fisiologia muscular e bioquimica

Prévia do material em texto

fisiologia muscular 
e bioquímica Sara Vasconcelos 
• Fisiologia e bioquímica básica: 
A fisiologia muscular estuda o funcionamento dos músculos. Existem três tipos principais de músculos:
—> Esqueléticos (voluntários, ligados aos ossos)
—> Cardíacos (coração, involuntário)
—> Lisos (órgãos internos, involuntários)
+ Contração Muscular:
—> Mecanismo básico: baseia-se na teoria do deslizamento dos filamentos.
—> Actina e miosina: proteínas contráteis principais.
—> ATP: necessário para o deslizamento e relaxamento muscular.
—> Íons cálcio (Ca²⁺): liberados pelo retículo sarcoplasmático, iniciam a contração.
—> Neurotransmissor: acetilcolina (ACh), liberada na junção neuromuscular, inicia o potencial de ação no músculo.
 
+ Bioquímica Muscular
—> A bioquímica muscular estuda as reações químicas envolvidas na contração e produção de energia.
+ Fontes de Energia:
—> ATP: energia imediata, dura poucos segundos.
—> Fosfocreatina (CP): regenera ATP rapidamente.
—> Glicólise anaeróbica: quebra da glicose sem oxigênio, forma ácido lático.
—> Respiração aeróbica: usa oxigênio, ocorre na mitocôndria, mais eficiente e duradoura.
+ Tipos de Fibras Musculares:
—> Tipo I (oxidativas lentas): resistência, muitas mitocôndrias, metabolismo aeróbico.
—> Tipo IIa (oxidativas rápidas): mistas.
—> Tipo IIb/x (glicolíticas rápidas): força rápida, baixa resistência, glicólise anaeróbica.
• Músculo estriado cardíaco e bioquímica dos sais minerais: 
Músculo Estriado Cardíaco: 
—> O músculo cardíaco é um tipo de músculo estriado involuntário, encontrado apenas no coração.
+ Características principais:
—> Estriado, como o músculo esquelético (possui sarcômeros).
—> Involuntário, como o músculo liso (controlado pelo sistema nervoso autônomo).
—> As células são chamadas cardiomiócitos e possuem núcleo único ou binucleado.
—> São conectadas por discos intercalares, que permitem a condução elétrica rápida e contração coordenada.
—> Têm alta densidade de mitocôndrias, pois o coração precisa de energia constante.
+ Contração cardíaca:
—> Iniciada por um marcapasso natural (nódulo sinoatrial).
—> Automática e rítmica – não depende de estímulos externos.
—> Regulada por íons e neurotransmissores (ex.: noradrenalina, acetilcolina).
Bioquímica dos Sais Minerais e sua Relação com o Músculo Cardíaco
Os sais minerais são essenciais para o funcionamento do coração.
1. Cálcio (Ca²⁺):
—> Fundamental para a contração muscular.
—> No coração, entra nas células durante o potencial de ação e ativa a liberação de mais Ca²⁺ do retículo 
sarcoplasmático (acoplamento excitação-contração).
—> Hipocalcemia (baixo Ca²⁺): fraqueza muscular, arritmias.
—> Hipercalcemia (alto Ca²⁺): contrações prolongadas, risco de parada cardíaca.
2. Potássio (K⁺): 
—> Controla a repolarização da membrana cardíaca (retorno ao repouso).
—> Hipocalemia: arritmias, fraqueza muscular.
—> Hipercalemia: bloqueio da condução cardíaca, risco de parada.
3. Sódio (Na⁺):
—> Participa do início do potencial de ação.
—> Movimenta-se junto com o K⁺ para gerar impulsos elétricos.
—> Desequilíbrios afetam o ritmo cardíaco e a pressão arterial.
4. Magnésio (Mg²⁺): 
—> Cofator de muitas enzimas envolvidas na produção de ATP.
—> Modula canais de Ca²⁺ e K⁺.
—> Deficiência: aumenta risco de arritmias.
5. Cloreto (Cl⁻): 
—> Ajuda no equilíbrio ácido-base e na condução nervosa/muscular.
• Fisiologia do músculo estriado esquelético e a bioquímica dos carboidratos: 
Fisiologia do Músculo Estriado Esquelético: 
+ Características principais:
—> Voluntário: controlado conscientemente.
—> Células longas e multinucleadas (fibras musculares).
—> Estriado: presença de sarcômeros (unidades de contração).
—> Contração rápida e intensa, mas pode se fadigar.
+ Contração Muscular – Etapas:
—> Estímulo neural → liberação de acetilcolina (ACh) na junção neuromuscular.
—> Potencial de ação → se propaga pela membrana e túbulos T.
—> Liberação de Ca²⁺ pelo retículo sarcoplasmático.
—> Ca²⁺ se liga à troponina, liberando os sítios de actina.
—> Miosina desliza sobre actina com gasto de ATP → contração.
—> Ca²⁺ é recaptado, e o músculo relaxa.
