CONTRAÇÃO MUSCULAR. Diego V. Wilke

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1 CONTRAÇÃO MUSCULAR Diego V. Wilke

2 Fibra muscular lisa Núcleo Estrias Fibra muscular cardíaca Núcleo Discos Intercalares Fonte: Malvin et al., Concepts in humam Physiology

3 Tipos de músculo Esquelético Cardíaco Liso Estrutura Célula cilíndrica longa Estriada Células ramificadas Estriada Células fusiformes Não estriada Multinucleada Uninucleada Uninucleada Retículo muito desenvolvido Retículo bem desenvolvido Retículo pouco desenvolvido Função Contração voluntária Tetania Involuntária - Involuntária Tetania Resposta graduada Tudo ou nada Resposta Graduada Contração tônica

4 O músculo esquelético Músculo Fibra muscular Membrana Tecido conectivo Miofibrila Núcleos Linha Z Linha Z Linha Z Sarcômero Filamento fino Ponte cruzada Filamento grosso Fonte: Malvin et al., Concepts in humam Physiology

5 Miofibrilas Fonte: Malvin et al., Concepts in humam Physiology

6 Relaxado Linha Z Linha Z Linha Z Contraindo Filamento fino Filamento grosso Contração máxima Filamento fino Filamento grosso Filamento fino Ponte cruzada 2 sarcômeros Fonte: Malvin et al., Concepts in humam Physiology

7 Filamentos grossos: Miosina Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology.

8 Cabeça (pontes cruzadas) Cauda Cabeça (pontes cruzadas) Sítio de ligação Para o ATP Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology.

9 Cabeça (pontes cruzadas) Sítio de ligação Para o ATP Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology. Animação!

10 Filamentos Finos: Actina Actina G Actina F Sítios ativos Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology.

11 Actina Tropomiosina Actina Troponina Tropomiosina Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology.

12 Repouso Retículo Sarcoplasmático Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology.

13 Passo 1: Liberação de Ca +2 do retículo, ligação na troponina C e liberação dos sítios ativos da actina. Retículo Sarcoplasmático Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology.

14 Passo 2: Ligação da miosina à actina. Retículo Sarcoplasmático Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology.

15 Passo 3: Deslizamento das miofibrilas. Deslocamento das cabeças de Miosina. Retículo Sarcoplasmático Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology.

16 Passo 4: A cabeça de miosina liga-se a uma nova molécula de ATP e desconecta-se da actina. Retículo Sarcoplasmático Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology.

17 Passo 5: O ATP é novamente hidrolizado na cabeça de miosina. Retículo Sarcoplasmático Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology.

18 Passo 6: O Ca +2 é recaptado pelo Retículo sarcoplasmático, encerrando o processo. Retículo Sarcoplasmático Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology.

19 Múltiplas Pontes Cruzadas. Retículo Sarcoplasmático Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology.

20 Múltiplas Pontes Cruzadas. Retículo Sarcoplasmático Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology.

21 Teoria da catraca Cabeça de miosina interage com ATP - atividade ATPásica - acúmulo do energia Efeito troponina-tropomiosina inibido pelo cálcio Interação actina-miosina Deslocamento (gasto de energia) Sai ADP + Pi, liga novo ATP Recomeça o ciclo Animação! 1 filamento Animação! Vários filamentos Animação! Bomba de Ca +2

22 Relação comprimento inicial - força de contração Nº de sarcômeros em série - velocidade de contração Nº de sarcômeros em paralelo - força de contração

23 Placa Motora

24 Acoplamento excitação-contração Eventos: 1. Despolarização do elemento pré-sináptico 2. Liberação do neurotransmissor - Acetilcolina 3. Reconhecimento do receptor - Receptor nicotínico 4. Resposta - Contração

25 Correntes Elétricas na Placa Motora Corrente unitária Potencial em miniatura Potencial evocado Tempo (ms) Tempo (ms) Tempo (ms) Fonte: Despopoulos & Silbernagl, Color Atlas in Physiology.

26 Receptor nicotínico Fonte: Kandel et al., Principles of Neural Science.

27 Junção Neuromuscular Sarcolema Fenda Sináptica Neurônio Motor Vesículas sinápticas contendo acetilcolina Placa motora Túbulo T Cisterna RS Sarcômero Fonte: A.D.A.M. Software, Interactive Physiology.

28 Túbulo T Membrana Plasmática Retículo Sarcoplasmático Ca +2 Fonte: Zigmond et al., Fundamental Neuroscience.

29 Canal de Ca +2 dependente de voltagem Espaço extracelular Citoplasma Receptor de Rianodina Retículo Sarcoplasmático Fonte: Zigmond et al., Fundamental Neuroscience.

