Contração Muscular

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Contração Muscular
· Junção Neuromuscular/Sinapse
Junção neuromuscular 
· Terminal axonal + fenda sináptica + sarcômero 
· É a sinapse entre o axônio do neurônio motor e o músculo esquelético. 
· O neurotransmissor liberado na contração muscular é a Acetilcolina 
OBS -> A importância do Cálcio:  A acetilcolina fica reservada em vesículas nos botões da terminação pré sináptica, e é liberada na fenda sináptica quando chega um potencial de ação. A liberação da acetilcolina só é possível graças a presença do Ca2+. 
1. O potencial de ação chega na terminação pré sináptica
2. A despolarização da terminação pré sináptica abre os canais de Ca2+ 
3. Quando a permeabilidade ao Ca2+ aumenta (pois os canais se abriram), o Ca2+ entra rapidamente na terminação pré sináptica
4. A captação de Cálcio causa a liberação de Acetilcolina na fenda sináptica 
· Musculo Esquelético
· Estrutura e filamentos do músculo
- Cada fibra muscular é multinucleada e comporta-se como uma única unidade.
- Cada fibra muscular é composta por estruturas cilíndricas denominadas miofibrilas, que são compostas, por sua vez, por filamentos ainda menores denominados miofilamentos. Os miofilamentos são compostos por sarcômeros. 
-A fibra muscular é revestida pelo sarcolema (membrana da fibra muscular)
- Feixes de miofibrilas, circundadas por retículo sarcoplasmático (SR) e invaginadas por túbulos transversos (Túbulos T).
- Cada miofibrila contém filamentos espessos e delgados interdigitados, dispostos longitudinalmente nos sarcômeros.
- Sarcômero: vai de linha Z a linha Z; são a menor unidade contrátil do músculo esquelético. Pode ser compreendido pelo espaço entre duas “ linhas Z”.  
-Linhas Z: Delimitam as extremidades do sarcômero 
- Banda I: Região mais clara, composta apenas por filamentos finos (ACTINA) 
- Banda A: Região mais escura; parte mais central do sarcômero
Banda H: No centro da banda A. Apenas filamentos grossos (MIOSINA) 
 Filamentos espessos:
- Banda A; 
- Contêm Miosina.
- Miosina: 6 cadeias polipeptídicas; duas “cabeças” + 1 única “cauda”; As cabeças da miosina ligam-se ao ATP e à actina; envolvidas na formação das pontes cruzadas.
 Filamentos delgados:
- Estão ancorados nas linhas Z
- Bandas I; Interdigitam-se com os filamentos espessos em uma porção da Banda A.
- Contêm Actina, Tropomiosina e Troponina
* Troponina: proteína reguladora que permite a formação de pontes cruzadas quando se liga ao Ca2+
	- Troponina T – conecta complexo troponina à tropomiosina
	- Troponina I – inibe a interação da actina com a miosina
	- Troponina C – proteína de ligação do Ca2+ que, quando ligada ao Ca2+, possibilita a interação da actina com a miosina
 Túbulos T
- Extensa rede tubular, aberta para o espaço extracelular, que conduz a despolarização da membrana sarcolêmica para o interior da célula.
- LOCALIZAÇÃO: Junções das bandas A e I
- Com proteína sensível à voltagem --> receptor di-hidropiridínico (despolarização altera a conformação)
 Retículo Sarcoplasmático
- Constitui a estrutura tubular interna local de armazenamento e liberação de cálcio para o acoplamento excitação-contração.
- Para que o retículo sarcoplasmático libere Ca++, ele precisa receber um potencial de ação
- Cisternas terminais: contato íntimo com os túbulos T
- A membrana contém Ca2+ - ATPase (bomba de Ca2+), que transporta o cálcio do liquido intracelular para o interior do RS, mantendo a [Ca2+] intracelular baixa.
- Receptor de rianodina: canal de liberação de Ca2+ 
 Titina e Nebulina
- São imensos filamentos de polipeptídeos, 
- Mantêm a integridade estrutural dos sarcômeros.
· Como o complexo troponina-tropomiosina vai sair do sítio de ligação actina-miosina? 
