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Resumo feito por: Jéssica Cristina da Silva Introdução O tecido muscular tem como funções a movimentação, locomoção e sustentação do corpo. Ele é constituído por células alongadas adaptadas a função de contratilidade, chamadas de fibras musculares e que possuem grande quantidade de proteínas citoplasmáticas contráteis chamadas de miofibrilas que utilizam ATP para gerar a força necessária para a contração desse tecido. Esse tecido muscular pode ser classificado como: ● Músculo estriado esquelético ● Músculo estriado cardíaco ● Músculo liso Algumas estruturas das células musculares, ou seja, das fibras musculares recebem nomes diferentes, tais como: Membrana plasmática = sarcolema Citoplasma = sarcoplasma Mitocôndria = sarcossomo Retículo endoplasmático liso = retículo sarcoplasmático 1 Regeneração do tecido muscular A reparação do tecido muscular é diferente em cada tipo. Músculo esquelético: só consegue ser reparado após uma lesão por conta de suas células satélites que se proliferam e formam novas fibras musculares, pois a fibras musculares desse tecido não fazem mitose. Músculo cardíaco: é incapaz de se regenerar, quando uma lesão ocorre nesse músculo, como por exemplo um infarto do miocárdio a região afetada é tomada por fibroblastos que produzem fibras colágenas e formando um tecido conjuntivo denso no local, uma cicatriz, para reparar o dano. Músculo liso: após alguma lesão, as próprias células musculares lisas ao redor da área afetada fazem mitose para repara-lo. Músculo esquelético Esse tipo de músculo apresenta feixes formados por células muito longas, podendo chegar a 30cm, cilíndricas, multinucleadas, paralelas umas às outras e contêm muitas miofibrilas que apresentam faixas transversais claras e escuras, o que dá as fibras musculares seu aspecto estriado (essas estriações também se apresentam no músculo cardíaco). Seus núcleos se apresentam nas periferias das células, próximos ao sarcolema, essa é uma característica importante para distinguir o músculo esquelético do músculo cardíaco. Uma fibra muscular é formada durante o desenvolvimento embrionário pela fusão de pequenas células musculares individuais chamadas mioblastos. As fibras musculares esqueléticas podem ser brancas ou vermelhas. As fibras brancas são adaptadas para atividades de alta intensidade e curta duração, enquanto as fibras vermelhas são mais comumente usadas em atividades de baixa a média intensidade mas com duração prolongada. A diferença de cor nos músculos ocorre pois a mioglobina pigmenta os músculos e está mais presente em músculos que exercem maior força, mais esforço por isso a coxa de frango é mais escura que sua asa por exemplo. 2 As fibras musculares formam feixes de fibras que juntos formam o músculo, cada estrutura dessa é envolvida por camadas de tecido conjuntivo. O tecido conjuntivo atua mantendo as fibras musculares unidas, fazendo com que a força de contração de cada fibra muscular se distribua por todo o músculo, mesmo que suas fibras não se extendam de uma extremidade a outra. Através dele, a força de contração se estende também a outras estruturas como tendões e ossos. Alguns músculos se afilam nas extremidades, fazendo uma transição de músculo para tendão, na qual as fibras de colágeno do tendão inserem-se em dobras complexas do sarcolema. O músculo como um todo é envolvido pela camada de tecido conjuntivo denominada epimísio, dessa camada partem septos que se dirigem para o interior do músculo separando os feixes de fibras formando o perimísio. Cada fibra muscular é individualmente envolvida pelo endomísio que é formado pela lâmina basal da fibra muscular associada a fibras reticulares e com população celular escassa, com algumas células do tecido conjuntivo, principalmente fibroblastos. Os vasos sanguíneos penetram os septos de tecido conjuntivo para irrigar o músculo por uma rede de capilares que corre entre as fibras musculares, além disso, o tecido conjuntivo do músculo contém também vasos linfáticos e nervos. 