Tecido Muscular

Tecido Muscular
 Origem: Mesodérmica.
 Função: Contrações e movimentos.
 Modalidades: Liso e estriado.
Músculo liso




Miofibrilas lisas e fusiformes.
Um núcleo central.
Contrações lentas e involuntárias.
Sistema digestório e urinário (vísceras).
O músculo liso pode ser dividido em dois grandes tipos:
Músculo Liso Multiunitário: é composto por fibras musculares separadas e discretas, que
se contraem independentemente das outras, alguns exemplos desses músculos são o
músculo ciliar do olho, o músculo da íris e o músculo piloeretores que causam a ereção dos
pêlos quando estimulados pelo sistema nervoso simpático.
Músculo Liso Unitário: milhares de fibras musculares lisas que se contraem juntas, que
são ligadas por muitas junções comunicantes, das quais os íons fluem livremente de uma
célula para outra, de forma que os potenciais de ação, ou o simples fluxo de íons, podem
passar de uma fibra para a seguinte e fazer com que se contraiam em conjunto, esse tipo
de músculo pode ser encontrado nas paredes da maioria das vísceras do corpo, incluindo o
intestino, os ductos biliares, os ureteres, o útero e muitos vasos sanguíneos.
O processo contrátil do músculo liso:
A base química da contrcao do músculo liso: O músculo liso contem filamentos de actina e
de miosina, dotados com características químicas semelhantes as dos filamentos de actina
e miosina do músculo esquelético. O processo contrátil e ativado por íons cálcio, e a
adenosina-trifosfato (ATP) e degradada a adenosina-difosfato(ADP) para fornecer energia
para a contração.
Ciclo lento das pontes cruzadas: O ciclo das pontes cruzadas no músculo liso e muito mais
lento que no músculo esquelético, acredita-se que a fração de tempo na qual as pontes
cruzadas permanecem fixadas ao filamento de actina seja muito mais prolongada no
músculo liso. Uma razão possível para a lentidão deste ciclo e que as cabeças das pontes
cruzadas tem muito menos atividade ATPasica que a medida no músculo esquelético.
Regulação da contração pelos íons cálcio: O fator desecadeador da maior parte das
contrações do músculo liso e o aumento dos íons cálcio intracelulares. A contração do
músculo liso e ativada por mecanismo inteiramente diferente, como se segue: Combinação
dos íons cálcio com a “calmodulina”- ativação da miosinaquinase e fosforilacao da cabeça
da miosina: Em vez da tropina, as células musculares lisas contem grande quantidade de
outra prteina reguladora, chamada calmodulina. A calmodulina desencadeia a contração ao
ativar as pontes cruzadas de miosina.
Cessação da contração – papel da “miosona fosfatase”: Quando a concentração dos íons
cálcio cai abaixo de um valor critico, todos os prcessos descritos acima se invertem,
automaticamente, exceto pela fosforilacao da cabeça de miosina. A reversão dessa etapa
depende de outra enzima, a miosina fosfatase, localizada nos lipídeos da célula muscular
lisa, que cliva o fosfato da cadeia leve reguladora. Cessam então os ciclos e termina a
concentração.
Músculo estriado cardíaco
 Miofibrilas cilíndricas, estriadas
e ramificadas (anastomosadas).
 Um núcleo e ocasionalmente dois.
 Contrações rápidas, rítmicas
e involuntárias.
 Miocárdio.
Nexos e Desmossomas
Músculo estriado esquelético
 Miofibrilas cilíndricas, estriadas
e não ramificadas.
 Plurinucleadas.
 Contrações rápidas, voluntárias
e descontínuas.
 Preso aos ossos.
Actina
Bioquímica da contração
1. Estímulos nervosos que chegam ao músculo geram uma despolarização no
sarcolema, fazendo com que o retículo sarcoplasmático, junto com os canais T (sistema T)
liberem íons cálcio no sarcoplasma. O cálcio se combina a troponina que, por sua vez, está
ligada a tropomiosina. Isso faz com que estas estruturas se desloquem, deixando o sítio
ativo da actina liberado para se combinar a miosina.
