Fisiologia da contração muscular-Fisio

Fisiologia indicada para estudantes de Fisioterapia

1. FISIOLOGIA DA CONTRAÇÃO MUSCULAR Prof. Yago Tavares Pinheiro

2. ANATOMIA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO

3. Faixa I – filamentos de actina Faixa A – filamentos de miosina Disco Z – liga os filamentos de actina transversalmente

4. Moléculas Filamentosas de Titina mantêm os Filamentos de Miosina em seus Lugares

5. R etículo sarcoplasmático – extremamente importante para regular o armazenamento, a liberação e a recaptação de cálcio; Sarcoplasma – líquido intracelular entre as miofibrilas.

6. MECANISMO GERAL DA CONTRAÇÃO MUSCULAR O início e a execução da contração muscular ocorrem nas seguintes etapas: Os potenciais de ação cursam pelo nervo motor até suas terminações nas fibras musculares; 2. Em cada terminação, o nervo secreta pequena quantidade da substância neurotransmissora acetilcolina ; 3. A acetilcolina age em área local da membrana da fibra muscular para abrir múltiplos canais de cátion, “regulados pela acetilcolina”, por meio de moléculas de proteína que flutuam 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 fibras 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 ;

7. 5. O potencial de ação se propaga por toda a membrana da fibra muscular, do mesmo modo como o potencial de ação cursa pela membrana das fibras nervosas ; 6. O potencial de ação despolariza a membrana muscular, e grande parte da eletricidade do potencial de ação flui pelo centro da fibra muscular. Aí, ela faz com que o retículo sarcoplasmático libere grande quantidade de íons cálcio armazenados nesse retículo ; 7. Os íons cálcio ativam as forças atrativas entre os filamentos 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; essa remoção dos íons cálcio das miofibrilas faz com que a contração muscular cesse; MECANISMO GERAL DA CONTRAÇÃO MUSCULAR

8. Unidade Motora

9. Os filamentos de actina são compostos por actina, tropomiosina e troponina Durante o período de repouso, as moléculas de tropomiosina recobrem os locais ativos de filamento de actina, de forma a impedir que ocorra atração entre os filamentos de actina e de miosina para produzir contração. Admite-se que esse complexo de troponina (I, T e C) seja responsável pela ligação da tropomiosina com a actina. Acredita-se que a forte afinidade da troponina pelos íons cálcio seja o evento que desencadeia o processo da contração.

10. O filamento puro de actina, na falta do complexo troponina- tropomiosina (mas em presença de íons magnésio e de ATP), se liga instantânea e fortemente às cabeças das moléculas de miosina. Então, se o complexo troponina- tropomiosina for adicionado ao filamento de actina, a união entre a miosina e a actina não ocorre. Por isso, acredita-se que os locais ativos do filamento normal de actina no músculo em repouso sejam inibidos ou fisicamente recobertos pelo complexo troponina- tropomiosina . Assim, esses locais não podem se ligar às cabeças dos filamentos de miosina para produzir a contração. Antes que a contração possa ocorrer, os efeitos inibidores do complexo troponina- tropomiosina devem ser inibidos. Inibição do Filamento de Actina pelo Complexo Troponina- Tropomiosina .

11. FUNÇÃO DO CÁLCIO NA CONTRAÇÃO MUSCULAR

12. CURVA COMPRIMENTO-TENSÃO

13. TRÊS FONTES DE ENERGIA PARA A CONTRAÇÃO MUSCULAR Ativar o mecanismo de ir para diante ( walk-along ), pelo qual as pontes cruzadas puxam os filamentos de actina; B ombeamento dos íons cálcio do sarcoplasma para o retículo sarcoplasmático quando cessa a contração; B ombeamento 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. Energia para quê?

14. TRÊS FONTES DE ENERGIA PARA A CONTRAÇÃO MUSCULAR Três fontes de energia para RECONSTRUÇÃO do ATP: CONTRAÇÃO RÁPIDA (até 1 min) CONTRAÇÃO LONGA (< 1 min) CONTRAÇÃO MUITO RÁPIDA (5 a 8s)

15. TIPOS DE CONTRAÇÃO MUSCULAR

16. FIBRAS RÁPIDAS versus FIBRAS LENTAS Fibras Lentas (Tipo 1, Músculo Vermelho). As características das fibras lentas são as seguintes: As fibras são menores que as fibras rápidas ; As fibras lentas são também inervadas por fibras nervosas menores ; Comparadas às fibras rápidas, as fibras lentas têm um sistema de vascularização mais extenso e mais capilares, para suprir quantidades extras de oxigênio ; As fibras lentas têm números muito elevados de mitocôndrias, também para dar suporte aos altos níveis de metabolismo oxidativo ; As fibras 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 .

17. FIBRAS RÁPIDAS versus FIBRAS LENTAS Fibras Rápidas (Tipo 2, Músculo Branco). As características das fibras rápidas são: As fibras 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 fibras rápidas têm um suprimento de sangue menos extenso que as fibras lentas, porque o metabolismo oxidativo tem importância secundária; As fibras rápidas têm menor número de mitocôndrias que as fibras lentas, também porque o metabolismo oxidativo é secundário. Ao déficit de mioglobina vermelha no músculo rápido damos o nome de músculo branco .

18. FIBRAS RÁPIDAS versus FIBRAS LENTAS

19. Unidade Motora. — Todas as Fibras Musculares são Inervadas por uma Só Fibra Nervosa.

20. Somação por Frequência e Tetanização . Quando a frequência atinge um nível crítico, as contrações sucessivas, eventualmente, ficam tão rápidas que se fundem, e a contração total do músculo aparenta ser completamente uniforme e contínua. Esse processo é referido como tetanização .

21. Somação por Frequência e Tetanização .

22. Tônus do Músculo Esquelético. Mesmo quando os músculos estão em repouso, em geral eles ainda apresentam certa tensão. Essa tensão é conhecida como tônus muscular . Fadiga Muscular. Contrações musculares fortes, perdurando por período prolongado, levam ao bem conhecido estado de fadiga muscular. Hipertrofia e atrofia muscular. O aumento da massa (tamanho) de um músculo é referido como hipertrofia muscular . Quando a massa muscular diminui, o processo recebe o nome de atrofia/hipotrofia . Hiperplasia das Fibras Musculares. Sob raras circunstâncias de geração de força muscular extrema, observou-se que o número real (quantidade) de fibras musculares aumentou, o que se chama hiperplasia.