3 Organização das fibras musculares esqueléticas As fibras musculares esqueléticas apresentam estriações transversais em suas miofibrilas facilmente observadas no corte transversal, formadas por faixas de colorações claras e escuras que coincidem. As faixas escuras são denominadas banda A e as faixas claras são denominadas banda I. Cada banda A apresenta uma faixa clara em seu centro chamada de banda H no meio da qual está a linha M e cada banda I apresenta uma linha escura em seu centro chamada de linha Z. Cada fibra muscular apresenta diversas miofibrilas que são feixes cilíndricos de filamentos, elas se apresentam paralelas ao eixo maior da fibra muscular e consistem no arranjo repetitivo de sarcômeros. Os sarcômeros são regiões da miofibrila entre uma linha Z e outra, ele contém uma banda A que separa duas semibandas I. Nas miofibrilas se encontram filamentos finos de actina e filamentos grossos de miosina. Os filamentos finos (actina) partem da linha Z e vão até a borda externa da banda H enquanto os filamentos grossos (miosina) ocupam toda a banda A. Portanto, a banda I é formada somente por filamentos finos, a banda H somente por filamentos grossos e a banda A formada por ambos pois é a região onde eles se interdigitam, um corte transversal nessa região de uma miofibrila mostra cada filamento grosso rodeado por seis filamentos finos, formando um hexágono. Os filamentos finos e grossos são dispostos longitudinalmente nas miofibrilas e organizados paralelamente, essa organização é mantida por diversas proteínas, como filamentos intermediários de desmina, que ligam as miofibrilas umas às outras. O conjunto de miofibrilas (actina e miosina) é preso a membrana plasmática da célula muscular (sarcolema) por meio de proteínas com afinidade tanto pelas proteínas da membrana plasmática quanto pelos miofilamentos. As miofibrilas do músculo estriado contêm quatro proteínas principais: 4 ● Actina ● Tropomiosina ● Troponina ● Miosina Os filamentos grossos são formados de miosina e os filamentos finos apresentam actina, tropomiosina e troponina. A actina se apresenta sob a forma de polímeros longos (actina F) que são formados por duas cadeias de monômeros globulares (actina G) torcidas, formando uma dupla hélice. Cada monômero globular de actina G tem uma região que interage com a miosina. A tropomiosina é uma molécula longa e fina, constituídapor duas cadeias polipeptídicas, uma enrolada na outra formando filamentos que se localizam ao longo do sulco existente entre os dois filamentos de actina F. Cada molécula de tropomiosina tem um local específico em que se prende um complexo de troponina. A troponina é um complexo de três subunidades: ● TnT -> se liga fortemente à tropomiosina ● TnC -> tem grande afinidade pelos íons cálcio ● TnI -> cobre o sítio ativo da actina, no qual ocorre a interação da actina com a miosina A molécula de miosina é formada por dois peptídeos enrolados em dupla hélice. Em uma de suas extremidades a miosina apresenta uma cabeça, que contém locais específicos para combinação com ATP e é dotada de atividade ATPásica. É nesta parte da molécula que ocorre a hidrólise de ATP para liberar a energia utilizada na contração. Além disso, nessa região também se encontra o local de combinação com a actina. Quando submetida a ligeira proteólise, a molécula de miosina pode ser dividida em cadeia pesada e cadeia leve. O fragmento leve corresponde à maior parte da porção em bastão da molécula, enquanto a pesada contém a cabeça mais uma parte do bastão. As moléculas de miosina são dispostas nos filamentos grossos de forma que suas partes em bastão se sobrepõem, e as cabeças situam-se para fora. 5 A banda H representa uma região de sobreposição da miosina constituída da parte em bastão das moléculas. No centro dessa banda encontra-se a linha M, que corresponde a ligações laterais entre filamentos grossos adjacentes, a principal proteína da linha M é a creatinoquinase que é a enzima responsável por catalizar a transferência de um grupamento fosfato da fosfocreatinina (uma forma de armazenamento de radicais fosfato ricos em energia) para o ADP, fornecendo assim ATP para as contrações musculares. Pontes transversais entre os filamentos finos e grossos são formadas pela cabeça da miosina mais um pequeno segmento da parte alongada (bastão) da molécula. A atividade ATPásica observada nas cabeças da miosina participa diretamente na transdução da energia química do ATP em energia mecânica, durante a contração muscular. Retículo sarcoplasmático e sistema de túbulos transversais A contração muscular depende da disponibilidade de íons Ca²+ por isso o músculo relaxa quando seu teor se reduz no sarcoplasma. O retículo sarcoplasmático contém altas concentrações desse íon pois é o responsável por armazenar e regular seu fluxo. Esse retículo é uma rede de cisternas do retículo endoplasmático liso , que envolve grupos de miofilamentos, separando-os em feixes cilíndricos. Os canais de Ca²+ se abrem quando ocorre a despolarização da membrana do retículo sarcoplasmático pelo estímulo nervoso e esses íons que estavam armazenados nas cisternas são liberados por transporte passivo e atuam na troponina, possibilitando a formação de pontes entre a actina e a miosina. Quando a despolarização termina a membrana do retículo sarcoplasmático transfere Ca²+ através de transporte ativo de volta para dentro das cisternas, cessando assim a atividade contrátil. Essa despolarização se inicia em uma