Aula 2 (AFH) Sistema Locomotor

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SISTEMA LOCOMOTOR
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SISTEMA LOCOMOTOR
- Função principal:
	. Sustentar e permitir a movimentação e locomoção do corpo no espaço.
Sistema esquelético
Sistema muscular
Sistema articular
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SISTEMA ESQUELÉTICO
Órgãos constituintes: OSSOS
Funções:
- sustentação: estrutura para o corpo, sustentando os tecidos moles.
 proteção: protege muitos órgão vitais (SNC e órgão torácicos).
 auxílio ao movimento: os músculos esqueléticos são fixados nos ossos, permitindo o tracionamento dos mesmos, gerando movimento.
 homeostase do cálcio: armazena cálcio, podendo disponibilizá-lo para outros tecidos e mantendo a sua homeostase.
 
 produção de células sanguíneas: o interior de certos ossos é preenchido por um tecido conjuntivo denominado medula óssea, responsável por originar as células sanguíneas (hematopoiese).
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Divisões do Sistema Esquelético: 
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Tipos de ossos:
 ossos longos: têm comprimento maior que a largura. Ex.: ossos dos membros inferiores (fêmur, tíbia) e superiores (úmero, rádio).
 ossos curtos: levemente cubóides, quase iguais em comprimento e largura Ex.: ossos presentes nas mãos e nos pés (carpo e falanges).
 ossos planos: achatados, normalmente proporcionando proteção à órgãos. Ex.: ossos do crânio, esterno e as costelas.
 ossos irregulares: com formas complexas que não se enquadram em nenhuma das três categorias anteriores. Ex.: vértebras e alguns ossos faciais.
SISTEMA ESQUELÉTICO
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Estrutura do osso longo:
- epífise: são as extremidades.
 metáfise: porção intermediária entre a diáfise e as epífises.
 diáfise: corpo do osso.
 cartilagem epifisial: fina camada de cartilagem que reveste a parte da epífise que forma articulação.
 periósteo: membrana de tecido conjuntivo denso que reveste a superfície óssea não coberta pela cartilagem epifisial.
 osso esponjoso: formado por rede irregular de colunas ósseas (trabéculas). Nos espaços formados entre as trabéculas se localiza a medula óssea vermelha (nos adultos).
 osso compacto: apresenta poucos espaços e forma a camada externa de todos os ossos e o maior volume das diáfises dos ossos longos.
 cavidade medular: espaço interno da diáfise, preenchido principalmente pela medula óssea amarela (maior proporção de células adiposas).
 endósteo: membrana conjuntiva que reveste a cavidade medular.
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Histologia do osso:
Osso esponjoso
Tipos celulares: 
	- osteoblastos: células formadoras de osso. Sintetizam e secretam as fibras colágenas e outros componentes orgânicos que constituem a matriz do osso. Ficam circundados pela matriz, transformando-se em osteócitos.
	- osteócitos: células ósseas maduras, mantenedoras da matriz óssea.
	- osteoclastos: célula multinucleada resultante da fusão de cerca de 50 monócitos. Liberam enzimas e ácidos que digerem a matriz óssea, sendo este processo de destruição denominado reabsorção.
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Histologia do osso:
Osso compacto
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Manutenção dos ossos:
Remodelamento ósseo: o tecido ósseo é constantemente reconstituído (osso velho é continuamente destruído e novo tecido ósseo é formado em seu lugar)
	- Reabsorção pelos osteoclastos: processo responsável por destruir a matriz de ossos velhos e disponibilizar seus minerais (em especial o cálcio) para o resto do corpo.
	- Construção de nova matriz óssea pelos osteoblastos: deposição de minerais e de colágeno.
Metabolismo ósseo (crescimento no jovem, remodelamento ósseo e reparo de fratura):
	- depende do equilíbrio entre a ação dos osteoclastos e dos osteoblastos
	- é influenciado por vários fatores:
		. disponibilidade de minerais (cálcio, fósforo e magnésio)
		. vitaminas A, C e D
		. hormônios
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Homeostase do cálcio:
- os ossos são o maior reservatório de cálcio do corpo (99% da quantidade total)
- funcionam como um “tampão” do nível de cálcio no sangue (libera cálcio quando os níveis caem e armazenam cálcio quando os níveis aumentam)
- Hormônio paratireóideo (PTH): principal hormônio envolvido na regulação da troca de cálcio entre os ossos e o sangue 
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Homeostase do cálcio:
- Calcitonina: hormônio produzido pela glândula tireóide que também está envolvido na homeostase do cálcio (tem efeito oposto ao do PTH)
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SISTEMA ARTICULAR
ARTICULAÇÃO: ponto de contato entre ossos, entre osso e cartilagem ou entre osso e dente.
