Fisiologia do músculo esquelético

Prévia do material em texto

Fisiologia do músculo esquelético
· Sistema nervoso periférico se subdivide entre autônomo (transmite informações do SNC para os outros órgãos através do SNP) e o somático (transmite informações do SNC ao músculo esquelético também através do SNP). 
· Divisão eferente periférica: Neurônio motor somático, neurônio simpático e neurônio parassimpático.
· Junção neuromuscular: É feita pela sinapse entre o terminal axonal do neurônio somático e o músculo esquelético, com a liberação da acetilcolina e sua ligação ao receptor nicotínico, que se altera de forma excitatória. 
· Placa motora: local com alta concentração de receptores nicotínicos. Ela está na junção neuro muscular. 
· Músculos: 
- Esquelético: responsável pela locomoção;
- Liso: Constitui as vísceras;
- Cardíaco. 
PS: O esquelético e cardíaco são estriados.
· Os músculos esqueléticos precisam estar fixados aos tendões, articulações e outras estruturas anatômicas para conseguir realizar sua função de locomoção. Ele é constituído ainda por fascículos musculares e estes, por sua vez, são construídos por fibras musculares. Cada fibra é inervada por axônios e são constituídas por miofibrilas. Estas são formadas por miofilamentos de miosina e actina. Resumindo:
Músculo > Fascículos musculares > fibras musculares > miofibrilas > miofilamentos de miosina e actina.
· PS: Os tendões são as continuações de tecido conjuntivo que envolvem os fascículos. 
· O corpo celular está na medula espinhal e o axônio sai dela, inervando fibras musculares. Um só motoneurônio é capaz de inervar mais de uma fibra, de maneira que quanto maior for o esforço feito, mais fibras serão recrutadas para a ação. Nessa inervação, haverá a liberação da acetilcolina e, com isso, a contração muscular. 
· Peixe Baiacu: A intoxicação alimentar pela neurotoxina Tetrodotoxina, presente no baiacu, pode ser fatal, pela parada do músculo esquelético e, assim, uma parada respiratória (paralisia do diafragma). Isso acontece graças à ação da toxina ao bloquear a abertura dos canais de sódio e, consequentemente, a geração de um potencial de ação, que permitiria a liberação da acetilcolina. Além disso, essa toxina é termolável, ou seja, não sofre danos com a temperatura. Nesse caso, é necessário o apoio à vida, utilizando suporte respiratório e medicamentos, como a injeção de acetilcolina, para tentar ativar as fibras musculares esqueléticas ainda não bloqueadas. 
· Regulação da junção neuromuscular e potencial de ação da fibra muscular: 
- O controle da junção neuromuscular, para a garantia da homeostasia, será feito pela enzima acetilcolinesterase (AChE), que degrada a acetilcolina, para que não se ative constante e incontrolavelmente os receptores nicotínicos. Além disso, existem sítios de integração para a acetilcolina e para a acetilcolinesterase, para que ocorra a interação entre elas.
- O canal nicotínico permite a passagem de sódio, que é o íon principal para a geração do potencial de ação. Para isso, serão necessárias, duas moléculas de acetilcolina. 
- Na placa motora, a permeabilidade ao sódio irá gerar o potencial de placa motora (PPM), que é dado por cada canal nicotínico. Esse potencial, por sua vez, quando acumulado pela soma dos PPM’s de todos os receptores nicotínicos, gerará o potencial de ação da fibra muscular. 
- Farmacologia: Existem substancias químicas inibidoras de acetilcolinesterase, que propiciam maior presença de acetilcolina na placa motora. Elas são as antiacetilcolinesterase ou Neostigmina. Isso permite, por exemplo, um melhor e maior funcionamento respiratório, pela maior contração do diafragma. 
 Exemplo – Miastenia grave: O paciente produz de anticorpos contra os receptores nicotínicos, ou seja, é uma doença autoimune. Com isso, ele começará a apresentar cansaço excessivo, fadiga, fitose palpebral (pálpebra caída), entre outros efeitos, pelo bloqueio de uma parte dos receptores nicotínicos. Assim, é necessário aumentar a quantidade de acetilcolina na placa motora, que será possibilitada pelo uso de antiacetilcolinesterase. 
 OBS: Essa ação ocorre em todo o corpo, apesar de ser possível que uma parte específica do corpo, como por exemplo apenas os membros superiores, estar sendo mais afetada. Nesse caso, haveria também a ação do antiacetilcolinesterase nos membros inferiores, por exemplo. Assim, o paciente poderia ter um melhor desempenho a atividades na região inferior, sem afetar, porém, a eficiência do medicamento na parte mais necessitada. 
· Estrutura para a contração muscular: 
· Túbulo T (ou túbulo transverso ou transversal): 
 É uma depressão ou invaginação na membrana da fibra muscular, que é chamada de sarcolema. Ela acaba, portanto, aproximando a membrana às organelas das células da fibra muscular.
