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Aula - estrutura e função as fibras musculoesqueléticas

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Estrutura e Função das 
Fibras Musculares
Patricia Chakur Brum
pcbrum@usp.br
Sumário
1. Adaptações do músculo esquelético ao exercício: corpo
de conhecimento ainda recente
2. Estrutura e classificação das fibras: do empírico aos
avanços da tecnologia
3. Fibras puras e híbridas: mudança de paradigma na
fisiologia do ME
4. A composição de fibras do músculo é um dos
determinantes do rendimento no esporte?
5. A composição de fibras do músculo é alterada em
doenças crônico degenerativas?
6. Tarefas próxima aula
7. Prática: métodos de avaliação dos tipos de fibras
 O fato de o músculo esquelético se adaptar ao
treinamento de força já era bem conhecido pelos gregos e
romanos, mas em 1628, William Harvey afirmou “the more
muscular and powerful men are, the firmer the flesh”
 Estudos com exercício físico foram inicialmente realizados
por ganhadores de prêmio Nobel
 August Krogh (1920)
 AV Hill (1922)
 Anos 60: advento do grande crescimento de pesquisa
para verificar a adaptabilidade do músculo esquelético ao
exercício
 Até essa época se reconhecia que o músculo esquelético
hipertrofia frente ao TF de força, mas não se sabia que o
músculo esquelético se adaptava metabolicamente ao TF
Bergström e Hultman (Estocolmo 1962) 
Plunger
Circular
guilotine
Outer
needle
Syringe to
generate
suction
Há apenas 49 anos conhecemos que o músculo
esquelético se adapta morfo-funcionalmente ao estímulo
do treino
Biopsy , muscle, human, exercise
1966 2000
1.300 trabalhos
Mar 2015
5016 trabalhos
Sumário
1. Adaptações do músculo esquelético ao exercício: corpo
de conhecimento ainda recente
2. Estrutura e classificação das fibras: do empírico aos
avanços da tecnologia
3. Fibras puras e híbridas: mudança de paradigma na
fisiologia do ME
4. A composição de fibras do músculo é um dos
determinantes do rendimento no esporte?
5. A composição de fibras do músculo é alterada em
doenças crônico degenerativas?
6. Tarefas próxima aula
7. Prática: métodos de avaliação dos tipos de fibras
• 1873 Ranvier
Coloração avermelhada e contração mais lenta
Classificação
Fibras lentas vermelha
Fibras rápidas branca
Int. J. Morphol., 25(3)529-536, 2007.
SóleoEDL
• Características bioquímicas das fibras musculares
Diferentes métodos histoquímicos têm sido propostos para 
diferenciar os subtipos de fibras musculares, mas o método 
mais usado para todos os propósitos é a histoquímica para 
miosina ATPase (Engle, 1962).
Velocidade de contração
• Características bioquímicas das fibras musculares
Fibra Tipo I lenta
Fibra Tipo IIA (intermediária) rápida
Fibra Tipo IIB rápida
pH 10.3 pH 4.3
36 humanos (Johnson, 1973)
Variação na proporção dos tipos de fibras em diferentes
músculos, com exceção do sóleo (↑ I) e orbicularis (↑ II).