Estímulo chegando ao músculo
2. A miosina assume um papel ATPásico quando se combina ao sítio de actina (ATP
ADP + P + Energia). O fosfato se liga a creatina formando fosfocreatina, substância
armazenadora de energia.
3. A energia liberada deforma a cabeça de miosina, aumentando sua curvatura. O
movimento da cabeça empurra a actina promovendo seu deslizamento entre os filamentos
de miosina desencadeando a contração. A separação do complexo actino-miosínico ocorre
com a entrada de ATP< descobrindo outro sítios.
Vias geradoras de ATP




Respiração celular aeróbia: Glicose + O2
CO2 + H2O + E
Fosfocreatina: Creatina + P. Logo, P + ADP
ATP
Glicogênio: reserva que pode ser convertida em glicose (glicogenólise)
Com a redução de oxigênio (exercício estenuante), a rota energética naturalmente
passa a ser anaeróbia –fermentação láctica. ]
A glicólise gera um saldo de 2 ATP, 4 hidrogênios que reduzem 2 NAD a 2
NADH.H+ e 2 piruvatos. Sem o oxigênio, a cadeia respiratória está bloqueada e os
2 NADH.H+ se reoxidam e reduze os 2 piruvatos em 2 lactatos responsável pela
fadiga muscular.
Tipos de músculos esqueléticos
Fibras vermelhas


Muita mioglobina, mitocôndrias e vasos.
Contrações lentas e repetitivas e não fatigam facilmente.
Fibras brancas


Pouca mioglobina, mitocôndrias e vasos.
Contrações rápidas e descontínuas e fatigam facilmente.
Hipertrofia Muscular
Processo de remodelamento onde ocorre um aumento da massa muscular
esquelética.
(FRY, 2004)
Aumento na área de secção transversa do músculo que envolve biossíntese de
novas estruturas envolvidas na contração muscular.
Pode ser:
 Transitória
Aumento do volume do músculo que ocorre durante a sessão de exercício.
Edema intersticial e intracelular.
Curto período de tempo (poucas horas após a sessão).
 Crônica
Aumento do número de sarcômeros: mecânico, metabólico e hormonal.
Processos envolvidos na hipertrofia muscular
Acréscimo de proteínas contráteis.
Ativação e proliferação de células satélites.
Células Satélites
Células precursoras de tecido muscular esquelético, quiescentes, com alto potencial
mitótico, indiferenciadas e mononucleadas localizadas na periferia das fibras maduras em
íntima conexão com sua membrana basal.
Hiperplasia
Aumento do número de células em um tecido tendo como objetivo a substituição de
fibras musculares mortas (necrose).
Regeneração por Células Satélites
Leitura Complementar
Hoje, a ciência observa um grande volume de publicações indicando que a
ativação de vias inflamatórias possui papel essencial na hipertrofia do músculo
esquelético (Bondensen et al. 2006; Otis et al. 2005; Serrano et al. 2008). Tais
efeitos parecem ser parcialmente mediados pela ativação de ciclo-oxigenases,
(ex. COX-2), especialmente em músculos de contração lenta (ex. sóleo)
(Bondensen et al. 2006). Estas ações são provavelmente, mas não unicamente,
decorrentes da ativação de respostas de reparo induzindo ativação de células
inflamatórias, as quais podem exercer influência sobre a ativação de células
satélites e sobre o próprio tecido muscular esquelético. Por outro lado, já foi
demonstrado que a musculatura esquelética sob contração é capaz de produzir
citocinas (Steensberg et al. 2002), em especial a interleucina-6, a qual apresenta
incremento circulante de até 100 vezes durante a atividade física (Pedersen &
Febraio, 2008).
Essa ação mediada pela musculatura esquelética parece exercer funções
autócrinas (nas próprias células em que foram produzidas), parácrinas (em células
vizinhas) e até mesmo endócrinas (ação sistêmica). Recentemente, foi
demonstrado que a interleucina-6 é capaz de ativar células satélite na musculatura
esquelética, participando fundamentalmente do processo de hipertrofia (Serrano et
al. 2008). Tal demonstração nos coloca frente a um paradoxo: para se obter
hipertrofia muscular deve existir lesão? Devemos exercitar nossos músculos
sempre a ponto de provocar significante nível de microtraumatismos? A resposta
para tal questão ainda é dúbia.
