CONTRAÇÃO MUSCULAR. Letícia Lotufo. Estrutura. Função. Fonte: Malvin et al., Concepts in humam Physiology

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1 CONTRAÇÃO MUSCULAR Fibra muscular lisa Núcleo Estrias Fibra muscular cardíaca Núcleo Letícia Lotufo Discos Intercalares Músculo Tipos de músculo Estrutura Função Esquelético Cardíaco Liso Célula cilíndrica longa Estriada Multinucleada muito desenvolvido Células ramificadas Estriada Uninucleada bem desenvolvido Células fusiformes Não estriada Uninucleada pouco desenvolvido Contração voluntária Tetania Resposta graduada Involuntária Tudo ou nada Involuntária Tetania Graduada Fibra muscular Membrana Tecido conectivo Miofibrila Núcleos Sarcômero Filamento fino Ponte cruzada Filamento grosso Relaxado Relaxado Contraindo Contraindo Filamento fino Filamento grosso Miofibrilas Contração Contração máxima máxima 2 sarcômeros Filamento fino Filamento grosso Filamento fino Ponte cruzada 1

2 Filamentos grossos: Miosina Cabeça (pontes cruzadas) Cauda Cabeça (pontes cruzadas) Sítio de ligação Para o ATP Cabeça (pontes cruzadas) Sítio de ligação Para o ATP Filamentos Finos: Actina Actina F Actina G Sítios ativos Actina Repouso Tropomiosina Actina Troponina Tropomiosina 2

3 Passo 1: Liberação de Ca +2 do retículo, ligação na troponina C e liberação dos sítios ativos da actina. Passo 2:Ligação da actina à miosina. Passo 3: Deslizamento das miofibrilas. Deslocamento das cabeças de Miosina. Passo 4: A cabeça de miosina desconecta-se da actina, ligando numa nova molécula de ATP. Passo 5: O ATP é novamente hidrolizado na cabeça de miosina. Passo 6: O Ca +2 é recaptado pelo sarcoplasmático, encerrando o processo. 3

4 Múltiplas Pontes Cruzadas. Múltiplas Pontes Cruzadas. 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 % Resposta Máxima Relação comprimento inicial - força de contração Comprimento da fibra muscular (% em relação ao repouso) no. de sarcômeros em série - velocidade de contração no. de sarcômeros em paralelo - força de contração Eventos: 1. Despolarização do elemento pré-sináptico 2. Liberação do neurotransmissor - Acetilcolina 3. Reconhecimento do receptor - Receptor nicotínico 4. Resposta - Contração 4

5 Correntes Elétricas na Placa Motora Receptor nicotínico Corrente unitária Potencial em miniatura Potencial evocado Tempo (ms) Tempo (ms) Tempo (ms) Fonte: Despopoulos & Silbernagl, Color Atlas in Physiology. Fonte: Kandel et al., Principles of Neural Science. Junção Neuromuscular Sarcolema Fenda Sináptica Neurônio Motor Vesículas sinápticas contendo acetilcolina Túbulo T Membrana Plasmática Placa motora Túbulo T Cisterna RS Sarcômero Ca +2 Fonte: Zigmond et al., Fundamental Neuroscience. Canal de Ca+2 dependente de voltagem Espaço extracelular Bomba de Ca +2 Citoplasma Íons Ca +2 Receptor de Rianodina Fonte: Zigmond et al., Fundamental Neuroscience. 5

6 Metabolismo muscular Consumo de ATP Deslizamento dos miofilamentos Liberação das pontes cruzadas Bombeamento de cálcio para o retículo Energia Química Reserva suficiente para 10 contrações Reserva: 5 µmol/ g músculo Contração Calor Energia Mecânica Fonte: Despopoulos & Silbernagl, Color Atlas in Physiology. Reserva: 25 µmol/ g músculo Alta peformance Curta duração Tipos de fibras musculares esqueléticas: Decomposição da fosfocreatina GLICOGÊNIO Reserva: 100 µmol/ g músculo GLICOSE Tipo 1 - fibras lentas Tipo 2 - fibras rápidas Menores Inervadas por fibras delgadas Amplamente vascularizadas Alto número de mitocôndrias Presença de mioglobina (coloração avermelhada) pouco desenvolvido Maiores Maior força de contração Energia proveniente da glicólise Menor vascularização Baixo número de mitocôndrias 2A - intermediária (vermelha) 2B - bem característica (branca) GLICOSE-P Ganho total: 2 mol ATP/mol de glicose 3 mol ATP/mol de glicose-p PIRUVATO Ác. LÁCTICO Alta peformance Maior duração LACTATO Glicólise Ganho total: 36 mol ATP/mol de glicose 2 Acetil-CoA Peformance Permanente Ciclo do Ác. Cítrico Cadeia Respiratória Metabolismo oxidativo Fonte: Despopoulos & Silbernagl, Color Atlas in Physiology. 6

7 Unidade Motora Fibra Muscular - Neurônio motor 1:1 Unidade Motora: todas as fibras musculares inervadas por um mesmo neurônio motor 1 FN : 150 FM Potenciais de ação Atividade Contrátil Contração Somação Tetania Músculo liso Fibra muscular lisa Núcleo Características funcionais: Respostas - sistemas neurais e hormonais Sincício - presença de junções GAP Contração não-linear Consumo de ATP minimizado - continuamente contraídos Estrutura: Presença de junções GAP Uninucleares Relação superfície/volume alta Não possuem túbulo T 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 7

8 Mecanismos de controle: Inervação extrínseca e intrínseca Hormônios circulantes Mediadores locais Via junções GAP Junções com outras células Relaxado Contraído Citoesqueleto Cadeias leves da Miosina Calmodulina Miosina Quinase Inativa Miosina Quinase Ativa Miosina Fosfatase Na-K ATPase Neurotransmissor ou hormônio Canal de Ca+2 Canal de Ca+2 Miosina Quinase Calmodulina Bomba de Ca+2 Trocador Tempo Neurotransmissor ou hormônio 8

9 Relaxamento Contração Força Normalmente Contraído Parcialmente Contraído-Tônico Fásico Esfíncteres Vasos sangüíneos Estômago Intestino Esôfago Bexiga Filamento Intermediário Filamento Grosso Filamento Fino Área densa Corpo denso Junções mecânicas Junções comunicantes Normalmente Relaxado Contração Fásica Velocidade e fosforilação das pontes cruzadas Força Velocidade e fosforilação das pontes cruzadas Contração Tônica Força 9