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NERVOS, POTENCIAIS DE MEMBRANA E TRANSMISSÃO NERVOSA A UNIDADE NEUROMUSCULAR* Figura 6.1 – Unidade neuromuscular, mostrando a inervação do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 65). ANATOMIA FISIOLÓGICA DA FIBRA NERVOSA Figura 6.2 – (A) Célula nervosa com seu axônio mostrando a membrana nervosa, o axoplasma e o envoltório de mielina. (B) Secção transversal de um axônio (GUYTON, 1988, p. 68). TIPOS DE ESTÍMULOS QUE PODEM EXCITAR A FIBRA NERVOSA FÍSICO: PRESSÃO FRIO E CALOR LESÃO QUÍMICO: NEUROTRANSMISSORES A LEI DO TUDO-OU-NADA POTENCIAL DE MEMBRANA E POTENCIAL DE AÇÃO Figura 6.6 – Potencial de membrana e potencial de ação (GUYTON, 1988, p. 69). TRANSMISSÕES DE SINAIS NOS NERVOS PERIFÉRICOS FIBRAS MIELÍNICAS E AMIELÍNICAS Fibras amielínicas (2x + o n.o de fibras mielínicas). Fibras mielínicas: atividade muscular rápida ou transmitem sinais sensoriais críticos para o cérebro. Fibras amielínicas: controlam os vasos sangüíneos; informações de caráter não crítico para o cérebro (tato grosseiro, pressão, dor). BAINHA DE MIELINA (CÉLULA DE SCHWANN) Função? O NODO DE RANVIER Função? BAINHA DE SCHWANN OU BAINHA DE MIELINA Figura 6.12 – (A) Célula nervosa com seu axônio mostrando a membrana nervosa, o axoplasma e o envoltório de mielina (GUYTON, 1988, p. 68). NODO DE RANVIER Figura 6.13 – Condução saltatória em um axônio mielinizado (GUYTON, 1988, p. 73). EFEITO DA BAINHA DE MIELINA SOBRE A TRANSMISSÃO DO IMPULSO NERVOSO – CONDUÇÃO SALTATÓRIA Importância? VELOCIDADE DE CONDUÇÃO NAS FIBRAS NERVOSAS ISOLAMENTO DAS FIBRAS AMIELÍNICAS Figura 6.1A B – Condução saltatória em um axônio mielinizado (GUYTON, 1988, p. 73). PERIODO REFRATARIO É o número de impulsos que pode ser transmitido por uma fibra, a cada segundo (intervalo de tempo desde o início da despolarização até o fim da repolarização). Obs. Depende do diâmetro da fibra. TRANSMISSÃO DE SINAIS COM DIFERENTES INTENSIDADES POR FEIXES NERVOSOS Somação espacial e somação temporal. TRANSMISSÃO DE IMPULSOS POR FIBRAS MUSCULARES Transmissão por fibras musculares esqueléticas: Velocidade = 4m/s. Potencial de ação (PA) = 1/2500 seg. Transmissão no músculo cardíaco e no músculo liso: Coração = 0,4 m/s e PA = 0,3 seg; músculo liso = 1 cm/seg (1 seg.). A PLACA MOTORA Figura 6.14 –A placa motora (GUYTON, 1988, p. 75). TRANSMISSÃO DO IMPULSO NA PLACA MOTORA Secreção de acetilcolina Destruição da acetilcolina pela colinesterase A PARALISIA CAUSADA POR MIASTENIA GRAVE ESCLEROSE MÚLTIPLA ANATOMIA FUNCIONAL E CONTRAÇÃO DO MÚSCULO MÚSCULO ESQUELÉTICO: ESTRUTURA E FUNÇÃO TECIDOS CONJUNTIVOS TENDÕES IRRIGAÇÃO INERVAÇÃO Unidade estrutural Tecido conjuntivo Fibra ou célula muscular Feixe muscular (fascículo) Músculo inteiro Endomísio Perimísio Epimísio ESTRUTURA DA CÉLULA MUSCULAR Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 80). ESTRUTURA DA CÉLULA MUSCULAR Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 80). FILAMENTOS DE MIOSINA Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 80). FILAMENTOS DE ACTINA Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 80). MIOFIBRILA CONTRAÍDA E RELAXADA Figura 7.3 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 2011, p. 75). RETÍCULO SARCOPLÁSMICO E TÚBULOS T GUYTON E HALL (2011:90) TEORIA DO DESLIZAMENTO DOS FILAMENTOS PARA A CONTRAÇÃO MUSCULAR* REPOUSO EXCITAÇÃO-ACOPLAGEM CONTRAÇÃO