Bioquímica dos Carboidratos no Músculo:
Função dos carboidratos: Fonte primária de energia para a contração muscular, especialmente durante exercícios 
intensos.
Principais vias metabólicas:
1. Glicólise (anaeróbica ou aeróbica): 
—> Glicose → piruvato → ATP.
—> Sem oxigênio: piruvato vira ácido lático (menor rendimento, rápida).
—> Com oxigênio: piruvato entra no ciclo de Krebs (mais ATP, lenta).
2. Glicogênio muscular: 
—> Forma armazenada de glicose no músculo.
—> Durante exercício, é quebrado em glicose-1-fosfato e entra na glicólise.
—> Estoque limitado (~300–400g), depende da alimentação.
3. Ciclo de Cori: 
—> Durante exercício intenso: lactato produzido no músculo é levado ao fígado, onde é convertido em glicose.
+ interação fisiológica: 
—> Durante atividades curtas e intensas (ex: sprints), o músculo usa glicólise anaeróbica.
—> Em exercícios longos (ex: corrida), há preferência pela respiração aeróbica com glicose e gordura.
• Fisiologia do músculo liso e a bioquímica dos lipídios: 
Fisiologia do Músculo Liso:
+ Características principais:
—> Involuntário: controlado pelo sistema nervoso autônomo, hormônios e estímulos locais.
—> Sem estriações: não possui sarcômeros organizados (por isso é “liso”).
—> Células fusiformes (afinadas nas pontas), com núcleo único central.
—> Presente em órgãos internos: vasos sanguíneos, trato gastrointestinal, bexiga, útero, vias respiratórias. 
+ Contração do músculo liso:
—> Estímulo (nervoso, hormonal, ou químico) ativa a entrada de Ca²⁺.
—> Ca²⁺ se liga à calmodulina (não à troponina, como no esquelético).
—> O complexo Ca²⁺–calmodulina ativa a MLCK (quinase da cadeia leve da miosina).
—> MLCK fosforila a miosina → permite interação com actina → contração.
—> Relaxamento ocorre com a remoção de Ca²⁺ e ação da MLCP (fosfatase).
+ Características da contração:
—> Mais lenta, mas mais duradoura.
—> Menor gasto energético (eficiente para funções sustentadas, como manter a pressão arterial ou o tônus 
gastrointestinal).
Bioquímica dos Lipídios: 
+ Funções dos lipídios:
—> Reserva energética de longo prazo.
—> Componente estrutural das membranas (fosfolipídios, colesterol).
—> Sinalização celular (hormônios esteroides, eicosanoides).
—> Isolamento térmico e proteção mecânica.
+ Tipos principais de lipídios:
—> Ácidos graxos: saturados e insaturados.
—> Triglicerídeos: principal forma de armazenamento no tecido adiposo.
—> Fosfolipídios: componentes das membranas celulares.
—> Colesterol: precursor de hormônios esteroides.
—> Eicosanoides: derivados de ácidos graxos (prostaglandinas, tromboxanos) – atuam na contração do músculo liso.
+ Metabolismo dos lipídios no músculo:
—> Durante exercícios de longa duração ou jejum, os músculos (inclusive lisos) usam ácidos graxos como fonte de energia.
—> Lipólise: triglicerídeos → ácidos graxos livres → beta-oxidação → ATP.
—> Beta-oxidação ocorre nas mitocôndrias, requer oxigênio.
+ Integração fisiológica:
—> O músculo liso responde a eicosanoides lipídicos (ex: prostaglandinas → contração uterina ou relaxamento de vasos).
—> Durante períodos de baixa glicose, o músculo liso pode usar lipídios como fonte energética. 
• Fisiologia do músculo cardíaco e a bioquímica das proteínas: 
Fisiologia do Músculo Cardíaco: 
+ Características principais:
—> Tipo: músculo estriado involuntário
—> Células: cardiomiócitos
—> 1 ou 2 núcleos centrais
—> Ricas em mitocôndrias (alta produção de ATP)
—> Conectadas por discos intercalares (junções que transmitem força e impulso elétrico)
—> Presente exclusivamente no coração
+ Função:
—> Contrai de forma automática, rítmica e coordenada para bombear sangue
+ Contração cardíaca – Etapas:
—> Estímulo elétrico espontâneo pelo nódulo sinoatrial (marcapasso)
—> Despolarização da membrana → entrada de Na⁺—> Entrada de Ca²⁺ → liberação de mais Ca²⁺ do retículo sarcoplasmático
—> Ativação de actina e miosina → contração (semelhante ao músculo esquelético)
—> Saída de K⁺ → repolarização
—> Relaxamento e nova preparação para o ciclo
Bioquímica das Proteínas: 
+ Funções gerais das proteínas:
—> Estruturais: actina, miosina (no músculo)
—> Enzimáticas: catalisam reações químicas (ex: ATPase na contração)
—> Transporte: hemoglobina, canais iônicos
—> Defesa: anticorpos
—> Hormonal/reguladora: insulina, glucagon
—> Energética (secundária): quando há escassez de carboidratos e lipídios
+ Proteínas no músculo cardíaco:
—> Actina e Miosina: proteínas contráteis que formam os sarcômeros
—> Troponina e tropomiosina: regulam a contração com o cálcio
—> Mioglobina: armazena oxigênio nas células musculares cardíacas
—> Enzimas mitocondriais: envolvidas na respiração celular e produção de ATP
—> O coração pode usar aminoácidos como fonte energética, especialmente em jejum prolongado ou doenças.
