Fisiologia da Contração Muscular e Miofibrilas

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Fisiologia da Contração Muscular e Miofibrilas
Por: Gilsilene Frederico Altino, Laís Martins Santos, Laís Viana Silva, Luiza Gomes Novais, Mariana Olímpio Vieira e Victória Bonotto de Oliveira . Odontologia - 1ºperíodo, Grupo 1.
Contração Muscular
Por meio das contrações, o tecido muscular desempenha quatro funções fundamentais: produção dos movimentos do corpo, estabilização das posições do corpo, armazenamento e movimentações de substâncias no interior do corpo e produção de calor. Existem algumas variações de contrações, como por exemplo, contrações isométricas, isotônicas e também o espasmo. Resumidamente:
A contração isométrica é quando o músculo não encurta e isso faz com que haja tensão no músculo durante a contração.
A contração isotônica é quando o músculo se encurta e a tensão não muda durante a contração.
Já o espasmo é uma contração involuntária do músculo.
 Miofibrilas
Para entendermos o mecanismo de contração realizado pelos músculos, precisamos primeiro falar sobre as Miofibrilas. As Miofibrilas estão presentes longitudinalmente nas fibras dos músculos estriados.
 Essas proteínas estão organizadas de tal modo que originam bandas transversais, claras e escuras (características das células musculares estriadas). Elas são constituídas por três tipos de proteínas: (1) proteínas contráteis, que geram força durante a contração;(2) proteínas reguladoras, que auxiliam na ativação e desativação do processo de contração e (3) proteínas estruturais, que mantêm os filamentos finos e espessos no alinhamento correto. 
As proteínas contráteis presente no músculo, a miosina e a actina, constituem os componentes dos filamentos espessos e finos, respectivamente.
As proteínas motoras convertem energia química do ATP na energia mecânica do movimento, isto é, na produção de força.
 Cerca de 300 moléculas de miosina formam um único filamento espesso no tecido muscular esquelético, A cauda da miosina está direcionada para a Linha M, no centro do Sarcômero.
As caudas das miosina adjacentes entre si, situam-se paralelamente, formando o corpo do filamento espesso. As duas projeções de cada molécula de miosina são denominadas cabeça da miosina. Cada cabeça de miosina apresenta dois sítios de ligação: (1) um sítio de ligação da actina e (2) um sítio de ligação do ATP.
O principal componente dos filamentos finos é a actina, como mencionado anteriormente. As moléculas individuais de actina unem-se para formar um filamento de actina, que é torcido em um hélice. Em cada molécula de actina, existe um sítio de ligação de miosina, onde a cabeça da miosina pode se fixar.
 As proteínas Tropomiosina e a troponina também fazem parte do filamento fino, porém em menor quantidade.
Mecanismo de Contração Muscular
No músculo relaxado, a miosina é impedida de se ligar à actina, visto que o sítio de ligação da miosina na actina é recoberto por filamentos de tropomiosina. Por sua vez, o filamento de tropomiosina são mantidos em posição por moléculas de troponina. Entretanto, no mecanismo de contração muscular (ou mecanismo de deslizamento dos filamentos) há alteração no formato da troponina, possibilitando o ligamento da miosina à actina.
Vamos entender...
Primeiramente, para os músculos se contraírem, eles recebem um estímulo que vem de neurônios motores que geram uma corrente elétrica chamada de Potencial de Ação Muscular. Além do estímulo, a contração necessita de energia, ou seja, a célula precisa de oxigênio e nutrientes que são transportados pela circulação sanguínea. 
A chegada do impulso nos nervos do botão sináptico (terminais axônicos) estimula a abertura de canais regulados por voltagem, e o Ca+ entra nos botões sinápticos e estimula as vesículas sinápticas a sofrer exocitose. Durante a exocitose, as vesículas sinápticas fundem-se com a membrana plasmática do neurônio motor, liberando Ach (Acetilcolina) na fenda sináptica que em seguida, difunde-se entre o neurônio motor e a placa motora. Essa fusão abre um canal iônico receptor de Ach.
Uma vez aberto o canal, pequenos cátions Na+, podem fluir através da membrana. Esse influxo desencadeia um potencial de ação muscular que se propaga ao longo do Sarcolema dentro do sistema de túbulo T. Isso provoca a liberação do Ca²+ armazenado pelo reticulo sarcoplasmático no sarcolema, com contração subsequente da fibra muscular. Esses íons de Ca+ liberados ligam-se a troponina. Em seguida, a troponina afasta a tropomiosina dos sítios de ligação da miosina na actina. Com os sítios livre começa o ciclo de contração. 
O ciclo de contração é uma sequência repetitiva de eventos que provoca o deslizamento dos filamentos e consiste em quatro etapas.
 Hidrólise do Atp
 A cabeça da miosina inclui um sítio de ligação de Atp e uma ATPase, uma enzima que decompõe o ATP em ADP (disfofato de adenosina e um grupo fosfato). Essa reação orienta e fornece energia à cabeça da miosina.
 Ligação da miosina à actina para formar pontes cruzadas
 A cabeça da miosina energizada liga-se ao sitio de ligação de miosina na actina e libera o grupo fosfato.Quando as cabeças de miosina se ligam à actina durante a contração, são designadas pontes cruzadas.
Movimento de força
 Após a formação de pontes cruzadas, ocorre o movimento de força e rotação da ponte cruzada, com liberação do ADP.
Desprendimento da miosina a actina
 No final do movimento de força, a ponte cruzada permanece firmemente ligada a actina ate ligar-se a outra molécula de ATP. À medida que o ATP se liga ao sítio de ligação de ATP na cabeça de miosina, ela se desprende da actina.
 
O ciclo de contração se repete à medida que a ATPase da miosina quebra a molécula de ATP recém-ligada e continua enquanto houver ATP disponível, e o nível de Ca²+ próximo ao filamento fino estiver alto o suficiente. As pontes cruzadas continuam sofrendo rotação para frente e para trás com cada movimento de força, tracionando os filamentos finos em direção à linha M. Cada uma das 600 pontes cruzadas em um filamento espesso liga-se e desprende-se cerca de cinco vezes por segundo. O ciclo de contração é um processo constante; no mesmo momento, algumas cabeças de miosina estão ligadas à actina, formando pontes cruzadas e gerando forças, enquanto outras se desprendem da actina, ficando prontas para a sua nova ligação.
Referências Bibliográficas
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Lavf56.4.101