Sistema Muscular - Fisologia docx

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SISTEMA MUSCULAR
OBJETIVOS
1. Qual a definição e os tipos de músculo? (antagonista e agonistas)
2. Diferencie os tipos de fibras musculares.
3. Explique como funciona a contração muscular a partir do estímulo
nervoso. (placa motora e potencial de ação)
4. Explique o que é rabdomiolise. Relacione com CPK e urina escura.
5. Diferencie cansaço, fadiga e câimbra.
6. Como ocorre a câimbra? Qual a sua relação com potássio e acido
lático?
MÚSCULO
Órgão formado por fibras que possuem a capacidade de se
contrair e se alongar, sendo classificado como cardíaco, liso e estriado,
segundo suas características. Tem duas funções em comum: produzir
movimento e gerar força.
São estruturas individualizadas que cruzam uma ou mais
articulações e pela sua contração são capazes de transmitir-lhes
movimento. Este é efetuado por células especializadas denominadas fibras
musculares, cuja energia latente é ou pode ser controlada pelo sistema
nervoso. Os músculos são capazes de transformar energia química em
energia mecânica.
O músculo vivo é de cor vermelha. Essa coloração avermelhada
das fibras musculares se deve à mioglobina, proteína semelhante à
hemoglobina presente nos glóbulos vermelhos, que cumpre o papel de
conservar algum O2 proveniente da circulação para o metabolismo
oxidativo.
Os músculos representam 40-50% do peso corporal total.
FUNÇÕES DOS MÚSCULOS:
Produção dos Movimentos Corporais: Movimentos globais do corpo, como
andar e correr.
Estabilização das Posições Corporais: A contração dos músculos
esqueléticos estabiliza as articulações e participam da manutenção das
posições corporais, como a de ficar em pé ou se sentar.
Regulação do Volume dos Órgãos: A contração sustentada das faixas
anelares dos músculos lisos (esfíncteres) pode impedir a saída do conteúdo
de um órgão oco.
Movimento de Substâncias dentro do Corpo: As contrações dos músculos
lisos das paredes vasos sanguíneos regulam a intensidade do fluxo. Os
músculos lisos também podem mover alimentos, urina e gametas do
sistema reprodutivo. Os músculos esqueléticos promovem o fluxo de linfa e
o retorno do sangue para o coração.
Produção de Calor: Quando o tecido muscular se contrai ele produz calor
e grande parte desse calor liberado pelo músculo é usado na
manutenção da temperatura corporal.
QUANTO À FUNÇÃO:
Agonistas: São os músculos principais que ativam um movimento
específico do corpo, eles se contraem ativamente para produzir um
movimento desejado. Ex: Pegar uma chave sobre a mesa, agonistas são os
flexores dos dedos.
Antagonistas: Músculos que se opõem à ação dos agonistas, quando o
agonista se contrai, o antagonista relaxa progressivamente, produzindo um
movimento suave. Ex: idem anterior, porém os antagonistas são os
extensores dos dedos.
Sinergistas: São aqueles que participam estabilizando as articulações para
que não ocorram movimentos indesejáveis durante a ação principal. Ex:
idem anterior, os sinergistas são estabilizadores do punho, cotovelo e
ombro.
Fixadores: Estabilizam a origem do agonista de modo que ele possa agir
mais eficientemente. Estabilizam a parte proximal do membro quando se
move a parte distal.
Musculo estriado esquelético: está unido aos ossos do esqueleto, o que
capacita esses musculo as controlarem os movimentos corporais.
Contraem-se por influência da nossa vontade, ou seja, são voluntários. O
tecido muscular esquelético é chamado de estriado porque faixas
alternadas claras e escuras (estriações) podem ser vistas no microscópio
óptico.
● Estriado, contém bandas claras e escuras
● Células alongadas e multinucleadas
● Controle voluntário
● Fixado aos ossos do esqueleto
● Inervado pelo Sistema nervoso somático
Músculo liso: Localizado nos vasos sanguíneos, vias aéreas e maioria dos
órgãos da cavidade abdômino-pélvica. Ação involuntária controlada
pelo sistema nervoso autônomo. Não apresenta bandas transversais.
• Não estriado
• Involuntário
• Também chamado visceral
As paredes da maioria dos órgãos e de muitos dos vasos sanguíneos
apresentam fibras musculares fusiformes dispostas em lâminas, camadas ou
feixes
Músculo estriado cardíaco: apenas no coração e movimenta o sangue.
Representa a arquitetura cardíaca. É um músculo estriado, porém
involuntário – AUTO RITMICIDADE.