+ Integração fisiológica: 
—> O bom funcionamento do músculo cardíaco depende da integridade de suas proteínas estruturais e funcionais
—> Danos a proteínas cardíacas (como a troponina) são marcadores clínicos de infarto agudo do miocárdio
—> A mioglobina e as enzimas proteicas garantem a captação e o uso eficiente de oxigênio no coração. 
• Fisiologia do músculo estriado esquelético e a bioquímica dos lipídios: 
Fisiologia do Músculo Estriado Esquelético:
+ Características principais:
—> Voluntário: controlado pelo sistema nervoso somático.
—> Células longas e multinucleadas (fibras musculares).
—> Estriado: possui sarcômeros (unidades contráteis com actina e miosina).
—> Contração rápida, ideal para movimento, postura e força.
+ Processo de Contração Muscular:
—-> Estímulo nervoso → liberação de acetilcolina (ACh) na junção neuromuscular.
—> Geração do potencial de ação → propagação pelos túbulos T.
—> Liberação de Ca²⁺ pelo retículo sarcoplasmático.
—> Ca²⁺ se liga à troponina, liberando os sítios de actina.
—> Miosina desliza sobre actina com gasto de ATP → contração.
—> Ca²⁺ é recaptado → relaxamento muscular.
Bioquímica dos Lipídios: 
+ Funções gerais dos lipídios:
—> Reserva energética de longo prazo (mais densa que carboidratos).
—> Componentes estruturais de membranas celulares (fosfolipídios, colesterol).
—> Precursores de hormônios lipídicos (ex: esteroides, prostaglandinas).
+ Tipos principais de lipídios:
—> Triglicerídeos: armazenados no tecido adiposo e nas fibras musculares.
—> Ácidos graxos livres (AGLs): usados como combustível celular.
—> Fosfolipídios e colesterol: membranas celulares.
—> Eicosanoides: atuam na sinalização inflamatória e vascular.
+ Uso de lipídios no músculo esquelético:
—> Durante exercício de baixa intensidade e longa duração, os músculos usam principalmente ácidos graxos como energia.
—> Beta-oxidação: quebra dos ácidos graxos em acetil-CoA → entra no ciclo de Krebs → produção de ATP.
—> Necessita oxigênio (via aeróbica), mais eficiente, mas mais lenta que a glicólise.
+ Integração Fisiológica:
—> Músculos treinados têm maior capacidade de usar lipídios (mais mitocôndrias, enzimas oxidativas).
—> Dietas ricas em lipídios podem aumentar a disponibilidade energética, mas o excesso pode prejudicar a saúde 
cardiovascular.
• Questões: 
1. Durante a contração muscular, o cálcio liberado pelo retículo sarcoplasmático se liga a:
a) Actina
b) Miosina
c) Troponina C
d) Tropomiosina
2. A principal fonte de energia para contrações musculares de alta intensidade e curta duração é:
a) Oxidação de ácidos graxos
b) Glicólise anaeróbica
c) Fosforilação oxidativa
d) Ciclo da ureia
3. Qual das enzimas abaixo está diretamente envolvida na regeneração de ATP a partir de fosfocreatina?
a) Creatina quinase
b) Lactato desidrogenase
c) Hexoquinase
d) Piruvato desidrogenase
4. No músculo esquelético, a glicólise anaeróbica leva à produção de:
a) ATP e CO₂
b) Lactato e ATP
c) Glicerol e NADH
d) Piruvato e NADPH
5. Durante o exercício prolongado, qual das vias energéticas é mais utilizada?
a) Glicólise anaeróbica
b) Sistema ATP-CP
c) Fosforilação oxidativa
d) Fermentação alcoólica
• Respostas: 
1. c) Troponina C - O cálcio se liga à subunidade C da troponina, provocando mudança conformacional que desloca a 
tropomiosina e permite a interação actina-miosina.
2. b) Glicólise anaeróbica - Fonte rápida de ATP em exercícios intensos e curtos (como sprints), onde o oxigênio é 
limitado.
3. a) Creatina quinase - Catalisa a transferência de um grupo fosfato da fosfocreatina para o ADP, regenerando ATP 
rapidamente.
4. b) Lactato e ATP - Na ausência de oxigênio, o piruvato é convertido em lactato para regenerar NAD⁺ e permitir a 
continuação da glicólise.
5. c) Fosforilação oxidativa - É a via predominante de produção de ATP durante exercícios prolongados e moderados, 
utilizando oxigênio.