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FISIOLOGIA HUMANA Homeostase Células Transportes de Íons e Moléculas Através da Membrana Celular Neurofisiologia Profa. Sílvia Oliveira Fisiologia • É o estudo da matéria viva • Procura explicar os fatores físicos e químicos responsáveis pela origem, desenvolvimento e continuação da vida • Características funcionais PROCESSOS VITAIS HUMANOS Metabolismo Movimento Crescimento Reprodução Diferenciação Responsividade Tendência permanente do organismo manter a constância do meio interno. Estado de independência relativa do organismo em relação às oscilações do ambiente externo. Claude Bernard HOMEOSTASIA Controle Endócrino SISTEMA NERVOSO SISTEMA ENDÓCRINO Ação rápida e fugaz A curtíssimo prazo Efeito localizado Ação lenta porém duradoura A médio e longo prazo Efeito amplo Os dois sistemas agem de maneira integrada. Garantem a homeostasia do organismo tornando-o operacional para se relacionar com o meio ambiente. Os seres vivos possuem mecanismos de ajustesque controlam as variáveis biológicas em determinadas quantidades. Regulação da temperatura corporal Feedback: Retorno de uma resposta após a emissão de uma dada informação. Em um sentido restrito pode-se conceituar como sistema de retroalimentação. Trata-se do retorno das informações do efeito para a causa de um fenômeno. O “feedback” também pode ser considerado como uma mudança de estado de um componente de um sistema que produz uma interação, reduzindo ou aumentando a resposta do sistema no qual ele está incorporado. Assim, o termo pode, e vem sendo utilizado na Teoria de Sistemas e de Controle, na Biologia e principalmente na Endocrinologia. Em endocrinologia, o “feedback” é considerado o principal regulador da secreção dos diferentes hormônios em um organismo. Frente aos variados estímulos de natureza química ou neural, o “feedback” deverá ser capaz de manter o organismo regulado e funcional. Mecanismo de feedback NEGATIVO Célula • 75 trilhões • Órgãos funções específicas Características básicas em comum: • nutrição para manutenção da vida • oxigênio para produção de energia • produtos finais lançados nos líquidos que a circundam • capacidade de reprodução (maioria) AS CÉLULAS VIVEM, CRESCEM, DESENVOLVEM E DESEMPENHAM SUAS FUNÇÕES SE NO MEIO INTERNO ESTIVER DISPONÍVEL: HOMEOSTASIA OU HOMEOSTASE ? manutenção das condições ideais e constantes do meio interno • oxigênio • íons • nutrientes = glicídios, lipídios e protídios Membrana celular • Consiste em bicamada lipídica com grande número de proteínas penetrando através de toda sua espessura, permitido que substâncias hidrossolúveis transitem através destas proteínas de transporte e que as lipossolúveis passem via camada lipídica. Cell membrane 22 Meios intra e extracelular • Diferentes concentrações de substâncias; • O meio extracelular está em constante movimento; • O metabolismo e a manutenção da vida está diretamente ligada às trocas de substâncias e às diferentes concentrações características Importância das proteínas • Estas ao romperem a camada lipídica são a via alternativa de transporte através da membrana (proteínas de transporte ou proteínas da canal) • Proteínas carreadoras- unem-se a moléculas ou íons a serem transportados e os movimentam através do interstício da proteína. Permeabilidade seletiva • É a propriedade da membrana que garante a composição do lic e lec e o funcionamento celular • Homeostasia Transporte através da Membrana • Difusão Simples Facilitada • Transporte ativo • As diferentes concentrações de substância são fundamentais para a vida da célula. Difusão simples • É o movimento cinético de íons ou moléculas através da membrana , sem gasto de energia , sem necessidade de proteínas carreadoras • A favor do gradiente de concentração Difusão Simples • Ocorre através: • da bicamada lipídica – solubilidade/polaridade • de canais protéicos (permeabilidade seletiva) - tamanho reduzido. Características da difusão simples • Gradiente de concentração • gradiente elétrico • diâmetro da substância ( poro) • temperatura • Distância