É formada por tecido conjuntivo flexível
Funções: mantém os ossos unidos e permitir movimentos.
A função de uma articulação é definida pela sua estrutura
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Classificação estrutural das articulações:
SISTEMA ARTICULAR
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Classificação funcional das articulações:
SISTEMA ARTICULAR
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Articulação fibrosa:
SISTEMA ARTICULAR
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Articulação cartilaginosa:
SISTEMA ARTICULAR
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Articulação sinovial:
SISTEMA ARTICULAR
Os ossos são unidos por ligamentos (feixes de fibras de tecido denso conjuntivo denso). Os ligamentos podem ser:
 extracapsulares (fora da cápsula articular): membrana fibrosa
 intracapsulares (dentro da cápsula articular): Ex.: ligamentos cruzados do joelho.
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SISTEMA MUSCULAR
Órgãos constituintes: MÚSCULOS ESQUELÉTICOS
Funções:
 produção de movimento
Regular o volume dos orgaos
 estabilização das posições do corpo (postura ereta ou sentada, sustentação da cabeça ereta) 
Mover as Substancias no interior do corpo
 produzir calor (calafrios e exercícios)
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Estrutura do músculo esquelético:
Célula (fibra) muscular esquelética: sincício, contendo vários núcleos dentro de um mesmo citoplasma
Tendão: cordão de tecido conjuntivo formado pela extensão do epimísio, perimísio e endomísio. Tem a função de fixar o músculo a um osso.
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Estrutura da fibra muscular esquelética:
	- sarcolema: membrana plasmática da fibra muscular. Formam internamente um sistema de túbulos transversais denominados sistema T.
	- sarcoplasma: citoplasma da fibra muscular.
	- retículo sarcoplasmático: retículo endoplasmático da fibra muscular, se estendendo por todo o sarcoplasma. Armazena o cálcio necessário para o processo de contração muscular.
	- sarcômero: unidade funcional básica da miofibrila. São separados por zona sinuosa denominada disco Z.
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Estrutura da fibra muscular esquelética:
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Estrutura da fibra muscular esquelética:
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- Filamento espesso:
composto por cerca de 200 filamentos de miosina
- Filamento delgado:
composto principalmente por actina, mas também por troponina e tropomiosina.
Estrutura da fibra muscular esquelética:
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Mecanismo do Filamento Deslizante
 Os filamentos delgados deslizam sobre os filamentos espessos, em direção ao centro do sarcômero;
 A banda I e a zona H tornam-se mais estreitas, até sumirem completamente quando ocorre a sobreposição total dos filamentos delgados e espessos na contração máxima;
 O resultado desse estreitamento é o encurtamento das miofibrilas e, consequentemente, de toda a fibra muscular.
Fisiologia da contração muscular:
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Junção Neuromuscular
 Sinapse entre um motoneurônio e uma fibra muscular;
 Um motoneurônio estabelece sinapses com um certo número de fibras musculares de um músculo esquelético. O conjunto do motoneurônio e suas fibras inervadas denomina-se unidade motora;
 O número de fibras de uma unidade motora varia:
.músculos que controlam movimentos finos - poucas fibras (menos de 10).
.músculos que controlam movimentos amplos e de maior força - muitas fibras (até 2.000).
Membrana pós-sináptica
pela enzima
acetilcolinesterase (AChE)
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Fisiologia da contração muscular:
- A junção neuromuscular é uma sinapse colinérgica, ou seja, o neurotransmissor envolvido é a acetilcolina (ACh).
- O receptor colinérgico envolvido é o nicotínico, que é um canal de sódio.
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Contração:
 Engatilhada pelo Ca2+ liberado pelo retículo sarcoplasmático ao sarcoplasma, através da abertura dos canais de Ca2+ dependentes de voltagem.
 o Ca2+ se liga à troponina, levando-a a sofrer
uma alteração conformacional que desbloqueia o sítio de ligação à miosina da actina (que normalmente fica bloqueado pelo complexo troponina-tropomiosina)
Relaxamento:
 A AChE degrada a ACh e interrompe a despolarização da fibra muscular
 A Ca2+-ATPase presente no RS retorna o Ca2+ do sarcoplasma para o RS.