30 Animação!

31 Metabolismo muscular Consumo de ATP Deslizamento dos miofilamentos Liberação das pontes cruzadas Bombeamento de cálcio para o retículo

32 Energia Química Reserva suficiente para 10 contrações Reserva: 5 µmol/ g músculo Calor Contração Energia Mecânica Fonte: Despopoulos & Silbernagl, Color Atlas in Physiology.

33 Reserva: 25 µmol/ g músculo Alta peformance Curta duração Decomposição da fosfocreatina GLICOGÊNIO Glicólise Reserva: 100 µmol/ g músculo GLICOSE-P GLICOSE Ganho total: 2 mol ATP/mol de glicose 3 mol ATP/mol de glicose-p Alta peformance Maior duração PIRUVATO Ác. LÁCTICO LACTATO 2 Acetil-CoA Ganho total: 36 mol ATP/mol de glicose Metabolismo oxidativo Ciclo do Ác. Cítrico Cadeia Respiratória Peformance Permanente Fonte: Despopoulos & Silbernagl, Color Atlas in Physiology.

34 Tipos de fibras musculares esqueléticas: Tipo 1 - fibras lentas Tipo 2 - fibras rápidas Menores Inervadas por fibras delgadas Amplamente vascularizadas Alto número de mitocôndrias Presença de mioglobina (coloração avermelhada) Retículo pouco desenvolvido Maiores Maior força de contração Energia proveniente da glicólise Menor vascularização Baixo número de mitocôndrias 2A - intermediária (vermelha) 2B - bem característica (branca)

35 Unidade Motora Fibra Muscular - Neurônio motor 1:1 Unidade Motora: todas as fibras musculares inervadas por um mesmo neurônio motor 1 FN : 150 FM Fonte: Malvin et al., Concepts in humam Physiology

36 Potenciais de ação Tetania Atividade Contrátil Contração Somação Fonte: Malvin et al., Concepts in humam Physiology

37 Músculo liso Fibra muscular lisa Núcleo

38 Características funcionais: Respostas - sistemas neurais e hormonais Sincício - presença de junções GAP Contração não-linear Consumo de ATP minimizado - continuamente contraídos

39 Estrutura: Presença de junções GAP Uninucleares Relação superfície/volume alta Não possuem túbulos T (mas possuem cavéolas)

40 Aparato contrátil: Não possuem sarcômeros Papel do citoesqueleto Filamentos finos Não possuem troponina 2x mais que na musculatura esquelética Filamentos grossos 1/4 da musculatura esquelética

41 Filamento Intermediário Filamento Grosso Filamento Fino Área densa Corpo denso Junções mecânicas Junções comunicantes

42 Área densa da membrana Corpo denso Relaxado Contraído

43 Mecanismos de controle: Inervação extrínseca e intrínseca Hormônios circulantes Mediadores locais Via junções GAP Junções com outras células

44 Potencial de ação na membrana do músculo liso Abertura dos canais de Ca 2+ sensíveis à voltagem [Ca2+] 4Ca +2 -calmodulina Cinase das cadeias leves da miosina Miosina + actina Formação de pontes trancadas Tensão tônica Fosfatases das cadeias leves da miosina Miosina~P + actina Formação de pontes cruzadas Tensão

45 Cadeias leves da Miosina Citoesqueleto Calmodulina Miosina Quinase Inativa Miosina Quinase Ativa Miosina Fosfatase

46

47 Regulação covalente permite 8 combinações para pontes cruzadas

48 Principais mecanismos que determinam a concentração de Cálcio mioplasmático. Canal de Ca +2 voltagem dependente Canal de Ca +2 dependente de ligante Canal de Ca +2 sensível à IP3 Importância: - São funcionalmente diferentes do músc. Esquelético e devem ser capazes de gerar vários tipos de atividade mecânica; - Atividade coordenada ou resposta separada em tecidos isolados; - A regulação covalente requer regulação precisa da [Ca ++ ] mioplasmático. Tempo

49 Canal de Ca +2 dependente de ligante Na-K ATPase Neurotransmissor ou hormônio Canal de Ca +2 voltagem dependente Bomba de Ca +2 Trocador Tempo Canal de Ca +2 sensível à IP3 Neurotransmissor ou hormônio Retículo Sarcoplasmático

50 Normalmente Contraído Esfíncteres Relaxamento Contração Força Parcialmente Contraído-Tônico Fásico Normalmente Relaxado Vasos sangüíneos Estômago Intestino Esôfago Bexiga

51 Contração Fásica Velocidade e fosforilação das pontes cruzadas Força Velocidade e fosforilação das pontes cruzadas Contração Tônica Força

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