9 Contracao Muscular e Unidade Motota

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Contração Muscular
e 
Unidade Motora
Juliana Soares
IBCCF/UFRJ
Os músculos são conjuntos de células 
alongadas, capazes de mudar o seu 
comprimento ativamente.
As células musculares podem ser lisas ou 
estriadas, conforme a organização de suas 
proteínas contráteis.
Estrutura do músculo esquelético
A estrutura das fibras musculares
O sarcômero é a unidade contrátil da fibra muscular.
Ele é delimitado por duas linhas escuras (Z).
Os túbulos T são invaginações da membrana (sarcolema) que se extendem para o 
interior da fibra muscular, se aproximando do RS nas bordas das bandas A.
As miofibrilas são circundadas pelo retículo sarcoplasmático (RS), que regulam o 
Ca++ intracelular.
O sarcômero é a unidade contrátil da fibra muscular.
Os filamentos finos de actina se extendem da 
linha Z para o centro do sarcômero.
Os filamentos grossos de miosina, 
localizados centralmente, se sobrepõem a 
parte da actina e se ligam à linha Z através 
da titina.
Dímeros de tropomiosina recobrem a actina.
O encurtamento do sarcômero pelo deslizamento dos filamentos 
finos sobre os grossos.
O deslizamento da actina sobre a miosina para a contração muscular requer 
aumento da [Ca++]i.
Uma fibra muscular é inervada por um único 
axônio motor que conecta a placa motora 
através dos botões sinápticos.
ETAPAS DA TRANSMISSÃO SINÁPTICA
O potencial de ação, propagado ao 
longo do axônio, chega ao terminal 
sináptico que é despolarizado.
A despolarização do terminal sináptico 
leva à abertura de canais de Ca++ 
dependentes de voltagem.
ETAPAS DA TRANSMISSÃO SINÁPTICA
O Ca++ promove o deslocamento das 
vesículas sinápticas e sua fusão com a 
membrana do terminal: EXOCITOSE 
DAS VESÍCULAS.
As moléculas de neurotransmissores 
(acetilcolina) são liberadas na FENDA 
SINÁPTICA.
O neurotransmissor (acetilcolina) atravessa a 
fenda sináptica e se liga a RECEPTORES da 
MEMBRANA PÓS-SINÁPTICA (Canais 
dependentes de ligantes – receptor 
colinérgico nicotínico).
A abertura do canal/receptor permite a 
passagem de cátions.
A entrada de íons Na+ causa a despolarização 
do neurônio pós-sináptico (Potencial de placa 
motora).
ETAPAS DA TRANSMISSÃO SINÁPTICA
Com a despolarização os Canais de Na+ 
dependentes de voltagem se abrem, 
provocando um potencial de ação na célula 
pós-sináptica.
O PA é transmitido ao longo da membrana da fibra muscular e entra 
através dos túbulos T.
A despolarização da membrana abre os canais de Ca++ dependentes de voltagem (L) e 
provoca também a abertura dos canais receptores rianodina do RS.
Quando a [Ca++]I é baixa, a
tropomiosina cobre o sítio de
ligação da miosina na actina.
O aumento da força de contração do músculo requer aumento da [Ca++]i.
O Ca++ se liga à troponina C,
promovendo o movimento da
tropomiosina, que se afasta
do sítio de ligação .
A contração muscular – Ciclo da ponte cruzada
Alterações conformacionais da molécula de miosina, dependentes de ATP, 
resultam na contração do sarcômero.
A contração muscular – Ciclo da ponte cruzada
A
Estado relaxado – a tropomiosina cobre 
o sítio de ligação da miosina na actina
A contração muscular – Ciclo da ponte cruzada
B
Na presença de Ca++ os sítios são expostos 
e a miosina se liga à actina.
A contração muscular – Ciclo da ponte cruzada
C
Alteração conformacional da miosina
puxa o filamento de actina para o centro
do sarcômero.
A contração muscular – Ciclo da ponte cruzada
D
Novo ATP se liga à miosina e causa 
o desengate da ponte cruzada.
A contração muscular – Ciclo da ponte cruzada
A hidrólise parcial do ATP rearma a cabeça da miosina 
e o ciclo se repete enquanto a [Ca++]I estiver elevada.
Se ainda existir Ca++
todo este processo se repete.
Rigor mortis – congelamento das pontes 
transversas quando cessa o fornecimento 
de energia.
Etapas da contração muscular
Aumento da frequência
de estimulação = Aumento 
de força numa unidade 
motora.
Quanto maior a frequência 
de PAs, maior a força 
contrátil, até o ponto em que 
todas as pontes cruzadas 
estão ativadas – contração 
tetânica máxima.
O aumento da força contrátil depende do 
nível de ativação de cada fibra.
Força
PAs
Somação das forças de contração
Tétano incompleto
Forças de contração sucessivas
Contração tetânica
A força contrátil depende do grau de sobreposição dos filamentos grossos e finos.