RESTAURAÇÃO RELAXAMENTO EFEITO DO GRAU DE SOBREPOSIÇÃO DOS FILAMENTOS DE ACTINA E MIOSINA SOBRE O DESENVOLVIMENTO DE TENSÃO PELA CONTRAÇÃO MUSCULAR Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 80). EFEITO DO COMPRIMENTO MUSCULAR SOBRE A FORÇA DE CONTRAÇÃO NO MÚSCULO Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 80). EFEITO ENTRE A VELOCIDADE DE CONTRAÇÃO E A CARGA Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 80). T = C X D Fonte: https://www.google.com/search?q FONTES DE ENERGIA PARA A CONTRAÇÃO MUSCULAR CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS DOS DIFERENTES TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES Tipos de Fibras Tipo I Tipo IIa Tipo IIX Aspectos neurais Tamanho do motoneurônio Limiar de recrutamento Vel. De condução da inervação motora Pequeno Baixo Lenta Grande Elevado Rápida Grande Elevado Rápida (CURI; PROCOPIO, 2009:154) Tipos de Fibras Tipo I Tipo IIa Tipo IIX Aspectos estruturais Diâmetro das fibras Quantidade de mitocôndrias Densidade de mitocôndrias Grau de vascularização Conteúdo de mioglobina Pequeno Muita Elevada Elevado Elevado Grande Intermediária Alta Intermediário Médio Grande Pouca Baixa Pequeno Baixo Substratos energéticos Reserva de fosfocreatina Conteúdo de glicogênio Reserva de Triacilgliceróis Baixa Baixo Alta Alta Alta Média Alta Alta Baixa (CURI; PROCOPIO, 2009:154) Tipos de Fibras Tipo I Tipo IIa Tipo IIb (x) Aspectos enzimáticos Atividade da miosina ATPase Atividade de enzimas glicolíticas Atividade de enzimas oxidativas Baixa Baixa Elevada Elevada Elevada Elevada Elevada Elevada Baixa Aspectos funcionais Tempo de contração Tempo de relaxamento Força contrátil Velocidade de contração Cor Resistência à fadiga Perfil metabólico Elasticidade Lento Lento Baixa Lenta Vermelha Elevada Aeróbio Pequena rápido rápido Média Rápida Intermediária Baixa Ambos Média rápido rápido Elevada Rápida Branca Baixa Anaeróbio Grande (CURI; PROCOPIO, 2009:154) COMPOSIÇÃO TÍPICA DA FIBRA MUSCULAR EM ATLETAS DE ELITE Esporte % de Fibras Lentas (Tipo I) % de Fibras Rápidas (Tipos IIx e IIa) Corredores de longa distância Corredores velocistas Não-atletas 70-80 25-30 47-53 20-30 70-75 47-53 (CURI; PROCOPIO, 2009:166) ÓRGÃOS SENSORIAIS MUSCULARES PROPRIOCEPTORES: enviam informações acerca da dinâmica muscular e do movimento dos membros ao SNC. FUSO MUSCULAR. Ex. postura, tendão patelar e segurar um livro. https://www.google.com.br/search?q=fuso+muscular&espv=210&es_sm=122&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=7XknU8- 6KsWV0AHH04CwAg&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1366&bih=643#facrc=_&imgdii=_&imgrc=mRUdaoHqMGc08M%253A%3BE pDw_YbVnUP4-M%3Bhttp%253A%252F%252F2.bp.blogspot.com%252F- 9F_f7csBwmg%252FUKIpXgxpj7I%252FAAAAAAAABJk%252Fs4B1Wqu7UJw%252Fs1600%252F50.jpg%3Bhttp%253A%252 F%252Fmedicinafontes.blogspot.com%252F2013_04_01_archive.html%3B807%3B562 ÓRGÃOS TENDINOSOS DE GOLGI. Ex. levantamento de peso. RECEPTORES ARTICULARES TÔNUS DO MÚSCULO ESQUELÉTICO SISTEMA DE ALAVANCA DO CORPO Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 2011, p. 82). HIPERTROFIA E HIPERPLASIA FADIGA MUSCULAR (POWERS; HOWLEY, 2009:159) FATORES: Acúmulo de lactato; Íons hidrogênio; ADP, fosfato inorgânico; Radicais livres; Distúrbios da homeostase eletrolítica; Depleção de glicogênio muscular; Sistema nervoso central (junção neuromuscular). MÚSCULO LISO TAMANHO = 