Fábio Santos Lira
Pos-Doc do Centro de Estudos em Psicobiologia e Exercício (UNIFESP)
Exercícios Objetivas
1. (H3)-(Unesp) Alguns chefs de cozinha sugerem que o peru não deve ser
preparado inteiro, pois a carne do peito e a da coxa têm características diferentes,
que exigem preparos diferentes. A carne do peito é branca e macia, e pode
ressecar dependendo do modo como é preparada. A carne da coxa, mais escura,
é mais densa e suculenta e deve ser preparada separadamente.
Embora os perus comercializados em supermercados venham de criações em
confinamento, o que pode alterar o desenvolvimento da musculatura, eles ainda
mantêm as características das populações selvagens, nas quais a textura e a
coloração da carne do peito e da coxa decorrem da composição de suas fibras
musculares e da adequação dessas musculaturas às funções que exercem.
Considerando as funções desses músculos nessas aves, é correto afirmar que a
carne:
a) do peito é formada por fibras musculares de contração lenta, pobres em
mitocôndrias e em mioglobina, e eficientes na realização de esforço moderado e
prolongado.
b) do peito é rica em fibras musculares de contração rápida, ricas em mitocôndrias
e em mioglobina, e eficientes na realização de esforço intenso de curta duração.
c) da coxa é formada por fibras musculares de contração lenta, ricas em
mitocôndrias e em mioglobina, e eficientes na realização de esforço moderado e
prolongado.
d) da coxa é formada por fibras musculares de contração rápida, pobres em
mitocôndrias e em mioglobina, e eficientes na realização de esforço intenso de
curta duração.
e) do peito é rica em fibras musculares de contração lenta, ricas em mitocôndrias
e em mioglobina, e eficientes na realização de esforço moderado e prolongado.
2. (H14)-(UFRGS) Considere as afirmações a seguir sobre o tecido muscular
esquelético.
I. Para que ocorra contração muscular, há necessidade de uma ação conjunta
dos íons cálcio e da energia liberada pelo ATP, o que promove um deslizamento
dos filamentos de actina sobre os de miosina na fibra muscular.
II. Exercícios físicos promovem um aumento no volume dos miócitos da
musculatura esquelética, através da produção de novas miofibrilas.
III. Em caso de fadiga muscular, parte do ácido lático produzido através da
fermentação lática passa para a corrente sanguínea e é convertida em
aminoácidos pelo fígado.
Quais estão corretas?
a) Apenas I.
b) Apenas II.
c) Apenas I e II.
d) Apenas II e III.
e) I, II e III.
3. (H14)-(Upe 2013) Os músculos esqueléticos dos vertebrados são compostos
por dois tipos de fibras: I – as fibras lentas oxidativas ou vermelhas, e II – as fibras
rápidas ou brancas. O tipo de atividade física exercida por uma pessoa pode, até
um certo grau, alterar a proporção dessas fibras em seu corpo. De acordo com a
modalidade esportiva e o tipo de treinamento, quais desses atletas olímpicos
apresentam maior número de fibras lentas?
I. Corredor de 100 m
II. Maratonista (percorre 42 km)
III. Nadador de 1.500 m
IV. Levantador de peso
V. Atleta de salto
a) I e II
b) I e III
c) II e III
d) III e IV
e) IV e V
4. (H17)- (Ufpb 2007) Essa figura é apresentada em corte sagital e em dissecção
frontal de forma a permitir a visualização da estrutura do tórax e de uma das
mamas de uma mulher grávida. As estruturas estão numeradas, de acordo com a
legenda.
Modificada de FOX, S. I. "Perspectives on human biology". Dubuque; USA: Wm. C. Brow Publishers,
1991.
