Fibra e Metabolismo Muscular Esquelético: Efeitos do Exercício Físico

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1 Fibra e Metabolismo Muscular Esquelético: Efeitos do Exercício Físico

2 Cronograma da Aula Fibras e Metabolismo Muscular: - Estrutura e função das fibras musculares; - Metodologias utilizadas para determinação do tipo fibra; - Efeito do treinamento físico; - Proteínas determinantes para mudança do perfil de fibras e metabolismo;

3 Qual a importância de se estudar o tecido muscular esquelético?????????????????

4 Corpo Humano : músculos esqueléticos, que compreendem 45 % do peso corporal. Composição Química - 75 % do músculo é H 2 O - 20 % proteína - 5 % outras substâncias gorduras carboidratos fosfatos de alta energia minerais

5 MÚSCULO ESQUELÉTICO O movimento humano depende da transformação da Energia Química do ATP em Energia Mecânica ATP Energia Química CONTRAÇÃO Energia Mecânica Essa transformação específica de energia é conseguida pela ação dos músculos esqueléticos

6 Hipertrófico Eutrófico Hipotrófico

7 Músculo esquelético Funções do Músculo Esquelético Movimentação e estabilidade articular Manutenção da postura Produção de energia química em mecânica Produção de calor Reservatório de proteínas

8 Sistema Respiratório

9 Sistema Cardiovascular Auxílio no Retorno Venoso 2º coração

10 Envelhecimento

11 Contração Músculo Muscular: esquelético É a ativação das fibras musculares, com tendência à encurtamento.

12 Tipos de contração muscular

13 Contrações isométricas

14 Contrações dinâmicas: Concêntricas vs. Excêntricas

15 Estrutura do Músculo Esquelético

16 Organização Hierárquica da musculatura esquelética Músculo Feixe Fibras Miofibrilas Sarcômeros Miofilamentos

17 Microestrutura da Musculatura Esquelética

18 Epimísio Endomísio Perimísio Organização muscular esquelética Músculo Epimísio Fascículo de fibras Perimísio Fibras Endomísio

19 Miofibrila Fibra Muscular Esquelética

20 Fibras musculares Miofibrilas e o Retículo Sarcoplasmático Cada miofibrila possui centenas de miofilamentos. São envolvidos por sistema canais (RS) e por mitocôndrias.

21 Localização da Fibra Muscular Esquelética Sarcolema Sarcoplasma

22 Fibra muscular Miofibrila ( 1-2 µm) Fibra muscular ( 100µm)

23 Tecido Contrátil Cinco elementos morfo-estruturais determinam a função contrátil da célula muscular: 1. Sarcolema. 2. Túbulos transversos (T). 3. Retículo Sarcoplasmático 4. Aparelho contrátil das miofibrilas. 5. Mitocôndrias.

24 ULTRA-ESTRUTURA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO Determinada: - microscopia eletrônica - técnicas de coloração histoquímica Padrão estriado

25 Organização das proteínas contráteis

26 Músculo Estriado

27 Músculo Estriado (unidade contrátil)

28 Fibra Relaxada Banda A Banda I M Z SARCÔMEROS 4.0 µm Z Zwischen entre Fibra Contraída 2.7 µm

29 Sarcômero e citoesqueleto Filamento Grosso MIOSINA Filamento Fino ACTINA, TROPONINA, TROPOMIOSINA Veniculina Membrana celular Talina Integrina

30 Proteínas Contráteis As miofibrilas são formadas por três tipos de proteínas: 1. Proteínas contráteis geram forças durante a contração 2. Proteínas reguladoras ajudam a ligar, ou desligar, o processo contrátil. 3. Proteínas estruturais mantêm os filamentos grossos e finos no seu alinhamento adequado, dão elasticidade e extensibilidade às miofibrilas e ligam as miofibrilas ao sarcolema e à matriz extracelular.

31 As miofibrilas contêm dois tipos de filamentos: grossos e finos

32 Proteínas Contráteis Filamentos Grossos Miosina S2 S1 Filamentos Finos Actina, tropomiosina e troponina

33 Filamento Grosso: Miosina S2 Miosina: Meromiosina pesada (S1 e S2) Meromiosina leve Fragmento S1: 2 cadeias pesadas (MHC) com atividade ATPásica. 2 pares de cadeias leves: -essencial (ou álcali), -regulatória (fosforilável) - sítio de ligação de ATP Isoformas de cadeia pesada. S1

34 Filamento Grosso Filamento de Titina Titina: PM ~ Kda estende-se da linha Z à linha M. Compreende uma parte inextensível ao nível da banda A e extensível ao nível da banda I, parece ser uma régua para ajustar o tamanho da banda A e permitir a ligação da proteína C.

