Estrutura & Bioquímica do Músculo

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1 CTA520 Tecnologia de carnes e derivados Estrutura & Bioquímica do Músculo Prof. Eduardo M. Ramos Prof. Alcinéia L.S. Ramos Laboratório de Tecnologia de Carnes & Derivados Universidade Federal de Lavras (UFLA) Departamento de Ciência dos Alimentos (DCA) Caixa Postal Lavras-MG TEL: (35) FAX: (35) Estrutura Muscular 2 1

2 3 Esquelético (corte longitudinal) Esquelético (corte transversal) 4 Estrutura Muscular Tipos básicos de tecidos Nervoso Muscular Tecido Conjuntivo Cartilaginoso(sustentação) Ósseo (sustentação) Adiposo (especial) Conectivo (propriamente dito) Adipócitos 2

3 Estrutura Muscular 5 Tecido Adiposo 3 depósitos Subcutânea (de cobertura) Intramuscular (marmoreio) Intermuscular 6 Estrutura Muscular Tipos básicos de tecidos Nervoso Muscular Tecido Conjuntivo Cartilaginoso(sustentação) Ósseo (sustentação) Adiposo (especial) Conectivo (propriamente dito) 3

4 Estrutura Muscular Tecido Conectivo extracelulares Substância Amorfa Glicoproteínas Fibroblastos 7 Proteínas Musculares Proteínas do estroma (10 a 20%) Insolúveis em água Solúveis em soluções ácidas/básicas membranas celulares, tendões, ligamentos, vasos sanguineos EPimísio / Perimísio / Endomísio / Adipócito 8 Estrutura Muscular Tecido Conectivo extracelulares Colágeno Hidroxiprolina (14%) Elastina Reticulina Cadeia α Tropocolágeno 4

5 Estrutura Muscular Tecido Conectivo Colágeno Aparência estriada Intermoleculares Ligações cruzadas{ Intramoleculares 9 10 DCA/UFLA Organelas e estruturas da célula muscular. 5

6 Fibra Muscular 11 Célula especializada prefixo Sarkos (carne) 12 Fibra Muscular Sarcolema Membrana citoplasmática Sarkos (carne) + Lemma (casca) Habilidade de se despolarizar Amplia (1Ox) e propaga o estímulo nervoso Sistema T ou túbulos transversais 6

7 Fibra Muscular 13 Sarcoplasma Gotículas de Gordura Glicogênio Nutrientes Enzimas Metabolismo Maturação Pigmentos Mioglobina (Mb) Hemoglobina (Hb) Organelas Proteínas Musculares Proteínas sarcoplasmáticas (30 a 35%) Solúveis em água Solúveis em soluções salinas com força iônica < 0,2M Pigmentos/Enzimas 14 Fibra Muscular Sarcossoma (mitocôndria) Retículo Sarcoplasmático Tríades RS + sistema T Cisterna terminal Túbulos longitudinais Colar fenestrado 7

8 Fibra Muscular Miofibrilas Miofilamentos Finos (Actina) Grossos (Miosina) 15 Fibra Muscular Miofibrilas 16 Sarcômero 8

9 Fibra Muscular Miofibrilas Miofilamentos Sarcômero Unidade contráctil 17 Fibra Muscular Miofibrilas Miofilamentos Sarcômero Unidade contráctil 18 9

10 Fibra Muscular Miofibrilas 19 Fibra Muscular Miofilamentos Grossos Miosina 20 10

11 Fibra Muscular Miofilamentos Finos Actina Actina G Actina F Troponinas Tropomiosinas 21 Fibra Muscular Miofilamentos Finos 22 Proteínas regulatórias Tropomiosina Troponinas 11

12 23 Fibra Muscular Proteínas Miofibrilares Citoesqueléticas Titina (Conectina) GAP filament Nebulina Desmina costâmeros 24 12

13 Fibra Muscular Proteínas Miofibrilares Contráteis Miosina Actina Reguladoras da Contração Troponinas (I, C e T) Tropomiosina Actininas Citoesqueléticas Proteinas Z, C e M Desmina Titina Nebulina 25 Proteínas Musculares Proteínas miofibrilares (50 a 55%) Solúveis em soluções salinas Responsáveis por 75% da CRA e 97% da CE Miofilamentos finos e grossos Estrutura das miofibrilas Organização espacial do sarcômero 26 DCA/UFLA Quais são os fatos dos questionamentos feitos à carne? 13

