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Sistema Neuro-Locomotor: Bioquímica CONTRAÇÃO MUSCULAR ➢ EXISTEM TRÊS TIPOS DE MÚSCULOS: ESQUELÉTICO, CARDÍACO E LISO ➢ VEREMOS O MÚSCULO ESQUELÉTICO • SERES HUMANOS POSSUEM MAIS DE 600 MÚSCULOS ESQUELÉTICOS, RESPONSÁVEIS POR PRATICAMENTE TODOS OS MOVIMENTOS VOLUNTÁRIOS DO CORPO • PERMITEM REALIZAR ATIVIDADES DESDE ANDAR ATÉ EXPRESSAR SENTIMENTOS ➢ O MÚSCULO CARDÍACO FORMA AS PAREDES DO CORAÇÃO, ÓRGÃO COM VÁRIAS CAVIDADES LOCALIZADO NO CENTRO DO TÓRAX, SUA FUNÇÃO É BOMBEAR SANGUE PARA O CORPO LEVANDO NUTRIENTES E OXIGÊNIO PARA AS CÉLULAS • UMA PAREDE MUSCULAR CHAMAD SEPTO DIVIDE O CORAÇÃO NO SENTIDO DE SEU COMPRIMENTO EM DOIS LADOS (DIREITO E ESQUERDO) • VÁLVULAS DIVIDEM CADA LADO EM DUAS CÂMARAS (UM ÁTRIO E UM VENTRÍCULO) • NO INTERIOR DOS PULMÕES O SANGUE VENOSO É ENRIQUECIDO COM OXIGÊNIO, TRANSFORMANDO-SE EM SANGUE ARTERIAL A PARTIR DISSO INICIA-SE O CAMINHO DE VOLTA PARA O CORAÇÃO ATRAVÉS DAS VEIAS PULMONARES, ENTRANDO NO ÁTRIO ESQUERDO, ATRAVESSANDO A VÁLVULA MITRAL, CHEGANDO AO VENTRÍCULO ESQUERDO, PASSANDO PELA VÁLVULA AÓRTICA E SEGUEM PELAS DIVERSAS ARTÉRIAS E ARTERÍOLAS ATÉ OS CAPILARES QUE IRRIGAM OS DIVERSOS TECIDOS DO CORPO • O MÚSCULO LISO QUE COMPÕE A PAREDE DAS ARTERÍOLAS, PODE CONTRAIR OU RELAXAR, PERMITINDO A DIMINUIÇÃO OU O AUMENTO DO DIÂMETRO DESSES VASOS, ISSO PERMITE CONTROLAR A DISTRIBUIÇÃO DO FLUXO SANGUÍNEO PELOS DIVERSOS TECIDOS DO CORPO EM SITUAÇÕES FISIOLÓGICAS DISTINTAS (COMO REPOUSO OU EXERCÍCIO INTENSO) ➢ ALÉM DAS PAREDES DOS VASOS, OS MÚSCULOS LISOS TAMBÉM COMPÕE A PAREDE DE TODO O TUBO DIGESTIVO • AS CONTRAÇÕES EM ONDAS OU PERISTAUTICAS DA MUSCULATURA LISA PERMITEM DESLOCAR O ALIMENTO DIGERIDO DESDE O ESTÔMAGO ATÉ O INTESTINO GROSSO ➢ AS CÉLULAS MUSCULARES ESQUELÉTICAS PRENDEM- SE A TENDÕES E ATRAVÉS DESTES FIXAM-SE AOS DIVERSOS OSSOS DO ESQUELETO • CADA MÚSCULO É FORMADO POR UM CONJUNTO DE FIBRAS CIRCUNDADAS POR TECIDO CONJUNTIVO E ADIPOSO • DEVIDO AS SUAS DIMENSÕES, AS CÉLULAS DOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS SÃO TAMBÉM CHAMADAS DE FIBRAS MUSCULARES, PODEM SER MUITO LONGAS • NA MICROSCOPOIA ÓPTICA, AS FIBRAS ESQUELÉTICAS APRESENTAM FIBRAS CLARAS E ESCURAS QUE SE REPETEM REGULARMENTE AO LONGO DE TODA A FIBRA • DURANTE A CONTRAÇÃO AS ESTRIAS