Difusão simples através da camada lipidica • Lipossolubilidade da substância -oxigênio e gás carbônico , álcool e glicose são rapidamente difusiveis devido a alta solubilidade em lipídios. Difusão simples através dos canais protéicos • Ocorrem para substâncias hidrossolúveis • Diâmetro molecular pequeno • gradiente elétrico Permeabilidade seletiva dos canais protéicos • Canais de sódio-Diâmetro - 0,3 a 0,5 nanometros, cargas fortemente negativas que atraem o sódio desidratado rapidamente para o interior da célula. • Canais de potássio-0,3 nanometros, fracamente negativos, não conseguem atrair potássio que é liberado pela célula. Comportas dos canais protéicos • Voltagem- quando a célula perde carga negativa abrem-se as comportas dos canais e permitem a entrada de sódio em grande quantidade.Estão localizadas na superfície externa da célula. Comportas para o potássio • Estão localizadas no interior da célula, e se abrem quando a célula adquire carga positiva no seu interior,permitindo saída de potássio. Comportas químicas • A acetil-colina abre a comporta protéica permitindo a passagem de ions positivos com diam . inferior a 0,65na. ,e todas moléculas sem carga( estímulo nervoso e contração muscular) • Neuro-transmissor Difusão facilitada • É mediada por carreador - substância que solubiliza o material a ser transportado • Necessita de receptor ,proteína carregadora • Glicose ,possui proteína carregadora e a insulina aumenta a velocidade de difusão até 20 vezes • Difusão Facilitada – Algumas substâncias, como a glicose, galactose e alguns aminoácidos têm tamanho superior a 8 Angstrons, o que impede a sua passagem através dos poros. São, ainda, substâncias não solúveis em lipídios, o que também impede a sua difusão pela matriz lipídica da membrana. No entanto, estas substâncias passam através da matriz, por transporte passivo, contando, para isto, com o trabalho de proteínas carregadoras (proteínas transportadoras) 38 Transporte Ativo • Ocorre através de uma proteína carregadora, geralmente contra algum tipo de resistência. 40 Transporte Ativo Primário Bombas de sódio-potássio • Processo que bombeia íons Na+ pra fora e K + para dentro da célula 1. Proteína carreadora – complexos a e b 2. a- ancorar o complexo à membrana 3. b- contém 3 características: a. Três locais receptores específicos para fixação de Na + no interior b. Dois locais receptores para fixação de íons K + do exterior c. A porção interna da proteína perto dos locais de fixação do sódio tem atividade de ATPase Controlar o volume das células (tumefação) 42 EVENTOS ELÉTRICOS NA CÉLULA NERVOSA POTENCIAL DE REPOUSO é o potencial de membrana antes que ocorra a excitação da célula nervosa. é o potencial gerado pela bomba de Na+ e K+ que joga 3 Na+ para fora e 2 K+ para dentro contra os seus gradientes de concentração => -75 mV Imagem: www.octopus.furg.br/ensino/anima/atpase/NaKATPase.html Transporte através das membranas Difusão simples Ocorre através de um gradiente de concentração Coeficiente de partição óleo/água Lipossolubilidadee permeabilidade Difusão facilitada Sem gasto energético Transporte ativo Hidrólise de ATP Gradiente eletroquímico Pinocitose Participação direta da membrana Gasto de energia Não necessita de transportadores Passivo Facilitado Ativo 43 Osmose • Osmose – A água flui nos dois sentidos, (devido a uma diferença de concentração) mantendo o volume constante da célula 44 POTENCIAL DE MEMBRANA- é a carga elétrica gerada pela presença de íons dentro e ao redor da célula. Corrente elétrica: movimento de cargas elétricas Diferença de potencial: determinado pela diferença da quantidade de cargas entre dois pontos. Lipídios não carregam correntes, logo membranas são regiões de alta resistência elétrica separando dois compartimentos de baixa resistência Quando canais de uma membrana se abrem aumentam a condutância. POTENCIAL DE AÇÃO Descarga elétrica que percorre a membrana As etapas sucessivas do potencial de ação Etapas: -Repouso: membrana polarizada; -Despolarização: grande aumento da permeabilidade ao sódio - Repolarização: sódio deixa de entrar na célula e aumenta permeabilidade de potássio - Retorno a condição de repouso FISIOLOGIA DO SISTEMA NERVOSO 51 http://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso1.asp ======= NEURÔNIO ====== Estrutura => Corpo celular, prolongamentos (maior e menores) 52 FUNÇÕES BÁSICAS • Função Integradora => Coordenação das funções do vários órgãos (↑Pressão arterial→↑Filtração Renal e ↓Freq. Respirat.) • Função Sensorial => Sensações gerais e especiais. • Função Motora => Contrações musculares voluntárias ou Involuntárias • Função Adaptativa => Adaptação do animal ao meio ambiente (sudorese, calafrio) 53 DIVISÃO DO SISTEMA NERVOSO SOB O PONTO DE VISTA ANATÔMICO CÉREBRO ENCÉFALO ...... CEREBELO MESENCÉFALO S.N.C TRONCO ENCEFÁLICO PONTE BULBO MEDULA ESPINHAL . NERVOS ...... ESPINHAIS e CRANIANOS S.N.P GÂNGLIOS TERMINAÇÕES NERVOSAS http://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso3.asp#divisao 54 SOB O PONTO DE VISTA FISIOLÓGICO SISTEMA NERVOSO SOMÁTICO AFERENTE (SENSITIVO)...................... Exteroceptores EFERENTE (MOTOR).............................Músculo Esquelético SISTEMA NERVOSO VISCERAL AFERENTE (SENSITIVO).......................Viscereceptores EFERENTE ( MOTOR).......Músculos liso, cardíaco e glândulas ==> S.N.A 55 ======= NEURÔNIO ====== ===== direção do impulso nervoso ====== 56 ======= NEURÔNIO ====== ======NÓDULOS DE RANVIER====== 57 === NEURÔNIOS=== NEURÔNIO AFERENTE Conduz o impulso nervoso do receptor para o SNC. Responsável por levar informações da superfície do corpo para o interior. Relaciona o meio interno com o meio externo. NEURÔNIO EFERENTE Conduz o impulso nervoso do SNC ao efetuador (músculo ou glândula). NEURÔNIO INTERNUNCIAL OU DE ASSOCIAÇÃO Faz a união entre os dois tipos anteriores. O corpo celular deste está sempre dentro do SNC. Quanto à posição 58 SINAPSES São pontos de união entre as células nervosas e entre estas e as células efetoras (Músculo ou Glândula). 59 A R C O R E F L E X O É uma resposta do Sistema Nervoso a um estímulo, qualitativamente invariável, involuntária, de importância fundamental para a postura e locomoção do animal e para examinar clinicamente o Sistema Nervoso. É a unidade Fisiológica do Sistema Nervoso http://www.afh.bio.br/nervoso/nervoso5.asp#reflexo COMPONENTES BASICOS - Todos os arcos reflexos contem 5 componentes básicos necessários para sua função normal. 1 - RECEPTOR - captam alguma energia ambiental e a transformam em Potencial de Ação (EX: luz na retina, calor, frio e pressão na pele; estiramento pelos receptores do fuso muscular) 2 - NERVO SENSORIAL - Conduz o P.A. do receptor até a sinápse no SNC entrando na medula pela raiz dorsal. 3 - SINAPSE - podendo ser monossinaptica ou polissinaptica 4 - NERVO MOTOR - conduz o P.A. do SNC para o órgão efetuador saindo da medula pela raiz ventral. Transforma um impulso elétrico em ação mecânica. 5 - ORGAO ALVO OU EFETUADOR - normalmente é um músculo **** Os reflexos podem ser usados para avaliar clinicamente o Sistema Nervoso, pois quando se testa um reflexo, em verdade se está testando seus componentes básicos. Fisiologia Muscular Características Morfofuncionais: Cardíaco Esquelético Liso • 216 grupos 660 músculos • A unidade motora (UM) e constituida por um conjunto de fibras musculares inervadas por um motoneuronio, sendo essa a menor unidade funcional do aparelho locomotor. A UM é considerada a via motora final comum voluntaria e involuntaria descrita por Charles Sherrington. • As estruturas que estão envolvidas em uma unidade motora são compostas de dois componentes: um muscular e um neural. Unidade Motora Placa Motora Placa Motora: região de contato (invaginação) da fibra nervosa na fibra muscular Placa Motora: região de contato (invaginação) da fibra nervosa na fibra muscular Estrutura Muscular Estrutura Muscular RS e Túbulos T Arranjo Espacial do Sarcômero O Filamento de Actina O Arranjo de Actina A Troponina O Filamento de Miosina A Miosina A Contração Muscular Encurtamento do Sarcômero Filamentos Deslizantes Tipos Contrações Musculares