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Introdução Conceito - Cerca de 40% do corpo é composto por músculo estriado esquelético e os outros 10% por músculo liso e cardíaco ➜ o músculo estriado esquelético (MEE) é aquele preso nos ossos do corpo, atuando sobre o esqueleto (permite a ação de alavanca do músculo) ➜ o restante é músculo liso (presente no útero, intestino...) e músculo estriado cardíaco (coração) ➜ as células musculares são células altamente especializadas para a conversão de energia química em mecânica (energia do ATP em força e trabalho do músculo) ➜ o MEE está sobre controle voluntário (controlado pelo SNC), já o músculo estriado cardíaco e o músculo liso são involuntários Função Gerar força, resistência, movimentação e sustentação do esqueleto humano. Estrutura básica muscular O músculo é composto por fibras musculares (células delgadas e alongadas) ➜ o conjunto de fibras musculares são agrupados em fascículos ➜ os fascículos são agrupados e formam os músculos. Camadas que recobrem os músculos - Endomísio ➜ camada de tecido conjuntivo que envolve cada fibra muscular - Perimísio ➜ camada de tec. conj. Que envolve os fascículos ➜ nessa camada há a inervação das fibras musculares. - Epimísio ➜ camada de tec. conjuntivo que envolve o músculo. OBS: Essas 3 camadas ajudam a evitar os danos das fibras musculares em casos de estiramento ou contrações excessivas. OBS: O tendão é formado por essas 3 camadas de tecido conjuntivo, que se unem nas extremidades do músculo (tendão) ➜ fixa o músculo ao esqueleto. OBS: Essas 3 camadas de tecido conjuntivo servem para transmitir o movimento das moléculas de actina e miosina para o esqueleto efetuar o movimento. Caracterizar a estrutura da célula muscular esquelética - O músculo é composto de numerosas fibras ➜ cada fibra é inervada por uma terminação nervosa (cada fibra possui uma terminação nervosa para si) ➜ existe então 1 neurônio motor que vai inervar esse músculo para gerar a contração muscular dele. - Sarcolema ➜ é uma membrana celular delgada que reveste a fibra muscular esquelética e protege essa fibra - Cada fibra muscular contém milhares de miofibrilas ➜ essas miofibrilas são compostas por filamentos de actina e miosina (a actina e a miosina são proteínas que compõem as miofibrilas) ➜ dentro das miofibrilas existem os sarcômeros - Filamentos mais grossos = miosina - Filamentos mais finos = actina Esses 2 filamentos estão interdigitados/interligados um no outro - Existe a faixa I ➜ são isotrópicos a luz polarizada ➜ praticamente só tem filamentos de actina (são os mais finos, por isso são os mais claros) - Existe a faixa A ➜ anisotrópicos a luz polarizada ➜ possui a miosina ➜ o corpo da miosina e as extremidades da miosina ➜ e possui também um pedaço pequeno da actina dentro dessa região da faixa A ➜ na zona H (onde é o corpo da miosina) possui só filamentos de miosina e não possui pontes cruzadas - Pontes cruzadas ➜ são filamentos de miosina entrelaçados ➜ estão dentro da faixa A - Disco Z/linha Z ➜ é composto de proteínas filamentosas a faixa I (cruza miofibrilas umas às outras) ➜ isso conecta essas miofibrilas por toda a fibra muscular O que é sarcômero ? É o segmento da miofibrila situado em 2 discos Z (é o que está entre 2 discos Z) - Os filamentos flexíveis de titina mantém a posição lado a lado dos filamentos de actina e miosina ➜ são responsáveis por “sustentar” o posicionamento da actina e miosina ➜ importante para a contração muscular (se as fibras de actina e miosina não estivessem lado a lado não haveria como a contração muscular ocorrer) ➜ o espaço entre as miofibrilas é preenchido pelo sarcoplasma (é o “citoplasma” dos músculos) ➜ as miofibrilas estão envolvidas por esse líquido sarcoplasma (é rico em cálcio, magnésio, sódio e ATP) ➜ essas substâncias são importantes para a contração muscular Retículo sarcoplasmático É o retículo endoplasmático especializado do músculo esquelético ➜ é encontrado nos tipos de fibras de contração muito rápida, apresentando esses retículos sarcoplasmáticos muito extensos ➜ possuem grande reserva de cálcio para a contração muscular Diferenciar do ponto de vista morfológico e funcional os tipos de fibras musculares Fibras musculares lentas oxidativas (vermelhas) - São também conhecidas como tipo I ➜ são fibras mais utilizadas em atividades que demandam intensidade baixa à moderada, possui pequena contração e de forma lenta ➜ são atividades de longa duração, de resistência (maratonista, nadadores