DA FIBRA SE APROXIMAM E NO RELAXAMENTO SE AFASTAM • EM UMA MICROSCOPIA ELETRÔNICA, AO OBSERVAR O INTERIOR DE CADA CÉLULA MUSCULAR, EXISTEM MUITAS FIBRILAS COM BANDAS CLARAS, ESCURAS E LINHAS Z • A ANÁLISE DE UMA MIOFIBRILA ISOLADA, PERMITE UMA MELHOR VISUALIZAÇÃO DOS SARCÔMEROS EM REPOUSO E DURANTE A CONTRAÇÃO • A MIOSINA É A PRINCIPAL PROTEÍNA DOS FILAMENTOS GROSSOS DA BANDA A • AO LONGO DE CADA FILAMENTO GROSSO, HÁ PEQUENAS PROJEÇÕES LATERAIS QUE CONECTAM OS FILAMENTOS GROSSOS AOS FINOS • NAS BANDA I HÁ FILAMENTOS FINOS QUE SE PRENDEM A LINHA Z, A PRINCIPAL PROTEÍNA DESSES FILAMENTOS É A ACTINA • OS FILAMENTOS FINOS DE CADA LADO DA LINHA Z ADENTRAM A BANDA A, ONDE OS FILAMENTOS GROSSOS DE MIOSINA SE INTERCALAM COM OS FILAMENTOS FINOS DE ACTINA Sistema Neuro-Locomotor: Bioquímica • DURANTE A CONTRAÇÃO, OS FILAMENTOS FINOS DESLIZAM SOBRE OS FILAMENTOS GROSSOS O QUE PROVOCA A APROXIMAÇÃO DAS LINHAS Z E A DIMINUIÇÃO SIMUNTÂNEA DAS BANDAS I E ZONA H • UMA TÉCNICA ESPECIAL DE MICROSCOPIA ELETRÔNICA, PERMITE OBSERVAR AS MOLÉCULAS DE MIOSINA QUE SÃO MOLÉCULAS GRANDES E TEM FORMA DE BASTÃO • EM UMA DE SUAS EXTREMIDADES, A MIOSINA APRESENTA UMA SALIÊNCIA GLOBULAR, É NESSA REGIÃO DA MOLÉCULA QUE SE LIGA A ACTINA E ONDE OCORRE A HIDRÓLISE DO ATP • O RESTO DA MOLÉCULA TEM A FORMA DE UM FILAMENTO • CADA MOLÉCULA DE MIOSINA É FORMADA POR DUAS SUBUNIDADES, ONDE AS PARTES FILAMENTOSAS SE ENROLAM EM HÉLICE, A JUNÇÃO ENTRE A PARTE FILAMENTAR E GLOBULOSA É BASTANTE FLEXÍVEL • O FILAMENTO GROSSO É FORMADO POR MUITAS MOLÉCULAS DE MIOSINA, QUE SE AGREGAM PELA PARTE FILAMENTOSA COM A PARTE GLOBULAR PROJETADA PARA FORA DO FILAMENTO • O FILAMENTO SE DIVIDE EM DUAS PARTES IGUAIS, E EM CADA METADE AS MOLÉCULAS DE MIOSINA SE DISPÕE EM DIREÇÕES OU POLARIDADES OPOSTAS, ISSO GERA UMA ZONA LISA NO CENTRO DO FILAMENTO • NESTA REGIÃO DE ZONA LISA, SE ENCONTRA UMA OUTRA PROTEÍNA DENOMINADA PROTEÍNA M QUE SE LIGA AS PARTES FILAMENTOSAS DA MIOSINA • OS FILAMENTOS FINOS SÃO FORMADOS POR AGREGADOS DE DIVERSAS PROTEÍNAS E A PRINCIPAL DELAS É A ACTINA • A PROTEÍNA DE ACTINA PODE SER SOLUBILIZADA, PURIFICADA E DE NOVO PRECIPITADA NA FORMA FILAMENTOSA, ESSES FILAMENTOS PODEM SER VISTO ATRAVÉS DA MICROSCOPIA ELETRÔNICA E SÃO FORMADOS POR AGREGADOS DA MOLÉCULA DE ACTINA • AS MOLÉCULAS DE