Excitação do Músculo Esquelético: Transmissão neuromuscular e acoplamento excitação-contração

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• As fibras musculares esqueléticas são 
inervaras por grandes fibras nervosas 
mielinizado que se originam nos grandes 
neurônios motores nos cornos anteriores 
da medula espinhal. 
 
• Cada fibra nervosa, depois de penetrar 
no feixe muscular, se ramifica e estimula 
de três a varias centenas de fibras 
musculares esqueléticas. 
o Junção neuromuscular: (ou placa 
motora) terminação nervosa que faz 
junca com a fibra muscular próxima de 
sua porção média. 
o O sinal nervoso, se propaga em ambas 
direções. 
 
 
 Anatomia Fisiológica da Junção 
 Neuromuscular - placa motora 
 
• A fibra nervosa forma complexo de 
terminais nervosos ramificados, que se 
invaginação na superfície extracelular 
da fibra muscular.. toda essa estrutura, é 
chamada de placa motora. Ela é 
recoberta por uma ou mais células de 
Schwann, que a isolam dos líquidos 
circunjacentes. 
 
• A membrana invaginação é chamada 
de goteira sináptica ou canaleta 
sináptica, e o espaço entre o terminal e 
a membrana da fibra é chamado de 
espaço sináptico ou fenda sináptica. 
 
 
 
 
 
• No fundo da goteira encontra-se 
inúmeras pequenas dobras da 
membrana muscular, chamadas 
fendas subneurais, aumentando a 
área de contato. 
 
• No terminal axonal, existem muitas 
mitocôndrias que fornecem trifosfato 
de adenosina (ATP), a fonte de 
energia que é usada para a síntese 
de um transmissor excitado, a 
acetilcolina. 
 
 
 Secreção de Acetilcolina pelos 
 terminais nervosos 
 
• A acetilcolina, excita a membrana 
da fibra muscular. Ela é sintetizada 
no citoplasma do terminal, porém é 
absorvida rapidamente pelas 
vesículas sinápticas, localizadas no. 
Terminal de uma única placa 
motora. 
 
• No espaço sináptico, há grandes 
quantidades da enzima 
acetilcolinesterase, que destrói a 
acetilcolina aloto após sua liberação 
das vesículas sinápticas. 
 
• Na superfície interna da membrana 
neural estão as barras densas 
lineares. Nos dois lados de cada 
barra densa, estão partículas 
protéicas, que penetram na 
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membrana neural (canais de sódio 
controladas por voltagem). 
o Quando o potencial de ação de 
propaga para o terminal, esses 
canais se abrem e permitem que os 
íons cálcio se difundam do espaço 
sináptico para o interior do terminal 
nervoso. 
 
• Exocitose: 
o Os íons de cálcio ativam a proteína 
cinase dependente da calmodulina-
Ca2+, que então fosforila as proteínas 
sinapsina, que ancoram as vesículas 
de acetilcolina ao citoesqueleto do 
terminal pré-sináptico. 
o Esse processo libera as vesículas da 
acetilcolina do citoesqueleto e 
permite que movam para a zona 
ativa da membrana neural pré-
sináptica adjacente as barras 
densas. 
o As vesículas então se acoplam nos 
ponto de liberação, se fundem com 
a membrana neural e lançam a 
acetilcolina no espaço sináptico. 
 
• O estímulo efetivo que causa a 
liberação de acetilcolina das 
vesículas é a entrada dos íons cálcio 
e que a acetilcolina das vesículas é 
esvaziada através da membrana 
neural adjacente as barras densas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A acetilcolina are os canais icônicos 
 nas membranas pós-simpáticas 
 
• O complexo receptor de acetilcolina 
fetal é composto por cinco 
subunidade protéicas, duas proteínas 
alfa e uma de casa uma das 
proteínas beta, delta e gama. 
o No adulto, uma proteína épsilon 
substitui a gama no seu receptor 
complexo. 
 
• Essas moléculas protéicas penetram 
por toda a extensão da membrana, 
situando-se lado a lado em círculo 
para formar o canal tubular, que se 
mantém fechado ate que duas 
moléculas de acetilcolina se liguem 
as duas subunidades protéicas alfa. 
Essa fixação provoca alteração 
conformacional que abre o canal. 
 
• O canal regulado pela acetilcolina 
tem um diâmetro suficientemente 
grande para permitir que íon 
positivos importantes ( sódio, potássio 
e cálcio) se movimentem facilmente 
pela sua abertura 
o Essa ação provoca alteração 
potencial local positiva, no lado 
interno da membrana da fibra 
muscular, chamado de potencial da 
placa motora. 
o Esse potencial, inicia uma ação que 
se propaga pela membrana 
muscular, resultando a contração 
muscular. 
 
 
 Destruição da acetilcolina liberada 
 pela acetilco-linesterase 
 
• Uma vez liberada no espaço 
sináptico, a acetilcolina vai ativar 
seus receptores. Porém, ela é 
removida rapidamente de duas 
maneiras: 
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1. A maior parte da acetilcolina é 
destruída pela enzima 
acetilcolinesterase, que está ligada a 
camada esponjosa do tecido 
conjuntivo fino que preenche o 
espaço sináptico. 
2. A acetilcolina se difunde para fora 
do espaço sináptico. 
 
• Mesmo ficando alguns milissegundos 
no espaço sináptico, a acetilcolina 
consegue excitar a fibra muscular. 
• Sua rápida remoça evita a 
reexcitação continuada do músculo, 
depois que a fibra muscular se 
recuperou de seu potencial de ação 
inicial. 
 
 Potencial da placa motora e excitação 
 da fibra muscular esquelética 
 
• Potencial da placa motora: quando 
os canais colinérgicos de abrem e os 
íons sódio entram para a fibra 
muscular, resulta na variação do 
potencial elétrico no interior da fibra, 
no local da placa motora, para 
aumentar a direção positiva. 
 