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Ciclo de contração
Fisiologia da contração muscular:
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Tônus muscular
- Contração involuntária de algumas unidades motoras quando o músculo não está inteiro em contração (ou seja, em repouso).
 Na manutenção do tônus, pequenos grupos de unidades motoras são ativados alternadamente (um grupo formado de poucas unidades é ativado, sendo depois inativado concomitantemente com a ativação de outro pequeno grupo). 
 Tem a finalidade de manter um nível constante de contração de fibras musculares para:
	. iniciar a contração de um músculo inteiro mais rapidamente após receber impulsos voluntários dos motoneurônios, mantendo os músculos preparados para entrar em ação; 
	. manter a postura corporal (especialmente no caso dos músculos fixados no esqueleto axial responsáveis por esta manutenção).
 É causado pela estimulação nervosa gerada pelo encéfalo ou pela medula espinhal, mas é um processo involuntário (inconsciente). Quando o nervo que estimula um músculo é cortado, este perde tônus e se torna flácido.
 Estados de tensão emocional podem aumentar o tônus muscular, causando a sensação física de tensão muscular. Nesta condição, gasta mais energia que o normal e isso causa a fadiga.
Fisiologia da contração muscular:
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Metabolismo energético do músculo esquelético
 A contração representa uma alta demanda de ATP.
 A quantidade de ATP presente no sarcoplasma de uma fibra muscular é suficiente para manter a contração por poucos segundos.
 As fibras musculares têm três fonte para a produção de ATP:
	. respiração aeróbia
	. fosfocreatina (creatina fosfato)
	. fermentação láctica (glicólise + síntese de lactato a partir do piruvato)
 Em repouso a fibra muscular produz um excesso de ATP, que transmite sua energia e um fosfato para um outro composto, a creatina, formando a fosfocreatina, que é mais estável e permanece por mais tempo armazenada na célula. Em uma contração, este composto cede a energia e o fosfato de volta para a produção de ATP.
 No repouso muscular, a quantidade de fosfocreatina é em torno de cinco vezes maior que a quantidade de ATP.
Fisiologia da contração muscular:
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Metabolismo energético do músculo esquelético
- Quando fazemos um esforço muscular intenso, a quantidade de oxigênio que chega nos músculo, não é o suficiente para fornecer toda a energia necessária para a atividade desenvolvida. Então as fibras musculares passam a realizar fermentação láctica para a manutenção da síntese de ATP.
Fisiologia da contração muscular:
 O acúmulo do lactato (ácido láctico) no interior da fibra produz dores, cansaço e cãibras. Uma parte desse ácido é posteriormente secretada e conduzida pela corrente sanguínea ao fígado, onde é convertido em piruvato (ácido pirúvico). 
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Metabolismo energético do músculo esquelético
- O sarcoplasma da fibra muscular contém mioglobina, uma proteína que, assim como a hemoglobina, apresenta afinidade pelo O2.
 A mioglobina funciona como um reservatório de O2, liberando-o quando sua concentração é reduzida em função do consumo durante o processo de contração prolongada.
 A contração prolongada leva ao aumento das freqüências respiratória e cardíacas, melhoram o aporte de O2 aos músculos.
 Após a contração, estas freqüências permanecem aumentadas por um período, fazendo com que a captação de O2 permanece acima do nível observado no repouso. Esse excesso de O2 captado após o exercício é denominado débito de oxigênio.
 A função do débito de oxigênio não é totalmente compreendida, sendo as prováveis explicações para este fenômeno:
	. restauração dos estoques de O2 da mioglobina;
	. ressíntese de fosfocreatina;
	. conversão do lactato em reservas de glicose (glicogênio);
	. elevada temperatura corporal, resultante da produção de calor pela contração prolongada. Isto aumenta a velocidade das reações metabólicas, inclusive as dependentes de ATP, mantendo a alta demanda por O2.
Fisiologia da contração muscular:
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Fadiga muscular
 Incapacidade de um músculo contrair-se vigorosamente após longa atividade.