de grandes distâncias, asas de aves...) - Essas fibras possuem menor diâmetro e necessitam de um maior fornecimento sanguíneo ➜ possuem muitas mitocôndrias e enzimas oxidativas do sarcoplasma em suas células (metabolismo aeróbico devido a grande quantidade de mitocôndrias e intensidade da contração muscular, que é pouca) ➜ essas fibras podem sofrer também hipertrofia, mas menos acentuada que as de contração rápida. Fibras musculares rápidas oxidativas- glicolíticas (brancas) - São também conhecidas como tipo II A ➜ tem maior diâmetro se comparadas às fibras vermelhas e possuem uma proliferação de enzimas ligadas ao metabolismo anaeróbico (devido à intensidade da contração em um espaço curto de tempo, que é grande) ➜ promove a fermentação láctica ➜ são usadas em atividade de curta duração com alta intensidade (corrida de 100m, explosiva) ➜ a velocidade e força do músculo são associadas a esse tipo de fibra ➜ essas fibras possuem velocidade e intensidade de contração intermediária se comparadas ao tipo II B. Fibras musculares rápidas glicolíticas (brancas) - São também conhecidas como tipo II B ➜ possuem baixo conteúdo de mioglobina, relativamente poucas mitocôndrias e poucos capilares sanguíneos ➜ essas fibras são grandes (tamanho) para obter uma grande força de contração ➜ possuem grandes quantidades de glicogênio e geram ATP (por glicólise) ➜ essas fibras se contraem rapidamente e são adaptadas para movimentos anaeróbicos intensos de curta duração (levantamento de peso e arremesso de bola) ➜ essas fibras fadigam rapidamente. - Essas fibras em pessoas que praticam atividades físicas (levantamento de peso e arremesso de bola) são maiores do que as fibras em pessoas sedentárias ou de atleta de resistência (maratonista) ➜ essa atividade física estimula a síntese mais intensa de proteínas musculares ➜ resultado: hipertrofia dessas fibras. Analisar o processo fisiológico de contração muscular Mecanismo geral da contração muscular Ocorre em etapas: 1º) Os potenciais de ação cursam pelo nervo motor (são os neurônios motores responsáveis pela movimentação) até suas terminações nas fibras musculares ➜ então há um nervo motor inervando o músculo para realizar a contração muscular ➜ 2º) em cada terminação nervosa (terminação em contato com o músculo) o nervo secreta pequena quantidade de neurotransmissores Acetilcolina (Ach) ➜ o neurotransmissor Ach vem por meio de vesículas secretoras/sinápticas e sai do nervo por exocitose ➜ 3º) a Ach vai agir em área local daquela fibra muscular e abre vários canais de sódio (que são regulados pela Ach), permitindo a passagem do sódio na membrana pós sináptica (membrana do músculo) ➜ 4º) a abertura dos canais de sódio regulados pela Ach permite a difusão de grande quantidade de íons sódio para o lado interno da membrana das fibras musculares (causa despolarização local, pois modifica o gradiente de concentração) O gradiente de concentração (que com a entrada do sódio está mais positivo) provoca essa alteração de voltagem que abre mais canais de sódio (canais que só são abertos quando a voltagem estámais positiva) ➜ isso propaga o potencial de ação pela membrana muscular (pós sináptica) ➜ 5º) o potencial de ação despolariza a membrana muscular e parte desse potencial flui pelo centro da fibra muscular ➜ isso faz com que o retículo sarcoplasmático (depósito de cálcio) libere grande quantidade de íons cálcio ➜ 6º) os íons cálcio ativam as forças atrativas entre os filamentos de actina e miosina e fazem com que eles deslizem um ao lado do outro (processo de contração) ➜ 7º) após uma fração de segundos dessa contração, os íons cálcio são bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático pela bomba de cálcio da membrana. OBS: Actina = filamentos na cor rosa Miosina = filamentos na cor vermelha Mecanismo molecular de contração muscular - A contração muscular ocorre por meio do deslizamento dos filamentos de actina (as duas extremidades dos filamentos de actina deslizam um sobre o outro) ➜ entre cada filamento de actina tem o de miosina ➜ o que realiza esse deslizamento são as pontes cruzadas (via golpe de força). Características moleculares dos filamentos contráteis Miosina - Os filamentos de miosina são compostos por múltiplas moléculas de miosina ➜ cada molécula de miosina é composta por seis cadeias polipeptídicas (2 cadeias pesadas e 4 leves) ➜ as pesadas se espiralam em dupla hélice formando a cauda/haste ➜ a extremidade livre das cadeias pesadas se dividem 1 para cada