fibra do músculo esquelético

DISCIPLINA: FISIOLOGIA HUMANA
PROFª FRANCILÉIA NOGUEIRA ALBINO CALLAND
CONTRAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
3ª AULA
MÚSCULO ESQUELÉTICO

ANATOMIA FISIOLÓGICA
DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:

FIBRA DO MÚSCULO
ESQUELÉTICO:

Cada fibra se prolonga por todo
o comprimento do músculo;

SARCOLEMA: membrana celular
da fibra muscular;

Funde-se com a fibra do tendão
→ feixes →
tendões dos
músculos que se inserem nos
ossos;
MÚSCULO ESQUELÉTICO

ANATOMIA FISIOLÓGICA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:

FIBRA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:

MIOFIBRILAS: filamentos de actina e miosina;

Cada fibra muscular contém centenas a milhares de miofibrilas;

Cada miofibrila é composta por cerca de 1.500 filamentos de
miosina e 3.000 de actina;

São moléculas de proteínas polimerizadas responsáveis pelas
reais contrações musculares;
MÚSCULO ESQUELÉTICO

ANATOMIA FISIOLÓGICA DO
MÚSCULO ESQUELÉTICO:

FIBRA DO MÚSCULO
ESQUELÉTICO:



Disco Z: composto por filamentos de
proteína diferentes dos filamentos de
actina e miosina;
Cruza
transversalmente
toda
miofibrila e também de miofibrila
para
miofibrila,
conectando
as
miofibrilas umas com as outras, por
toda fibra muscular;
Sarcômero: segmento de miofibrila
situado entre dois discos Z;
MÚSCULO ESQUELÉTICO

ANATOMIA FISIOLÓGICA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:

FIBRA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:

Sarcoplasma: líquido intracelular entre as miofibrilas;

É composto por potássio, magnésio, fosfato e enzimas protéicas;

Grande número de mitocôndrias, que fornecem energia para as
miofibrilas;

Retículo sarcoplasmático: circunda a miofibrila;

Tem uma organização especial que é extremamente importante
para o controle da contração muscular.
MÚSCULO ESQUELÉTICO
ANATOMIA
FISIOLÓGICA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO:
MÚSCULO ESQUELÉTICO

MECANISMO GERAL DA CONTRAÇÃO MUSCULAR:

ETAPAS:








Os potenciais de ação passam pelo nervo até suas terminações nas
fibras musculares;
Em cada terminação, o nervo secreta acetilcolina;
A acetilcolina age em uma área da membrana da fibra muscular para
abrir canais “regulados pela acetilcolina” por meio de moléculas de
proteínas que flutuam na membrana;
A abertura dos canais permite a difusão de grande quantidade de íons
sódio para o lado interno da membrana das fibras musculares;
O potencial de ação se propaga por toda membrana da fibra muscular;
O potencial de ação despolariza a membrana muscular e grande parte
da eletricidade do potencial de ação flui para o centro da fibra, fazendo
o retículo sarcoplasmático liberar grande quantidade de íons cálcio;
Os íons cálcio ativam forças atrativas entre os filamentos de miosina e
actina, fazendo com que eles deslizem um ao lado do outro, produzindo a
contração;
Após fração de segundo, os íons cálcio são bombeados de volta para o
retículo sarcoplasmático pela bomba de cálcio da membrana, onde
permanecem até que novo potencial de ação muscular seja gerado.
MÚSCULO ESQUELÉTICO

MECANISMO MOLECULAR DA
CONTRAÇÃO MUSCULAR:

MECANISMO DE DESLIZAMENTO
DOS FILAMENTOS:




NO ESTADO DE REPOUSO: as
extremidades dos filamentos de
actina que se estendem de dois
discos Z, mal se sobrepõem;
NO ESTADO CONTRAÍDO: os
filamentos
de
actina
estão
tracionados por entre os filamentos
de miosina, de forma que suas
extremidades se sobrepõem, em sua
extensão máxima;
Isso resulta da força gerada pela
interação das pontes cruzadas dos
filamentos de miosina com os
filamentos de actina;
Energia: ATP
MÚSCULO ESQUELÉTICO

CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DOS FILAMENTOS
CONTRÁTEIS:
FILAMENTO DE MIOSINA:

Corpo: feixes de caudas;

Pontes cruzadas: projeções dos braços e das cabeças;




Dobradiças: duas partes flexíveis da ponte cruzada;
Junção entre o braço e corpo;
Ponto de ligação da cabeça ao braço.
MÚSCULO ESQUELÉTICO

CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DOS FILAMENTOS CONTRÁTEIS:

FILAMENTO DE ACTINA:

MOLÉCULA DE ACTINA: é composta por 3 componentes protéicos:



Actina: duplo filamento de actina-F = dupla hélice;
Cada filamento é composto por moléculas de actina –G polimerizadas
ligadas a uma molécula de ADP;
Formando locais ativos nos filamentos de actina que interagem com as
pontes cruzadas de miosina = contração muscular;
MÚSCULO ESQUELÉTICO

CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DOS FILAMENTOS CONTRÁTEIS:

FILAMENTO DE ACTINA:

MOLÉCULA DE ACTINA: é composta por 3 componentes protéicos:



Tropomiosina: ficam entre os sulcos da dupla hélice da actina –F;
Recobrem os locais ativos do filamento de actina durante o período de
repouso;
Impedem que ocorra atração entre os filamentos de actina e de miosina;
MÚSCULO ESQUELÉTICO

CARACTERÍSTICAS MOLECULARES DOS FILAMENTOS CONTRÁTEIS:

FILAMENTO DE ACTINA:

MOLÉCULA DE ACTINA: é composta por 3 componentes protéicos:




Troponina: complexo de 3 sub-unidades protéicas;
Troponina I: forte afinidade com a actina;
Troponina T: forte afinidade com a tropomiosina;
Troponina C: forte afinidade com os íons cálcio;
MÚSCULO ESQUELÉTICO





ENERGÉTICA DA CONTRAÇÃO MUSCULAR:
RENDIMENTO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR:
Quando o músculo se contrai contra uma carga = trabalho;
Energia tem que ser transferida do músculo para a carga externa
para levantar um objeto ou para superar a resistência a um
movimento;
T=CxD

T: rendimento do trabalho;
C: carga;
D: distância do movimento contra a carga;

Energia é derivada das reações químicas nas células musculares.


MÚSCULO ESQUELÉTICO





FONTES DE ENERGIA PARA A CONTRAÇÃO
MUSCULAR:
O ATP É NECESSÁRIO PARA:
Ativar o mecanismo de ir para diante;
Bombeamento dos íons cálcio do sarcoplasma para o
retículo sarcoplasmático, depois do término da
contração;
Bombeamento dos íons sódio e potássio através da
membrana da fibra muscular para manter o ambiente
iônico apropriado para a propagação do potencial de
ação das fibras musculares;
MÚSCULO ESQUELÉTICO

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

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

FONTES DE ENERGIA PARA A CONTRAÇÃO MUSCULAR:
O ADP DEVE SER RESFOSFOLIRADO PARA FORMAR NOVO
ATP:
Fosfoscreatina: transporta uma ligação fosfato de alta energia
similar às do ATP;
Glicólise: quebra do glicogênio armazenado nas células
musculares;
O rápido desdobramento enzimático do glicogênio em ácido
pirúvico e lático, libera energia que é utilizada para converter o
ADP em ATP;
Metabolismo oxidativo: combinação do oxigênio com os produtos
finais da glicólise e com outros nutrientes celulares
(carboidratos, gorduras e proteínas) para liberar ATP;
95% de toda a energia usada pelo músculo provem desta fonte;
A eficiência da contração muscular é só de 25% (trabalho),
restante = calor.
MÚSCULO ESQUELÉTICO



CARACTERÍSTICAS DA CONTRAÇÃO DO
MÚSCULO COMO UM TODO:
CONTRAÇÃO
ISOMÉTRICA:
quando
músculo não encurta durante a contração;
o
CONTRAÇÃO ISOTÔNICA: quando o músculo
encurta durante a contração;
MÚSCULO ESQUELÉTICO
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
CARACTERÍSTICAS DA CONTRAÇÃO DO MÚSCULO COMO
UM TODO:
FIBRAS MUSCULARES RÁPIDAS: compõem músculos que
reagem rápido;
Fibras grandes para grande força de contração;
Retículo sarcoplasmático muito extenso para rápida liberação
dos íons cálcio para desencadear a contração;
Grande quantidade de enzimas glicolíticas, para rápida liberação
de energia pelo processo glicolítico ;
Suprimento de sangue menos extenso e menor número de
mitocôndrias, devido ao metabolismo ser secundário;
Músculos brancos;
MÚSCULO ESQUELÉTICO

CARACTERÍSTICAS DA CONTRAÇÃO DO MÚSCULO COMO
UM TODO:

