no átrio direito servem como 
principal marca-passo do coração. PA que se origina espontaneamente nas células marca-
passo do coração inicia o acoplamento E-C. 
3. A onda de despolarização se propaga para céls vizinhas pelas junções GAP. 
4. PA que entra na célula contrátil se move pelo sacolema e entra nos túbulos T onde abre os 
canais de Ca²⁺ dependentes de voltagem e o Ca²⁺ entra nas células a favor do gradiente 
eletroquímico. A entrada de Ca²⁺ abre RyR no RS. 
5. Liberação de Ca²⁺ induzida pelo Ca²⁺. Quando os RyR se abrem o Ca²⁺ estocado flui para fora 
do RS e entra no citosol. 
6. A abertura múltipla de diferentes canais RyR se somam para criar o Sinal de Ca²⁺. 
7. A liberação de Ca²⁺ do RS fornece 90% do Ca²⁺ necessário para contração muscular e os 10% 
restantes entram pelo LEC. 
8. Ca²⁺ se difunde para o citosol aos elementos contráteis, se liga a troponina e inicia o ciclo de 
formação das pontes cruzadas e o movimento de deslizamento dos filamentos. 
 
 
 
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RELAXAMENTO: Com a redução das concentrações citosólicas de Ca²⁺, o Ca²⁺ se desliga da 
troponina liberando a actina da miosina e os filamentos contráteis deslizam de volta a posição 
relazada. O Ca²⁺ é transportado de volta para o RS pela Ca²⁺ATPase. MAS, o Ca²⁺ também é 
removido de dentro da célula pelo NCX. Um Ca²⁺ vai para a fora em troca de 3 Na⁺ para dentro da 
célula a favor do gradiente eletroquímico. O Na⁺ que entra na célula é removido pela Na⁺K⁺ 
ATPase. 
Uma via internodal ramificada conecta o nó SA no nó AV. PA gerado no Nodo Sinusal se 
propaga até o nodo AV que se propaga pelos feixes de His e atinge as fibras de Purkinje se 
propagando por toda parede ventricular. 
Do nodo AV, a despolarização se move para os ventrículos, pelas fibras de Purkinje que são 
células de condução especializada dos ventrículos e transmitem os sinais elétricos rapidamente 
pelo Feixe de His no septo ventricular. O feixe de His se divide em ramos que continuam se 
deslocam para o ápice do coração, onde se dividem em pequenas fibras de Purkinje. 
A condução elétrica é rápida através das vias de condução internodais e mais lenta através das 
células contráteis do átrio. Quando os PAs se espalham através dos átrios eles encontram o 
esqueleto fibroso do coração que divide os átrios dos ventrículos, sendo o nodo AV o único 
caminho por onde os potenciais de ação podem passar para encontrar as fibras contráteis 
ventriculares. 
Os sinais elétricos são direcionados através do nó AV porque o sangue que é bombeado para fora 
dos ventrículos é feito por aberturas localizadas na parte superior dessas câmaras cardíacas. 
Se o impulso elétrico vindo dos átrios fosse conduzido diretamente para os ventrículos, estes 
iniciariam a contração pela parte superior e o sangue seria impulsionado para baixo e ficaria 
represado na parte inferior dos ventrículos. A contração do ápice para a base empurra o sangue 
para as aberturas das artérias situadas na base do coração. 
A ejeção do sangue dos ventrículos é ajudada pelo arranjo em espiral dos músculos nas paredes. 
Quando eles se contraem, aproximam o ápice da base, impulsionando o sangue para fora através 
das aberturas no topo dos ventrículos. 
AV também atrasa um pouco a condução do PA, que permite que os átrios completem suas 
contrações antes do início da contração ventricular. O atraso acontece pela diminuição na 
velocidade de condução dos sinais através das células nodais.