2 a 5 mc de diâmetro e 50 a 200 mc de comprimento. TIPOS DE MÚSCULOS LISOS: MÚSCULO LISO MULTIUNITÁRIO Fibras musculares lisas do músculo ciliar, íris do globo ocular e os músculos pilo-eretores. Figura 7.16 – Músculo liso multiunitário (GUYTON, 1988, p. 90). MÚSCULO LISO VISCERAL Junções abertas (gap junctions)ou nexus Sincício funcional Paredes do intestino, das vias biliares, dos ureteres, do útero e dos vasos sangüíneos. PROCESSO CONTRÁTIL DO MÚSCULO LISO Base química da contração (actina, miosina, cálcio e ATP) Base física para a contração do músculo liso (Fig. 7.17). Figura 7.16 – Músculo liso visceral (GUYTON, 1988, p. 90). MÚSCULO LISO VISCERAL Paredes do intestino, das vias biliares, dos ureteres, do útero e dos vasos sangüíneos. Figura 7.16 – Músculo liso visceral (GUYTON, 1988, p. 90). BASE FÍSICA PARA A CONTRAÇÃO DO MÚSCULO LISO Figura 7.17 – Disposição dos filamentos de actina e miosina na célula muscular lisa (GUYTON, 1988, p. 91). LENTIDÃO DA CONTRAÇÃO E DO RELAXAMENTO DO MÚSCULO LISO Início = 50 a 100 milissegundos; Contração máxima = 0,5 seg; declínio = 1 a 2 seg. Tempo total = 1 a 3 seg. ENERGIA NECESSÁRIA PARA MANTER A CONTRAÇÃO DO MÚSCULO LISO Apenas 1/500 da E necessária para a contração do m. esquelét. (Atividade lenta da miosina ATPase; menos filamentos de miosina). PONTECIAIS DE MEMBRANA E DE AÇÃO DO MÚSCULO LISO VISCERAL Potencial de membrana = - 50 a - 60 milivolts. Potencial de ação = entre 10 e 50 milissegundos. Métodos = estimulação elétrica, ação de hormônios, por ação de transmissores sinápticos liberados por terminações nervosas, ou espontaneamente, na própria fibra muscular (estiramento). POTENCIAL DE AÇÃO Figura 7.17 – Disposição dos filamentos de actina e miosina na célula muscular lisa (GUYTON, 1988, p. 91). ÓRGÃOS SENSORIAIS MUSCULARES PROPRIOCEPTORES: enviam informações acerca da dinâmica muscular e do movimento dos membros ao SNC. FUSO MUSCULAR. Ex. postura, tendão patelar e segurar um livro. https://www.google.com.br/search?q=fuso+muscular&espv=210&es_sm=122&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ei=7XknU8- 6KsWV0AHH04CwAg&ved=0CAkQ_AUoAQ&biw=1366&bih=643#facrc=_&imgdii=_&imgrc=mRUdaoHqMGc08M%253A%3BE pDw_YbVnUP4-M%3Bhttp%253A%252F%252F2.bp.blogspot.com%252F- 9F_f7csBwmg%252FUKIpXgxpj7I%252FAAAAAAAABJk%252Fs4B1Wqu7UJw%252Fs1600%252F50.jpg%3Bhttp%253A%252 F%252Fmedicinafontes.blogspot.com%252F2013_04_01_archive.html%3B807%3B562 ÓRGÃOS TENDINOSOS DE GOLGI. Ex. levantamento de peso. RECEPTORES ARTICULARES MÚSCULO ESQUELÉTICO: ESTRUTURA E FUNÇÃO TECIDOS CONJUNTIVOS TENDÕES IRRIGAÇÃO INERVAÇÃO Unidade estrutural Tecido conjuntivo Fibra ou célula muscular Feixe muscular (fascículo) Músculo inteiro Endomísio Perimísio Epimísio ESTRUTURA DA CÉLULA MUSCULAR Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 80). ESTRUTURA DA CÉLULA MUSCULAR Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 80). FILAMENTOS DE MIOSINA Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 80). FILAMENTOS DE ACTINA Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 80). MIOFIBRILA CONTRAÍDA E RELAXADA Figura 7.3 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 2011, p. 75). RETÍCULO SARCOPLÁSMICO E TÚBULOS T GUYTON E HALL (2011:90) TEORIA DO DESLIZAMENTO DOS FILAMENTOS PARA A CONTRAÇÃO MUSCULAR* REPOUSO EXCITAÇÃO-ACOPLAGEM CONTRAÇÃO RESTAURAÇÃO RELAXAMENTO EFEITO DO GRAU DE SOBREPOSIÇÃO DOS