ACTINA TEM UMA FORMA GLOBULAR E SE ÚNEM UMAS AS OUTRAS FORMANDO LONGOS FILAMENTOS QUE SE ENOVELAM CONSTRUINDO UMA ESTRUTURA HELICOIDAL COM DUPLA HÉLICE • OUTRO CONJUNTO DE PROTEÍNAS ENCONTRADO NO FILAMENTO FINO DO SARCÔMERO, É O COMPLEXO TROPONINA-TROPOMIOSINA, ESSE COMPLEXO REGULA INTERAÇÃO ENTRE OS FILAMENTOS FINOS E GROSSOS DO SARCÔMERO • NO SARCÔMERO, OS FILAMENTOS FINOS DE ACTINA DISTRIBUEM-SE DE FORMA HEXAGONAL EM VOLTA DOS FILAMENTOS GROSSOS DE MIOSINA • ESSE ARRANJO HEXAGONAL PODE SER VISTO NA MAIORIA DOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS ATRAVÉS DE CORTE TRANSVERSO EM MICROSCOPIA ELETRÔNICA Sistema Neuro-Locomotor: Bioquímica • SEQUÊNCIA DE REAÇÕES QUE PERMITE O DESLIZAMENTO DOS FILAMENTOS DO SARCÔMERO DURANTE A CONTRAÇÃO: o NO MÚSCULO RELAXADO, O ATP LIGA-SE A PARTE GLOBULAR OU CABEÇA DA MIOSINA o MESMO ANTES DE INTERAGIR COM A ACTINA, O ATP SE HIDROLISA GERANDO ADP E FOSFATO INORGÂNICO o NO MÚSCULO RELAXADO, O COMPLEXO TROPONINA-TROPOMIOSINA INTERPÕEM-SE ENTRE AS DUAS MOLÉCULAS IMPEDINDO A INTERAÇÃO ENTRE A MIOSINA E A ACTINA o A CONTRAÇÃO MUSCULAR SE INICIA COM A LIBERAÇÃO DE ÍONS CÁLCIO DO RETÍCULO E A CONSEQUENTE ELEVAÇÃO DA CONCENTRAÇÃO DESSE ÍON NO SARCOPLASMA o ISSO PERMITE A LIGAÇÃO DE CÁLCIO AO COMPLEXO TROPANINA, QUE POR SUA VEZ PROMOVE O DESLOCAMENTO DO FILAMENTO DE TROPOMIOSINA PERMITINDO A INTERAÇÃO ENTRE ACTINA E MIOSINA o NESTE MOMENTO, HÁ UMA DIMINUIÇÃO DA AFINIDADE DA MIOSINA PELO ADP E FOSFATO INORGÂNICO, FAZENDO COM QUE OS DOIS PRODUTOS DA HIDRÓLISE DE ATP SE DISSOCIEM DO SÍTIO CATALÍTICO DA MIOSINA o SIMULTANEAMENTE A DISSOCIAÇÃO DO FOSFATO INORGÂNICO E DO ADP, A CABEÇA DA MIOSINA SE MOVE E PUXA O FILAMENTO DE ACTINA, PROMOVENDO O SEU DESLIZAMENTO SOB O FILAMENTO DE MIOSINA o APÓS COMPLETAR O MOVIMENTO, A CABEÇA DA MIOSINA FICA FORTEMENTE PRESA A ACTINA o PARA QUE A MIOSINA SE DISSOCIE, É NECESSÁRIO QUE O ATP SE LIGUE NOVAMENTE A ELA, INICIANDO UM NOVO CICLO o SE NÃO HOUVER ATP, A MIOSINA PERMANECE FORTEMENTE LIGADA A ACTINA – SITUAÇÃO CHAMADA DE RIGOR Sistema Neuro-Locomotor: Bioquímica ➢ ESTE É UM FRAGMENTO DE FIBRA MUSCULAR, É ENVOLVIDO POR VASOS SANGUÍNEOS E PELA MEMBRANA PLASMÁTICA (SARCOLEMA) • DISTRIBUÍDO DE FORMA ORGANIZADA AO LONGO DO SARCOLEMA, HÁ PEQUENOS OURIFÍCIOS (TÚBULOS T) QUE SÃO INVAGINAÇÕES