- Para que o complexo troponina-tropomiosina saia do sítio de ligação, ele precisa associar-se a uma molécula de cálcio (Ca++) 
- O Ca++ fica armazenado em cisternas denominadas retículo sarcoplasmático
- Para que o Ca ++ seja liberado do retículo sarcoplasmático, é preciso uma certa voltagem, para que as proteínas liberem o cálcio. 
- Essa voltagem é um estímulo que vem do SN, de um neurônio motor 
· Quando a contração cessa? 
- Quando ocorre o bombeamento de íons Ca++ do sarcoplasma de volta para  o retículo sarcoplasmático, ou seja, quando não houver mais cálcio disponível. Uma bomba de Ca++ leva o cálcio de volta para o retículo sarcoplasmático. 
· Excitação-Contração
1) Os potenciais de ação na membrana celular do músculo iniciam a despolarização do túbulos T.
2) A despolarização dos túbulos T causa uma alteração na conformação de seu receptor di-hidropiridínico, que abre os canais de liberação de Ca2+ (receptores de rinodina) no RS próximo, ocasionando a liberação de Ca2+ do RS para o líquido intracelular.
3) A [Ca2+] intracelular aumenta
4) O Ca2+ liga-se à troponina C nos filamentos delgados, provocando uma alteração na conformação da troponina que afasta a tropomiosina. 
- Ciclo das pontes cruzadas:
	a) No início, não há nenhum ATP ligado à miosina (A), e a miosina está firmemente ligada à actina. No músculo com contração rápida, esse estágio é curto. Na ausência de ATP, esse estado é permanente. RIGOR; NÃO HÁ LIGAÇÃO DE NUCLEOTÍDEOS
b) O ATP liga-se então à miosina (B), produzindo uma alteração na conformação da miosina que determina a sua liberação da actina. ATP SE LIGA AO SULCO DA CABEÇA DA MIOSINA; A MIOSINA MUDA A CONFORMAÇÃO; AFINIDADE MIOSINA-ACTINA DIMINUI; ACTINA LIBERADA; LIGAÇÃO ATP
c) A miosina é deslocada em direção à extremidade positiva da actina. Ocorre hidrólise do ATP em ADP e fosfato inorgânico (Pi). O ADP permanece ligado à miosina (C) CABEÇA DA MIOSINA É DESLOCADA EM DIREÇÃO À EXTREMIDADE + DA ACTINA; HIDRÓLISE DO ATP; ATP->ADP + Pi 
d) A miosina liga-se a um novo local na actina, o que constitui a denominada geração de força (power stroke) (D). Em seguida, ocorre liberação de ADP, e a miosina retorna a seu estado de rigidez. CABEÇA DA MIOSINA SE LIGA AO PRÓXIMO SÍTIO DA ACTINA; MOVIMENTO DE FORÇA = TENSÃO; LIGAÇÃO DO ADP
e) O ciclo se repete enquanto o Ca 2+ estiver ligado à troponina C. Cada ciclo das pontes cruzadas “desloca” a miosina ainda mais ao longo do filamento de actina. LIGAÇÃO DO ADP; RIGOR; NÃO HÁ LIGAÇÃO DE NUCLEOTÍDEOS 
5) Ocorre relaxamento quando o Ca 2+ é recaptado pela Ca 2+ -ATPase do RS (SERCA). A concentração intracelular de Ca 2+ diminui, o Ca 2+ é liberado da troponina C e a tropomiosina bloqueia de novo o local de ligação da miosina na actina. Enquanto a concentração intracelular de Ca 2+ estiver baixa, o ciclo das pontes cruzadas não pode ocorrer.
6) Mecanismo da tetanização Um único potencial de ação provoca a liberação de uma quantidade padronizada de Ca 2+ pelo RS e produz um único espasmo. Entretanto, se o músculo for estimulado repetidamente, mais Ca 2+ é liberado pelo RS, e ocorre aumento cumulativo da [Ca 2+ ] intracelular, prolongando o tempo para o ciclo das pontes cruzadas. O músculo não relaxa (tetanização).
· Relação Comprimento-tensão e Força-velocidade no músculo
- Contrações Isométricas: comprimento da fibra muscular é constate; não há encurtamento dos sarcômeros.
	- Tensão Passiva: estiramento do músculo em diferentes comprimentos
- Tensão Total: músculo estimulado a se contrair em diferentes comprimentos
- Tensão Ativa: força gerada pela contração do músculo; pode ser explicada pelo modelo do ciclo das pontes cruzadas -> a tensão ativa é proporcional ao número de pontes cruzadas formadas. 
