BASE MOLECULAR DA CONTRAÇÃO MUSCULAR

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1 A MIOFIBRILA EM DETALHE BASE MOLECULAR DA CONTRAÇÃO MUSCULAR (alfa-actinina) (actina+tropomiosina) CONTRAÇÃO: 1.Ca 2+ se liga a troponina; 2. exposição dos sítios de ligação a miosina na actina -ligação; 3. movimento de rotação das cabeças de miosina; 4. desligamento actina-miosina dependente de ATP; 5. ciclo prossegue enquanto Ca 2+ e ATP estão presentes. RELAXAMENTO: 1. Ca 2+ é sequestrado pelo retículo (Bomba de Ca 2+ -dependente de ATP) 2. inibição da interação miosina-actina é facilitada pela troponina. RIGOR MORTIS: NÃO HÁ DESLIGAMENTO DA ACTINA-MIOSINA POR FALTA DE ATP. E MECANISMOS DE SEQUESTRO DE Ca 2+ NO RETÍCULO SÃO PREJUDICADOS.

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3 MOTONEURÔNIO: VIA FINAL COMUM

4 medial lateral Figura A medula, r e p r e s e n t a d a e s q u e m a t i c a me n t e à esquerda, em A, apresenta du as in tu mes c ências (cervical e lombar). Nelas há mais neurônios, e por isso a substância cinzenta é maior, como se pode ver nos cortes transversais c o r r e s p o n d e n t e s, alinhados no centro. Os segmentos superiores comandam os músculos dos membros superiores, as intermediárias os do tronco, e as inferiores os dos membros inferiores. O desenho em B representa a topografia médio-lateral da substância cinzenta: os motoneurônios laterais comandam os músculos di stai s, enq uanto os mediais comandam os músculos proximais.

5 direito esquerdo # Lesão de uma Raiz Ventral não necessariamente afetará o controle de contração de um músculo.

6 UNIDADES MOTORAS: DENSIDADE DE INERVAÇÃO *** Razão de Inervação de uma Unidade Motora Baixa (unidade motora constituída por muitas fibras musculares) ex. 1: 1720= 0,00058 Máxima (unidade motora constituída por uma única fibra muscular) ex. 1:13= 0,08 # Razão de Inervação de um músculo: número de motoneurônios:número de fibras musculares. Ex. 0,08. # Lesão de uma Unidade Motora não necessariamente afetará o controle de contração de um músculo.

7 TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES Tipos diferentes predominam nos músculos dependendo da função que esses exercem. - Vermelhas: músculos intervertebrais - Brancas: predominam nos bíceps - explosão. - Intermediárias: características mistas. Cada unidade motora contém apenas um tipo de fibra.

8 CLASSIFICAÇÃO DAS UNIDADES MOTORAS Do mesmo modo que a razão de inervação reflete a função de um músculo e de suas unidades motoras, também o tipo de unidade motora predominante em cada músculo se correlaciona com sua função. Classificação e propriedades das Unidades Motoras Lenta Rápida, resistente a fadiga Rápida, fatigável Metabolismo oxidativo/aeróbico oxidativo/glicolítico glicolítico/anaeróbico Velocidade de Contraçãolenta rápida rápida Força de Contração fraca intermediária forte Quanto a Fadiga resistente resistente sensível Suprimento sanguíneo rico intermediário pobre Diâmetro da Fibra Nervosa pequeno médio-pequeno grande fibras musculares vermelhas fibras musculares brancas

9 CONTROLE DA GRADUAÇÃO DA CONTRAÇÃO MUSCULAR 1- FREQUÊNCIA DE DISPAROS DA UNIDADE MOTORA. -liberação de Acetilcolina (abreviação: ACh ou ACo) -geração de PPSE (ou potencial da placa motora) -geração de potencial de ação Contração sustentada requer sequência contínua de potenciais de ação (somação). Frequência de disparos gradua as contrações musculares. 2-RECRUTAMENTO DE UNIDADES MOTORAS SINÉRGICAS. Ativação de unidades motoras que modulam um mesmo movimento. # Princípio do tamanho: 1- Motoneurônios menores-fibras L 2- Motoneurônios maiores- fibras R.

10 MODULAÇÃO DOS NEURÔNIOS MOTORES INFERIORES (maior entrada) (córtex motor e tronco encefálico) Interneurônios podem ser excitatórios ou inibitórios e constituem os circuitos que geram os programas motores espinhais.