Isométrica Isotônica Isocinética • Velocidade de encurtamento do músculo permanece constante • não altera comprimento • altera comprimento Tônus Muscular ? Baixo nível de atividade contrátil em algumas unidades motoras que são reguladas (monitoradas) por arco reflexo dos receptores musculares Tipos de Músculos Característica Esquelético Cardíaco Liso Localização Ossos e peles Paredes fibrosas Parede dos vasos e órgãos Arranjo celular Fibras agrupadas em fascículos Discos intercalares Fibras dentro do tecido conectivo Morfologia celular Únicas, longas, cilindricas, estriadas e multinucleadas Ramificadas, uni/bicelulares e estriadas Únicas, uninucleadas e não estriada Morfologia subcelular Miofibrilas com sarcômeros Miofibrilas com sarcômeros, filamentos Actina e miosina dispersas Contração do Músculo Liso CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Corpo humano: 40%músculo esquelético 10%músculo liso e cardíaco Anatomofisiologia do músculo esquelético Epimísio, perimísio e endomísio Fibra Muscular Inúmeras fibras – cerca de 10 a 80 micrômetros de diâmetro Sarcolema: Interna: membrana celular (membrana plasmática) Externa: camada constituída de polissacarídico com fibras de colágenos – fusão com fibra tendinosa – tendão CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Anatomofisiologia do músculo esquelético Fibra Muscular Miofibrinas: Filamentos de Actina (Finos) Filamentosde Miosina (Espessos) Faixas claras – actina – faixas I Faixas escuras – miosina/actina (extremidades) – faixa A Extremidades da actina fixam-se no disco Z Disco Z – passam transversalmente através da miofibrila e de uma para outra Dois discos Z sucessivos - sarcômero Projeções da miosina - Pontes cruzadas A interação entre as pontes cruzadas e os filamentos de actina – contração Contração Muscular CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Anatomofisiologia do músculo esquelético Fibra Muscular Miofibrinas: A relação látero-lateral entre os filamentos – proteína titina – extremamente elástica Proteína nebulina – não elásticos associados aos filamentos de actina Linha M – no centro da Banda A – união para os filamentos grossos Zona H ou nua – central da Banda A composta de filamentos grossos Sarcoplasma Contém as miofibrilas e mitocôndrias Retículo Sarcoplasmático CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Mecanismo da Contração Muscular Potencial de ação – nervo motor – fibras musculares Liberação de neurotransmissor – acetilcolina Acetilcolina – receptores – abrindo os canais Abertura dos canais de acetilcolina – influxo de sódio – desencadeia potencial de ação na fibra muscular Potencial de ação propaga-se ao longo da membrana CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Mecanismo da Contração Muscular Havendo despolarização da membrana muscular – retículo sarcoplasmático liberar íons de cálcio Íons de cálcio geram forças atrativas entre miosina e actina – processo contrátil Após alguns segundos – íons de cálcio voltam para o retículo – bomba de cálcio da membrana – cessando a contração muscular CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Mecanismo Molecular da Contração Muscular Deslizamento dos filamentos Relaxamento – pequena parte da extremidades dos filamentos de actinas Contração – maior parte dos filamentos de actinas – tracionados pela miosina – aproximando dois discos Z – tracionados pela actina até a miosina Pontes Cruzadas – potencial de ação - requer gasto energético – ATP em ADP CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Mecanismo Molecular da Contração Muscular Características Moleculares dos Filamentos Miosina Duas cadeias pesadas – enrolam em espiral – dupla hélice – cauda da molécula da miosina – extremidade de cada cadeia – cabeça de miosina Quatro cadeias leves - fazem parte das cabeças de miosina - Cabeças ajudam durante a contração muscular Pontes cruzadas – conjunto de braços e cabeça Filamento de miosina é torcido – deslocamento axial 120º Cabeça de miosina funciona como uma enzima ATPase CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Mecanismo