Contração muscular- Excitação do músculo esquelético (Guyton e Hall- Tratado de fisiologia médica-13 edição)

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Contração muscular
Excitação do músculo esquelético: transmissão neuromuscular e acoplamento excitação-contração
↳ Transmissão dos impulsos das terminações nervosas para as fibras musculares esqueléticas- A junção neuromuscular:
· As fibras musculares esqueléticas são inervadas por grandes fibras nervosas mielinizadas, que se originam nos grandes neurônios motores nos cornos anteriores da medula espinal;
· Junção neuromuscular: junção da terminação nervosa com a fibra muscular próxima de sua porção média.
↳Anatomia fisiológica da junção neuromuscular- A placa motora:
Figura C: Junção entre um terminal de um axônio e a membrana da fibra muscular.
Placa motora: complexo de terminais nervosos ramificados, que se invaginam na superfície extracelular da fibra muscular. Ela é recoberta por células de Schwann.
Goteira/ Canaleta sináptica: membrana invaginada;
Fendas subneurais: aumentam a área de superfície na qual o transmissor sináptico pode agir.
O neurotransmissor excitatório é a acetilcolina.
No espaço/fenda sináptica há grandes quantidades da enzima acetilcolinesterase, que destrói a acetilcolina alguns milissegundos depois que ela foi liberada das vesículas sinápticas
↳Secreção de acetilcolina pelos terminais nervosos:
Cerca de 125 vesículas de acetilcolina são liberadas dos terminais no espaço sináptico quando um impulso atinge a junção neuromuscular.
· Quando o potencial de ação se propaga para o terminal, os canais de cálcio controlados por voltagem se abrem e permitem que os íons cálcio se difundam da fenda sináptica para o interior do terminal nervoso;
· Os íons cálcio ativam a proteína cinase dependente da calmodulina- Ca2+, que fosforila as proteínas sinapsina que ancoram as vesículas de acetilcolina ao citoesqueleto do terminal pré-sináptico;
· Esse processo libera as vesículas de acetilcolina do citoesqueleto e permite que se movam para a zona ativa da membrana neural pré-sináptica;
· As vesículas se acoplam nos pontos de liberação, se fundem com a membrana e lançam acetilcolina por exocitose.
￫A acetilcolina abre canais iônicos nas membranas pós-sinápticas:
· Receptores de acetilcolina: canais iônicos controlados por ela;
· Os canais tem diâmetros grandes o suficiente para permitir que os íons sódio, potássio e cálcio se movimentem pela abertura.
· A entrada de íons sódio na fibra provoca alteração local positiva no lado interno da membrana da fibra muscular (potencial da placa motora.), que inicia um potencial de ação que se propaga ao longo da membrana muscular, causando contração muscular.
Canais colinérgicos.
A. Estado fechado;
B. Depois que a acetilcolina (Ach) se ligou e uma alteração de conformação abriu o canal, permitindo que íons sódio penetrassem na fibra muscular e estimulassem a contração. As cargas negativas na abertura do canal impedem a passagem de íons negativos como o cloreto.
￫Destruição da acetilcolina liberada pela acetilco-linesterase:
A acetilcolina, uma vez liberada na fenda sináptica, continua a ativar os receptores de acetilcolina. Entretanto, ela é removida rapidamente, evitando a reexcitação continuada do músculo, depois que a fibra muscular se recuperou de seu potencial de ação inicial. 
1. Destruída pela enzima acetilcolinesterase, que está ligada principalmente à camada esponjosa do tecido conjuntivo fino que preenche o espaço sináptico;
2. Uma pequena quantidade de acetilcolina se difunde para fora do espaço sináptico.
￫Potencial da placa motora e excitação da fibra muscular esquelética:
Os potenciais A e C são fracos para desencadear um potencial de ação, mas produzem fracas alterações locais de voltagem na placa motora.
O potencial B faz com que um número suficiente de canais de sódio se abra, de forma que o efeito autorregenerativo de mais e mais íons sódio fluindo para o interior da fibra, inicie o potencial de ação.
A baixa amplitude do potencial da placa motora no ponto A foi causada por envenenamento da fibra muscular com curare, fármaco que bloqueia o efeito controlador da acetilcolina sobre os canais colinérgicos competindo pelos receptores da acetilcolina. 
A baixa amplitude do potencial da placa motora no ponto C resultou do efeito da toxina botulínica, veneno bacteriano que diminui a quantidade de acetilcolina liberada pelos terminais nervosos.
￫Alto fator de segurança para a transmissão na junção neuromuscular e fadiga da junção:
· Alto fato de segurança: Cada impulso que chega à junção neuromuscular provoca potencial da placa motora de amplitude 3x maior que o necessário para estimular a fibra.