junção mioneural situada na superfície da fibra muscular, a placa motora. Teoricamente a despolarização se iniciaria na superfície e iria em direção a fibras musculares mais profundas e isso faria com que as fibras mais superficiais se contraíssem primeiro e as mais profundas se contraíssem depois, entretanto, o sarcolema projeta processos longos, na forma de 6 dedos, os túbulos transversos ou túbulos T, que impedem que isso aconteça pois são responsáveis pela contração uniforme de cada fibra muscular esquelética. Esse sistema é formado por uma rede de invaginações tubulares do sarcolema da fibra muscular cujos ramos envolvem as junções das bandas A e I de cada sarcômero. Em cada lado de cada túbulo T existe uma expansão ou cisterna terminal do retículo sarcoplasmático. Este complexo é conhecido como tríade pois é formado por um túbulo T e duas expansões do retículo sarcoplasmático, e é onde a despolarização dos túbulos T, derivados do sarcolema, é transmitida ao retículo sarcoplasmático. Mecanismo de contração Ao contrário do que pode se pensar, durante a contração muscular os filamentos finos e grossos não se contraem diminuindo de tamanho, muito pelo contrário, ambos mantêm seu tamanho original, a contração se deve ao deslizamento dos filamentos finos sobre os grossoss, aumentando assim a área de sobreposição de ambos e diminuindo o tamanho dos sarcômeros. A contração se inicia na faixa A, onde os filamentos finos e grossos se sobrepõem. Quando o músculo está em repouso, o ATP está ligado à ATPase das cabeças da miosina e para ser quebrado a miosina necessita da actina que atua como cofator, porém, no estado de repouso as duas estão 7 separadas pois o complexo troponina-tropomiosina se encontra fixado sobre o filamento de actina, cobrindo o local de ligação. A contração muscular se inicia pela combinação de Ca2+ com a subunidade TnC da troponina, o que expõe o local de ligação da actina com a miosina pois muda a configuração espacial das três subunidades de troponina e empurra a molécula de tropomiosina mais para dentro do sulco da hélice de actina, isso permite a interação das cabeças de miosina com a actina. Como consequência dessa ligação a actina pode finalmente exercer seu papel como cofator e o ATP é quebrado em ADP, Pi e energia. Ocorre uma deformação da cabeça e de parte do bastão da miosina, aumentando a curvatura da cabeça fazendo com que a cabeça da miosina empurre o filamento da actina, promovendo seu deslizamento sobre o filamento de miosina e consequentemente, a contração muscular. Quando a ATPase das cabeças da miosina se ligam novamente a um ATP, e os íons Ca2+ são removidos, a miosina volta a posição em que se encontra durante o repouso e o complexo de troponina-tropomiosina cobre novamente o local de combinação da actina com a miosina. Uma única contração muscular é o resultado de milhares de ciclos de formação e destruição de pontes de actina-miosina. Por causa do deslizamento dos filamentos finos sobre os grossos, as bandas I e H diminuem de tamanho. Inervação Os músculos esqueléticos têm contração voluntária, sendo comandados pelo sistema nervoso central. A contração das fibras musculares esqueléticasé comandada por nervos motores que se ramificam no tecido conjuntivo do perimísio, onde cada nervo origina numerosos ramos. No local de contato com a fibra muscular, o ramo final do nervo perde sua bainha de mielina e forma uma dilatação para formar a placa terminal que se invagina para dentro de uma depressão na superfície da fibra muscular, permanecendo na parte externa da membrana. Essa união entre a parte terminal de um axônio 8 motor e uma placa motora, ou seja, a região da membrana plasmática de uma fibra muscular onde ocorre o encontro do nervo e o músculo é chamada de junção neuromuscular e sua função é desencadear a contração muscular. O terminal axônico apresenta várias mitocôndrias e vesículas sinápticas com o neurotransmissor acetilcolina que é liberado quando uma fibra do nervo motor recebe um impulso nervoso. Na junção, o sarcolema forma as dobras juncionais, quando a acetilcolina é liberada ela se difunde através da fenda sináptica e se liga aos receptores situados no sarcolema das dobras juncionais, essa ligação faz com que o sarcolema se torne mais permeável ao sódio, resultando em sua despolarização que se propaga ao longo do sarcolema penetrando a profundidade da fibra muscular através do sistema de túbulos T. Chegando às tríades o sinal despolarizador passa para o retículo sarcoplasmático levando à liberação de Ca2+, que inicia o ciclo de contração muscular. Quando a despolarização termina, o Ca2+ é transportado ativamente de volta para as cisternas do retículo sarcoplasmático, e a fibra muscular relaxa. O excesso de acetilcolina é hidrolisado pela colinesterase encontrada na fenda sináptica, sua hidrólise é necessária para evitar seu contato prolongado com os receptores do sarcolema. 