lado (braços) ➜ formam ao final, junto com as cadeias leves (terão 2 de cada lado), as cabeças. - O corpo = cauda/haste (cadeias pesadas em espiral) - Pontes cruzadas = cabeça e braço (cadeias pesadas em espiral nas extremidades + as 2 cadeias leves) - Cada ponte cruzada é flexível (se mexe) em 2 lugares (dobradiças) ➜ 1º: entre o corpo e o braço e a 2º: entre o braço e a cabeça ➜ isso permite a contração muscular Actina - Os filamentos de actina são compostos por 3 substâncias ➜ actina F, tropomiosina e troponina ➜ a actina-F e a tropomiosina são 2 filamentos entrelaçados (formam um espiral) ➜ a tropomiosina são espaços entre os filamentos de actina-F ➜ já a troponina é um complexo de ligação frouxa de 3 subunidades proteicas (troponina I, troponina T e troponina C) ➜ a troponina I tem afinidade/atração grande com a actina, a toponina T tem afinidade/atração grande com a tropomiosina e a troponina C tem afinidade/atração com os íons cálcio (essa afinidade permite que uma molécula se junte a outra) ➜ esse processo de atração é o que permite a contração muscular ➜ sem esse complexo troponina o objetivo da actina, tropomiosina e do cálcio não seriam alcançados. - Os locais ativos são os pontos onde as cabeças das pontes cruzadas se ligam na contração muscular ➜ quando o músculo está relaxado a tropomiosina tampa os locais ativos para que não ocorra a contração muscular (a cabeça das pontes cruzadas tem uma tração pelos locais ativos, e para evitar que ocorra contração o tempo todo, a tropomiosina tampa esses locais ativos quando o músculo está relaxado). Interação de um filamento de miosina com dois filamentos de actina e com íons cálcio para causar a contração - O complexo troponina-tropomiosina (troponina T + tropomiosina ➜ possuem afinidade/atração) inibe o filamento de actina (a tropomiosina tampa os locais ativos para que não ocorra o ligamento dos locais ativos com as cabeças das pontes cruzadas e, assim, a contração muscular) - Os íons cálcio (que estão armazenados no retículo sarcoplasmático) são liberados no meio ➜ quando há uma quantidade grande de íons cálcio liberados, eles se ligam à troponina C (que é a subunidade que ele tem afinidade/atração) e atua sobre a inibição feita pelo complexo troponina-tropomiosina e inibem a inibição (atuam contra a inibição feita por esse complexo) ➜ impede que esse complexo continue inibindo a actina e libera os locais ativos (que vão se ligar as pontes cruzadas para a contração muscular) ➜ o cálcio não só ativa a contração como também inibe a atuação do complexo troponina- tropomiosina. Interação entre o filamento de actina “ativado” e as pontes cruzadas de miosina ➜ teoria de “Ir para adiante” (Walk-along)/Teoria da “catraca” da contração - Após o cálcio se ligar a troponina C, ativar a actina e inibir o complexo troponina-tropomiosina (que inibe os locais ativos da actina) ➜ ocorre o movimento de força/golpe de força ➜ é a hiperextensão dos dobramentos dos braços e das cabeças das pontes cruzadas se conectando com os locais ativos ➜ ao se conectar ocorre o movimento das fibras de actina (os brações e cabeças das pontes cruzadas se movimentam = golpe/movimento de força) ➜ por isso o nome “ir para adiante” ➜ essa movimentação é a contração muscular ATP como fonte de energia para a contração - ATP como fonte de energia para a contração (são os eventos químicos das cabeças de miosina) ➜ o ATP vai funcionar como fonte de energia nas células quando ocorrer o potencial de ação (o nervo trouxe a sinapse (informação) e liberou as vesículas sinápticas contendo os neurotransmissores de Ach ➜ esse neurotransmissor é liberado na placa motora por exocitose (no espaço sináptico) ➜ na membrana do músculo o Ach se liga a mais receptores específicos de Ach, esses canais abrem os canais de íons sódio, pois despolarizam de forma local a membrana (passa sódio para o meio interno e esse sódio abre mais canais de sódio = canais sódio-dependentes de voltagem) ➜ ao passar uma grande quantidade de sódio aumenta a polaridade interna em carga positiva (despolariza a membrana) e gera um potencial de ação ao longo da membrana, na fibra muscular) ➜ nesse tempo em que a fibra está despolarizada e gerando esse potencial de ação, ocorre dentro da fibra a utilização do ATP como fonte de energia para a contração muscular (há a liberação de muito ATP pelas mitocôndrias e do cálcio pelo retículo sarcoplasmático) ➜ o ATP ele vai ser utilizado no processo de clivagem (quando a cabeça das pontes