 
Fator de segurança para a transmissão 
na junção neuromuscular; Fadiga da 
junção 
 
• Cada impulso que chega a junção 
neuromuscular provoca potencial da 
placa motora de amplitude três 
vezes maior que o necessário para 
estimular a fibra muscular. 
 
• A junção neuromuscular normal tem 
alto fator de segurança. 
 
• Fadiga: diminuição do número de 
vesículas de acetilcolina, impedindo 
a transmissão para a fibra muscular. 
 
 Potencial de ação muscular 
 
• Alguns dos aspectos quantitativos 
dos potenciais musculares são os 
seguintes: 
 
1. Potencial de repouso da 
membrana: cerca de -80 a -90 
milivolts nas fibras musculares 
esqueléticas. 
2. Duração do potencial de ação é 
de 1 a 5 milissegundos no 
músculo esquelético. 
3. Velocidade de condução é de 3 
a 5 m/s 
 
 
 Os potenciais de ação se 
 distribuem para o interior da fibra 
 muscular por meio dos “Túbulos 
 Transversos” 
 
• A fibra muscular esquelética é 
tão grande, que o potencial de 
ação na superfície quase não 
provoca fluxo de corrente no 
interior da fibra. 
 
• Para causar o máximo de 
contração muscular, a corrente 
tem de penetrar profundamente 
na fibra muscular até as 
proximidades das miofibrilas. 
• Essa penetração se dá pela 
propagação dos potenciais de ação 
pelos túbulos transversos (túbulos T), 
que penetram a fibra muscular, de 
um lado a outro. 
 
• Excitação- contração: os potenciais 
de ação no túbulo T provocam 
liberação de íons cálcio no interior 
da fibra muscular, com ligação 
direta com as miofibrilas, e esses íons 
cálcio causam então a contração. 
 
 
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 Túbulo transverso - sistema 
 retículo sarcoplasmático 
 
• Os túbulos T são muito pequenos e 
cursam transversalmente às 
miofibrilas. Eles começam na 
membrana celular e penetram por 
toda a fibra muscular. 
 
• Esses túbulos se ramificam e formam 
planos inteiros de túbulos T se 
entrelaçando entre as miofibrilas. 
• Também se abrem para o exterior, 
no ponto de origem, como uma 
invaginação da membrana celular. 
Dessa forma, eles se comunicam 
com o líquido extracelular 
circundante da fibra muscular e 
tendo líquido extracelular em seu 
lúmen. 
 
• Quando um potencial de ação se 
propaga pela membrana da fibra 
muscular, a alteração do potencial 
também se propaga ao longo dos 
túbulos T para o interior da fibra 
muscular. As correntes elétricas que 
circundam esses túbulos T, então, 
provocam a contração muscular. 
 
 
 Liberação dos íons cálcio 
 pelo retículo sarcoplasmático 
 
• Uma das características especiais do 
retículo sarcoplasmático é que no 
interior de seus túbulos vesiculares 
existe excesso de íons cálcio em alta 
concentração, e muitos desses íons 
são liberados de cada vesícula 
quando um potencialde ação 
ocorre em túbulo T adjacente. 
 
• À medida que o potencial de ação 
progride pelo túbulo T, a variação da 
voltagem é detectada pelos 
receptores de di-idropiridina, ligados 
aos canais de liberação de cálcio, 
também chamados receptores de 
canal de rianodina nas cisternas 
adjacentes do retículo 
sarcoplasmático. 
 
• A ativação dos receptores de di-
idropiridina desencadeia a abertura 
dos canais de liberação de cálcio 
das cisternas e em seus túbulos 
longitudinais associados. Esses canais 
permanecem abertos por poucos 
milissegundos, liberando cálcio para 
o sarcoplasma que banha as 
miofibrilas e causando a contração. 
 
• Uma vez liberados dos túbulos 
sarcoplasmáticos, os íons cálcio se 
difundem nos espaços entre as 
miofibrilas, provocando a contração 
muscular que permanece enquanto 
a concentração do íon continua 
elevada. 
o Porém, uma bomba de cálcio 
continuamente ativada, localizada 
nas paredes do retículo 
sarcoplasmático, bombeia os íons 
cálcio para longe das miofibrilas, de 
volta para os túbulos 
sarcoplasmáticos. 
 
 
 
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 “Pulso” Excitatório de Íons Cálcio 
 
• A concentração normal de íons 
cálcio, é muito baixa para provocar 
contração. Portanto, o complexo 
troponina-tropomiosina mantém os 
filamentos actínicos inibidos e o 
músculo no estado relaxado. 
o A excitação do túbulo T e do sistema 
retículo sarcoplasmático provoca 
liberação de íons cálcio suficiente 
para aumentar a concentração no 
líquido miofibrilar, atingindo o nível 
necessário para provocar a 
contração muscular 
• Em seguida, a bomba de cálcio 
reduz outra vez a concentração dos 
íons cálcio. 
o A duração total desse “pulso” de 
cálcio, na fibra muscular esquelética, 
é de cerca 1/20 de segundo, 
embora possa ser muito maior em 
algumas fibras e muito menor em 
outras. (No músculo cardíaco, o pulso 
de cálcio dura um terço de segundo, 
por causa da longa duração do 
potencial de ação cardíaco.) 
 
• Durante esse pulso de cálcio, ocorre 
a contração muscular. Para a 
contração persistir sem interrupção 
por longos intervalos, uma série de 
pulsos de cálcio tem de ser iniciada 
por série contínua de potenciais de 
ação repetitivos. 
 
 
 Referências: GUYTON & HALL, 
 Tratado de Fisiologia Médica