9 Tecido muscular estriado cardíaco Esse tipo de tecido muscular forma apenas um músculo no corpo, o miocárdio. Apresenta contração involuntária controlada pelo sistema nervoso autônomo. Suas células são alongadas e ramificadas, apresentam estriações transversais semelhantes às do músculo esquelético mas diferentemente do músculo esquelético, as fibras cardíacas possuem apenas um núcleo, raramente apresentam até dois, e seus núcleos se apresentam no centro da célula. As fibras cardíacas são circundadas por uma delicada bainha de tecido conjuntivo, equivalente ao endomísio do músculo esquelético, que contém abundante rede de capilares sanguíneos. Uma característica marcante e exclusiva do músculo cardíaco são seus discos intercalares, complexos de junções intercelulares que ligam células musculares adjacentes e aparecem como linhas transversais, retas ou em aspecto de escada, fortemente coradas distribuídas em intervalos irregulares ao longo da célula. No caso dos discos intercalares em forma de escada, duas regiões são distinguíveis, a parte transversal, que como o próprio nome já diz, cruza a fibra na transversal e a parte lateral que cruza a fibra longitudinalmente, seguindo paralela aos miofilamentos. Os discos intercalares apresentam 3 principais junções intercelulares: 10 ● Zônulas de adesão -> são a principal especialização da membrana da parte transversal do disco, são encontradas também nas partes laterais e servem para ancorar os filamentos de actina dos sarcômeros terminais. ● Desmossomos -> sua função é unir as células musculares cardíacas evitando que elas se separem durante a contração. ● Junções comunicantes -> se encontram nas partes laterais e são responsáveis pela continuidade iônica entre células musculares adjacentes, assim o sinal para a contração passa como uma onda de uma célula para a outra. A contração muscular do músculo cardíaco é praticamente a mesma que o músculo esquelético, entretanto, existem algumas diferenças. O sistema T e o retículo sarcoplasmático não são tão bem organizados como no músculo esquelético; o retículo sarcoplasmático não é tão desenvolvido e se distribui de forma irregular entre os miofilamentos; os túbulos T cardíacos se localizam ao nível da linha Z, por isso, no músculo cardíaco existe apenas uma expansão de túbulo T por sarcômero e não duas como no músculo esquelético, logo, o que chamamos de "tríades" no músculo esquelético é chamado de "díades" no músculo cardíaco; na musculatura dos ventrículos os túbulos T são maiores do que no músculo esquelético; tanto o cálcio intracelular quanto o extracelular estão envolvidos na contração cardíaca, o influxo de cálcio externo age como desencadeador da liberação do cálcio armazenado na luz do retículo sarcoplasmático, provocando a contração ao atingir as miofibrilas e levando ao relaxamento ao serem bombeados de volta para o retículo. 11 As fibras cardíacas atriais apresentam grânulos secretores que contêm a molécula precursora do hormônio ou peptídeo natriurético atrial (ANP), esse hormônio atua nos rins aumentando a eliminação de sódio (natriurese) e água (diurese) pela urina, ao contrário da aldosterona que é um hormônio antidiurético que também atua nos rins mas promove a retenção de sódio e água. O peptídeo natriurético atrial tem como papel normalizar a volemia sanguínea e a pressão arterial quando a musculatura cardíaca for excessivamente distendida, também de forma contrária a aldosterona que aumenta a pressão arterial. No coração existe uma rede de células musculares cardíacas modificadas, que têm papel importante na geração e condução do estímulo cardíaco, essas células estão organizadas em nós e em fibras de condução altamente especializadas denominadas fibras de Purkinje, essas fibras estão localizadas no feixe átrio ventricular e são especializadas na condução do impulso, são ricas em glicogênio, maiores que as fibras cardíacas normais e se apresentam pouco coradas, elas geram e transmitem rapidamente o impulso contrátil a várias partes do miocárdio em uma sequência precisa. ======> Tecido muscular liso Esse tipo de músculo tem contração voluntária, sendo comandado pelo sistema nervoso autônomo, suas células tem formato fusiforme, isto é, são mais espessas no centro e se afinam nas extremidades, possuem apenas um núcleo que se apresenta na região central das células. As miofibrilas se apresentam em longos feixes que se estendem diagonalmente, não há disposição estriada das miofibrilas. Esse tipo de músculo está presente em todo o tubo digestivo, na bexiga, no útero, nas artérias e veias.Durante a gravidez, o número de células aumenta (hiperplasia) assim como o tamanho das mesmas (hipertrofia). 