11 HIERARQUIA E CONTROLE DE MOVIMENTOS (Sherrington) CORTEX MOTOR Movimentos voluntários e ajustes antecipatórios NÚCLEOS DA BASE E CEREBELO Iniciação, modulação, coordenação, refinamento e aprendizado motor TRONCO ENCEFÁLICO Reflexos multimodais & ajustes compensatórios MEDULA ESPINHAL Movimentos Reflexos & Rítmicos Localizados no Tronco Encefálico!

12 CLASSES DE MOVIMENTOS ATOS REFLEXOS - considerados involuntários, simples (poucos músculos), estereotipados, em geral ocorrem automaticamente em resposta a um estímulo sensorial. Ex. resposta ao toque em superfície quente, chute após toque do martelo no joelho. MOVIMENTOS POSTURAIS -participam essencialmente os músculos próximos à coluna vertebral mas músculos das extremidades também participam. Ex. restabelecimento do equilíbrio após tropeço. PADRÕES MOTORES RÍTMICOS - características de atos voluntários e reflexos. Tipicamente o início e o fim são voluntários. A sequência de movimentos é relativamente estereotipada onde os movimentos repetitivos podem continuar quase automaticamente. Ex. andar, correr, mastigar. MOVIMENTOS VOLUNTÁRIOS - mais complexos. Apresentam um objetivo; são em sua maioria aprendidos, com a prática há melhora na execução e diminui a necessidade de consciência do movimento. Ex. dirigir carro, tocar piano, dançar.

13 FATORES QUE INFLUENCIAM O PLANEJAMENTO DE UM MOVIMENTO... 1) Seleção da seqüência apropriada de eventos motores 2) Determinação da sua precisão temporal - Por outro lado, as mais variadas informações sensoriais serão utilizadas simultaneamente para avaliar a ação em curso e desencadear a próxima ação (modelos de retro-alimentação e antero-alimentação) Professor Alfred Sholl Programa Neurobiologia Instituto de Biofísica Carlos Chagas Filho UFRJ

14 E SEUS OBJETIVOS que pode representar movimentos que se oponham à presença da gravidade...de orientaçãoou...que se adaptem às perturbações inesperadas

15 ou para proporcionar o aprendizado e a motivação. As únicas coisas que tenho paciência pra aprender são completamente inúteis na vida..

16 PARA EXECUTAR UM MOVIMENTO MÚSCULOS RELAXAM OU CONTRAEM. ARTICULAÇÃO DO COTOVELO: EXTENSÃO Flexão: Contração coordenada dos músculos flexores e relaxamento dos extensores. Braquial+bíceps braquial + coracobraquial Flexores (agonistas) FLEXÃO Tríceps braquial+ancôneo Extensores (antagonistas) Músculos quanto a localização: Axiais: próximos a linha média (tronco)- manutenção da postura. Proximais: posição intermediária (ombro, cotovelo, pélvis e joelho)- locomoção. Distais (mãos, pés e dedos)- manipulação de objetos.

17 MODULAÇÃO DOS NEURÔNIOS MOTORES INFERIORES (maior entrada) (córtex motor e tronco encefálico) Interneurônios podem ser excitatórios ou inibitórios e constituem os circuitos que geram os programas motores espinhais.

18 HIERARQUIA E CONTROLE DE MOVIMENTOS (Sherrington) CORTEX MOTOR Movimentos voluntários e ajustes antecipatórios NÚCLEOS DA BASE E CEREBELO Iniciação, modulação, coordenação, refinamento e aprendizado motor TRONCO ENCEFÁLICO Reflexos multimodais & ajustes compensatórios MEDULA ESPINHAL Movimentos Reflexos & Rítmicos Localizados no Tronco Encefálico!