Considerando características gerais e níveis de organização dos seres vivos, e
aspectos da histologia animal, assinale com V as afirmativas verdadeiras e com F,
as falsas.
( ) O músculo peitoral (1) e cada uma das costelas (3) são órgãos.
( ) As fibras musculares que compõem o músculo peitoral (1) são células
eucariontes.
( ) O sangue transportado pelos vasos sanguíneos (8) que permeiam a derme
(7), embora contenha células, não pode ser considerado um tecido, visto que
essas células não são agregadas.
( ) O conjunto das glândulas mamárias (4) representa um dos sistemas que
compõem o corpo humano.
( ) A mulher cuja mama está representada na figura, sendo uma habitante de
João Pessoa, é parte de um grupo denominado população.
A sequência correta é:
a) FVVFV
b) VFVFF
c) FVFFV
d) FFFVV
e) VVVFV
5. (H14)-(Fempar) A contração muscular abrange uma relação de fenômenos
físicos e químicos que requerem energia. Esta é fornecida primariamente pela
glicose e é armazenada no ATP e na fosfocreatina. São substâncias normalmente
presentes num músculo em repouso prolongado:
a) glicogênio, fosfocreatina, ADP e fosfatos.
b) glicose, glicogênio, mioglobina e ATP.
c) ATP, ácido pirúvico, mioglobina e ácido lático.
d) ADP, AMP, creatina e glicose.
e) creatina, ADP, glicose e íons de Ca.
6. (H14)- (Puc-Camp) MOVIMENTO
Entre os numerosos erros que afetam as medidas no campo do esporte, aquele
que é mais frequentemente cometido e que, no entanto, poderia ser mais
facilmente corrigido, está relacionado com a variação da aceleração da gravidade.
Sabe-se que o alcance de um arremesso, ou de um salto à distância, é
inversamente proporcional ao valor de g, que varia de um local para o outro da
Terra, dependendo da latitude e da altitude do local. Então, um atleta que
arremessou um dardo, por exemplo, em uma cidade onde o valor de g é
relativamente pequeno (grandes altitudes e pequenas latitudes) será beneficiado.
Para dar uma ideia da importância destas considerações, o professor americano
P. Kirkpatrick, em um artigo bastante divulgado, mostra que um arremesso cujo
alcance seja de 16,75 m em Boston constituía, na realidade, melhor resultado do
que um alcance de 16,78 m na Cidade do México. Isto em virtude de ser o valor
da aceleração da gravidade, na Cidade do México, menor do que em Boston.
As correções que poderiam ser facilmente feitas para evitar discrepâncias desta
natureza não são sequer mencionadas nos regulamentos das Olimpíadas.
(Antônio Máximo e Beatriz Alvarenga. Curso de Física. v. 1. S. Paulo: Scipione, 1997. p. 148)
O arremesso de dardo exige do atleta contração muscular. Isso ocorre devido ao:
a) deslizamento dos filamentos de actina sobre os de miosina.
b) encurtamento das fibras de mioglobina, com gasto de ATP.
c) movimento dos sarcômeros sobre os filamentos de miosina.
d) deslocamento da fosfocreatina para fora das miofibrilas.
e) estímulo da linha Z com produção de ATP e acetilcolina.
7. (H14)- (Uerj) A força de contração da fibra muscular estriada é definida pela
tensão desenvolvida pelos filamentos de miosina e actina do sarcômero e sofre
influência do grau de superposição desses filamentos.
(GUYTON, A. C. & HALL, J. E. "Tratado de Fisiologia Médica" Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1997.)
De acordo com o gráfico, podemos dizer que a molécula de miosina apresenta
uma interação mais eficiente com a actina entre os seguintes segmentos:
a) O e A
b) A e B
c) B e C
d) C e D
8. (H17)-(UERJ) Observe o esquema abaixo, que resume as principais etapas
envolvidas no metabolismo energético muscular.