· Fadiga da junção: estimulação da fibra nervosa com frequências maiores que 100 vezes por segundo, por vários minutos, muitas vezes diminui tanto o número de vesículas de acetilcolina que os impulsos não são mais transmitidos à fibra muscular.
↳ Fármacos que reforçam ou bloqueiam a transmissão na junção neuromuscular:
￫Fármacos que estimulam a fibra muscular por ação semelhante à da acetilcolina:
· Metacolina, carbacol, nicotina;
· A diferença entre esses fármacos e a acetilcolina é que eles não são destruídos pela destruídos pela colinesterase ou são destruídos tão lentamente que sua ação frequentemente persiste por muitos minutos ou horas;
· Cada vez que a fibra muscular se recupera de uma contração, inicia um novo potencial de ação, levando a estado de espasmo muscular.
￫Fármacos que estimulam a junção neuromuscular, inativando a acetilcolinesterase:
· Neostigmina, fisotigmina, fluorofosfato de di-isopropil;
· A cada impulso nervoso sucessivo, mais acetilcolina se acumula (porque a acetilcolinesterase que hidrolisava a acetilcolina foi inativada) e estimula repetidamente a fibra muscular→ espasmo muscular.
OBS: isso pode causar morte por espasmo da laringe, que sufoca o indivíduo.
￫Fármacos que bloqueiam a transmissão na junção neuromuscular:
· Fármacos curariformes;
↳Miastenia grave:
· Doença autoimune, na qual os pacientes desenvolvem anticorpos que bloqueiam ou destroem seus próprios receptores para acetilcolina;
· Causa fraqueza muscular devido à incapacidade das junções neuromusculares transmitirem sinais suficientes das fibras nervosas para as musculares
· Se a doença for intenso o suficiente, o paciente morre por insuficiência respiratória como consequência de uma debilidade muito acentuada dos músculos respiratórios;
· Os efeitos da doença podem ser melhorados por várias horas com administração de neostigmina, por exemplo.
↳Potencial de ação muscular:
Com relação à iniciação e à condução dos potenciais de ação nas fibras musculares esqueléticas, se aplica igualmente às fibras nervosas, exceto por algumas diferenças quantitativas:
1. Potencial de repouso da membrana: de -80 a -90mV (o mesmo das grandes fibras nervosas mielinizadas);
2. Duração do potencial de ação: de 1 a 5 milissegundos (5x mais prolongado que nos grandes nervos mielinizados);
3. Velocidade de condução: de 3 a 5m/s (1/13 da velocidade de condução nas grandes fibras nervosas mielinizadas que excitam o músculo esquelético).
￫ Os potenciais de ação se distribuem para o interior da fibra muscular por meio dos túbulos transversos:
· Os túbulos T propagam os potenciais de ação, penetrando a fibra de um lado a outro para permitir que a corrente penetre profundamente na fibra até as proximidades das miofibrilas;
· Acoplamento excitação-contração: os potenciais de ação no túbulo T provocam liberação de íons cálcio no interior da fibra muscular, na vizinhança imediata das miofibrilas, e esses íons causam a contração.
↳Acoplamento excitação-contração:
￫Túbulo transverso:
· São extensões internas internar da membrana celular;
· Se abrem para o exterior no seu ponto de origem, como uma invaginação da membrana celular→ comunicação com o líquido extracelular
 Retículo sarcoplasmático:
· É composto por duas partes principais: cisternas terminais (fazem contato com os túbulos T) e longos túbulos longitudinais (circundam todas as superfícies das miofibrilas que realmente contraem).
￫Liberação dos íons cálcio pelo retículo sarcoplasmático:
· O potencial de ação do túbulo T provocafluxo de corrente para as cisternas do retículo sarcoplasmático, no ponto em que tocam o túbulo T;
· À medida que o potencial de ação progride pelo túbulo T, a variação da voltagem é detectada pelos receptores de di-idropiridina, ligados aos canais de liberação de cálcio (receptores de canal de rianodina nas cisternas adjacentes do retículo sarcoplasmático);
· Esses canais permanecem abertos por poucos milissegundos, liberando cálcio para o sarcoplasma que banha as miofibrilas e causando a contração.
￫ Uma bomba de cálcio remove os íons cálcio do líquido miofibrilar, depois da contração:
· Localizada nas paredes do retículo sarcoplasmático;
· Bombeia íons cálcio para longe das miofibrilas, de volta para os túbulos sarcoplasmáticos.
OBS: Dentro do retículo existe proteína, chamada calsequestrina, que pode quelar o cálcio, possibilitando o acúmulo do íon em quantidade até 40 vezes maior que a quantidade correspondente ao cálcio livre.