FIBRAS MUSCULARES LENTAS: compõem músculos
que reagem lentamente;

Menores;

Sistema de vasos sanguíneos e dos capilares mais
extensos, para suprir quantidades extras de oxigênio;

Número de mitocôndrias muito elevado, para dar
suporte os altos níveis de metabolismo oxidativo;

Grande quantidade de mioglobina nas fibras;

Músculos vermelhos.
MÚSCULO ESQUELÉTICO



MECÂNICA DA CONTRAÇÃO
DO MÚSCULO:
UNIDADE MOTORA: conjunto
de todas as fibras musculares
inervadas por uma só fibra
nervosa;
Cada motoneurônio que sai da
medula espinhal inerva múltiplas
fibras musculares e essa
quantidade depende do tipo de
músculo;
MÚSCULO ESQUELÉTICO


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

MECÂNICA DA CONTRAÇÃO DO MÚSCULO:
SOMAÇÃO DAS FORÇAS: soma das contrações individuais para
aumentar a intensidade da contração total;
Ocorre por 2 meios:
Aumento do número de unidades motoras que se contraem ao
mesmo tempo (somação por fibras múltiplas)
Aumento da freqüência de contração (somação por freqüência)
TETANIZAÇÃO: contração total do músculo uniforme e
contínua;
As contrações ficam tão rápidas que se fundem;
Qualquer aumento adicional da freqüência além deste ponto não
exerce novos efeitos para aumentar a força contrátil;
MÚSCULO ESQUELÉTICO



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

MECÂNICA DA CONTRAÇÃO DO
MÚSCULO:
TÔNUS MUSCULAR: a tensão que ocorre nos
músculos no estado de repouso;
Resulta inteiramente de baixa freqüência de
impulsos nervosos vindos da medula espinhal;
FADIGA MUSCULAR: contrações musculares
fortes que perduram por período prolongado;
Aumenta proporcionalmente com a intensidade
da depleção do glicogênio muscular;
A interrupção do fluxo sanguíneo durante a
contração do músculo leva à fadiga quase total
em um ou dois minutos;
MÚSCULO ESQUELÉTICO



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


REMODELAÇÃO DO MÚSCULO DE ACORDO COM A
FUNÇÃO:
HIPERTROFIA MUSCULAR: aumento da massa muscular;
Músculo contra a carga durante o processo contrátil;
Poucas e fortes contrações;
Aumento progressivo dos filamentos de actina e miosina em até
50%;
Aumento do sistema enzimático que fornece energia;
ATROFIA MUSCULAR: diminuição da massa muscular;
A intensidade de redução das proteínas contráteis é muito mais
rápida do que a intensidade de sua reposição;
MÚSCULO ESQUELÉTICO



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



REMODELAÇÃO DO MÚSCULO DE ACORDO COM A
FUNÇÃO:
DESERNERVAÇÃO MUSCULAR: quando o músculo é privado de
seu suprimento nervoso;
Deixa de receber os sinais contráteis necessários para manter
as dimensões normais do músculo;
O tecido muscular é substituído por tecido fibroso e gorduroso;
A recuperação pode ser total se suprimento nervoso for
restabelecido rapidamente e desaparece definitivamente após
um ou dois anos;
RIGIDEZ CADAVÉRICA: músculos se contraem e ficam rígidos
mesmo sem potenciais de ação;
Resulta da perda de todo ATP que é necessário para separar as
pontes cruzadas dos filamentos de actina;
Após 15 a 25 horas ocorre autólise das proteínas musculares.
EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO



TRANSMISSÃO DOS IMPULSOS DAS TERMINAÇÕES
NERVOSAS PARA AS FIBRAS MUSCULARES: A
JUNÇÃO NEUROMUSCULAR
ANATOMIA DA JUNÇÃO NEUROMUSCULAR - PLACA
MOTORA:
A fibra nervosa forma um complexo de terminais nervosos
ramificados que se invaginam na superfície extracelular da
fibra muscular;

Goteira ou canaleta sináptica: membrana invaginada;

Fenda ou espaço sináptico: espaço entre o terminal e a
membrana da fibra;


Fendas subneurais: pequenas dobras da membrana muscular,
que aumentam a área de superfície na qual o transmissor
sináptico pode atuar;
Vesículas
sinápticas:
(neurotransmissor);
armazenam
acetilcolina
EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
TRANSMISSÃO
DOS
IMPULSOS
DAS
TERMINAÇÕES
NERVOSAS PARA AS FIBRAS MUSCULARES: A JUNÇÃO
NEUROMUSCULAR
EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO

FORMAÇÃO
DE
ACETILCOLINA
TERMINAIS NERVOSOS

ACETILCOLINA (ACh):

neurotransmissor excitátorio da fibra muscular;




PELOS
É sintetizada no complexo de Golgi situado no
citoplasma do terminal do axônio a partir da colina e
da acetil coenzima A (acetil CoA);
Colina: molécula protéica encontrada nas membranas
fosfolipídica;
Acetil coenzima A: é um metabólico intermediário que
liga a glicólise ao ciclo do ácido cítrico;
125 vesículas de ACh são liberadas dos terminais no
espaço sináptico a cada impulso nervoso;
EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO



SECREÇÃO DE ACETILCOLINA PELOS TERMINAIS NERVOSOS:
MECANISMO:
Na superfície interna da membrana neural estão as barras densas lineares;

De cada lado de cada barra densa estão os canais de cálcio controlados por
voltagem, que são partículas protéicas que penetram na membrana neural;

Quando um potencial de ação se propaga para o terminal, esses canais se abrem;

Liberando os íons cálcio no espaço sináptico para o interior do terminal nervoso;

Os íons cálcio atraem as vesículas de Ach, puxando-as para a membrana neural;

Ocorre a exocitose: as vesículas se fundem com a membrana neural e esvaziam
ACh s no espaço sináptico;
EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO

EFEITO DA ACETILCOLINA NA MEMBRANA DA FIBRA
MUSCULAR PARA ABRIR OS CANAIS IÔNICOS:

RECEPTORES DE ACh:

Canais iônicos controlados por acetilcolina;

Localizados próximos às aberturas das fendas subneurais;


As moléculas de ACh se ligam às subunidades alfa e provocam
uma alteração conformacional que abre o canal;
É grande e permite a passagem de íons positivos importantes –
sódio, potássio e cálcio e repelem íons negativos.
EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO







DESTRUIÇÃO
DA
ACETILCOLINESTERASE:
ACETILCOLINA
PELA
ACETILCOLINESTERASE: enzima que está ligada à camada
esponjosa do tecido conjuntivo que preenche o espaço sináptico;
A ACh é removida de duas maneiras:
Ação de acetilcolinesterase;
Uma pequena quantidade se difunde para fora do espaço
sináptico;
A Ach dispõe de pouco tempo para agir na membrana da fibra
muscular;
Sua rápida remoção evita a reexcitação continuada do músculo
depois que a fibra muscular se recuperou do potencial de ação
inicial.
EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO





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




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



DROGAS QUE REFORÇAM OU BLOQUEIAM A TRANSMISSÃO NA
JUNÇÃO NEUROMUSCULAR:
REFORÇAM: têm o mesmo efeito da ACh sobre o músculo;
Metacolina
Nicotina
Carbacol
Não são destruídas pela colinesterase ou muito lentamente;
Levam a um estado de espasmo muscular;
INATIVAM A ACETILCOLINESTERASE: agem nas sinapses
Neostigmina
Fisostigmina
Fluorofosfato de diisopropil
Levam a um estado de espasmo muscular;
BLOQUEIAM: impedem a passagem dos impulsos da terminação nervosa
para o músculo;
Drogas curariformes
D- tubocurarina
Evita o aumento da permeabilidade dos canais da membrana muscular o
suficiente para iniciar o potencial de ação.
EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO





POTENCIAL DE AÇÃO MUSCULAR:
Só existem diferenças quantitativas entre o potencial de ação
dos músculos e das fibras nervosas;
Potencial de repouso na membrana: cerca de -80 a -90 milivolts;
Duração do potencial de ação: 1 a 5 milissegundos no músculo
esquelético - cerca de 5x mais prolongado que nos grandes
nervos mielinizados;
Velocidade de condução: 3 a 5 m\s – cerca de 1\13 da velocidade
de condução nas grandes fibras mielinizadas que excitam o
músculo esquelético.
EXCITAÇÃO DO MÚSCULO ESQUELÉTICO




ACOPLAMENTO
CONTRAÇÃO:
EXCITAÇÃO-
Para causar o máximo de
contração, a corrente gerada pelo
potencial de ação deve penetrar
profundamente na fibra muscular;
Túbulos transversos: penetram na
fibra muscular de um lado para
outro e propagam o potencial de
ação;
Os potenciais de ação no túbulo T
provocam liberação de íons cálcio
próximo da miofibrila e estes íons
causam então a contração;