Fibra Tipo I lenta vermelha
Fibra Tipo IIA (intermediária) rápida branca
Fibra Tipo IIB rápida branca
• Características bioquímicas das fibras musculares
Proporção de Tipos de Fibras em diferentes músculos
Fibra Tipo I lenta vermelha oxidativa SO
Fibra Tipo IIA (intermediária) rápida branca oxida/glico FOG
Fibra Tipo IIB rápida branca glicolítica FG
Atividade Oxidativa
SDH (succinato dehidrogenase)
• Características bioquímicas das fibras musculares
Atividade Glicolítica
α-GPDH (Alfa glicerol fosfato dehidrogenase)
Fibra Branca Fibra vermelha
• Características estruturais das fibras musculares
• Características estruturais das fibras musculares
• Características estruturais das fibras musculares
Nomenclatura das Fibras
Parâmetro Designação 
Tipo de contração 
Tônicas 
Fásicas 
Tempo de contração 
Lentas 
Rápidas 
Rendimento 
Fatigável 
Não fatigável 
Aparência 
Vermelhas 
Brancas 
Atividade enzimática 
Oxidativas 
Glicolíticas 
 
 
Biologia molecular e características 
moleculares das fibras musculares
Biologia molecular
Filamento de miosina
Em um filamento grosso há ~ 300 
moléculas de miosina
Biologia molecular
Filamento de miosina
Em um filamento grosso tem ~ 300 
moléculas de miosina
Filamento de miosina
Meromiosina leveMeromiosina pesada
+
Tripsina
+
Papaína
S1
S2
Ultraestrutura miosina
Molécula Hexamérica: 2 MHC (200 kDa)
4 MLC (16-28 kDa)
MHCIβ Fibra Tipo I
MHCIIa Fibra Tipo IIA
MHCIId/x Fibra Tipo IIX / D
MHCb Fibra Tipo IIB
MLC Essencial
MLC Regulatória
MHC
Meromiosina pesada
Fibra Tipo I MHCIβ
Fibra Tipo IIA MHCIIa
Fibra Tipo IIB (IIX/D) MHCIId/x
• Características moleculares das fibras musculares
1990, Staron & Pette
MHCIβ
MHCIIa
MHCIIb
MHCIId/x
Miosina 
ATPase
MHCIIx
MHCIIa
MHCIIb
MHCIβ
Filamento Isoforma lenta Isoforma rápida
Filamento fino
Tropomiosina TMαs < TMβ TMαf > TMβ
Troponina
Troponina T
Troponina C
Troponina I
JJJJ
TnT1s, TNT2s
TnCs
TnIs
JJJJ
TnT1f, TNT2f TnT3f, TNT4f
TnCf
TnIf
Filamento grosso
Miosina de cadeia pesada MHC1 MHCIIa, MHCIId(X), MHCIIb
Miosina de cadeia leve
Essencial
Regulatória
JJJJ
ELC1sa, ELC1sb
RLC2s
JJJJ
ELC1f, ELC3f
RLC2f
• Características moleculares das fibras musculares
Sumário
1. Adaptações do músculo esquelético ao exercício: corpo
de conhecimento ainda recente
2. Estrutura e classificação das fibras: do empírico aos
avanços da tecnologia
3. Fibras puras e híbridas: mudança de paradigma na
fisiologia do ME
4. A composição de fibras do músculo é um dos
determinantes do rendimento no esporte?
5. A composição de fibras do músculo é alterada em
doenças crônico degenerativas?
6. Tarefas próxima aula
7. Prática: métodos de avaliação dos tipos de fibras
Fibras puras: fibras cuja característica é única e expressam 
somente um tipo de MHC 
Ex: I MHCIβ
IIA MHCIIa
IIB MHCIIb/IId
Fibras híbridas: fibras que expressam mais de uma isoforma 
de MHC 
% Fibras híbridas---alta em músculos em transformação
“Natureza transitória”
Década de 80
Miosina 
ATPase
Sumário
1. Adaptações do músculo esquelético ao exercício: corpo
de conhecimento ainda recente
2. Estrutura e classificação das fibras: do empírico aos
avanços da tecnologia
3. Fibras puras e híbridas: mudança de paradigma na
fisiologia do ME
4. A composição de fibras do músculo é um dos
determinantes do rendimento no esporte?
5. A composição de fibras do músculo é alterada em
doenças crônico degenerativas?
6. Tarefas próxima aula
7. Prática: métodos de avaliação dos tipos de fibras
Fink et al. 1977
14 fundistas de elite
18 corredores de meia distância amadores
19 sedentários
2 maratonistas com os melhores tempos de maratona (2h 18 min)
1o) 50% de fibras vermelhas 2o) 98% de fibras vermelhas
Sumário
1. Adaptações do músculo esquelético ao exercício: corpo
de conhecimento ainda recente
2. Estrutura e classificação das fibras: do empírico aos
avanços da tecnologia
3. Fibras puras e híbridas: mudança de paradigma na
fisiologia do ME
4. A composição de fibras do músculo é um dos
determinantes do rendimento no esporte?