DO SARCOLEMA QUE ATRAVESSAM A FIBRA MUSCULAR TRANSVERSALMENTE APROFUNDANDO-SE NO SEU INTERIOR • DENTRO DA FIBRA, ENVOLVENDO AS MIOFIBRILAS, HÁ UM COMPARTIMENTO MEMBRANOSO DENOMINADO RETÍCULO SARCOPLASMÁTICO (REPRESENTADO EM AMARELO NA IMAGEM ABAIXO), ELE FUNCIONA COMO RESERVATÓRIO DE UMA PEÇA FUNDAMENTAL A CONTRAÇÃO MUSCULAR, O ÍON CÁLCIO • A INTERVALOS EQUIVALENTE AO COMPRIMENTO DE UM SARCÔMERO, O RETÍCULO SARCOPLASMÁTICO SE DILATA FORMANDO AS CISTERNAS TERMINAIS, ESTAS ENTRAM EM CONTATO COM OS TÚBULO T PROVENIENTES DO SARCOLEMA • ESTE ARRANJO PERMITE QUE UMA ONDA DE DESPOLARIZAÇÃO QUE PERCORRE O SARCOLEMA, SE ESPALHA QUASE QUE INSTANTANEAMENTE NA SUPERFÍCIE DA FIBRA ATÉ AS CISTERNAS TERMINAIS COMENDANDO A LIBERAÇÃO DE CÁLCIO NO RETÍCULOE INÍCIO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR - ESQUEMA DE UMA SEÇÃO TRANSVERSAL DE UMA MIOFIBRILA - REPRESENTADAS AS DEMAIS ESTRUTURAS DO RETÍCULO E OS EVENTOS QUE COMANDAM O CICLO CONTRAÇÃO E RELAXAMENTO • ENTRE AS MEMBRANAS DO RETÍCULO E DO TÚBULO T HÁ UM PEQUENO ESPAÇO E DUAS PROTEÍNAS (RECEPTOR DE DIHIDROPIRIDINA E CANAL DE RIADONINA) FORMANDO UNIDADES QUE CONECTAM AS DUAS MEMBRANAS E FUNCIONAM COMO CANAIS DE Ca++ • DISTRIBUÍDO AO LONGO DO RETÍCULO, ENCONTRA- SE A Ca++ ATPase, UMA ENZIMA CAPAZ DE BOMBEAR Ca++ DO CITOPLASMA PARA O INTERIOR DO RETÍCULO Sistema Neuro-Locomotor: Bioquímica • A DESPOLAIZAÇÃO DO SARCOLEMA (REPRESENTADA EM VERMELHO NO ESQUEMA) PROPAGA-SE DO SARCOLEMA PARA O INTERIOR DA CÉLULA ATRAVÉS DO TÚBULO T, ALCANÇANDO A JUNÇÃO ENTRE TÚBULOS T E CISTERNAS TERMINAIS, ISSO PROVOCA A ABERTURA DE CANAIS DE RIANODINA, PERMITINDO ASSIM A SAÍDA DO Ca++ DO RETÍCULO PARA A JUNÇÃO ENTRE O RETÍCULO E O TÚBULO T E DAÍ PARA O CITOPLASMA ONDE ATIVA AS PROTEÍNAS CONTRÁTEIS DANDO INÍCIO A CONTRAÇÃO MUSCULAR • SE A MEMBRANA NÃO FOR MAIS DESPOLARIZADA, O MÚSCULO RELAXA E PARA ISSO O Ca++ QUE SE ACUMULA NO CITOPLASMA É DRENADO DE VOLTA PARA O INTERIOR DO RETÍCULO • O RECEPTOR DE DIHIROPIRIDINA (REPRESENTADO EM MARROM NA IMAGEM) ESTÁ INSERIDO NA MEMBRANA DO TÚBULO T • O CANAL DE RIANODINA (EM VERDE) ESTÁ INSERIDO NA MEMBRANA DO RETÍCULO • A Ca++ ATPase É UMA ENZIMA QUE USA ENERGIA DERIVADA DA HIDRÓLISE DO ATP PARA BOMBEAR Ca++ DO CITOPLASMA ATÉ O IINTERIOR DO RETÍCULO • DURANTE O TRANSPORTE