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20 -em humanos, principalmente envolvido com atos motores complexos e movimentos finos (pex. de manipulação de objetos). AS VIAS DESCENDENTES MEDULARES E A MODULAÇÃO DO MOTONEURÔNIO ALFA -controlam os músculos mais distais dos membros e são importantes para os movimentos dirigidos a um determinado objetivo. (córtex motor e tronco encefálico) (medial) -contribuem para controle postural pela integração de informação visual, vestibular e somatossensorial. (modulam músculos axiais e proximais)

21 VIAS DESCENDENTES Populações de motoneurônios na medula espinhal: -População lateral: inerva principalmente a musculatura apendicular distal (braços, pernas, mãos e pés); relacionada aos movimentos finos das extremidades. -População medial: inerva principalmente a musculatura axial do tronco e a musculatura apendicular proximal (ex. antebraço e ombros); encarregada dos movimentos axiais, relativos à postura e equilíbrio corporal. Vias descendentes também apresentam divisão funcional semelhante: - Sistema lateral: veicula comandos motores para a musculatura dos membros. - Sistema medial: veicula comandos motores para a musculatura axial. DE ONDE PARTEM ESSAS VIAS?

22 DE ONDE PARTEM ESSAS VIAS? Diretamente do córtex motor ou de centros ordenadores sediados no Tronco encefálico organizados em núcleos (no caso dos músculos dos olhos cabeça e pescoço também de núcleos motores dos nervos cranianos): Núcleos vestibulares: localizados no bulbo. Recebe aferentes de mecanorreceptores do labirinto. Eferentes: Feixes vestibulo-espinhais. Papel: manutenção de postura e equilíbrio. Formação Reticular (dispersa, por isso não é denominada núcleo): Eferentes: Feixes retículo-espinhais. Papel: mecanismos posturais. Núcleo Rubro: localizado no mesencéfalo. Eferente: feixe rubro espinhal. Papel: Comando motor dos membros. Colículo superior: superfície dorsal do mesencéfalo. Recebe aferências multi-sensoriais (visuais, auditivas e somestésicas). Eferente: feixe tecto espinhal. Papel: reações de orientação sensório-motora + ajustes posturais.(alvo principal:musculatura do pescoço) mediais mediais ou laterais (mais comum) lateral

23 COMANDO MOTOR SUPERIOR: CÓRTEX Planejamento e comando motor. Experimentos de estimulação elétrica de áreas cerebrais estabeleceram uma grande área com papel motor. Para que uma área seja considerada motora deve: 1- Projetar e receber projeções de outras regiões motoras 2- Provocar distúrbios motores quando lesada 3- Provocar movimentos quando estimulada 4- Possuir atividade neural e fluxo sanguíneo aumentados precedendo e/ou acompanhando a execução de movimentos. ÁREAS MOTORAS: - Área Motora Primária (M1) Giro pré-central do lobo frontal Comando dos movimentos voluntários (maior densidade de neurônios que formam vias descendentes) -Área Motora Suplementar (MS) - Área Pré-motora (PM) Planejamento dos Movimentos voluntários -Área Motora Cingulada (MC) Acima do corpo caloso. Movimento com conotação emocional. Áreas Motores se interconectam e conectam-se com área somestésica (S1) e áreas associativas dos lobos parietal e frontal. Projetam para regiões motoras subcorticais e contribuem para o feixe cortico-espinhal.

24 Somatotopia-organização topográfica ordenada. Área Motora Primária (M1): Ordenadora dos movimentos voluntários. Mapa não apresenta alta precisão: Divergência: estimulação de um ponto em M1 leva a ativação de vários músculos. Convergência: Mesmo músculo pode ser ativado por pontos próximos em M1. (convergência em um mesmo motoneurônio alfa) Ativação de M1 e S1 em resposta a movimento do polegar direito.

25 Organização topográfica

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27 CLASSES DE MOVIMENTOS ATOS REFLEXOS - considerados involuntários, simples (poucos músculos), estereotipados, em geral ocorrem automaticamente em resposta a um estímulo sensorial. Ex. resposta ao toque em superfície quente, chute após toque do martelo no joelho. MOVIMENTOS POSTURAIS -participam essencialmente os músculos próximos à coluna vertebral mas músculos das extremidades também participam. Ex. restabelecimento do equilíbrio após tropeço. PADRÕES MOTORES RÍTMICOS - características de atos voluntários e reflexos. Tipicamente o início e o fim são voluntários. A sequência de movimentos é relativamente estereotipada onde os movimentos repetitivos podem continuar quase automaticamente. Ex. andar, correr, mastigar. MOVIMENTOS VOLUNTÁRIOS - mais complexos. Apresentam um objetivo; são em sua maioria aprendidos, com a prática há melhora na execução e diminui a necessidade de consciência do movimento. Ex. dirigir carro, tocar piano, dançar.