CONTRAÇÃO MUSCULAR

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Helena Maria – P3 
C O NTR A Ç ÃO M U SC U LA R 
M Ú S C U LO S E SQ U E LÉT I C O S 
 
 
MIOFIBRILAS 
• As miofibrilas são as estruturas contráteis da fibra muscular 
• As miofibrilas são feixes intracelulares compostos por proteínas contráteis e elásticas. Os filamentos grossos 
são formados por miosina. Os filamentos finos são constituídos principalmente por actina. A titina e a 
nebulina mantêm os filamentos grossos e finos na posição adequada 
• Cada miofibrila é composta por diversos tipos de proteínas organizadas em estruturas contráteis repetidas, 
chamadas de sarcômeros. 
• As proteínas das miofibrilas incluem: 
o MIOSINA “proteína motora”, que forma os filamentos grossos; 
o ACTINA, que formam os filamentos finos; 
o TROPONINA E TROPOMIOSINA que são as proteínas reguladoras 
o TITINA E NEBULINA, duas proteínas acessórias gigantes 
MIOSINA 
• É uma proteína motora com capacidade de produzir movimento 
• Os Filamentos de Miosina são Compostos por Múltiplas Moléculas de Miosina. 
• Cada molécula de miosina 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 
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• motor capaz de ligar o ATP e utilizar a energia da ligação fosfato de alta energia do ATP para gerar 
movimento. 
• A miosina liga-se à actina, criando ligações cruzadas entre os filamentos grossos e finos. 
• A miosina converte a energia do ATP em movimento. A miosina ATPase converte ATP em ADP e Pi 
• Quando a miosina libera o Pi, a cabeça da miosina se move, produzindo o movimento de força. Ao final do 
movimento de força, a miosina libera o ADP. O ciclo termina com o estado de rigidez, no qual a miosina 
está firmemente ligada à actina. 
ACTINA 
• É a proteína que forma os filamentos finos da fibra muscular. 
• Os Filamentos de Actina são Compostos por Actina, Tropomiosina e Troponina. 
• Ativação do Filamento de Actina acontece devido a presença de íons de Cálcio 
• Se o complexo troponina-tropomiosina for adicionado ao filamento de actina, a união entre a miosina e a 
actina não ocorre. 
TROPOMIOSINA 
• Essas moléculas estão espiraladas nos sulcos da dupla hélice da actina F. 
• Durante o período de repouso, as moléculas de tropomiosina recobrem os locais ativos de filamento de 
actina, de forma a impedir que ocorra atração entre os filamentos de actina e de miosina para produzir 
contração. 
TROPONINA 
• Essas moléculas proteicas são, na realidade, complexos de três subunidades proteicas frouxamente 
ligadas, cada uma com participação específica na regulação da contração muscular. 
o Troponina I tem forte afinidade com a actina 
o Troponina T com a tropomiosina 
o Troponina C com os íons cálcio 
• Esse complexo é responsável pela ligação da tropomiosina com a actina. 
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→ Em presença de grande quantidade de íons cálcio, os efeitos inibidores do complexo troponina-tropomiosina 
são, por sua vez, inibidos. 
→ No músculo relaxado, a tropomiosina cobre parcialmente e bloqueia o sítio de ligação à miosina presente 
na molécula de actina. 
→ O Ca2+ liga-se à troponina para dar início ao processo de contração. Essa ligação desbloqueia os sítios de 
ligação à miosina, permitindo que a miosina complete o movimento de força. 
→ Durante o relaxamento, o retículo sarcoplasmático utiliza uma Ca2+ ATPase para bombear o íon Ca2de 
volta para o seu lúmen. 
 
 
 
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• 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. A abreviação I vem de isotrópico, uma descrição dos primeiros microscopistas, 
indicando que a região reflete a luz de maneira uniforme ao microscópio de polarização. 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. A abreviação A vem de anisotrópico, indicando que as 
proteínas dessa região desviam a luz de modo irregular. 
 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. O H vem de helles, a palavra alemã para 
“claro”. 
 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 palavra alemã para “meio”. 
 