35 Miosina MHCIb MHCIIa MHCIIb MHCIId MLC2f MLC2s MLC1f MLC1s MLC3f

36 Filamento Fino: Actina, Tropomiosina, Troponina

37 Filamento Fino Troponina: pode ser separada em 3 componentes: I, C e T - Troponina C: fator sensibilizante de Ca 2+ que acopla ao cálcio - Troponina I: fator inibitório que inibe a ATPase estimulada por Mg 2+ da actina-miosina. Apresenta sítios de fosforilação para PKA - Troponina T: necessária para o funcionamento do complexo Total, além de permitir a junção do complexo de troponina à actina e tropomiosina.

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41 Contração Muscular

42 Contração Muscular

43 Ciclo da Contração

44 Contração muscular

45 Contração muscular

46 Contração muscular

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48 Qual a importância das Tríades?

49 Qual a importância das Tríades? 1 Túbulo T 2 Retículos Sarcoplasmático

50 Fibra muscular

51 Retículo Sarcoplasmático

52 Retículo Sarcoplasmático e Túbulo Transverso Cisternas laterais e túbulo T TRÍADE

53 Potencial de Ação

54 Receptores de diidropiridina (DHP) e Canais de Rianodina Liberação de Ca 2+- Ca2 + induzida

55 Músculo Esquelético

56 Músculo Cardíaco

57 Transmissão da Informação Neurônio do Tipo I de Golgi: -Axônio curto - Fibra branca Neurônio do Tipo II de Golgi: - Axônio longo - Fibra vermelha

58 Velocidade de Condução da Informação depende: - diâmetro do axônio - bainha de mielina Amielínico: diam < 1 µm veloc < 2,5 m/s Mielinizados: diam 1 a 20 µm veloc 3 a 120 m/s

59 Sinápse Química

60 SINÁPSE ENTRE DOIS NEURÔNIOS Axônio do neurônio pré-sináptico Na + Corpo celular do neurônio póssináptico

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63 Junção neuro-muscular Na + Na+ Na + ACh

64 Junção neuro-muscular

65 Potencial de Ação Muscular pode: - Excitar canais de cálcio dependentes de voltagem, favorecendo o aumento da concentração de Ca 2+ intracelular (+ rápidos) - Ativar sensores de voltagem DHP (diidropiridina)

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67 ~ mionúcleos por mm de fibra Músculo Comprimento do músculo Comprimento das fibras musculares Gastrocnêmio medial 25 cm 3,5 mm Sartório 50 cm 45 cm

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69 Perimísio Endomísio

70 CÉLULA SATÉLITE Satellite cell Em microscópio eletrônico observa-se cerca de 85-95% dos núcleos estão dentro da fibras.

71 Célula Satélite Mionúcleo Fibra muscular Fibra muscular Núcleo Em microscopia óptica, não é possível individualizar as células satélites. Seus núcleos parecem idênticos aos mionúcleos ou seja, os núcleos da própria fibra muscular. Em microscopia eletrônica a diferença fica clara porque a célula satélite tem membrana e citoplasma próprios, e os mionúcleos estão situados no citoplasma da fibra muscular. Quando há necrose da fibra muscular adjacente, a célula satélite sai de seu estado de repouso e passa a apresentar mitoses, constituindo os mioblastos. Nestes, há abundante retículo endoplasmático rugoso, que sintetiza actina e miosina para formar miofibrilas. Os mioblastos tornam-se fusiformes (chamados agora miotubos) e eventualmente se fundem, formando uma célula única, que será a fibra muscular regenerada.

72 Junção músculo-tendínea

73 Composição do Músculo esquelético - 75% água - 5% sal inorgânico, subst. - 20% proteínas - Actina Contrátil - Miosina - Tropomiosina Regulatória - Troponina - MYBP-C - Linha M - α-actinina Estrutural - Desmina - Espectrina e Distrofina - Nebulina

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75 Proteínas do citoesqueleto

76 DISTROFIA MUSCULAR DE DUCHENE Eu Guillaume pensei Duchenne que a humanidade já estava infringida de males 1875 suficientes...e não parabenizo o senhor pelo novo presente que a humanidade ganhou.

77 Distrofia muscular de Duchenne

78 Distrofia Muscular Normal Muitas fibras numa distrofia mostram alterações ditas 'miopáticas'. Entre estas estão a presença de núcleos internos (não mais em posição subsarcolemal) e splitting ou partição da fibra em duas ou mais através de uma fenda longitudinal.