DE Ca++ A ATPase PASSA POR DUAS CONFORMAÇÕES CHAMADAS E1 E E2 DIFERENÇAS ENTRE OS TRÊS TIPOS DE MÚSCULOS ➢ A MÁQUINA CONTRÁTIL DO MÚSCULO CARDÍACO E DO MÚSCULO LISO É MUITO PARECIDA COM A DO MÚSCULO ESQUELÉTICO ➢ AS CÉLULAS CARDÍACAS E AS DO MÚSCULO LISO SÃO MUITO MENORES QUANDO COMPARADAS COM AS CÉLULAS DO MÚSCULO ESQUELÉTICO ➢ O CORAÇÃO É O MÚSCULO QUE MAIS TRABALHA NO CORPO, CONTRAINDO E RELAXANDO CERCA DE 3 BILHÕES DE VEZES DURANTE O CURSO DA VIDA HUMANA Sistema Neuro-Locomotor: Bioquímica ➢ NOS PONTOS DE CONTATO ENTRE DUAS CÉLULAS CARDÍACAS, ENCONTRA-SE OS DISCOS INTERCALARES ➢ NA MICROSCOPIA ÓPTICA, AS CÉLULAS CARDÍACAS APRESENTAM A MESMA ESSTRIAÇÕES QUE A DO MÚSCULO ESQUELÉTICO ➢ NA MICROSCOPIA ELETRÔNICA, PODE-SE OBSERVAR OS SARCÔMEROS, NELES A MIOSINA, A ACTINA E O COMPLEXO TROPONINA-TROPOMIOSINA ORGANIZAM E FUNCIONAM DA MESMA FORMA QUE DO MÚSCULO ESQUELÉTICO ➢ UMA DAS DIFERENÇAS MARCANTES ENTRE O MÚSCULO CARDÍACO E O ESTRIADO É A QUANTIDADE DE MITOCÔNDRIAS, AS CÉLULAS CARDÍACAS CONTÉM UM NÚMERO MAIOR DE MITOCÔNDRIAS QUE AS CÉLULAS DO MÚSCULO ESQUELÉTICO ➢ NAS CÉLULAS CARDÍACAS, O RETÍCULO ENDOPLASMÁTICO E OS TÚBULOS T NÃO SÃO TÃO BEM ORGANIZADOS COMO NO MÚSCULO ESQUELÉTICO ➢ APESAR DESSA DIFERENÇA, A DESPOLARIZAÇÃO DA MEMBRAN PROPAGA-SE PARA O INTERIOR DA CÉLULA PELOS TÚBULOS T PROVOCANDO LIBERAÇÃO DE Ca++ NO RETÍCULO ➢ A ESTRUTURA DOS DISCOS INTERCALARES NÃO É UNIFORME ➢ NA MICROSCOPIA ELETRÔNICA, PODE-SE VISUALIZAR REGIÕES QUE SERVEM PARA ANCORAR OS FILAMENTOS DE ACTINA DOS SARCÔMEROS TERMINAIS ➢ E OUTRAS REGIÕES EM QUE AS MEBRANAS DE DUAS CÉLULAS ADJACENTES SE FUNDEM PERMITINDO A PROPAGAÇÃO DA DESPOLARIZAÇÃO DA MEMBRANA DE UMA CÉLULA PARA OUTRA ➢ O MÚSCULO LISO É FORMADO POR CÉLULAS FUSIFORMES COM NÚCLEO CENTRAL E ALONGADO Sistema Neuro-Locomotor: Bioquímica ➢ NESSAS CÉLULAS A ACTINA E A MIOSINA SE ORGANIZAM DE FORMA MAIS SIMPLES DO QUE NOS DEMAIS MÚSCULOS ➢ OS FILAMENTOS DE ACTINA PRENDEM-SE A PEQUENAS ESTRUTURAS CHAMADAS CORPOS DENSOS E ENTRE ESSES SITUAM-SE OS FILAMENTOS DE MIOSINA E NÃO HÁ TÚBULOS T ➢ O RETÍCULO SARCOPLASMATICO É POUCO DESENVOLVIDO SITUANDO-SE LOGO ABAIXO DA MEMBRANA DA CÉLULA ➢ DURANTE A CONTRAÇÃO, A CÉLULA E SEU NÚCLEO SE DEFORMAM TRANSVERSAL E LONGITUDINALMENTE
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