12 Existem 2 tipos de tecido muscular liso: ● Músculo liso unitário (ou visceral): as membranas plasmáticas das células desse tipo de músculo formam junções comunicantes do tipo gap com células musculares lisas adjacentes, e as fibras nervosas formam sinapses somente com algumas poucas fibras musculares, dessa forma, as células do músculo liso unitário não podem se contrair independentemente umas das outras pois o impulso nervoso é transmitido através de suas junções comunicantes, logo elas agem em conjunto como uma unidade. Esse tipo de músculo liso está presente no trato gastrointestinal e no útero, por exemplo. ● Músculo liso multiunitário: as células desse tipo podem se contrair independentemente umas das outras pois cada célula possui seu próprio suprimento nervoso. A íris, o músculo ciliar do olho, o músculo eretor do pelo e o ducto deferente são exemplos de regiões onde esse tipo de músculo liso se encontra presente. As células musculares lisas são revestidas por lâmina basal e mantidas unidas por uma rede muito delicada de fibras reticulares que amarram as células musculares lisas umas às outras, de forma que a contração simultânea de apenas algumas ou de muitas células se transforma na contração do músculo inteiro. O sarcolema dessas células possui muitas depressões parecidas com as vesículas de pinocitose, chamadas de cavéolas. As cavéolas contêm íons Ca2+ que dão início ao processo de contração. A base física da contração no músculo liso é diferente dos músculos esquelético e cardíaco. Em seu sarcoplasma as células não possuem sarcômeros nem troponina, seus filamentos de actina são estabilizados pela combinação com tropomiosina e seus filamentos de miosina são diferentes dos filamentos encontrados nos músculos cardíaco e esquelético pois esses músculos possuem miosina do tipo I que se apresenta estirada a todo momento, enquanto o músculo liso apresenta miosina II cujas moléculas se encontram enroladas e só se estiram no momento da contração quando são combinadas 13 com um radical fosfato. Além disso o músculo liso possui pouco retículo sarcoplasmático liso, que não está envolvido no armazenamento de cálcio. A contração muscular se inicia pelo estímulo do sistema nervoso autônomo, que faz com que íons Ca2+ migrem do meio extracelular para o sarcoplasma através de canais do sarcolema especializados para o transporte desses íons que então se combinam com as moléculas de calmodulina, uma proteína com afinidade para eles e o complexo calmodulina–Ca2+ ativa a enzima quinase da cadeia leve da miosina II. A enzima ativada fosforila as moléculas de miosina II que então se estiram em forma de filamento deixando descobertos os sítios que têm atividade de ATPAse e se ligam com a actina. Essa ligação libera energia do ATP, que promove a deformação da cabeça da molécula de miosina II e o deslizamento dos filamentos de actina sobre os de miosina II assim como ocorre nos dois outros tipos de tecido muscular. As células musculares lisas apresentam os corpos densos, estruturas densas aos elétrons que aparecem escuras nas micrografias eletrônicas, em sua maioria na membrana dessas células mas também são encontrados no citoplasma, eles contêm α-actinina e são comparáveis às linhas Z dos músculos esquelético e cardíaco. A actina e a miosina II estão ligadas a filamentos intermediários de desmina e de vimentina que, por sua 14 vez, prendem-se aos corpos densos da membrana da célula, levando à contração da célula como um todo. Quando a contração ocorre a célula se deforma não apenas longitudinalmente, como as células estriadas, mas também transversalmente. Outros fatores além dos íons cálcio ativam a quinase da cadeia leve da miosina II e assim estimulam a contração, o aumento sarcoplasmático de AMP-cíclico (cAMP) é um exemplo, além dele, alguns hormônios sexuais atuam dessa maneira sobre o músculo liso do útero, a progesterona entretanto tem efeito contrário pois ativa receptores que diminuem o teor de cAMP e relaxa o músculo liso do útero. Referências bibliográficas e fontes das fotos: Junqueira, L. C., Carneiro, J. Histologia básica. 11ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan. 2011, 524p. Leslie, P., Gartner, L. Tratado de Histologia. 4ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017, 664p. Pawlina, W., Ross, M. H. Ross Histologia Texto e Atlas-Correlações com Biologia Celular e Molecular. 7ª edição. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016, 1000p. <http://mol.icb.usp.br/index.php/11-29-sistema-circulatorio/>visto em: 13/01/2021 15 http://mol.icb.usp.br/index.php/11-29-sistema-circulatorio/
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