 
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MECANISMO GERAL DA CONTRAÇÃO MUSCULAR 
O início e a execução da contração muscular ocorrem nas seguintes etapas: 
 Os potenciais de ação cursam pelo nervo motor até suas terminações nas fibras musculares. 
 Em cada terminação, o nervo secreta pequena quantidade da substância neurotransmissora acetilcolina. 
 A acetilcolina age em área local da membrana da fibra muscular para abrir múltiplos canais de cátion, 
“regulados pela acetilcolina”, por meio de moléculas de proteína que flutuam na membrana. 
 A abertura dos canais regulados pela acetilcolina permi te a difusão de grande quantidade de íons sódio 
para o lado interno da membrana das fibras musculares. Essa ação causa despolarização local que, por 
sua vez, produz a abertura de canais de sódio, dependentes da voltagem, que desencadeia o potencial de 
ação na membrana. 
 O potencial de ação se propaga por toda a membrana da fibra muscular, do mesmo modo como o potencial 
de ação cursa pela membrana das fibras nervosas. 
 O potencial de ação despolariza a membrana muscular, e grande parte da eletricidade do potencial de ação 
flui pelo centro da fibra muscular. Aí, ela faz com que o retículo sarcoplasmático libere grande quantidade 
de íons cálcio armazenados nesse retículo. 
 Os íons cálcio ativam as forças atrativas entre os filamentos de miosina e actina, fazendo com que deslizem 
ao lado um do outro, que é o processo contrátil. 
 Após fração de segundo, os íons cálcio são bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático pela bomba 
de Ca++ da membrana, onde permanecem armazenados até que novo potencial de ação muscular se inicie; 
essa remoção dos íons cálcio das miofibrilas faz com que a contração muscular cesse. 
INICIO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR 
 Estado relaxado 
• A cabeça da miosina está engatilhada, a tropomiosina bloqueia de forma parcial todos os sítios de 
ligação presentes na molécula de actina. A miosina interage de modo fraco com a actina. 
 Início da contração. 
• O cálcio promove o início dacontração. 
 Elevação do Ca2+ citosólico. 
 Ligação do Ca2+ à troponina (TN). 
 O complexo Ca2+-troponina desloca a tropomiosina, afastando-a do sítio de ligação da miosina na 
actina G. 
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 A miosina liga-se fortemente à actina e conclui o movimento de força. 
 O filamento de actina é movido. 
O ESTADO DE RIGIDEZ 
• O ciclo de contração e relaxamento começa com o estado de rigidez, no qual nenhum ATP ou ADP estão 
ligados à miosina. 
• No músculo vivo, esse estado é normalmente muito curto. As fibras musculares vivas têm um suprimento 
de ATP suficiente, o qual se liga rapidamente à miosina assim que o ADP é liberado.• Após a morte, quando o metabolismo cessa e o suprimento de ATP se esgota, os músculos são incapazes 
de ligar mais ATP e, por isso, os músculos permanecem no estado de ligação forte, chamado de estado de 
rigidez. 
• No rigor mortis, os músculos ficam “paralisados” em decorrência das fortes ligações cruzadas que 
permanecem imóveis. A forte ligação entre a actina e a miosina persiste por um dia ou mais após a morte, 
até que as enzimas envolvidas no processo de decomposição comecem a degradar as proteínas 
musculares. 
ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO (E-C) E RELAXAMENTO 
• No processo de acoplamento excitação-contração, um neurônio motor somático libera ACh, que provoca 
um potencial de ação no músculo esquelético, o qual leva à contração muscular. 
• A acetilcolina inicia o processo de acoplamento excitação-contração 
• O acoplamento E-C envolve quatro eventos principais: 
 A acetilcolina (ACh) é liberada pelo neurônio motor somático. 
 A ACh leva à geração de um potencial de ação na fibra muscular. 
 O potencial de ação muscular desencadeia a liberação de cálcio pelo retículo sarcoplasmático. 
 O cálcio liga-se à troponina, dando início ao processo de contração. 
• Geração do potencial de ação muscular 
o O neurônio somatomotor libera ACh na junção neuromuscular. 
o O influxo efetivo de Na+ através do receptor de ACh desencadeia um potencial de ação muscular. 
• Acoplamento excitação-contração 
o O potencial de ação que penetra no túbulo T produz uma alteração conformacional no receptor de DHP. 
o A mudança conformacional do receptor de DHP (receptor de di-hidropiridina 
o (canal de cálcio do tipo L)) causa a abertura dos canais RyR (receptor de rianodina (canal)) de liberação 
de Ca2+ do retículo sarcoplasmático e o Ca2+ entra no citoplasma. 
o O Ca2+ liga-se à troponina e permite a ligação entre actina e miosina. 
o As cabeças da miosina executam o movimento de força. 
o O filamento de actina desliza em direção ao centro do sarcômero. 
o As bombas de cálcio (Ca2+ ATPases) do retículo sarcoplasmático bombeiam o Ca2+ de volta ao RS. 
o A redução da [Ca2+] citosólico livre desfaz a ligação entre o Ca2+ e a troponina. 
o A tropomiosina volta a recobrir o sítio de ligação. Quando as cabeças da miosina são liberadas, os 
elementos elásticos puxam os filamentos de volta para a posição de repouso. 
 