Ao final da corrida de 400 m, a maior parte da energia total dispendida por um
recordista deverá originar-se da atividade metabólica ocorrida nas etapas de
números:
a) 1 e 3
b) 1 e 4
c) 2 e 4
d) 2 e 5
9. (H17)-(UERJ) O aldicarb, conhecido popularmente como chumbinho, é uma
substância de alta toxicidade, derivada do ácido carbâmico. Ele age inibindo a
acetilcolinesterase, enzima que, hidrolisando o mediador químico acetilcolina,
desempenha um papel importante no processo de transmissão do impulso
nervoso em sinapses como as encontradas nas junções neuromusculares.
Observe a concentração de Ca++ medida em dois compartimentos de células
musculares, em repouso, na ausência de aldicarb:
Nos gráficos a seguir, representados na mesma escala do anterior, observe
algumas alterações na concentração de Ca++ nesses compartimentos:
O gráfico que mostra a ação do aldicarb, logo após sua penetração na junção
neuromuscular, é o de número:
a) I
b) II
c) III
d) IV
10. (H17)-(UERJ) O íon Ca++ livre no citosol das fibras musculares esqueléticas tem
importante papel no desencadeamento da contração muscular. Observe, no gráfico
abaixo, o resultado de um experimento no qual dois dos quatro pontos indicados, P1, P2,
P3 e P4, representam os comprimentos da fibra e as concentrações de Ca++ no citosol, no
estado de repouso e sob contração.
A alternativa que indica a sequência da passagem do estado de repouso para o de contração da fibra
é:
Questões Discursivas
H17 1. (UNICAMP) As pessoas são incentivadas a praticar atividades físicas
visando uma vida saudável. Especialistas em fisiologia do exercício determinaram
a percentagem de fibras do tipo I e do tipo II encontradas em músculos estriados
esqueléticos de quatro grupos de pessoas: atletas maratonistas(*), atletas
velocistas(**), pessoas sedentárias e pessoas com atividade física moderada. Os
resultados desse estudo são mostrados na figura abaixo.
(*) corredores de longas distâncias
(**) corredores de curtas distâncias (ex.: 100 metros)
TABELA
Fibra muscular tipo I
Fibra muscular tipo II
Contração lenta
Contração rápida
Metabolismo aeróbico
Metabolismo anaeróbico
Alta densidade de mitocôndrias
Baixa densidade de mitocôndrias
(Figura e tabela adaptadas de Fox, E.L; Mathews, D.K. Bases
Fisiológicas da Educação Física e dos Desportos. Rio de
Janeiro: Editora Guanabara, 1986, p. 72-74)
a) Analise as informações da tabela e indique, entre os quatro grupos de pessoas
(A, B, C ou D), mostrados na figura, qual grupo corresponde aos maratonistas e
qual grupo corresponde aos velocistas. Justifique.
b) Se os dois grupos de atletas não fizerem um treinamento adequado, pode
ocorrer nesses atletas dor muscular intensa durante ou após uma competição. A
que se deve essa dor muscular? Explique.
H15 2. (UNICAMP) Ciência ajuda natação a evoluir. Com esse título, uma
reportagem do jornal O Estado de S. Paulo sobre os jogos olímpicos (18/09/00)
informa que: “Os técnicos brasileiros cobiçam a estrutura dos australianos: a
comissão médica tem 6 fisioterapeutas, nenhum atleta deixa a piscina sem levar
um furo na orelha para o teste do lactato e a Olimpíada virou um laboratório para
estudos biomecânicos — tudo o que é filmado em baixo da água vira análise de
movimento”.
a) O teste utilizado avalia a quantidade de ácido láctico nos atletas após um
período de exercícios. Por que se forma o ácido láctico após exercício intenso?
b) O movimento é a principal função do músculo estriado esquelético. Explique o
mecanismo de contração da fibra muscular estriada.
H17 3. O gráfico ao lado representa o encurtamento do músculo sartório de um
sapo e o trabalho realizado quando tal estrutura muscular é submetida a uma
carga de até 1 N. A partir dos dados apresentados, julgue os itens abaixo.
(1) O gráfico mostra que o encurtamento do músculo é diretamente proporcional
ao trabalho realizado e que existe um valor da força para o qual o trabalho igualase à distância de encurtamento, correspondente ao ponto de interseção das duas
curvas.