14 Contração Muscular Junção Mioneural Placa motora terminal 27 Contração Muscular Potencial de Membrana Bomba de Na+/K+ > Permeabilidade ao K+ 50 a 100 x Transporte Passivo 28 Transporte Ativo 14

15 Contração Muscular Potencial de Ação > Permeabilidade ao Na+ 100 a 1000 x 29 Contração Muscular Inicio da contração Transmissão do Estimulo Nervoso Junção Mioneural (JMN) 30 15

16 Contração Muscular Inicio da contração Liberação de cálcio (Ca+2) Dihidropiridina Rianodina (RYN) 31 Contração Muscular Inicio da contração Liberação de cálcio (Ca+2) 32 16

17 Contração Muscular Ações do Ca Contração 1) Liberação dos sítios ativos da actina Contração Muscular Ações do Ca Contração 1) Liberação dos sítios ativos da actina Contração 2) Ativação da ATPase miosínica 17

18 Contração Muscular Ações do Ca Contração Muscular Ações do Ca Contração 1) Liberação dos sítios ativos da actina Contração 2) Ativação da ATPase miosínica Relaxamento 3) Ativação da ATPase sarcoplasmática 18

19 Contração Muscular Energia p/ Contração? [ATP] muscular 4 a 5 µmol/g contração por 2 segundos 37 Bomba de sódio e potássio Estímulo nervoso Bomba de Cálcio Retorno do cálcio ao RS Contração Muscular Movimentação das miosinas 100x 1000x 38 DCA/UFLA Tipo de fibra muscular! 19

20 Metabolismo Muscular Energia p/ Contração? 39 Metabolismo Muscular Mecanismo imediato Fosfocreatina 1 ATP 40 20

21 Metabolismo Muscular 41 Glicogênio Metabolismo Muscular Mecanismo Oxidativo 36 a 37 ATPs 42 21

22 Metabolismo Muscular Mecanismo Glicolítico 2 a 3 ATPs 43 Mitocôndria Tipos de Fibra Muscular Carnes Vermelha Bovino Ovino/Caprino Equino Suíno Branca Aves Peixes 44 22

23 Tipos de Fibra Muscular Fibra muscular Apresentam diferenças no seu metabolismo básico Classificadas como: Vermelhas, ou de contração lenta Brancas, ou de contração rápida Intermediárias 45 Tipos de Fibra Muscular Músculos Proporção fibra vermelha/fibra branca Músculo Vermelho fibra vermelha/fibra branca Músculo Branco fibra vermelha/fibra branca Importância qualidade Maciez (EPF) Textura, suculência, rendimento... (PSE) Sabor/Oxidação (metabólitos/teor de gordura) 46 23

24 Tipos de Fibra Muscular Metabolismo Tabela. Características das fibras musculares vermelhas, intermediárias e brancas Característica Vermelhas 47 Intermediárias Brancas Cor vermelha vermelha branca Atividade alta intermediária baixa Ação contrátil tônica tônica fásica Velocidade de contração lenta rápida rápida Metabolismo glicolítico baixo intermediário alto Metabolismo oxidativo alto intermediário baixo Densidade capilar alta intermediário baixa Concentração de Mioglobina alta alta baixa Número de mitocôndrias alto intermediário baixo Tamanho das mitocôndrias grande intermediário pequeno Diâmetro da fibra muscular pequeno Pequeno/intermediário grande Concentração de lipídeos alta intermediário baixa Concentração de glicogênio baixa alta alta Fonte: Aberle et al. (2001). Tipos de Fibra Muscular Metabolismo Tabela. Características das fibras musculares vermelhas, intermediárias e brancas Característica Vermelhas 48 Intermediárias Brancas Cor vermelha vermelha branca Atividade alta intermediária baixa Ação contrátil tônica tônica fásica Velocidade de contração lenta rápida rápida Metabolismo glicolítico baixo intermediário alto Metabolismo oxidativo alto intermediário baixo Densidade capilar alta intermediário baixa Concentração de Mioglobina alta alta baixa Número de mitocôndrias alto intermediário baixo Tamanho das mitocôndrias grande intermediário pequeno Diâmetro da fibra muscular pequeno Pequeno/intermediário grande Concentração de lipídeos alta intermediário baixa Concentração de glicogênio baixa alta alta Fonte: Aberle et al. (2001). 24