Comprimento do sarcômero
Fo
rç
a 
 
Força
Alongando Velocidade Encurtando
A força produzida pelo músculo depende da velocidade na qual ele 
muda o seu comprimento.
A estimulação de uma fibra nervosa 
excita um número variável de fibras 
musculares. 
O conjunto neurônio motor e todas as 
fibras musculares por ele inervadas é 
denominado unidade motora.
No músculo esquelético, tipos de fibras 
musculares diferentes estão distribuídos 
dispersamente.
As fibras vermelhas (L ou I) são muito 
vascularizadas, com muitas mitocôndrias 
e mioglobinas – metabolismo aeróbico.
As fibras brancas rápidas (R ou IIB) são 
pouco vascularizadas, com poucas 
mitocôndrias e mioglobinas, mas grande 
reserva de glicogênio – metabolismo 
anaeróbico (gera ácido Lático).
As fibras intermediárias possuem 
características mistas.
Cada unidade motora possui fibras 
musculares de um mesmo tipo.
Tipos de Unidades Motoras
25 ms 25 ms
Lenta (L ou I) Rápida Resistente à Fadiga Rápida Fatigavel
(RA ou IIA) (RB ou IIB)
Tempo (minutos)
Velocidade Força Resistência 
à fadiga
Metabolismo Economia 
energética
Lenta (CL ou tipo I) Lenta Fraca Alta Oxidativo 
(aeróbico)
Alta
Rápida tipo A
(CRA ou tipo IIA)
Rápida Forte Baixa Mixto Baixa
Rápida tipo B
(CRB ou tipo IIB ou 
IIX)
Rápida Muito 
Forte
Muito Baixa Glicolítico 
(anaeróbico)
Muito Baixa
Tipos de unidades motoras
Características funcionais
As unidades rápidas fatigáveis produzem 
força maior em um tempo mais curto.
São importantes para movimentos 
explosivos – velocistas e arremessadores.
Unidades lentas resistentes à fadiga –
movimentos de resistência – fundistas.
Atividade física pode alterar as propriedades (velocidade de 
contração, força máxima e fatigabilidade) da unidade motora. 
Treinamento de força – períodos breves de contrações de alta 
intensidade, poucas vezes na semana – aumenta velocidade de contração 
e força.
(Aumento da velocidade de encurtamento máximo da fibra, causado pelo 
aumento da capacidade da molécula de miosina.
Aumento da fibra, número e densidade das proteínas contráteis)
Treinamento de endurance – períodos prolongados de contrações de 
baixa intensidade – reduz fatigabilidade.
(Aumento da densidade de capilar, número de mitocôndrias, com aumento 
da capacidade oxidativa da fibra)
O exercício não muda significativamente a proporção de fibras tipo I e tipo 
II, porém pode aumentar a proporção de fibras tipo IIa em relação a IIb.
Longos períodos de repouso ou imobilização diminui tamanho e força das 
fibras.
Tipos de Unidade Motora
Pequenas (Lentas)  são compostas por poucas fibras musculares. 
São formadas por fibras musculares do tipo LENTO (VERMELHAS). 
São mais fracas e as primeiras a serem ativadas (recrutadas).
Grandes (Rápidas)  são compostas por muitas fibras musculares. 
São formadas por fibras musculares do tipo RÁPIDO (BRANCAS). 
São as últimas a serem ativadas (recrutadas).
Recrutamento pelo “Princípio do Tamanho”
É um mecanismo de CONTROLE DA FORÇA MUSCULAR:
Unidades motoras menores são ativadas primeiro (estas unidades possuem fibraslentas).
Se mais força é requerida, as fibras rápidas resistentes e as rápidas fatigáveis são 
recrutadas em ordem.
Cada unidade que é ativada (recrutada) acrescenta um incremento de força ainda 
maior que a anterior pela ativação de unidades gradativamente maiores. 
Recrutamento – Princípio do Tamanho (menores primeiro)
O mesmo sinal sináptico produz 
mudanças maiores no potencial de 
membrana das células menores que 
disparam primeiro.
Este recrutamento ordenado minimiza 
o desenvolvimento de fadiga.
A força de contração depende do número de neurônios motores 
recrutados e da frequência de disparo destes neurônios. 
Disfunção das Unidades Motoras
gastrocnêmio 
normal
gastrocnêmio 
c/ neuropatia
gastrocnêmio 
c/ neuropatia
crônica
distrofia muscular
de Dulchenne (4 a.i.)
Vídeos
http://www.youtube.com/watch?v=Klq_6JaTBBs
http://www.youtube.com/watch?v=mcw6WDuU6Ww
A estrutura do sarcômero;
Como ocorre a contração muscular (ciclo da ponte cruzada);
Etapas da contração muscular;
Tipos e características das fibras musculares e unidades motoras;
Mecanismos de controle da força muscular.