Molecular da Contração Muscular Características Moleculares dos Filamentos Actina Actina, tropomiosina e troponina Duplo filamento de actina F – dupla hélice – molécula actina G – molécula ADP – locais ativos – interação com as pontes cruzadas Tropomiosina – enrolam no lado da hélice de actina F – repouso coloca-se nos locais ativos dos filamentos de actina – evitando a contração CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Mecanismo Molecular da Contração Muscular Características Moleculares dos Filamentos Actina Troponina fixadas ao lado da tropomiosina Três subunidades de proteínas unidas Troponina I – afinidade pela actina Troponina T – afinidade pela tropomiosina Troponina C – afinidade pelo íons de cálcio CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Mecanismo Molecular da Contração Muscular Inibição do filamentos de actina Filamento de actina puro – fixação instantânea e fortemente as moléculas de miosina – íons de magnésio e de ATP Presença do complexo troponina-tropomiosina – inibe a contração – localizados nos locais ativos Na contração deverá ser inibido o efeito inibitório do complexo – íons de cálcio Íons de cálcio se combinam com a troponina C (até 4 íons) – empurra a molécula de tropomiosina – “descobre” os locais ativos da actina – favorecendo a fixação das cabeças de miosina - contração CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Mecanismo Molecular da Contração Muscular Interação entre o filamento de actina ativado e as pontes cruzadas Filamento de actina é ativado pelos íons cálcio, as pontes cruzadas são atraídas para os locais ativos - contração A Teoria da Catraca da Contração CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Mecanismo Molecular da Contração Muscular ATP como fonte de energia para a contração Antes do início da contração – pontes cruzadas unem-se ao ATP A Atividade da ATPase da cabeça de miosina – clivagem – ADP e Pi – cabeça de miosina fica em posição de fixar-se a actina Complexo troponina-tropomiosina se unem aos íons de cálcio – descobrem os locais de ativação na actina – fixação da miosina CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Mecanismo Molecular da Contração Muscular ATP como fonte de energia para a contração Ocorre fixação da cabeça da ponte cruzada e o local ativo de actina – deslocamento – força de deslocamento – energia usada é aquela armazenada na clivagem A inclinação da ponte cruzada – liberação de ADP e Pi – no local do ADP fixa-se ATP – liberação da cabeça da miosina da actina Separação leva a clivagem do ATP – reinicio do processo CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Energética da contração muscular Fosfocreatina – favorece a fixação de Pi ao ADP – 5 a 8 segundos Glicogênio – tanto para o ATP com para fosfocreatina – fracionamento enzimático rápido para ácido pirúvico e ácido lático libera a energia para a conversão do ADP em ATP – usada para contração muscular ou para refazer as reservas de fosfocreatina – na ausência de oxigênio (contração mantida por muitos segundos) Metabolismo oxidativo – combinação do oxigênio com os vários nutrientes celulares para liberação do ATP – 95% da energia usada para contração prolongada - (carboidratos, gorduras e proteínas) CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Mecânica da Contração do Músculo Esquelético Unidade Motora Todas as fibras musculares inervadas por uma só fibra nervosa motora 80 a 100 fibras musculares Somação Aumento do número de unidades motoras – somação de múltiplas fibras Aumento a frequência da contração – somação de frequência - tetanização CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Mecânica da Contração do Músculo Esquelético Tônus do Músculo Esquelético Fadiga Muscular Contração prolongada e vigorosa de um músculo Relação direta com a depleção de glicogênio muscular – interrupção do fluxo sanguíneo CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Junção Neuromuscular Fibras musculares esqueléticas são inervadas por grandes fibras nervosas mielinizadas – originadas nos grandes