cruzadas se ligam nos locais ativos por ação do cálcio) ➜ a clivagem separa o ATP em ADP + fosfato energizado ➜ a cabeça das pontes cruzadas tem a função de enzima ATPase (acelera uma reação química) ➜ nessa clivagem há uma formação de energia, essa energia será utilizada pela fibra Como ocorre a utilização dessa energia pela fibra: - A clivagem permite o movimento de força (o ADP + fosfato energizado se ligam a cabeça e permitem o movimento/golpe de força ➜ depois, quando a cabeça retorna a posição original o ADP e o fosfato se soltam da cabeça (cessam a energia) ➜ outra molécula de ATP vem e se liga a cabeça, ocorre a clivagem da cabeça (ATP ➜ ADP + fosfato energizado) ➜ quando há essa clivagem ocorre a hiperextensão dos braços e da cabeça, com essa hiperextensão a cabeça se liga nos locais ativos e realiza novamente o golpe/movimento de força... (contração muscular) OBS: Todo esse processo ocorre em todas as pontes cruzadas para realizar a contração muscular. Energética da contração muscular Gastos de ATP 1º) É utilizado ATP no processo de clivagem (ATP ➜ ADP + fosfato) 2º) São utilizadas pequenas quantidades de ATP para o bombeamento dos íons cálcio do sarcoplasma para o retículo sarcoplasmático quando cessa a contração (o cálcio que foi para as fibras de actina para inibir a ação da troponina-tropomiosina tem que retornar para o retículo sarcoplasmático para cessar a contração ➜ e esse complexo troponina-tropomiosina voltar a atuar e inibir os locais ativos de ligação das cabeças de miosina) ➜ então acontece o bombeamento de cálcio do sarcoplasma, gastando energia, de volta ao retículo sarcoplasmático 3º) Bombeamento do sódio e potássio(bomba de sódio e potássio = transporte ativo = gasta ATP) através da membrana da fibra muscular para manter o ambiente iônico adequado para a propagação do potencial de ação das fibras musculares Fontes de energia 1º) Refosforilação ➜ é a união do ADP + fosfato = ATP ➜ ocorre por meio de várias fontes de energia: - Fosfocreatina ➜ ela se degrada (pega um fosfato energizado dela mesma e doa para o ADP, formando novamente o ATP) ➜ mantém a contração por pouco tempo - Glicogenólise ➜ durante a glicogenólise há a produção do ác. pirúvico e ác. láctico ➜ essa produção desses 2 compostos produz energia (essa energia é captada pelo ADP que utiliza dessa energia para virar ATP) ➜ a glicólise mantém a contração muscular por mais tempo e acontece de forma anaeróbica (fermentação láctica) ➜ permite a formação de ATP de forma mais rápida - Metabolismo oxidativo (ocorre depois da glicogenólise) ➜ une o oxigênio ao produto final da glicogenólise (proteínas, carboidratos e lipídeos) = gera energia necessária para a formação de ATP. Tensão desenvolvida no músculo É a relação do comprimento muscular com a tensão ➜ existe um comprimento ideal = os filamentos finos estão sobrepostos aos filamentos espessos (é o momento que existe o número máximo de filamentos de actina sobrepostos aos filamentos espessos) ➜ é o momento que se iniciar a contração (tem um grande número de pontes cruzadas realizadas em filamentos de actina e miosina) - Já no alongamento das fibras (estiramento) a sobreposição de filamentos finos (actina) e espessos (miosina) não é ideal ➜ não há como gerar uma força muscular/de contração intensa - Então, quanto maior o comprimento da fibra (sendo que haverá menos filamentos de actina sobrepostos ao de miosina) menor é a tensão muscular e a força/contração gerada no músculo ➜ e vice-versa. - Se todos os filamentos estão sobrepostos (menor comprimento possível no músculo), não há como gerar contração (pois todos os filamentos já estão sobrepostos, não há como mover ➜ há como manter a força gerada por essa sobreposição total mas não há como gerar contração ➜ isso acontece ao final de uma contração concêntrica, por exemplo. Potencial de ação muscular nas fibras musculares x nervosas Diferenças entre à condução do potencial de ação nas fibras nervosas e musculares esqueléticas: 1º) Potencial de repouso na membrana ➜ é igual ao potencial de repouso nas fibras nervosas mielinizadas de grande calibre ➜ cerca de -80 a -90 mv 2º) Duração do potencial de ação ➜ 1 a 5 milissegundos no músculo esquelético (5x mais prolongados do que nos nervos mielinizados) ➜ demora mais no músculo do que nos nervos 3º) Velocidade de condução ➜ 3 a 5 m/s ➜ é mais lento no músculo em relação a velocidade de condução nas grandes fibras nervosas mielinizadas. Potencial da placa motora e excitação da fibra