25 Tipos de Fibra Muscular Metabolismo Tabela. Características das fibras musculares vermelhas, intermediárias e brancas Característica Vermelhas 49 Intermediárias Brancas Cor vermelha vermelha branca Atividade alta intermediária baixa Ação contrátil tônica tônica fásica Velocidade de contração lenta rápida rápida Metabolismo glicolítico baixo intermediário alto Metabolismo oxidativo alto intermediário baixo Densidade capilar alta intermediário baixa Concentração de Mioglobina alta alta baixa Número de mitocôndrias alto intermediário baixo Tamanho das mitocôndrias grande intermediário pequeno Diâmetro da fibra muscular pequeno Pequeno/intermediário grande Concentração de lipídeos alta intermediário baixa Concentração de glicogênio baixa alta alta Fonte: Aberle et al. (2001). Tipos de Fibra Muscular 50 Taxa e tempo de duração de produção de ATP por diferentes vias metabólicas Taxa (Moles/segundo) de Metabolismo Via Metabólica Tempo de Duração produção de ATP Fosfocreatina seg. ANAERÓBICO Glicólise 2,5 1-3 min. AERÓBICO Oxidativa 1 Indefinido* *com suprimento adequado de nutrientes 25

26 Tipos de Fibra Muscular Metabolismo 51 Tipos de Fibra Muscular Metabolismo 52 26

27 Tipos de Fibra Muscular Metablismo Tabela. Características das fibras musculares vermelhas, intermediárias e brancas Característica Vermelhas 53 Intermediárias Brancas Cor vermelha vermelha branca Atividade alta intermediária baixa Ação contrátil tônica tônica fásica Velocidade de contração lenta rápida rápida Metabolismo glicolítico baixo intermediário alto Metabolismo oxidativo alto intermediário baixo Densidade capilar alta intermediário baixa Concentração de Mioglobina alta alta baixa Número de mitocôndrias alto intermediário baixo Tamanho das mitocôndrias grande intermediário pequeno Diâmetro da fibra muscular pequeno Pequeno/intermediário grande Concentração de lipídeos alta intermediário baixa Concentração de glicogênio baixa alta alta Fonte: Aberle et al. (2001). Tipos de Fibra Muscular Metablismo Tabela. Características das fibras musculares vermelhas, intermediárias e brancas Característica Vermelhas 54 Intermediárias Brancas Cor vermelha vermelha branca Atividade alta intermediária baixa Ação contrátil tônica tônica fásica Velocidade de contração lenta rápida rápida Metabolismo glicolítico baixo intermediário alto Metabolismo oxidativo alto intermediário baixo Densidade capilar alta intermediário baixa Concentração de Mioglobina alta alta baixa Número de mitocôndrias alto intermediário baixo Tamanho das mitocôndrias grande intermediário pequeno Diâmetro da fibra muscular pequeno Pequeno/intermediário grande Concentração de lipídeos alta intermediário baixa Concentração de glicogênio baixa alta alta Fonte: Aberle et al. (2001). 27

28 Tipos de Fibra Muscular Metabolismo 55 Tipos de Fibra Muscular Metablismo Tabela. Características das fibras musculares vermelhas, intermediárias e brancas Característica Vermelhas 56 Intermediárias Brancas Cor vermelha vermelha branca Atividade alta intermediária baixa Ação contrátil tônica tônica fásica Velocidade de contração lenta rápida rápida Metabolismo glicolítico baixo intermediário alto Metabolismo oxidativo alto intermediário baixo Densidade capilar alta intermediário baixa Concentração de Mioglobina alta alta baixa Número de mitocôndrias alto intermediário baixo Tamanho das mitocôndrias grande intermediário pequeno Diâmetro da fibra muscular pequeno Pequeno/intermediário grande Concentração de lipídeos alta intermediário baixa Concentração de glicogênio baixa alta alta Fonte: Aberle et al. (2001). 28

29 Caracterização das Caracterização de diferentes formas isoméricas das proteínas contráteis matpase Diferente sensibilidade ao ph Tipo I = Vermelha Tipo IIA = Intermediária Tipo IIB = Branca ph 4,20 BROOK & KAISER, 1970 ph 10,48 Caracterização das Enzimas do metabolismo energético SDH (NBT)+ matpase βred = Vermelha αred = Intermediária αwhite= Branca ASHMORE e DOERR,

30 Caracterização das Enzimas do metabolismo energético NADH-TR diaforase + matpase SO = slow twitch oxidative (+) FOG = fast twitch oxidative-gixolytic (+) FG= fast twitch gixolytic (-) PETER et al.,