FISIOLOGIA HUMANA pdf

Prévia do material em texto

FISIOLOGIA DA CONTRAÇÃO MUSCULAR
INTRODUÇÃO
Cerca de 40% do corpo é composto por músculo esquelético e 10% 
por músculo liso e mio�brila com �lamentos parcialmente 
cardíaco. Alguns dos princípios básicos da contração se aplicam a 
todos esses diferentes tipos de músculos. 
Anatomia do músculo esquelético 
Estrutura De�nição
Mio�brila Estruturas alongadas e �nas dentro 
da �bra muscular, compostas por 
�lamentos de actina e miosina que 
interagem para produzir a 
contração muscular.
Núcleo Estruturas de controle presentes na 
periferia da �bra muscular 
esquelética, que é multinucleada, 
responsáveis pela atividade 
metabólica e regenerativa.
Sarcolema Membrana plasmática da �bra 
muscular, responsável pela 
transmissão do potencial de ação 
que leva à contração.
Endomísio Tecido conjuntivo frouxo que 
envolve cada �bra muscular 
individualmente, permitindo o 
suporte estrutural e a passagem de 
vasos capilares e nervos.
Fascículo Conjunto de �bras musculares 
agrupadas e envoltas por uma 
camada de tecido conjuntivo 
(perimísio).
Perimísio Tecido conjuntivo que envolve cada 
fascículo muscular, sustentando 
vasos sanguíneos e nervos maiores, 
além de contribuir para a 
resistência e elasticidade.
Epimísio Camada de tecido conjuntivo que 
envolve todo o músculo, 
conectando-o a tendões e 
estruturas adjacentes.
Vaso sanguíneo Estruturas responsáveis pelo 
fornecimento de oxigênio e 
nutrientes às �bras musculares, 
além da remoção de resíduos 
metabólicos.
Tendão Estrutura �brosa composta 
principalmente por colágeno que 
conecta o músculo ao osso, 
transmitindo a força gerada pela 
contração muscular para produzir 
i
Osso Estrutura do sistema esquelético à 
qual os músculos se �xam por meio 
dos tendões, funcionando como 
alavanca para os movimentos 
corporais.
 1. Faixa I (ou banda I)
A faixa I é a região clara da mio�brila, composta exclusivamente 
por �lamentos �nos de actina.
Ela aparece mais clara ao microscópio óptico porque não contém 
miosina.
Essas faixas são anisotrópicas à luz polarizada, daí o nome “I” 
(do alemão Isotrop).
Cada faixa I é dividida ao meio por um disco Z, que a conecta a 
outra faixa I da mio�brila vizinha.
 
 
2. Faixa A (ou banda A)
A faixa A é a região escura da mio�brila e corresponde à 
presença dos �lamentos espessos de miosina.
Nela também ocorre a sobreposição dos �lamentos de actina e 
miosina, o que aumenta a densidade óptica.
Ela permanece do mesmo tamanho durante a contração 
muscular, ao contrário da faixa I que encurta.
 
3. Disco Z (ou linha Z)
O disco Z é uma estrutura proteica que delimita as extremidades 
do sarcômero, a menor unidade funcional da contração 
muscular.
Ele liga os �lamentos de actina transversalmente entre 
mio�brilas adjacentes.
Serve como âncora para os �lamentos �nos de actina e mantém 
o alinhamento das mio�brilas.
Durante a contração, os discos Z se aproximam, encurtando o 
sarcômero.
 
 
MECANISMO GERAL DA CONTRAÇÃO MUSCULAR
O início e a execução da contração muscular ocorrem nas 
seguintes etapas:
1. Os potenciais de ação cursam pelo nervo motor até suas 
terminações nas �bras musculares;
2. Em cada terminação, o nervo secreta pequena quantidade da 
substância neurotransmissora acetilcolina;
3. A acetilcolina age em área local da membrana da �bra 
muscular para abrir múltiplos canais de cátion, “regulados pela 
acetilcolina”, por meio de moléculas de proteína que �utuam na 
membrana;
4. A abertura dos canais regulados pela acetilcolina permite a 
difusão de grande quantidade de íons sódio para o lado interno 
da membrana das �bras 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;
5. O potencial de ação se propaga por toda a membrana da �bra 
muscular, do mesmo modo como o potencial de ação cursa pela 
membrana das �bras nervosas;
6. O potencial de ação despolariza a membrana muscular, e 
grande parte da eletricidade do potencial de ação �ui pelo centro 
da �bra muscular. Fazendo com que o retículo sarcoplasmático 
libere grande quantidade de íons cálcio armazenados nesse 
retículo;
7. Os íons cálcio ativam as forças atrativas entre os �lamentos de 
miosina e actina, fazendo com que deslizem ao lado um do outro, 
que é o processo contrátil;
8. 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; A remoção dos íons cálcio das mio�brilas faz 
com que a contração muscular cesse.
Inibição e Ativação do Filamento de Actina:
Actina pura (com magnésio e ATP) se liga facilmente à miosina.
 
Presença do complexo troponina-tropomiosina inibe a ligação da 
miosina à actina.
 
O complexo cobre �sicamente os sítios ativos da actina, 
impedindo a contração no músculo em repouso.
 
Para ocorrer a contração, é necessário inibir o efeito bloqueador 
da troponina-tropomiosina.
 
 
Papel dos Íons Cálcio:
Os íons cálcio se ligam à troponina C, promovendo uma 
mudança conformacional.
 
Essa mudança desloca a tropomiosina para o fundo do sulco da 
actina.
 
Isso descobre os sítios ativos da actina, permitindo a ligação com 
a miosina.
 
