Contração e relaxamento das fibras musculares esqueléticas

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Letícia Kariny Teles Deusdará / Odontologia UFPE
Contraçã� � rel�ament� da� fibra� musculare� esquelética�
Mecanism� d� desl�ament� d� filament�
● A contração muscular ocorre porque as cabeças de miosina(filamento
grosso) se prendem e “caminham” ao longo dos filamentos finos nas duas
extremidades de um sarcômero, empurrando de maneira progressiva os
filamentos finos na direção da linha M
● Em consequência disso, os filamentos finos deslizam para dentro e se
encontram no centro do sarcômero. É, até mesmo, possível avançar tanto
nesse sentido a ponto de suas extremidades se sobreporem.
● Conforme os filamentos finos vão deslizando, a banda I e a zona H se
estreitam e, por fim, desaparecem juntas quando o músculo está em
contração máxima.
➔ A largura da banda A e os comprimentos individuais dos filamentos
finos e grossos permanecem inalterados.
● Uma vez que os filamentos finos em cada lado do sarcômero estão presos
às linhas Z, quando os filamentos finos deslizam, as linhas Z se aproximam
e o sarcômero encurta.
Letícia Kariny Teles Deusdará / Odontologia UFPE
➔ O encurtamento dos sarcômeros causa encurtamento de toda a
fibra muscular, que, por sua vez, leva ao encurtamento de todo o
músculo.
Cicl� d� contraçã�
● No início da contração, o retículo sarcoplasmático libera Ca2+ no
sarcoplasma, onde se ligam à troponina.
● A troponina faz com que a tropomiosina se movimente para longe dos
locais de ligação com a miosina na actina.
● Uma vez “liberados” os locais de ligação, o ciclo da contração, sequência
repetida de eventos que faz com que os filamentos deslizem, começa.
● O ciclo da contração consiste em quatro etapas:
★ Hidrólise de ATP
➢ A cabeça de miosina engloba um local de ligação com o ATP e
uma ATPase, enzima que hidrolisa o ATP em ADP (difosfato
de adenosina) e um grupo fosfato.
➢ Essa reação de hidrólise reorienta e energiza a cabeça de
miosina. Observe que os produtos da hidrólise de ATP(ADP e
um grupo fosfato) ainda continuam presos à cabeça de
miosina.
★ Acoplamento da miosina à actina para formar pontes transversas
➢ As cabeças de miosina energizadas se fixam aos locais de
ligação com a miosina na actina e liberam o grupo fosfato
previamente hidrolisado.
➢ Quando as cabeças de miosina se prendem à actina durante a
contração, elas são chamadas pontes transversas.
★ Movimento de força
➢ Depois da formação das pontes transversas, ocorre o
movimento de força.
➢ Durante o movimento de força, o local na ponte transversa
onde o ADP ainda está ligado se abre.
➢ Em consequência disso, a ponte transversa roda e libera o
ADP.
➢ A ponte transversa gera força ao rodar em direção ao
centro do sarcômero, deslizando o filamento fino pelo
filamento grosso na direção da linha M.
Letícia Kariny Teles Deusdará / Odontologia UFPE
★ Desacoplamento da miosina da actina
➢ Ao final do movimento de força, a ponte transversa
permanece firmemente presa à actina até se ligar a outra
molécula de ATP.
➢ Quando o ATP se liga ao local de ligação com o ATP na
cabeça de miosina, a cabeça de miosina se solta da actina.
● O ciclo da contração se repete conforme a ATPase da miosina vai
hidrolisando as moléculas recentemente ligadas de ATP e continua
enquanto houver ATP disponível e o nível de Ca 2+ perto do filamento
fino estiver suficientemente alto.
➔ As pontes transversas se mantêm rodando a cada movimento de
força, puxando os filamentos finos na direção da linha M.
● Cada uma das 600 pontes transversas em um filamento grosso acopla e
desacopla cerca de 5 vezes por segundo.
● A todo instante, algumas das cabeças de miosina estão acopladas à actina,
formando pontes transversas e gerando força, e outras cabeças de
miosina estão desacopladas da actina, aprontando -se para se ligar de
novo.