- Contrações isotônicas: a carga permanece constante; é possível detectar e medir o encurtamento.
	- A velocidade de encurtamento diminui à media que a pós-carga aumenta
· Energética da contração muscular
- Quando ocorre gasto/uso de ATP:
	- Quando ocorre o “golpe de força” contração propriamente dita
	- Bombeamente de íons Ca2+ do sarcoplasma de volta para o retículo sarcoplasmático cessa a contração (relaxamento)
- Quem produz ATP:
	- Mitocôndrias localizadas no sarcoplasma
	- A cabeça da miosina é capaz apenas de “quebrar” o ATP e utilizar essa energia 
· Unidade Motora
- É a quantidade de fibrasmusculares inervadas por uma terminação axônica O axônio e todas as fibras musculares que ele inerva
- As fibras musculares de uma unidade motora se encontram espalhadas por todo o musculo e não agrupadas
- Todas as fibras musculares de uma unidade motora se contraem e se relaxem juntas a força total de uma contração depende, em parte, do tamanho das unidades motoras e das quantidades ativada em um determinado movimento. 
- A existência de muitas unidades motoras em um musculo permite a ocorrência da somação de contrações por múltiplas unidades motoras potencialização da contração.
- A existência de múltiplas unidades motoras em um músculo permite que suas fibras apresentem, ao mesmo tempo, estágios de contração muscular distintos. 
- Uma unidade motora tem várias Junções Neuromusculares
- Movimentos Precisos: Quanto menores e menos numerosas as unidades motoras, maior a precisão. 
	- Ex; os músculos da laringe e oculares que controlam a produção da voz apresentam 2 ou 3 fibras musculares por unidade motora 
- Movimentos Vigorosos: Quanto maiores e mais numerosas as unidades motoras, mais vigoroso é o movimento
	- Ex: os músculos das pernas e dos braços 
- Fazer exercício pode aumentar o número de unidades motoras 
· Musculo Liso
- O tecido muscular liso é ativado involuntariamente e é auto rítmico. 
- Tem filamentos espessos e delgados, porém, estes não estão dispostos em sarcômeros. Por isso o músculo liso tem a aparência homogênea, e não estriada. 
- As fibras musculares lisas também não possuem túbulos T. 
- O tecido muscular liso possui apenas uma pequena quantidade de retículo sarcoplasmático para armazenamento de Ca++. No entanto, existem pequenas invaginações da membrana (cavéolas) que servem para armazenamento de Ca++ extracelular, que será usado na contração muscular. 
- A contração do músculo liso não depende da Acetilcolina e nem tem formação de placa motora 
· Tipos de músculo liso 
1) Músculo liso multiunitário (íris, músculo ciliar do cristalino e canal deferente)
- Comporta-se como unidades motoras separadas que se contraem independentemente umas das outras  
- Fibras individuais, cada uma com seu neurônio motor terminal
- É densamente inervado
- Pouco ou nenhum acoplamento elétrico entre as células 
2) Músculo liso unitário/ visceral (útero, trato gastrointestinal, ureter e bexiga) 
- Milhares de fibras musculares lisas que se contraem juntas pois as fibras possuem entre si muitas junções comunicantes, que facilitam a propagação do potencial de ação, para assim, as fibras contraírem em conjunto.
- Atividade espontânea em ondas lentas 
- Alto grau de acoplamento elétrico entre as células 
3) Músculo liso vascular 
- Tem propriedades dos M. liso multiunitários e  unitários 
· Fisiologia do músculo liso 
- A contração em uma fibra muscular lisa começa mais lentamente e dura muito mais tempo que a contração de uma fibra muscular esquelética 
 
· Etapas no acoplamento excitação-contração no músculo liso 
*A troponina não participa 
1. A despolarização da membrana abre os canais de Ca++ regulados por voltagem, fazendo com que a quantidade de Ca++ no citosol da fibra muscular aumente. 
2. Ca++ intracelular aumentado (3 tipos de canais  por onde o Ca++ pode entrar) 
3. O Ca++ liga-se à calmodulina, proteína reguladora que ajuda na ligação miosina-actina. 
4. O complexo Ca++-calmodulina liga-se à miosina, ativando-a. Quando ativada, a miosina assume uma forma fosforilada e isso possibilita a sua interação com a actina. 