5. A composição de fibras do músculo é alterada em
doenças crônico degenerativas?
6. Tarefas próxima aula
7. Prática: métodos de avaliação dos tipos de fibras
Miopatia esquelética na IC
I II
Histoquímica para miosina ATPase (pH 9,4)
Controle IC
I
III
II
Sumário
1. Adaptações do músculo esquelético ao exercício: corpo
de conhecimento ainda recente
2. Estrutura e classificação das fibras: do empírico aos
avanços da tecnologia3. Fibras puras e híbridas: mudança de paradigma na
fisiologia do ME
4. A composição de fibras do músculo é um dos
determinantes do rendimento no esporte?
5. A composição de fibras do músculo é alterada em
doenças crônico degenerativas?
6. Tarefas próxima aula
7. Prática: métodos de avaliação dos tipos de fibras
Caso 1
Dona Amélia, 65 anos. É hipertensa, mas encontra-
se sob uso de medicamento anti-hipertensivo.
Queixa-se de que se cansa muito ao subir escadas,
cai com frequência e com isso prefere não se
movimentar muito. Por que D. Amélia sofre tantas
quedas? O que vc acha que ocorre com o músculo
esquelético com a senescência? O que vc
recomendaria para a D. Amélia?
Caso 2
A Etiópia fez dobradinha na 90ª edição da
Corrida Internacional de São Silvestre,
prova de rua mais tradicional da América
Latina. Na disputa masculina, Dawit
Admasu venceu com o tempo de
45min04s, garantindo o lugar mais alto
do pódio a seu País, que também levou
no feminino com Ymer Wude Ayalew.
Observando o biotipo dos atletas e
pensando no seu sistema muscular
esquelético, quais seriam as adaptações
musculares que contribuiriam para o
sucesso na prova?
Tarefa 3
 Ler e trazer resenha do artigo intitulado: “Myosin 
heavy chain isoform distribution in single fibres 
of bodybuilders”
Kesidis N et al. 2008 Eur. J. Appl. Physiol 103:579-83.
Sumário
1. Adaptações do músculo esquelético ao exercício: corpo
de conhecimento ainda recente
2. Estrutura e classificação das fibras: do empírico aos
avanços da tecnologia
3. Fibras puras e híbridas: mudança de paradigma na
fisiologia do ME
4. A composição de fibras do músculo é um dos
determinantes do rendimento no esporte?
5. A composição de fibras do músculo é alterada em
doenças crônico degenerativas?
6. Tarefas próxima aula
7. Prática: métodos de avaliação dos tipos de fibras
Slides extra
O que confere as fibras musculares 
diferentes características? 
As características funcionais das unidades motoras
6-7
Tipo I Tipo IIa Tipo IIb
Fibras por neurônio 300-800 200-400 10-180
Diam. nervo motor Pequena Grande Grande
Veloc. cond. nerv. Lenta Rápida Rápida
Tempo contração 110 50 50
• Características funcionais das unidades motoras
 frontalis/orbicularis oculi 
 first dorsal interosseous 
 soleus 
 extensor digitorum brevis 
• Características da contração em diferentes mm
Fibras I
Fibras IIa
Fibras IIb
Intensidade
Nº de fibras
Recrutamento de unidades motoras durante o EF
Resumindo...
Características Lentas Rápidas Rápidas 
Tipo I Tipo IIA Tipo IIB
SO FOG FG
Diâmetro Menor Maior Maior
Diâm. nervo motor Menor Maior Maior
Capilarização Maior Menor Muito menor
Força contração Menor Maior Muito maior
Veloc. contração Menor Maior Maior
Resistência fadiga Maior Menor Muito menor
Características Lentas Rápidas Rápidas 
Tipo I Tipo IIA Tipo IIB
SO FOG FG
Metab. oxidativo Maior Menor Muito menor
Metab. glicolítico Menor Maior Muito maior
Glicogênio Menor Maior Maior
Triglicerídeos Maior Menor Menor
ATPase miosínica Menor Maior Muito maior
Limiar de excitab. Menor Maior Maior

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