 A cada lado do túbulo T, existem os retículos sarcoplasmáticos, que guardam o cálcio. Essa constituição forma uma tríade, que é a ligação entre o túbulo T e as cisternas terminações dos retículos sarcoplasmáticos.
O potencial de ação que passa nessa membrana acompanhará essa depressão. Nesse túbulo, existem mais receptores, que estimulam o aumento do cálcio no sarcoplasma (citoplasma da célula muscular), que estava “escondido” no retículo sarcoplasmático. Esse cálcio livre dentro da célula gera contração muscular, devido ao encurtamento do sarcômero. 
· Miofilamentos: São constituídos por bandas de miosina e actina, sendo chamados miofilamentos de miosina e miofilamentos de actina. Eles são envolvidos pelo sarcolema.
· Sarcômero:
· Os sarcomeros são ultraestruturas dos miofilamentos bem organizados.
· Disco Z: é a delimitação do sarcômero. Este fica entre dois discos Z. 
· Dentro dos sarcômeros, temos filamentos de miosina e actina. Os filamentos grossos (filamentos espessos) são os de miosina e os finos, de actina.
· Actina: Os filamentos finos (filamentos delgados) passam através do disco Z e entre os filamentos grossos. Eles apresentam as estruturas troponina e tropomiosina, que contribuirão para o encurtamento dos sarcomeros. 
- Troponina C: Se liga ao cálcio;
- Troponina I: Faz a estabilização desse sistema de troponina;
- Troponina T: Liga esse sistema à tropomiosina;
- Tropomiosina: Estará enrolada à actina.
· Processo: 
A troponina e a tropomiosina ajudam a esconder sítios de ligação da actina, que se ligariam às cabeças da miosina, que estão no filamento grosso, para fazer o encurtamento do sarcômero. Esse sistema se modificará quando os níveis de cálcio no sarcoplasma aumentarem. Com isso, os sítios de ligação da actina ficarão expostos e a miosina se ligará a eles. Assim, a miosina puxará o ligamento fino, diminuindo o sarcômero. 
 
· Os filamentos grossos estão ligados a proteínas titina, que são como molas e são elásticas.
· Arquitetura das miofibrilas: Depende de proteínas. A deficiência destas pode causar distrofias musculares, como a distrofia muscular de Duchenne, onde o músculo do paciente não terá sustentação para o processo de contração adequada. Isso se dá pela deficiência da Distrofina, uma proteína que sustenta a parte superior do sarcômero no sarcolema.
· Relaxamento do músculo: Acontecerá a partir da volta do cálcio para o retículo sarcoplasmático, de maneira a permitir a reconstrução do sistema de troponina e tropomiosina, que esconderão os sítios de ligação da actina. Assim, as cabeças da miosina se desconectarão desses sítios, parando de puxar os ligamentos finos e, consequentemente, de contrair o músculo. 
· Receptores do túbulo T: O dihidropiridina (DHP) é um receptor sensível ao potencial de ação que, quando excitado, altera um segundo receptor, o receptor rianodina. Este é o mais importante, pois é o que prende a saída de cálcio do reticulo sarcoplasmático. Ou seja, sua função é manter as reservas de cálcio dentro dos retículos. Com a excitação, ele permitirá a saída do cálcio do retículo, desencadeando o processo já visto. Todos esses receptores são do tipo ianotrópicos. 
· Fisiologia clínica: 
· Hipertermia maligna: 
- Reações: Rigidez da musculatura esquelética, hiperventilação, taquicardia e hipertermia. 
-Paciente com alteração genética na rianodina. Os medicamentos Halotano (anestésico) e Succinilcolina (relaxante muscular, geralmente usada para relaxar a musculatura para a entubação) acabam desencadeando uma maior abertura do receptor rianodina, de forma a sair mais cálcio e, assim, ocasionar tamanha contração muscular. 
- Como é uma alteração genética, isso só é detectado com exame muito específico, genético, ou com o contato com os dois medicamentos citados. 
· Importância do ATP: É usado para o relaxamento do músculo, para a volta à normalidade. Ele será usado para desfazer a interação entre miosina e actina. Isso explica a grande quantidade de mitocôndrias nas fibras.
· Ciclo das Pontes Cruzadas: é a ligação e descomunicação entre a cabeça da miosina e o sítio da actina, que dependem do gasto de ATP. 
· Rigidez cadavérica: logo que a pessoa morre, seu corpo fica enrijecido pela quebra do ciclo das pontes cruzadas, de forma que o músculo não consegue voltar, rapidamente, à condição normal. Aos poucos, o corpo volta a ficar mole, pelo extravasamento dos conteúdos citoplasmáticos e organismos degradadores, como os lisossomos. 
· Mecanismos de redução do cálcio do sarcoplasma: 
- Bomba de cálcio ATPase: Está no sarcolema, jogando o cálcio para o meio extra-celular. Por ser contra o gradiente de concentração, haverá gasto de ATP.