FILAMENTOS DE ACTINA E MIOSINA SOBRE O DESENVOLVIMENTO DE TENSÃO PELA CONTRAÇÃO MUSCULAR Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 80). EFEITO DO COMPRIMENTO MUSCULAR SOBRE A FORÇA DE CONTRAÇÃO NO MÚSCULO Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 80). EFEITO ENTRE A VELOCIDADE DE CONTRAÇÃO E A CARGA Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 1988, p. 80). CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS DOS DIFERENTES TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES Tipos de Fibras Tipo I Tipo IIa Tipo IIb Aspectos neurais Tamanho do motoneurônio Limiar de recrutamento Vel. De condução da inervação motora Limiar de excitabilidade Invervação (diâmetro do axônio) Frequência de disparo Pequeno Baixo Lenta Baixo Pequeno baixa Médio Elevado Rápida Médio Médio Média Grande Elevado Rápida Elevado Grande Elevada (CURI; PROCOPIO, 2009:154) Tipos de Fibras Tipo I Tipo IIa Tipo IIb Aspectos estruturais Diâmetro das fibras Quantidade de mitocôndrias Densidade de mitocôndrias Grau de vascularização Conteúdo de mioglobina Pequeno Muita Elevada Elevado Elevado Grande Intermediária Baixa Intermediário Médio Grande Pouca Elevada Pequeno Baixo Substratos energéticos Reserva de fosfocreatina Conteúdo de glicogênio Reserva de Triacilgliceróis Baixa Baixo Elevado Alta Intermediário Média Elevada Elevado Baixa (CURI; PROCOPIO, 2009:154) Tipos de Fibras Tipo I Tipo IIa Tipo IIb (x) Aspectos enzimáticos Atividade da miosina ATPase Atividade de enzimas glicolíticas Atividade de enzimas oxidativas Baixa Baixa Elevada Elevada Elevada Baixa Elevada Elevada Baixa Aspectos funcionais Tempo de contração Tempo de relaxamento Força contrátil Velocidade de contração Cor Resistência à fadiga Perfil metabólico Elasticidade Longo Longo Baixa Lenta Vermelha Elevada Aeróbio Pequena Intermediário Curto Média Rápida Intermediária Baixa Ambos Média Curto Curto Elevada Rápida Branca Baixa Anaeróbio Grande (CURI; PROCOPIO, 2009:154) COMPOSIÇÃO TÍPICA DA FIBRA MUSCULAR EM ATLETAS DE ELITE Esporte % de Fibras Lentas (Tipo I) % de Fibras Rápidas (Tipos IIx e IIa) Corredores de longa distância Corredores velocistas Não-atletas 70-80 25-30 47-53 20-30 70-75 47-53 (CURI; PROCOPIO, 2009:166) TÔNUS DO MÚSCULO ESQUELÉTICO SISTEMA DE ALAVANCA DO CORPO Figura 7.2 – Organização do músculo esquelético (GUYTON, 2011, p. 82). HIPERTROFIA E HIPERPLASIA FADIGA MUSCULAR (POWERS; HOWLEY, 2009:159) FATORES: Acúmulo de lactato; Íons hidrogênio; ADP, fosfato inorgânico; Radicais livres; Distúrbios da homeostase eletrolítica; Depleção de glicogênio muscular; Sistema nervoso central (junção neuromuscular). MÚSCULO LISO TAMANHO = 2 a 5 mc de diâmetro e 50 a 200 mc de comprimento. TIPOS DE MÚSCULOS LISOS: MÚSCULO LISO MULTIUNITÁRIO Fibras musculares lisas do músculo ciliar, íris do globo ocular e os músculos pilo-eretores. Figura 7.16 – Músculo liso multiunitário (GUYTON, 1988, p. 90). MÚSCULO LISO VISCERAL Junções abertas (gap junctions) ou nexus Sincício funcional Paredes do intestino, das vias biliares, dos ureteres, do útero e dos vasos sangüíneos. PROCESSO CONTRÁTIL DO MÚSCULO LISO Base química da contração (actina, miosina, cálcio e ATP) Base física para a contração do músculo liso (Fig. 7.17). Figura 7.16 – Músculo liso visceral (GUYTON, 1988, p. 90). MÚSCULO LISO VISCERAL Paredes do intestino, das vias biliares, dos ureteres, do útero e dos vasos