• Estriado
• Involuntário
FIBRAS MUSCULARES
FIBRAS DE CONTRAÇÃO LENTA (Tipo I)
● Sistema de energia utilizado: AERÓBICO;
● Contração muscular lenta;
● Capacidade oxidativa (utiliza o oxigênio como principal fonte de
energia);
● Coloração: Vermelha (devido ao grande número de mioglobina e
mitocôndrias);
● São altamente resistentes à fadiga;
● São mais apropriadas para exercícios de longa duração;
● Predomina em atividade aeróbicas de longa duração como
natação, corrida.
FIBRAS DE CONTRAÇÃO RÁPIDA (Tipo II)
● Sistema de energia utilizado: ANAERÓBICO;
● Alta capacidade para contrair rapidamente (a velocidade de
contração e tensão gerada é 3 a 5 vezes maior comparada às
fibras lentas);
● Capacidade glicolítica (utiliza a fosfocreatina e glicose);
● Coloração: Branca;
● Fadigam rapidamente;
● Gera movimentos rápidos e poderosos;
● Predomina em atividades anaeróbicas que exigem paradas
bruscas, arranques com mudança de ritmo, saltos. Ex.: basquete,
futebol, tiros de até 200 metros, musculação, entre outros.
MUSCULO ESQUELÉTICO:
Em geral, os músculos esqueléticos estão ligados aos ossos pelos
tendões, estruturas constituídas por colágeno. A origem de um músculo é a
sua extremidade fixada mais perto do tronco ou do osso fixo. A inserção é
a porção mais distal ou mais móvel do músculo.
Um músculo é chamado de flexor se a porção central dos ossos
conectados se aproximam quando o músculo contrai, e o movimento é
chamado de flexão. Se os ossos se afastam quando o músculo contrai, o
músculo é chamado de extensor, e o movimento associado é chamado
de extensão.
Os pares de músculos extensores e flexores são de- nominados
músculos antagonistas, pois exercem efeitos opostos. Em cada caso,
quando um dos músculos contrai e encurta, o músculo antagonista precisa
relaxar e alongar.
Os músculos esqueléticos são compostos por fibras musculares:
Os músculos trabalham em conjunto, como uma unidade. Um
músculo esquelético é um conjunto de células musculares, ou fibras
musculares.
Anatomia da fibra muscular, A membrana plasmática de uma fibra
muscular é chamada de sarcolema, e o citoplasma é chamado de
sarcoplasma. As principais estruturas intracelulares dos músculos estriados
são as miofibrilas, que são feixes extremamente organizados de proteínas
contráteis e elásticas envolvidas no processo de contração.
Os músculos esqueléticos também contêm um extenso retículo
sarcoplasmático (RS), concentra e sequestra Ca2 com o auxílio de uma
Ca -ATPase presente na membrana do RS. A libera- ção de cálcio do RS
produz um sinal de cálcio que desempenha um papel-chave na
contração de todos os tipos de músculo.
As miofibrilas são as estruturas contráteis da fibra muscular:
Cada fibra muscular contém milhares de miofibrilas que ocupam a
maior parte do volume intracelular, deixando pouco espaço para o citosol
e as organelas. Cada miofibrila é composta por diversos tipos de proteínas
organizadas em estruturas contráteis repetidas, chamadas de sarcômeros.
As proteínas das miofibrilas incluem a proteína motora miosina, que forma
os filamentos grossos; os microfilamentos de actina,que formam os
filamentos inos; as proteínas reguladoras tropomiosina e troponina; e duas
proteínas acessórias gigantes, a titina e a nebulina.
A miosina é uma proteína motora com capacidade de produzir
movimento. Cada molécula é composta de cadeias proteicas que se
entrelaçam, formando uma longa cauda e um par de cabeças.
Cada cabeça de miosina possui duas cadeias proteicas: uma
cadeia pesada e uma cadeia leve, menor. A cadeia pesada é o domínio
motor capaz de ligar o ATP e utilizar a energia da ligação fosfato de alta
energia do ATP para gerar movimento. Como o domíniomotor funciona
como uma enzima, ele é considerado uma miosina-ATPase.
A actina é a proteína que forma os filamentos finos da fibra
muscular. Na maior parte do tempo, os filamentos grossos e finos de cada
miofibrila, dispostos em paralelo, estão conectados por ligações cruzadas
de miosina, as quais atravessam o espaço entre os filamentos. Cada
molécula de actina G tem um único sítio de ligação à miosina. Cada
cabeça da miosina tem um sítio de ligação à actina e um sítio de ligação
ao ATP. As ligações cruzadas formam-se quando as cabeças de miosina
dos filamentos grossos se ligam à actina dos filamentos finos
O arranjo dos filamentos grossos e finos em uma miofibrila gera um
padrão repetido de bandas claras e escuras alternadas. Uma única
repetição do padrão forma um sarcômero, a unidade contrátil da
miofibrila. Cada sarcômero é constituído pelos seguintes elementos:
● Discos Z. Um sarcômero é formado por dois discos Z e pelos
filamentos encontrados entre eles. Os discos Z são estruturas
proteicas em ziguezague que servem como pontos de ancoragem
para os filamentos finos. A abreviação Z provém de zwischen, a
palavra do alemão para “entre”.