motoneurônios (alfa, gama e beta) dos cornos anteriores da medula espinhal Unidade motora – conjunto de fibras musculares inervadas por uma única fibra motora O potenciação de ação na fibra muscular percorre os dois sentidos em direção as extremidades da fibra muscular Placa motora Espaço sináptico ou fenda sináptica CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Junção Neuromuscular Secreção de Acetilcolina pelas terminações nervosas Potencial de ação – entrada de íons de cálcio Favorecem a migração das vesículas com acetilcolina para membrana – exocitose Proporcionando a ligação da acetilcolina com os canais iônicos (alfa, beta, delta e gama) – abertura do canal – influxo de íons de sódio Destruiçãoda Acetilcolina – Acetilcolinesterase e difunde para fora do espaço sináptico CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Acoplamento Excitação-Contração Sistema de Túbulos Transversos-Retículo Sarcoplasmático Os túbulos T são muito pequenos e percorrem um trajeto transverso até as miofibrilas, propagam o potencial de ação Duas redes de túbulos T – músculo esquelético (extremidades do filamento de miosina) Retículo Sarcoplasmático Túbulos longitudinais Cisternas terminais Receptores de rianodina (RyR) – liberação de cálcio Bomba de cálcio – SERCA Proteínas fosfolambam e calsequestrina Tríade do retículo CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Acoplamento Excitação-Contração Liberação de Íons de Cálcio pelo Retículo Sarcoplasmático Os túbulos T produz fluxo de corrente para o retículo – abrindo os canais de cálcio – liberando esse íon para o sarcoplasma – miofibrilas Alteração conformacional no seu receptor de diidropiridina Íons de cálcio – troponina C – contração muscular Remoção de Íons de Cálcio do Líquido Miofibrilar Bomba cálcio continuamente ativa – paredes do retículo sarcoplasmático – túbulos sarcoplasmáticos Calsequestrina – reter os íons de cálcio Pulso de excitação – aproximadamente de 1/20 segundos CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Contração Isométrica X Isotônica Isométrica – não apresenta qualquer encurtamento durante a contração Isotônica – apresenta encurtamento Fibras Musculares Fibras rápidas Maior força de contração Extenso retículo sarcoplasmático Enzimas glicolíticas Suprimento sanguíneo menos extenso – metabolismo oxidativo (secundário) Menor número de mitocôndrias Pular e correr pequenas distâncias com grande velocidade CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Fibras Musculares Fibras lentas Fibras menores e fibras nervosas menores Sistema sanguíneo mais extenso, proporcionando quantidade extra de oxigênio Maior número de mitocôndrias – metabolismo oxidativo – Contêm grande quantidade de mioglobia (proteína que contém ferro) – armazena o oxigênio – músculo vermelho Apoio do peso corporal contra a gravidade e as provas de atletismo contínuas e prolongadas CONTRAÇÃO MUSCULAR ESQUELÉTICA Mecanismo Molecular da Contração Muscular Efeito da superposição dos filamentos (tensão/contração) Relação entre velocidade de contração e carga CONTRAÇÃO MUSCULAR LISA Fibras musculares muito menores Filamentos de actina e miosina Tipos de Músculo Liso Multiunitário Fibras musculares lisas distintas – operando separadamente – inervada por uma só terminação nervosa Sinais neurais – raramente emitem contrações espontâneas Músculo ciliar da íris, músculos piloeretores CONTRAÇÃO MUSCULAR LISA Tipos de Músculo Liso Unitário Termo impreciso – varias fibras musculares lisas se contraem juntas – junções comunicantes Junções abertas – íons fluem livremente de uma para outra Estímulos não-neurais Paredes do intestino, ureteres, útero Músculo liso visceral CONTRAÇÃO MUSCULAR LISA Mecanismo Contrátil no Músculo Liso Base química para a contração Filamentos de actina e miosina Processo contrátil - íons de cálcio, ATP/ADP Bases físicas para a contração Corpúsculos densos Unidos aos filamentos de actina Unidos uns aos outros – transmissão da força de contração Desempenham a mesma função dos discos Z no músculo esquelético Filamentos de miosina – entre os muitos filamentos de actina Pontes cruzadas de polaridade lateral (sidepolar) – 80% do seu comprimento Músculo liso multiunitário. Esse tipo de músculo liso é formado por fibras independentes de músculo liso, cada fibra atua de modo independente. Músculo liso unitário grande massa de centenas a milhões de fibras musculares que se contraem juntas, como uma só unidade. TECIDO MUSCULAR LISO CONTRAÇÃO MUSCULAR LISA Mecanismo Contrátil no Músculo Liso Contração tônica prolongada – dura horas ou até dias Clivagem das pontes cruzadas é muito lenta Cabeças das pontes cruzadas têm muito menos atividade ATPase Fração de tempo – fixação dos filamentos de actina – muito maior – fator de contração Lentidão do início da contração e do relaxamento Força de contração – maior no músculo liso – prolongamento de fixação dos filamentos CONTRAÇÃO MUSCULAR LISA Etapas do Acoplamento Excitação-Contração Desencadeamento do potencial de ação – aumentando a concentração intracelular de cálcio Mecanismos adicionais para aumento de cálcio Canais de cálcio ativados por ligantes – hormônios e neurotrasmissores Canais de liberação de cálcio ativados por IP3 Ligação a calmodulina – ativando a cinase da cadeia leve de miosina A cinase fosforila a miosina – a ligação à actina – pontes cruzadas – contração Concentração de cálcio diminui a miosina é desfoforilada – fosfatase da cadeia leve da miosina – pontes trancadas CONTRAÇÃO MUSCULAR LISA Regulação da Contração pelos Íons de Cálcio Aumento de íons de cálcio Estimulação nervosa da fibra muscular lisa Estimulação hormonal Pelo alongamento da fibra Alterações no ambiente químico da fibra Não contém a troponina – contém a calmodulina Calmodulina semelhante a troponina – reage com quatro íons de cálcio A diferença está na maneira do desencadeamento da contração – pela ativação das pontes cruzadas de miosina CONTRAÇÃO MUSCULAR LISA Regulação da Contração pelos Íons de Cálcio Ativação e contração Os íons de cálcio combinam-se com a calmodulina Calmodulina-cálcio – une-se e ativa a cinase de miosínica (enzima responsável pela fosforilação) Uma das cabeças leves de cada cabeça da miosina (cadeia reguladora) fica fosforilada em resposta a essa cinase miosínica Quando não ocorre a fosforilação a clivagem fixação- separação da cabeça de miosina com a actina não ocorre CONTRAÇÃO MUSCULAR LISA Regulação da Contração pelos Íons de Cálcio Cessação da Contração Reversão da contração – fosfatase miosínica – separa o fosfato da cadeia leve reguladora – clivagem pára e cessa a contração – tempo é determinado pela quantidade de fosfatase miosínica ativa Controle Neural e Hormonal da Contração Junções Neuromusculares As fibras nervosas autonômicas se ramificam difusamente sobre a lâmina de fibras musculares, as vezes não fazem contato direto com a fibras – junções difusas – junções de contato (multiunitário) Acetilcolina e norepinefrina CONTRAÇÃO MUSCULAR LISA Controle Neural e Hormonal da Contração Potencias de Membrana e Potencias de Ação Potenciais em Ponte – maioria dos músculos liso unitários Potenciais de Ação com Platô O início é semelhante ao de ponta, porém com a repolarização é retardada A membrana tem mais canais de cálcio regulados por voltagem e poucos canais de sódio regulados por voltagem Os canais de cálcio se abrem muito mais lento, porém permanecem mais tempo abertos – potenciais ação prolongados Cardíaco 1 - Coronária Direita 2 - Coronária Descendente Anterior Esquerda 3 - Coronária Circunflexa Esquerda 4 - Veia Cava Superior 5 - Veia Cava Inferior 6 - Aorta 7 - Artéria Pulmonar 8 - Veias Pulmonares 9 - Átrio Direito 10 - Ventrículo Direito 11 - Átrio Esquerdo 12 - Ventrículo Esquerdo 13 - Músculos Papilares 14 - CordoalhasTendíneas 15 - Válvula Tricúspide 16 - Válvula Mitral 17 - Válvula Pulmonar Existe uma natureza sincicial no músculo cardíaco. Existem, na verdade, 2 sincícios funcionais formando o coração: Um sincício atrial e um sincício ventricular. Um sincício é separado do outro por uma camada de tecido fibroso. Isto possibilita que a contração nas fibras que