muscular esquelética Gráfico de potencial de ação Letra A do gráfico ➜ a liberação de Ach para o músculo está inibida por ação do antagonista Curare (fármaco) ➜ isso é insuficiente para gerar um potencial de ação Letra B do gráfico ➜ potencial de placa motora normal, desencadeia potencial de ação Letra C do gráfico ➜ potencial da placa motora é reduzido pela toxina botulínica (diminui a liberação de Ach na placa motora) ➜ não desencadeia um potencial de ação muscular Fator de segurança para a transmissão na junção neuromuscular/placa motora (fadiga da junção) Conceito ➜ fator de segurança na junção é uma “segurança” que essa junção tem, o impulso nervoso chega à placa motora provocando um potencial com amplitude 3x maior do que seria necessário para estimular a fibra muscular (isso é o fator de segurança da junção neuromuscular) ➜ isso garante que o potencial de ação ocorra mesmo quando haja um antagonista (fármaco) inibindo esse potencial de ação Junção neuromuscular – transmissão de impulsos das terminações nervosas para as fibras musculares esqueléticas - As fibras musculares esqueléticas são inervadas por grandes fibras nervosas mielinizadas que se originam nos neurônios motores dos cornos anteriores (nervos eferentes) da medula espinhal ➜ cada terminação nervosa se une a um músculo (junção neuromuscular/placa motora) ➜ existe apenas 1 junção por fibra - Placa motora/junção neuromuscular = união da porção final do axônio (de um neurônio motor) + músculo. - Na interação do neurônio com o músculo é necessária grande quantidade de mitocôndrias (para produzir ATP ➜ o ATP é importante na produção de vesículas sinápticas e Ach) ➜ o músculo possui fendas subneurais (importantes pois aumentam a superfície de contato da placa motora, recebem mais Ach). - Secreção de acetilcolina (Ach) pelos terminais nervosos Ao final das terminações nervosas existem barras densas e próximo a elas os canais de cálcio dependentes de voltagem ➜ quando o potencial de ação chega nessa placa motora ele abre os canais de cálcio ➜ permite a entrada de cálcio para dentro da fibra nervosa ➜ essa concentração aumentada de cálcio atrai a Ach (a Ach tem afinidade/atração pelo cálcio) ➜ a Ach está dentro das vesículas sinápticas, então o cálcio atrai essas vesículas para perto das barras densas ➜ as membranas das vesículas se unem com a membrana neural e liberam a Ach (exocitose) ➜ essa Ach liberada no espaço da placa motora é captada pelos receptores de acetilcolina ➜ ao se ligarem a esses receptores eles permitem a passagem de sódio (abrem canais de sódio dependentes de Ach) na membrana muscular ➜ a mudança de voltagem da membrana por conta da passagem de sódio ativa os canais dependentes de voltagem (permite a passagem ainda mais de sódio) - Cada receptor dependente de Ach é um canal proteico complexo composto por 5 subunidades de Ach (2 alfas, 1 beta, 1 gama e 1 delta) ➜ a Ach se liga a subunidade alfa e muda a conformação do canal, que se abre para a passagem do sódio ➜ essa carga positiva local (que foi alterada com a passagem do sódio) = potencial da placa motora. Destruição da Ach liberada pela acetilcolinesterase (enzima) - A Ach quando liberada no espaço sináptico ativa os canais de Ach dependentes enquanto essa Ach estiver nesse espaço sináptico ➜ para que ocorra a inibição dessa abertura dos canais de sódio, a Ach pode ser removida de 2 formas: 1 – Destruída pela enzima acetilcolinesterase presente no tec. conjuntivo que preenche a fenda sináptica ➜ a acetilcolinesterase cliva a acetilcolina em colina + acetato 2 – Pequena quantidade de Ach se difunde para fora do espaço sináptico ➜ deixa de estar disponível para agir sobre a membrana da fibra muscular Biologia molecular da formação e liberação de acetilcolina (Ach) 1º ➜ As pequenas vesículas que contém a Ach são formadas pelo complexo de golgi no corpo celular do neurônio motor, na medula espinhal 2º ➜ A Ach é sintetizada no citosol do terminal da fibra nervosa e é transportada através das membranas das vesículas para seu interior e é armazenada em alta concentração (10.000 moléculas de Ach em casa vesícula). 