● Banda I. É a banda de coloração mais clara do sarcômero e
representa uma região ocupada apenas pelos filamentos finos. Um
disco Z atravessa o centro de cada banda I, de modo que cada
metade de uma banda I pertence a um sarcômero diferente.
● Banda A. É a banda mais escura do sarcômero e engloba todo o
comprimento de um filamento grosso. Nas porções laterais da
banda A, os filamentos grossos e finos estão sobrepostos. O centro
da banda A é ocupado apenas por filamentos grossos.
● Zona H. Essa região central da banda A é mais clara do que as
porções laterais da banda A, uma vez que a zona H é ocupada
apenas por filamentos grossos
● Linha M. Essa banda representa as proteínas que formam o sítio de
ancoragem dos filamentos grossos (equivalente ao disco Z para os
filamentos finos). Cada linha M divide uma banda A ao meio. M é
a abreviação para mittel, a pa- lavra alemã para “meio”.
O alinhamento adequado dos filamentos dentro de um sarcômero
é assegurado por duas proteínas: titina e nebulina. A titina é uma molécula
elástica muito grande, sendo a maior proteína conhecida, composta por
mais de 25 mil aminoácidos. A titina tem duas funções: (1) estabilizar a
posição dos filamentos contráteis e (2) fazer os músculos estirados
retornarem ao seu comprimento de repouso, o que ocorre devido à sua
elasticidade. A titina é auxiliada pela nebulina, uma proteína gigante não
elástica que acompanha os filamentos finos e se prende ao disco Z. A
nebulina auxilia no alinhamento dos filamentos de actina do sarcômero.
CONTRAÇÃO MUSCULAR:
CONTRAÇÃO EM ETAPAS:
1. Os potenciais de ação cursam pelo nervo motor ate suas
terminações nas fibras musculares, passando pena placa
motora.
2. Em cada terminação, o nervo secreta pequena
quantidade da substância neurotransmissora acetilcolina.
3. Ela age em área local da membrana da fibra muscular
para abrir múltiplos canais de cátions, “regulados pela
acetilcolina”, por meio de moléculas de proteína que
flutuam na membrana.
4. A abertura dos canais regulados pela acetilcolina permite a
difusão de grande quantidade de íons de sódio para o lado
interno da membrana das fibras musculares. Essa ação
causa despolarização local que, dependentes da
voltagem, que desencadeia o potencial de ação da
membrana.
5. O PA se propaga por toda a membrana da fibra muscular
6. O PA despolariza a membrana muscular, e grande parte da
eletricidade do potencial de ação flui pelo centro da fibra
muscular. Ai, ela faz com que o RS libere grande
quantidade de cálcio armazenados nele.
7. Os íons de cálcio ativam as forcas atrativas entre os
filamentos de miosina e actina, fazendo com que o deslizem
ao lado um do outro, que é o processo contrátil.
8. Após isso, os íons de cálcio são bombeados de volta para o
RS pela bomba de cálcio da membrana, onde
permanecem armazenados ate que o novo PA muscular se
inicie. Essa remoção de cálcio faz com que a contração
cesse.
A contração muscular ocorre por um mecanismo de contração dos
filamentos.
Atividade da adenosina trifosfatase da cabeça da miosina. A cabeça da
miosina tem duas funções, ligar ela a actina e como uma enzima
adenosina trifosfatase (ATPase). Essa propriedade permite que a cabeça
clive o ATP e utilize a energia derivada das ligações de alta energia do
fosfato do ATP para energizar o processo de contração
Os filamentos de actina são compostos por actina, troponina e
tropomiosina.
As moléculas de tropomiosina. Durante o período de repouso, as
moléculas de tropomiosina recobrem locais ativos de filamento de actina,
de forma a impedir que ocorra atração entre a actina e a miosina.
Troponina e seu papel na contração muscular. Essas moléculas são
complexos de 3 subunidades, cada uma com uma participação
especifica. Troponina I tem forte afinidade com actina, troponina T com a
tropomiosina e a troponina C com os ions de cálcio. A forte afinidade da
troponina com os ions de cálcio é o evento que desencadeia a
contração.