● Com a continuidade do ciclo da contração, o movimento das pontes
transversas aplica a força que puxa as linhas Z uma na direção da outra,
ocorrendo o encurtamento do sarcômero.
➔ Durante a contração muscular máxima, a distância entre duas
linhas Z pode diminuir para a metade daquela em repouso.
➔ As linhas Z, por sua vez, puxam os sarcômeros vizinhos e toda a
fibra muscular encurta.
● Alguns dos componentes musculares são elásticos: alongam -se
discretamente antes de transferir a tensão gerada pelos filamentos
deslizantes. Os componentes elásticos constituem as moléculas de titina,
o tecido conjuntivo ao redor das fibras musculares (endomísio, perimísio e
epimísio) e os tendões que prendem o músculo ao osso.
● Na medida em que as células de um músculo esquelético começam a
encurtar, primeiramente, elas puxam seus tendões e revestimentos de
tecido conjuntivo.
Letícia Kariny Teles Deusdará / Odontologia UFPE
➔ Os revestimentos e tendões estiram e se tensionam, e essa tensão
transferida pelos tendões puxa os ossos aos quais estão presos.
➔ O resultado disso é o movimento de uma parte do corpo.
Acoplament� �citaçã�–contraçã�
A elevação da concentração de Ca2+ no sarcoplasma começa a contração
muscular e a diminuição cessa. Quando uma fibra muscular está relaxada, a
concentração de Ca2+ no seu sarcoplasma é muito baixa, apenas cerca de 0,1
micromol por litro (0,1 μmol/ l ). No entanto, uma enorme quantidade de Ca2+
está armazenada dentro do retículo sarcoplasmático. Conforme o potencial de
ação muscular vai se propagando ao longo do sarcolema e nos túbulos T, os
canais de liberação de Ca2+ na membrana do RS vão se abrindo. Quando esses
canais se abrem, o Ca2+ sai do RS para o sarcoplasma ao redor dos filamentos
grossos e finos. Em consequência disso, a concentração de Ca2+ no sarcoplasma
sobe 10 vezes ou mais. Os íons cálcio liberados se combinam com a troponina,
fazendo com que mudem de forma. Essa alteração de conformação movimenta a
tropomiosina para longe dos locais de ligação com a miosina na actina. Uma vez
livres esses locais de ligação, as cabeças de miosina se ligam a eles para formar
pontes transversas e o ciclo da contração começa. A membrana do retículo
sarcoplasmático também contém bombas de transporte ativo de Ca2+ que usam
ATP para movimentar Ca2+ de maneira constante do sarcoplasma para o RS.
Enquanto os potenciais de ação musculares se propagam pelos túbulos T, os
canais de liberação de Ca2+ são abertos. Íons cálcio fluem para o sarcoplasma
com mais rapidez do que são transportados de volta pelas bombas. Depois da
propagação pelos túbulos T do último potencial de ação, os canais de liberação
de Ca2+ fecham. Com o Ca2+ levado de volta para o RS pelas bombas, a
concentração de íons cálcio no sarcoplasma rapidamente diminui. Dentro do RS,
moléculas de uma proteína de ligação com cálcio, apropriadamente chamada
calsequestrina, se ligam ao Ca2+, possibilitando que ainda mais Ca2+ seja
sequestrado ou armazenado dentro do RS. Em consequência disso, a
concentração de Ca2+ é 10.000 vezes mais elevada no RS do que no citosol de
uma fibra muscular relaxada. Com a queda do nível de Ca2+, a tropomiosina
cobre os locais de ligação da miosina e a fibra muscular relaxa.
Resuminho: Geração de impulso nervoso- Liberação de cálcio pelas vesículas-
Troponina saturada pelo cálcio ativando a actina- ATP(ponte cruzada
“carregada”)- actina e miosina acopladas(actomiosina)- ATP- ADP+Pi+energia-
pontes cruzadas ativadas- encurtamento muscular- desenvolvimento de tensão