(2) Uma carga de 1 N provocará a mesma distância de encurtamento do músculo
que uma carga de 2 N.
(3) A energia utilizada para realizar o trabalho representado no gráfico pode ser
proveniente do ATP e da oxidação de carboidratos.
(4) Se a curva que representa o trabalho fosse uma parábola de equação
y = ax2 + bx + c, em que x é a força e y é o trabalho, então o coeficiente a seria
negativo e também
seria válida a desigualdade 0,2 <
0,6
(5) O encurtamento do músculo independe da liberação de mediadores químicos
nas sinapses.
Na questão a seguir, assinale na coluna I as afirmativas verdadeiras e, na coluna
II, as falsas.
4. (UPE) Durante o decorrer do ano, a mídia enfocou os Jogos Olímpicos de 2000
em Sidney, na Austrália. Pegando uma carona no tema, considere a seguinte
situação:
O atleta, durante exercícios intensos, tem aumentadas, significativamente,
algumas funções biológicas. Identifique as proposições que podem explicar ou
não os fenômenos envolvidos.
I
II
0
0
O aumento da concentração de C02 no sangue levado ao
cérebro, durante exercícios, age diretamente sobre os centros
respiratórios cerebrais que inibem os músculos intercostais e o
diafragma, reduzindo os movimentos respiratórios.
1
1
Quando os músculos esqueléticos produzem uma atividade
intensa e súbita, como a que se verifica com os atletas de
corrida e natação de breves percursos, o ATP consumido é
provido via glicólise e, após período de tempo relativamente
curto, os níveis de ácido lático baixam o pH tissular, e os
músculos podem não mais funcionar normalmente.
2
2
Quando as fibras musculares esqueléticas consomem ATP,
produzido aerobicamente, a fadiga muscular se estabelece,
quando o glicogênio e outras reservas energéticas são
consumidos, como se verifica, com frequência, em atletas de
maratonas.
3
3
Como a intensa atividade muscular libera muito calor, a
temperatura do corpo aumenta e os centros termorreguladores
no cérebro disparam comandos para dilatarem os vasos
sanguíneos na pele e estimularem a secreção das glândulas
sudoríparas, promovendo a dissipação do calor por irradiação
e evaporação respectivamente.
4
4
Exercícios regulares, exigindo atividade constante das células
musculares, estimulam a divisão celular, responsável pelo
aumento do volume, força e resistência dos músculos
estriados, lisos e cardíacos dos atletas.
Gabaritos das Objetivas
1.C
2.C
3.C
4.C
5. B
6.A
7.C
8. A
9. B
10.D
Gabaritos das Discursivas
1.
a) Os maratonistas estão representados pelo grupo C, pois em corridas de longas
distâncias a alta densidade de mitocôndrias e o metabolismo aeróbico são
requisitos mais importantes. Já os velocistas estão representados pelo grupo A,
pois, para corridas de curta distância as fibras do tipo II, de contração rápida e
metabolismo anaeróbico são mais frequentes.
b) Essa dor muscular é devida ao acúmulo de ácido lático, produzido pela intensa
atividade anaeróbica das fibras musculares.
2.
a) Durante exercício intenso, o elevado consumo de oxigênio leva a uma menor
disponibilidade desse gás nos músculos. Parte da energia, nessas condições, é
obtida pelo processo anaeróbio da fermentação láctica. O ácido láctico, portanto,
é um subproduto desse mecanismo.
b) A unidade de contração, na célula muscular, é o sarcômero, no qual existem
as proteínas actina e miosina. Durante a contração, as fibras de actina deslizam
sobre as de miosina, encurtando o sarcômero. Esse processo é dependente de
íons cálcio e de moléculas de ATP.
3.
Itens Corretos: (2), (3) e (4); Itens Errados: (1) e (5)
(1) O gráfico mostra que o encurtamento do músculo nem sempre é diretamente
proporcional ao trabalho realizado.
(5) O encurtamento do músculo depende da liberação de neurotransmissores.
4. Verdadeiras: I, II e III; Falsas: 0 e 4.