3º ➜ A vesícula produzida no corpo celular vai para a porção terminal do axônio e se liga à Ach que foi produzida lá (permite e entrada da Ach em seu interior) ➜ após essa junção e por estímulo do cálcio (quando chega o potencial de ação ao final dessa terminação nervosa canais de cálcio dependentes de voltagem se abrem e estimulam a exocitose de Ach) haverá a exocitose de Ach para o espaço sináptico ➜ depois de milissegundos a Ach é clivada/separada pela acetilcolinesterase (íon acetato + íon colina) ➜ a colina será reabsorvida ativamente pelo terminal neural e usada na formação de uma nova acetilcolina(acetato + colina = Ach) 4º ➜ Após cada potencial de ação ter terminado pequenas invaginações aparecem na membrana do terminal nervoso (causada por proteínas contráteis na terminação nervosa ➜ especialmente a proteína clatrina) ➜ essa proteína está associada à membrana nas áreas de fusão das vesículas originais (locais onde as vesículas se fundiram para realizar a exocitose, aumentando a membrana, nesses locais a proteína contrátil está presente ➜ nesses mesmos locais onde existe a membrana que era da vesícula original, ocorrem por meio dessas proteínas contráteis a invaginação da membrana (dobrar para dentro) = pinocitose, formando novas vesículas com a mesma membrana da vesícula original ➜ essa vesícula será utilizada na fusão de nova Ach com a vesícula e liberada novamente em exocitose no espaço sináptico. Propagação do potencial de ação para o interior da fibra muscular por meio dos “túbulos transversos” - Túbulos transversos ➜ é uma prolongação do sarcolema (capa de recobre o músculo) ➜ os túbulos transversos formam uma rede entre as miofibrilas ➜ essa rede de túbulos T serve para uma melhor propagação do potencial de ação por entre as miofibrilas (evita que o potencial de ação só propague na região recoberta pelo sarcolema) ➜ dentro desses túbulos T também existe líquido extracelular - O retículo sarcoplasmático (substância amarela na imagem) está presente em toda a miofibrila ➜ é a reserva de cálcio (importante na contração muscular e no potencial de ação) e possui cisternas terminais (essas cisternas do retículo se ligam aos túbulos T) ➜ essas cisternas são as que recebem o potencial de ação que viaja pela membrana e, assim, liberam o cálcio para gerar o potencial de ação. Bomba de cálcio (remove os íons cálcio do líquido miofibrilar, depois da contração) OBS: O líquido miofibrilar é o que está entre as miofibrilas - Quando há um potencial de ação a di- idropiridina (“porta”) está aberta, ela permite e passagem de cálcio do retículo sarcoplasmático para o espaço sináptico ➜ ao liberar o cálcio ocorre o processo do potencial de ação (cálcio abre canais dependentes de Ach, o Ach abre canais de sódio, que abrem canais que sódio dependentes, muda o gradiente de concentração e voltagem = potencial de ação) ➜ quando o potencial de ação acaba a di-idropiridina (DHP) fecha o canal aberto (cessa a passagem de cálcio) e o cálcio que estava no espaço sináptico retorna para dentro do retículo sarcoplasmático por meio da bomba de cálcio (a voltagem da membrana retoma sua conformação despolarizada). OBS: Quem realiza esse armazenamento de cálcio no retículo sarcoplasmático é a calsequestrina ➜ é uma substância que condensa a grande quantidade de cálcio no retículo sarcoplasmático ➜ isso permite com que haja grande quantidade de íons cálcio dentro do retículo sarcoplasmático. Diferenciar os tipos de contração muscular Conceitos - Força muscular ➜ tensão gerada pelos músculos durante a sua contração - Resistência ➜ resistência que se opõe ao músculo durante a contração muscular. Ex: pesos de 2, 5, 10kg... ➜ essa resistência está contra a gravidade. Existem 2 tipos de contração muscular: 1º) Contração isométrica/estática ➜ é o tipo de contração que não tem movimento da articulação mas gera tensão nos músculos (Ex: segurar pesos gera tensão no músculo, a gravidade puxa esse peso para baixo, mas ao segurar e não deixar cair haverá a deposição da carga dos pesos sobre o músculo ➜ gera tensão (resistência) ➜ essa contração é estática, não há movimento 2º) Contração isotônica/dinâmica ➜ é dividida em concêntrica e excêntrica A contração dinâmica é aquela que possui um movimento repetitivo nas articulações Concêntrica ➜ é o movimento de contração que gera o encurtamento das fibras musculares ➜ diminui o ângulo da articulação ➜ a força muscular é maior que a resistência Excêntrica ➜ é o movimento que vai a favor da gravidade mas com uma resistência (movimenta vagarosamente, “freiado”) ➜ isso gera força muscular e o alongamento das fibras musculares ➜ a resistência é maior que a força muscular. Explicar os processos de somação, tetania e fadiga da musculatura estriada esquelética Mecânica da contração do músculo esquelético Contração muscular com forças diferentes (somação das forças) - Somação = soma de abalos individuais para aumentar a intensidade da contração total ➜ cada fibra muscular tem uma força de contração (contração rápida ou lenta) ➜ a somação é a soma dessas 2 forças individuais para aumentar a intensidade da contração normal ➜ ocorre de 2 formas: - Somação por fibras múltiplas ➜ é a somação pelo aumento de unidades motoras (não é da quantidade de fibras (hiperplasia), mas o tamanho das fibras) que se contraem ao mesmo tempo (princípio do tamanho = hipertrofia) ➜ a fibra ela aumenta de tamanho e se divide em duas (isso não quer dizer que aumentou a quantidade de fibras, aumentou apenas a unidade). - Somação por frequência (tetanização) ➜ ocorre pelo aumento da frequência de contração (somação por frequência) de cada fibra muscular (cada fibra tem uma frequência de contração) ➜ se essa frequência de contração for muito elevada a fibra pode chegar à tetanização (ruim). A fibra tem uma força de contração e uma frequência ➜ com o passar do tempo, essa força não consegue contrair e relaxar completamente ➜ posteriormente, vai reduzindo o tempo (frequência) de contração e o músculo cada vez menos relaxa ➜ até que o estímulo de contração é tanto que a fibra não consegue relaxar, só contrai (tetanização) ➜ opstótonos - Fadiga ➜ é quando a Ach é muito liberada em uma certa condição e vai acabando os estoques de Ach ➜ quando chega em um determinado momento, a Ach liberada não será suficiente para causar um potencial de placa motora e de ação ➜ quando isso acontece ocorre a fadiga da junção neuromuscular ➜ Ex: Ao se realizar uma contração isométrica de peso por longo tempo, está sendo liberada Ach para manter essa contração, mas os estoques vão diminuindo, então chega em um ponto em que não se consegue mais realizar essa contração no músculo, a pessoa para de fazer contração isométrica (fadiga). - A fadiga muscular é a incapacidade de manter a tensão esperada ➜ pode ser do tipo central ou periférica - Central ➜ é a fadiga psicológica ➜ quando o SNC não estimula adequadamente os neurônios motores ➜ isso gera um efeito psicológico sobre a atividade física (o rendimento não é o mesmo se comparado a um dia que o atleta está estimulado a treinar) ➜ mesmo o músculo tendo a capacidade física de realizar e manter as contrações o SNC influencia no processo de fadiga. - Periférico ➜ pode ser causada por vários fatores ➜ 1º) aumento da concentração de fosfato inorgânico (Pi) que se acumula nos tecidos, inibe a contração muscular, esse Pi é originado da quebra do ATP formando ADP + Pi ➜ 2º) falta de cálcio (quando ele é perdido para o meio extracelular e reduz a quantidade de cálcio do retículo sarcoplasmático) para inibir a ação da troponina, se isso não ocorre não há locais ativos para a ligação com as cabeças da miosina ➜ 3º) falta de Ach... Analisar o papel da suplementação de creatina e relacionar com o caso clínico O que é distrofia muscular progressiva (DMP) ? É um conjunto de desordens caracterizadas por fraqueza e atrofia muscular ➜ estão relacionadas a variação no tamanho da fibra muscular, degeneração e regeneração da fibra muscular ➜ substitui o tecido muscular por tecido conjuntivo gorduroso. Tipos de DMP - Distrofia muscular de Duchenne É o tipo mais comum de distrofia ➜ é um distúrbio ligado ao cromossomo X(a mãe possui o gene mas é assintomática, por possuir 2 cromossomos X) ➜ quando a criança do sexo masculino nasce ela herda a doença ➜ possui incidência de 1 menino para 5000 meninos ➜ se manifesta na infância com fraqueza muscular proximal (normalmente entre os 3 a 5 anos de idade) Sintomas - Atraso motor grosseiro - Distúrbios de marcha - Dificuldade de se levantar do chão - Quedas frequentes Fisiopatologia Ocorre uma mutação no gene DMD que é o responsável por codificar a distrofina (sarcolema (proteína) presente na membrana do músculo) ➜ confere estabilidade à membrana do músculo (sem estabilidade = fraqueza) ➜ ela realiza uma ligação mecânica entre o citoesqueleto e a matriz extracelular Não se sabe como a carência de distrofina afeta o músculo ➜ hipóteses: leva à ruptura do citoesqueleto, instabilidade do sarcolema e alterações na homeostase do cálcio - Distrofia muscular de Becker ➜ causada também pela falta na produção de distrofina ➜ se manifesta de forma mais branda que a de Duchenne ➜ comum entre os pacientes acometidos por esse tipo de distrofia o comprometimento cardíaco. - Distrofia muscular miotônica ➜ mais comum na idade adulta ➜ os pacientes dessa distrofia tem