 Fatores envolvidos na fadiga muscular:
	. liberação reduzida de Ca2+ pelo RS
	. depleção da fosfocreatina
	. pouco oxigênio
	. esgotamento de glicogênio e outras reservas energéticas
	. acidose láctica, causada pelo acúmulo de ácido láctico? - dogma questionável!
Fisiologia da contração muscular:
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Controle da tensão (força) muscular
Fisiologia da contração muscular:
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Controle da tensão (força) muscular
Fisiologia da contração muscular:
- Quando a freqüência de estimulação alcança cerca de 90 estímulos (potenciais de ação) por segundo, o resultado é a tetania fundida. Neste caso, não existe relaxamento parcial entre os estímulos, sendo a força de contração constante e sustentada.
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Recrutamento de unidades motoras
 Processo em que ocorre ativação simultânea de certo número de unidades motoras de um músculo esquelético durante a contração voluntária. Esse número varia de acordo com a necessidade.
 Os vários motoneurônios que inervam um músculo disparam assincronicamente. Desta forma, enquanto algumas unidades estão em contração, outras estão relaxadas.
 Esse processo retarda a fadiga muscular.
 Em movimentos precisos e suaves, poucas unidades são recrutadas, permitindo pequenas contrações que resultam na precisão e na suavidade. Isso acontece preferencialmente em músculos que apresentam muitas unidades motoras (e, portanto, cada uma contendo pequeno número de fibras musculares).
 Em movimentos rápidos e de força, muitas unidades são ativadas simultaneamente, permitindo rapidez e maior tensão. Isso acontece preferencialmente em músculos que apresentam poucas unidades motoras (e, portanto, cada uma contendo grande número de fibras musculares).
Fisiologia da contração muscular:
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Tipos de fibra muscular esquelética
 Fibra oxidativa lenta (OL) (fibra vermelha):
	. diâmetro pequeno
	. cor vermelho-escura devido a grande quantidade de mioglobina
	. gera ATP principalmente pela respiração aeróbia (apresenta muitas mitocôndrias no sarcoplasma)
	. apresenta contração lenta
	. é muito resistente à fadiga e capaz de contrações longas e sustentadas
- Fibra oxidativo-glicolítica rápida (OGR):
	. diâmetro intermediário
	. cor vermelho-escura devido a grande quantidade de mioglobina
	. gera ATP tanto pela respiração aeróbia como pela fermentação láctica
	. apresenta contração mais rápida que a da OL
	. apresenta resistência moderada à fadiga
- Fibra glicolítica rápida (GR) (fibra branca):
	. diâmetro grande e contém a maioria das miofibrilas
	. cor esbranquiçada devido a pouca quantidade de mioglobina
	. geram ATP principalmente pela respiração anaeróbia (fermentação láctica)
	. apresentam contração mais rápida e mais forte
	. são pouco resistentes à fadiga
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Tipos de fibra muscular esquelética
 A maioria dos músculos esqueléticos é uma mistura desses três tipos de fibras, cerca de metade sendo do tipo OL.
 Uma unidade motora só apresenta fibras musculares de um mesmo tipo.
 As unidades motoras de cada tipo são recrutadas de acordo com a necessidade:
	. movimentos finos e precisos ou contrações para manutenção postural: unidades motoras de fibras OL são preferencialmente recrutadas
	. movimentos de força intermediária: unidades motoras de fibras OGR são também recrutadas
	. movimentos rápidos e muito fortes: unidades motoras de fibras GR são preferencialmente recrutadas. 
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Produção de movimento e tipos de contração muscular
Fisiologia da contração muscular:
 A maioria dos músculos esqueléticos atravessa pelo menos uma articulação
e se fixa nos ossos articulantes que formam a articulação.
 Quando o músculo se contrai, traciona um osso em direção ao outro, produzindo movimento.
 Sempre um dos osso se mantém na posição original, sendo o osso estacionário. A fixação do músculo neste osso é denominada inserção proximal ou de origem.
 A fixação do músculo no osso móvel é denominada inserção distal ou terminal.
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 Isométrica: não há mudança no comprimento do músculo, mas sim na sua tensão (força).
Ex.: um músculo sustentando um peso pode variar a força de contração sem alterar seu comprimento.
Fisiologia da contração muscular:
Produção de movimento e tipos de contração muscular
 Isotônica: há mudança no comprimento do músculo, mas não na sua tensão (força).
Ex.: um músculo levantando um peso encurta seu comprimento podendo manter a força de contração constante.