sangüíneos. Figura 7.16 – Músculo liso visceral (GUYTON, 1988, p. 90). BASE FÍSICA PARA A CONTRAÇÃO DO MÚSCULO LISO Figura 7.17 – Disposição dos filamentos de actina e miosina na célula muscular lisa (GUYTON, 1988, p. 91). LENTIDÃO DA CONTRAÇÃO E DO RELAXAMENTO DO MÚSCULO LISO Início = 50 a 100 milissegundos; Contração máxima = 0,5 seg; declínio = 1 a 2 seg. Tempo total = 1 a 3 seg. ENERGIA NECESSÁRIA PARA MANTER A CONTRAÇÃO DO MÚSCULO LISO Apenas 1/500 da E necessária para a contração do m. esquelét. (Atividade lenta da miosina ATPase; menos filamentos de miosina). PONTECIAIS DE MEMBRANA E DE AÇÃO DO MÚSCULOLISO VISCERAL Potencial de membrana = - 50 a - 60 milivolts. Potencial de ação = entre 10 e 50 milissegundos. Métodos = estimulação elétrica, ação de hormônios, por ação de transmissores sinápticos liberados por terminações nervosas, ou espontaneamente, na própria fibra muscular (estiramento). POTENCIAL DE AÇÃO Figura 7.17 – Disposição dos filamentos de actina e miosina na célula muscular lisa (GUYTON, 1988, p. 91). ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO – O PAPEL DOS ÍONS CÁLCIO / BOMBA DE CÁLCIO JUNÇÕES NEUROMUSCULARES NO MÚSCULO LISO Sistema nervoso autônomo Substâncias transmissoras: acetilcolina e norepinefrina e moléculas receptoras (receptores excitatórios e inibitórios). Figura 7.20 – Inervação do músculo liso pelo S.N.A. (GUYTON, 1988, p. 93). CONTRAÇÃO DO MÚSCULO LISO NA AUSÊNCIA DE POTENCIAIS DE AÇÃO – EFEITO DOS FATORES TECIDUAIS LOCAIS E DE HORMÔNIOS Falta de oxigênio nos vasos sangüíneos; Gás carbônico em excesso; Ácido lático, íon potássio, íon cálcio, temperatura corporal; Hormônios norepinefrina, epinefrina, acetilcolina, angiotensina, vasopressina, ocitocina, serotonina e histamina. MECANISMO DO CONTROLE MUSCULAR PELOS FATORES TECIDUAIS LOCAIS E POR HORMÔNIOS Fatores teciduais locais e hormônios modificam o mecanismo do cálcio para o controle do processo contrátil. O TÔNUS DO MÚSCULO LISO São produzidos por somação de pulsos isolados de contração; Excitação direta e prolongada do músculo liso, causada por fatores teciduais locais e por hormônios. Ex. vasos sangüíneos (angiotensina, vasopressina e norepinefrina). ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO – O PAPEL DOS ÍONS CÁLCIO / BOMBA DE CÁLCIO JUNÇÕES NEUROMUSCULARES NO MÚSCULO LISO Sistema nervoso autônomo Substâncias transmissoras: acetilcolina e norepinefrina e moléculas receptoras (receptores excitatórios e inibitórios). Figura 7.20 – Inervação do músculo liso pelo S.N.A. (GUYTON, 1988, p. 93). CONTRAÇÃO DO MÚSCULO LISO NA AUSÊNCIA DE POTENCIAIS DE AÇÃO – EFEITO DOS FATORES TECIDUAIS LOCAIS E DE HORMÔNIOS Falta de oxigênio nos vasos sangüíneos; Gás carbônico em excesso; Ácido lático, íon potássio, íon cálcio, temperatura corporal; Hormônios norepinefrina, epinefrina, acetilcolina, angiotensina, vasopressina, ocitocina, serotonina e histamina. MECANISMO DO CONTROLE MUSCULAR PELOS FATORES TECIDUAIS LOCAIS E POR HORMÔNIOS Fatores teciduais locais e hormônios modificam o mecanismo do cálcio para o controle do processo contrátil. O TÔNUS DO MÚSCULO LISO São produzidos por somação de pulsos isolados de contração; Excitação direta e prolongada do músculo liso, causada por fatores teciduais locais e por hormônios. Ex. vasos sangüíneos (angiotensina, vasopressina e norepinefrina).
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