- Calsequestrina: Molécula presente no retículo sarcoplasmático que sequestra cálcio, mantendo-o dentro desse retículo. 
· Agentes que afetam a transmissão neuromuscular: 
- Toxina botulínica: bloqueia a liberação da acetilcolina. 
- Curare: Compete com a acetilcolina pelos receptores na placa motora, causando a paralisia muscular. É comumente usada em flechas indígenas para a caça. Vale destacar que essa toxina é degradada no estômago, de forma a não ter efeitos sobre o indivíduo que for comer a carne.
- Neostigmina: Inibidor da acetilcolinesterase, que prolonga a ação da acetilcolina na placa motora. 
· Texto de revisão:
Os comandos do músculo esquelético são feitos pelo sistema nervoso somático. Os nervos aferentes (sensitivos) chegam ao sistema nervoso central, onde a informação será processada. Através do sistema nervoso periférico, que possui os nervos eferentes, a resposta à informação será encaminhada, nesse caso, para o músculo esquelético. 
A informação chegará então aos tendões, que são estruturas de tecido conjuntivo as quais os músculos estão ligados e que permitirão a locomoção. Tendo em mente que os tendões se comunicam com o músculo, estes possuem estruturas que, na ordem de mais externa para a mais interna, são: fibras, fascículos musculares, miofibrilas e miofilamentos.
O processo da contração muscular ocorrerá da seguinte forma:
Os terminais do axônio do neurônio somático liberam acetilcolina na fenda sináptica para que elas se liguem aos receptores nicotínicos musculares. Esse espaço de comunicação entre o motoneurônio e o músculo é chamado de junção neuromuscular, e nela existe a placa motora, onde se tem o acúmulo de receptores nicotínicos. 
Cada receptor nicotínico precisará de duas moléculas de acetilcolina para ser ativado. Ele permitirá, em sua ativação, a entrada de sódio, de forma a gerar um Potencial de Placa Motora (PPM). A soma dos PPM’s desses receptores irá gerar um potencial de ação, que se propagará sobre a membrana da fibra muscular. Essa fibra muscular se chama sarcomela. 
Ao decorrer da sarcomela, existem invaginações de membrana, chamados túbulos T. Esse túbulos apresentam, no meio interno a membrana e a cada lado, retículos sarcoplasmáticos. Esses retículos são armazenadores de cálcio e dependem da ativação de receptores para libera-los. Esses receptores são o dihidropiridina e a rianodina, e fazem a comunicação do túbulo T com os retículos. Assim, quando um potencial de ação estiver passando pela sarcomela e mergulhar nessa invaginação, o primeiro receptor ativará o segundo. Esse segundo é o mais importante, uma vez que funciona como porta para a saída de cálcio do reticulo sarcoplasmático. Ativado, a rianodina permitirá tal saída de cálcio para o sarcoplasma. 
No sarcoplasma, o cálcio se ligará à troponina C, desestabilizando o sistema de troponinas e tropomiosina. Esse sistema havia sido criado para esconder os sítios de ligação da actina, para que não houvesse a ligação entre esse sítio e a cabeça da miosina. Então, o aumento de cálcio nesse meio permitirá tal ligação ao desencadear a exposição dos sítios. Quando ligada ao sítio da actina, a miosina puxa os filamentos finos de actina, fazendo a contração muscular. 
No processo de relaxamento, os receptores rianodina voltam a prender o cálcio dentro do retículo; a bomba de cálcio ATPase joga cálcio para o meio extra celular, contra o gradiente de concentração, de forma a gastar atp; e a enzima calsequestrina irá capturar cálcio dentro do próprio retículo, impedindo sua saída. Esse mecanismo, então, levam à diminuição do cálcio no sarcoplasma, fazendo com que o sistema de troponina e tropomiosina se reconstituam e se desligue a ligação entre o sítio da actina e a cabeça da miosina, relaxando o músculo. 
Vales destacar ainda, que a acetilcolinesterase é a enzima degradadora de acetilcolina, que atua nos receptores nicotínicos destruindo esse neurotransmissor. Com isso, medicamentos antiacetilcolinesterase (neostigmina) podem contribuir para o aumento da contração muscular e, o contrário, seu relaxamento. Além disso, vale lembrar que a contração do diafragma permite a inspiração. Por isso, ao ocorrer uma paralisia dos músculos esqueléticos, é possível ocorrer uma parada respiratória. Essa paralisia é vista na hiperplasia maligna, por exemplo, desencadeada por dois fármacos específicos, um analgésico e outro relaxante muscular, em pessoas que possuem alteração genética na rianodina. 
Outro ponto importante é a grande presença de mitocôndrias nas fibras musculares, responsáveis pelo fornecimento de ATP para o processo de relaxamento muscular. Além disso, destaca-se a proteína distrofina, responsável pela ligação da parte superior do sarcômero à sarcomela, sendo importante para a arquitetura dos miofilamentos. Outra proteína importante é a titina, que funciona como mola, estabilizando os filamentos grossos.