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FUSOS MUSCULARES 
 
 
 
M Ú S C U LO L I SO 
• O músculo liso é mais lento do que o músculo esquelético, mas pode manter a contração por mais tempo 
sem fatigar. 
• Os processos de contração e relaxamento do músculo liso são similares aos do músculo esquelético, porém 
existem algumas diferenças importantes: 
 O musculo liso não possui sarcômeros 
 O Ca2+ é proveniente tanto do LEC quanto do retículo sarcoplasmático 
 Não é necessária a geração de potenciais de ação para a liberação do Ca2+ 
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 Não existe troponina, então o Ca2+ inicia a contração, ativando uma sequência de eventos, que inclui 
a fosforilação das cadeias leves da miosina 
 Um evento adicional no processo de relaxamento do músculo liso é a desfosforilação das cadeias leves 
da miosina pela miosina fosfatase. 
• Os músculos lisos fásicos encontram-se normalmente relaxados ou em ciclos de contrações. 
• O músculo liso tônico normalmente se mantém contraído 
• O músculo liso unitário contrai como uma unidade única à medida que a despolarização passa de uma 
célula para outra através de junções comunicantes. 
• No músculo liso multiunitário, as fibras musculares individuais são estimuladas de maneira independente 
• umas das outras. 
 
 
• O músculo liso tem menos miosina do que o músculo esquelético. 
• No filamento de actina do músculo liso, não existe troponina associada. 
• O retículo sarcoplasmático do músculo liso possui canais RyR de liberação de Ca2+ e canais receptores de 
IP3. 
• A sensibilidade ao cálcio no músculo liso pode ser alterada por modificações na atividade da fosfatase da 
miosina. 
• Na contração miogênica, o estiramento leva à despolarização da célula e à subsequente abertura de canais 
de Ca2+ da membrana 
CONTRAÇÃO DO MÚSCULO LISO 
• Durante a contração do músculo liso, o Ca2+ liga-se à calmodulina e ativa a cinase da cadeia leve da 
miosina (MLCK), onde a mesma fosforila as cadeias proteicas leves da miosina, o que ativa a miosina 
ATPase, desencadeando os movimentos de força das ligações cruzadas. 
• A contração do músculo liso é influenciada por neurônios simpáticos e parassimpáticos e uma diversidade 
de hormônios e sinais parácrinos 
• O aumento citosólico do cálcio é o sinal para a contração. 
 As concentrações de Ca2+ intracelular aumentam quando o Ca2+ entra na célula e quando é liberado 
a partir do retículo sarcoplasmático. 
 O Ca2+ liga-se à calmodulina (CaM). 
 O complexo Ca2+-calmodulina ativa a cinase da cadeia leve da miosina (MLCK). 
 A MLCK fosforila as cadeias leves nas cabeças da miosina e aumenta a atividade da miosina-ATPase. 
 As ligações cruzadas ativas da miosina deslizam ao longo da actina e geram tensão muscular. 
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RELAXAMENTO DO MÚSCULO LISO 
• Durante o relaxamento, o Ca2+ é bombeado para fora do citosol, e as cadeias leves da miosina são 
desfosforiladas pela fosfatase de miosina. 
• A remoção do Ca2+ do citosol é o primeiro passo para o relaxamento. 
 O Ca2+ livre no citosol diminui ao ser bombeado para fora da célula ou de volta para o retículo 
sarcoplasmático. 
 O Ca2+ desliga-se da calmodulina (CaM). A atividade da MLCK diminui. 
 A fosfatase da miosina (MLCP) remove o fosfato da cadeia leve da miosina, o que diminui a atividade 
da miosina-ATPase. 
 Uma redução da atividade da miosina-ATPase provoca uma redução da tensão muscular.