Assim, a presença de cálcio “ativa” o �lamento de actina e 
permite a contração.
 
Interação Ativa com a Miosina – Teoria do “Ir para Diante” (Walk-
Along):
Após ativação pela ligação do cálcio, a actina atrai as pontes 
cruzadas da miosina.
 
Essa interação provoca a contração muscular.
 
A teoria mais aceita é a do “walk-along” (ou teoria da catraca), 
onde:
 
As cabeças de miosina se ligam, puxam e se desprendem da 
actina repetidamente,
 
Produzindo o deslizamento dos �lamentos e a encurtamento do 
sarcômero.
 
ATP como Fonte de Energia para a Contração - Eventos Químicos na 
Movimentação das Cabeças de Miosina:
Quando um músculo se contrai, é realizado trabalho com 
necessidade de energia. Grandes quantidades de ATP são 
degradadas, formando ADP durante o processo da contração; 
quanto maior a quantidade de trabalho realizada pelo músculo, 
maior a quantidade de ATP degradada, o que é referido como efeito 
Fenn. Acredita-se que esse efeito ocorra na seguinte sequência:
1. Antes do início da contração, as pontes cruzadas das cabeças se 
ligam ao ATP.
 A atividade da ATPase das cabeças de miosina imediatamente cliva 
o ATP, mas deixa o ADP e o íon fosfato como produtos dessa 
clivagem ainda ligados à cabeça. Nessa etapa, a conformação da 
cabeça é tal que se estende perpendicularmente em direção ao 
�lamento de actina, só que ainda não está ligada à actina.
2. Quando o complexo troponina-tropomiosina se liga aos íons 
cálcio, os locais ativos no �lamento de actina são descobertos, e as 
cabeças de miosina então se ligam a eles, como mostra a Figura 6-8.
3. A ligação entre a ponte cruzada da cabeça e o local ativo no 
�lamento de actina causa alteração conformacional da cabeça, 
fazendo com que se incline em direção ao braço da ponte cruzada. 
Essa alteração gera um movimento de força para puxar o �lamento 
de actina. A energia que ativa o movimento de força é a energia já 
armazenada, como uma mola "engatilhada", pela alteração 
conformacional que ocorreu na cabeça quando as moléculas de ATP 
foram clivadas.
4. Uma vez em que a cabeça da ponte cruzada esteja inclinada, isso 
permite a liberação do ADP e do íon fosfato que estavam ligados à 
cabeça. No local onde foi liberado o ADP, nova molécula de ATP se 
liga. A ligação desse novo ATP causa o desligamento da cabeça pela 
actina.
5. Após a cabeça ter sido desligada da actina, a nova molécula de 
ATP é clivada para que seja iniciado novo ciclo, levando a novo 
movimento de força. Ou seja, a energia volta a "engatilhar" a 
cabeça em sua posição perpendicular, pronta para começar o novo 
ciclo do movimento de força.
6. Quando a cabeça engatilhada (com a energia armazenada 
derivadada clivagem do ATP) se liga a um novo local ativo no 
�lamento de actina, ela descarrega e de novo fornece outro 
movimento de força.
Desse modo, o processo ocorre sucessivamente até que os 
�lamentos de actina puxem a membrana Z contra as extremidades 
dos �lamentos de miosina, ou até que a carga sobre os músculos 
�que demasiadamente forte para que ocorra mais tração.
Ativar o mecanismo de ir para diante (walk-along), pelo qual as 
pontes cruzadas puxam os �lamentos de actina;
Bombeamento dos íons cálcio do sarcoplasma para o retículo 
sarcoplasmático quando cessa a contração;
Bombeamento dos íons sódio e potássio, através da membrana 
da �bra muscular, para manter o ambiente iônico apropriado 
para a propagação do potencial de ação das �bras musculares.
FIBRAS RÁPIDAS versus FIBRAS LENTAS
Fibras Lentas (Tipo 1, Músculo Vermelho).
As características das �bras lentas são as seguintes:
• As �bras são menores que as �bras rápidas;
• As �bras lentas são também inervadas por �bras nervosas 
menores;
• Comparadas às �bras rápidas, as �bras lentas têm um sistema de 
vascularização mais
extenso e mais capilares, para suprir quantidades extras de 
oxigênio;
• As �bras lentas têm números muito elevados de mitocôndrias, 
também para dar suporte
aos altos níveis de metabolismo oxidativo;
• As �bras lentas contêm grande quantidade de mioglobina, 
proteína que contém ferro,
semelhante à hemoglobina nas hemácias. A mioglobina se combina 
com o oxigênio e o
armazena até que ele seja necessário. A mioglobina dá ao músculo 
lento sua aparência
avermelhada e o nome de músculo vermelho.
Fibras Rápidas (Tipo 2, Músculo Branco).
As características das �bras rápidas são:
• As �bras rápidas são grandes para obter uma grande força de 
contração;
• Existe um retículo sarcoplasmático muito extenso, para a rápida 
liberação dos íons cálcio com o objetivo de desencadear a 
contração;
• Estão presentes grandes quantidades de enzimas glicolíticas, para 
a rápida liberação de energia pelo processo glicolítico;
• As �bras rápidas têm um suprimento de sangue menos extenso 
que as �bras lentas, porque o metabolismo oxidativo tem 
importância secundária;
• As �bras rápidas têm menor número de mitocôndrias que as �bras 
lentas, também porque o metabolismo oxidativo é secundário. Ao 
dé�cit de mioglobina vermelha no músculo rápido damos o nome 
de músculo branco.
IMPORTANTE‼