5. Pontes cruzadas 
6. A diminuição do Ca++ intracelular produz o relaxamento 
· Contração
· Relaxamento
· Porque a contração do músculo liso é mais duradoura? 
- Os íons cálcio penetram mais devagar nas fibras musculares, devido a ausência de túbulos T para ajudar na propagação do potencial de ação. 
*Apesar da existência de cavéolas, a contração realmente ocorre mais lentamente.
- Os íons Ca++ também demoram mais a sair da fibra muscular, atrasando o seu relaxamento. 
- A presença prolongada do Ca++ no citosol produz o tônus muscular liso. O TML sustenta uma contração prolongada e uniforme (com pressão constante). 
OBS 1: Na musculatura lisa, existem pouquíssimos canais Na+ dependentes; ou seja, na despolarização do potencial da ação, a maior participação é dó Ca++. 
OBS 2: Na contração do músculo liso não existem canais de Ca++: 
- voltagem-dependentes 
- ligante-dependente 
- dependentes de IP3
· Fontes de íons de Cálcio
	Tipos de Fibra Muscular
	
	Oxidativa de Contração Lenta – Fibra Vermelha 
 Tipo 1
	Glicolítico-Oxidativa de Contração Rápida – Fibra Vermelha Tipo 2A
	Glicolítica de Contração Rápida – Fibra Branca Tipo 2
	Conteúdo de mioglobina
	Grande quantidade
	Grande quantidade
	Pouca quantidade
	Capilares
	Muitos
	Muitos 
	Poucos
	Velocidade de desenvolvimento da tensão máx
	Mais lenta
	Intermediária
	Mais Rápida
	Atividade da ATPase da miosina
	Lenta
	Rápida
	Rápida
	Diâmetro
	Pequeno
	Médio
	Grande
	Duração da Contração
	Mais longa
	Curta
	Curta
	Atividade da Ca2+ ATPase no RS
	Moderada 
	Alta 
	Alta
	Resistência
	Resistente à fadiga
	Intermediária
	Pouco resistente à fadiga 
	Uso
	Mais usada – manutenção de postura
	Ficar de pé, caminhar.
	Menos utilizada – pular, movimentos finos e rápidos.
	Metabolismo
	Oxidativo, aeróbio
	Glicolítico; porém se torna oxidativo com treinamento de resistência.
	Glicolítico; mas anaeróbio do que no tipo glicolítico-oxidativo de contração rápida.
	Densidade capilar
	Alta
	Média
	Baixa
	Capacidade de gerar ATP e método usado
	Alta, por RESPIRAÇÃO AERÓBICA.
	Intermediária, tanto por RESPIRAÇÃO AERÓBICA quanto por GLICÓLISE ANAERÓBICA.
	Baixa, por GLICÓLISE ANAERÓBICA.
	Mitocôndrias
	Numerosas
	Quantidade moderada
	Poucas
	Cor
	Vermelho-escuro (mioglobina)
	Vermelho
	Branca (pálida)
	Estoques de glicogênio
	Baixos
	Intermediários
	Altos
	Ordem de recrutamento
	Primeira
	Segunda
	Terceira
	Local onde as fibras são abundantes
	Músculos posturais como os do pescoço
	Músculos dos membros inferiores
	Músculos dos membros superiores
	Funções primárias das fibras
	Manutenção da postura e atividades aeróbicas de resistência (maratonas)
	Andar, correr
	Movimentos rápidos e intensos de curta duração (levantamento de peso; 100m).
	Fibras tipo 1
	Vermelhas; mais mioglobina (transporta oxigênio); lentas (ST); metabolismo aeróbio, mais mitocôndrias, mais capilares, menores em diâmetro, mais resistentes, ciclo de Krebs.
	Fibras 2
	Brancas; menos mioglobina; rápidas (FT); menos capilares, menos mitocôndrias, mais glicogênio, metabolismo anaeróbio, maiores em diâmetro, menos resistentes (2b); glicólise.
	Fibras Transição (2A)
	Intermediarias entre as fibras tipo 1 e fibras de tipo 2, depende do tipo de tratamento para a determinação da fibra (raros)