INTERAÇÃO:
O filamento puro de actina, na falta do complexo troponina-tropomiosina,
se liga instantaneamente e fortemente às cabeças das moléculas de
miosina. Então, se o complexo for adicionado ao filamento de actina, a
união entre a miosina e a actina não ocorre.
Ativação do filamento de actina por íons de cálcio. Em presença de ions
de cálcio, ele se liga a troponina C fazendo com que ela mude a sua
conformação e se desloque. Essa ação “descobre” os locais ativos de
actina, permitindo que eles atraiam as cabeças de miosina. Isso é a
contração do musculo.
Eventos químicos:
Quando um musculo se contrai, é realizado um trabalho com necessidade
de energia. Grandes quantidades de ATP são degradas as DAP durante o
processo de contração.
1. Antes do início da contração, as cabeças se ligam ao ATP. A
atividade da ATPase das cabeças de miosina imediatamente cliva
o ATP, mas deixa o ADP e o íons fosfato como produtos dessa
clivagem ainda ligados na cabeça.
2. Quando o complexo se liga ao cálcio, os locais ativos na actina
são descobertos, e as cabeças de miosina, então, se ligam a esses
locais.
3. A ligação entre a ponte cruzada da cabeça e o local ativo na
actina cauda alteração conformacional da cabeça, fazendo com
que se incline ao braço da ponte cruzada, o que gera um
movimento de força, para puxar a actina.
4. Uma vez que a cabeça da ponte cruzada esteja inclinada, é
permitida a liberação do ADP e do P que estavam ligados a
cabeça. No local que foi liberado ADP, outro ATP se liga. Essa
ligação causa o desligamento da cabeça pela actina.
5. Após isso, a nova molécula de ATP é clivada para que seja iniciado
um novo ciclo.
RABDOMIOLISE
É uma condição clínica definida por uma lesão muscular com liberação
de conteúdo intracelular, incluindo mioglobina, creatinoquinase (CK),
lactato desidrogenase e eletrólitos (sódio, potássio, cálcio, fosfatos, uratos).
A doença pode variar desde alteração da CK ate condições
ameaçadoras de vida, como insuficiência renal, arritmias cardíacas e
coagulação intravascular disseminada.
Urina escura: A rabdomiolise pode ser comprovada somente através de
valores aumentados no plasma sanguíneo de enzimas, que normalmente
existem nos músculos. Elas são creatina quinase, mioglobina e a lactato
desidrogenase. A urina se trona vermelho-castanho na presença de
valores altos de mioglobina.
Enzima CPK: é uma enzima que desempenha um importante papel
regulador no metabolismo dos tecidos contrateis. Ela está localizada na
zona H dos sarcômero. Pode ser encontrada nos músculos, tecido
cardíaco e no cérebro. Sua dosagem está relacionada com o diagnostico
de lesões e doenças na musculatura esquelética e no infarto do
miocárdio. Quando acontece alguma lesão muscular, isquemia ou
inflamação muscular a CPK é liberada na corrente sanguínea, deixando
seus níveis elevados.
A principalatividade da CK está no tecido muscular (esquelético e
cardíaco), tendo como função fosforilar de forma reversível a creatina a
expensas do ATP, como uma forma adicional de armazenamento de
energia em ligações fosfatadas.
FADIGA
A fadiga muscular aumenta conforme a proporção da depleção do
glicogênio muscular, assim os efeitos da fadiga surgem em parte da
incapacidade contrátil e do processo metabólico das fibras musculares de
continuar a manter a mesma quantidade de trabalho. Estudos apontam
que a transmissão dos sinais nervosos pela junção neuromuscular pode
diminuir após intensa e prolongada atividade muscular. A interrupção do
fluxo sanguíneo durante a contração do músculo leva a fadiga muscular
devido a perda de nutrientes, em especial o oxigênio.
CÂIMBRA
Contração muscular súbita, involuntária e dolorosa, de caráter transitório,
ger. causada por problemas vasculares decorrentes de esforço excessivo
ou do frio.
São frequentes durante a noite, ou em exercícios físicos extenuantes, em
pessoas que não possuem condicionamento físico adequado. Podem
aparecer em diversas condições clínicas, por ex: hipocalcemia,
hipopotassemia e baixa oxigenação.
Uma das principais causas é a acumulação de lactato no tecido, devido a
degradação da glicose na ausência de oxigênio (glicólise). Havendo
oxigênio suficiente, o lactato é convertido e volta para piruvato e
transformando em acetil-COA e dióxido de carbono, numa reação
catalisada por enzimas. A câimbra ainda e objeto de estudo, mas é certo
que o espasmo é de origem nervosa ou neuromuscular.
REFERÊNCIAS:
Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada por Dee Unglaub
Silverthorn