compõem o sincício atrial ocorra num tempo diferente da que ocorre no sincício ventricular. PROPRIEDADES DO MÚSCULO CARDÍACO Inotropismo Contração Cronotropismo Frequência Dromotropismo Condução O Músculo Cardíaco O Coração como uma Bomba e a Função das Valvas Cardíacas O Coração é Formado : • Por 2 Bombas Separadas : • A) Coração Direito : Bombeia sangue para os pulmões • B) Coração Esquerdo : Bombeia sangue para os orgãos periféricos Fisiologia Cardiovascular Pequena e grande circulação pulmonar sistêmica Cada Bomba é Formada: • A) Um Átrio – bomba pulsátil que esvazia no Ventrículo • B) Um Ventrículo – bomba pulsátil que impulsiona o sangue para o pulmão ou para circulação periférica 9 - Átrio Direito 10 - Ventrículo Direito 11 - Átrio Esquerdo 12 - Ventrículo Esquerdo 13 - Músculos Papilares 14 - Cordoalhas Tendíneas 15 - Válvula Tricúspide 16 - Válvula Mitral 17 - Válvula Pulmonar Fisiologia do Músculo Cardíaco • O Coração possui 3 tipos de músculos: • A) Músculo Atrial e Ventricular – semelhante a contração muscular esquelética (duração muito maior) • B) Fibras excitatórias e condutoras – descargas elétricas ritmicas e automáticas ( controla os batimentos ritmicos ) Anatomia Fisiológica do Músculo Cardíaco • Fibras Musculares Cardíacas – Histologicamente : • + Disposição em malha • + É do tipo estriado • + Miofibrilas típicas (actina e miosina) • + Se apresentam dispostos paralelamente • + Formam um Sincício O Miocárdio como um Sincício • Discos Intercalados : membranas celulares que separam as células miocárdicas • Gap junctions : fusão das membranas celulares nos discos que permitem a difusão de íons. • Obs.: Isto permite a propagação do potencial de ação facilmente O Miocárdio como um Sincício • O coração é formado pelo sincício atrial e o ventricular • Os átrios são separados dos ventrículos por tecido fibroso que circundam as valvas • Os potenciais de ação atriais não atravessam essa barreira fibrosa diretamente para atingir os ventrículos • Ele utiliza o Feixe A-V Potenciais de Ação no Músculo Cardíaco • Potencial de ação fibra ventricular = 105 milivolts • Potencial intracelular antes do batimento = - 85 milivolts - Potencial intracelular durante batimento = + 20 milivolts Músculo Cardíaco Músculo Esquelético Músculo Liso Controle Involuntário Controle Voluntário Músculo Estriado Músculo Estriado Músculo Liso SISTEMA MOTOR SOMÁTICO SISTEMA MOTOR VISCERAL Superficie do sarcolema Miofibrilas Cisternas Laterais Reticulo sarcoplasmático Túbulos (T) transversos CONTRAÇÃO E RELAXAMENTO DO SARCÔMERO MOVIMENTAÇÃO DO SARCÔMERO MOVIMENTAÇÃO DA FIBRA Duração da Contração • “ O músculo cardíaco começa a se contrair poucos milisegundos após o potencial de ação ter início e continua a se contrair até alguns milisegundos após o final desse potencial de ação.” • Duração contração: • A) Átrio = 0,2 seg • B) Ventrículo = 0,3 seg SISTEMA DE PURKINJE A ritmicidade própria do coração, assim como o sincronismo na contração de suas câmaras, é feito graças um interessante sistema condutor e excitatório presente no tecido cardíaco: O Sistema de Purkinje. Este sistema é formado por fibras auto-excitáveis e que se distribuem de forma bastante organizada pela massa muscular cardíaca. Sistema de Purkinje: 1. Nodo SA 2. Nodo AV 3. Feixe AV 4. Ramos D e E Bulhas Cardíacas • B1 Fechamento das valvas átrio-ventriculares. Início da sístole. • B2 Fechamento das valvas aórtica e pulmonar. Início da diástole. • B3: É a vibração da parede ventricular, decorrente da brusca transição da fase de enchimento rápido para a fase de enchimento lento. O fim brusco da fase de enchimento ventricular rápido • B4: É a vibração da parede ventricular, produzida por vigorosa contração atrial. Débito Cardíaco x Volemia • O conceito de débito refere-se à quantidade de sangue ejetado pelos ventrículos por unidade de tempo. Entende-se por volemia o volume de sangue circulante. O débito cardíaco não é uma medida de volume, mas sim uma medida de fluxo em relação ao tempo medido em minutos.
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