dificuldade em relaxar os músculos (dificuldade em largas objetos ou desfazer aperto de mãos) - Distrofia muscular tipo cinturas ➜ tem caráter progressivo e acomete homens e mulheres igualmente ➜ se caracteriza por uma fraqueza nos quadris, brações e ombros. - Distrofia muscular fácio-escápulo- umeral ➜ uma das formas mais benignas de distrofia ➜ possui comprometimento leve e progressão lenta dos ombros, brações, escápula e face. - Distrofia muscular congênita ➜ causada pela deficiência da proteína merosina ➜ apresenta os sintomas típicos da distrofia e ausência de reflexos dos tendões. - Distrofia muscular distal ➜ causa fraqueza e atrofia dos músculos distais. - Distrofia muscular óculo faríngea ➜ acomete principalmente os olhos e a garganta (dificuldades de engolir e fraqueza desses membros, além de fraqueza facial). - Distrofia muscular de Emery-Dreifuss ➜ afeta apenas homens ➜ se caracteriza por fraqueza muscular e comprometimento cardíaco. Diagnóstico Não há cura para a doença ➜ os tratamentos se baseiam em melhorar a qualidade de vida do paciente. - Medicamentos ➜ esteroides podem ser usados para ajudar a manter a força muscular (retarda o dano muscular) - Fisioterapia ➜ ajuda a mater o músculo “ativo” e ajudar a manter certa mobilidade e flexibilidade das articulações - Dispositivos de mobilidade - Aparelhos não invasivos de respiração artificial ➜ para manter a oxigenação do corpo, já que os músculos da respiração enfraquecem - Cirurgia ➜ corrigir a curvatura (escoliose). Tratamento relacionado à clínica do paciente Fisioterapia com exercícios de contração isométrica moderada, evitando a somação, tetania e fadiga e suplementação com creatina - Fisioterapia com exercícios de contração isométrica moderada ➜ no caso clínicos do paciente, a contração isométrica é indicada pois irá promover a resistência da musculatura, evitando que esse paciente perca a sua massa muscular, como acontece na DMP (esse tipo de contração mantém a musculatura sem precisar realizar movimento) - Suplementação de creatina ➜ auxilia no processo de contração muscular que será estimulado pela contração isométrica (fornece mais energia para essa contração). Suplementação de creatina e relação com a DMP - A creatina é um aminoácido sintetizado no fígado e rins ➜ é armazenada em tecidos e células que consomem energia (ATP) rapidamente. - Nas células a creatina = fosfocreatina ➜ que ajuda na produção de energia para a contração muscular doando o seu grupamento fosfato ao ADP regenerando o ATP ➜ o ATP pode então ser utilizado para a contração muscular ➜ a creatina é uma forma mais rápida de obtenção de energia por meio desse mecanismo ➜ então fornece energia para a realização de mais contração muscular e, assim, evitar a distrofia muscular. - A creatina possui efeitos no metabolismo celular (servem como substrato energético) ➜ as miofibras tem acesso a essa dinâmica de substrato energético ➜ a creatina também aumenta o tamanho das fibras musculares, melhora a síntese de proteínas e reduz a degradação dessas proteínas (como acontece na DMP) Exames indicando grandes quantidades de CPK fora dos órgãos que a armazenam Se a CPK estiver em grandes quantidades (acima dos valores de referência) fora dos órgãos que realizam o armazenamento e utilização delas em maior quantidade pode indicar uma patologia ➜ são definidos os tipos de CPK relacionados a cada órgão. Tipos de CPK: - CPK 1/CPK BB ➜ encontrada principalmente nos pulmões e no cérebro ➜ pode indicar patologias como: infarto, AVC, lesão cerebral, tumor no cérebro, convulsões e insuficiência pulmonar - CPK 2/CPK MB ➜ encontrada no músculo cardíaco ➜ pode indicar: IAM juntamente com outros marcadores (troponina e mioglobina), inflamação cardíaca, lesão no peito e choque elétrico. - CPK 3/CPK MM ➜ encontrada nos músculos ➜ representa 95% de todas as creatinas fosfoquinases presentes no corpo ➜ pode indicar: rabdomiólise, lesão por esmagamento, imobilização, uso de drogas ilícitas, inflamação no corpo, exercícios intensos e prolongados e distrofia muscular ➜ a distrofia muscular é indicada com a degeneração do músculo liberando a creatina contida nele. OBS: Micro lesões musculares por atividade física intensa e prolongada pode levar ao aumento de CPK na corrente sanguínea OBS: Uso de bebidas alcóolicas e alguns fármacos podem aumentar os níveis de CPK no sangue. OBS: Níveis de CPK baixos podem indicar hipotrofia, atrofia e desnutrição.
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