Biofísica 2020 Vet

FCAV UNESP

Dinâmica da contração muscular

Músculo esquelético

Receptores

Estímulos externos e

internos

Transmissão

Processamento

Transmissão

Resposta aos

estímulos

Efetores

SNCVia aferente Via eferente

Músculos

Vias de comunicação do sistema nervoso

Ex.

Toda manifestação externa dos seres vivos

Contração muscular

Movimentos

intracelulares

(citoesqueleto

celular)

Migração celular

(sangue,

espermatozoides)

Equilíbrio, sustentação e

movimentação do corpo

Contração muscular

Cílios em pulmão humano

Flagelos

Movimento de cílios

(pulmões, TGI)

Movimento de

flagelos

Movimento

durante a

divisão celular

Tipos de músculos

lisos

estriadosesquelético

cardíaco

Músculo cardíaco - Impulsiona o sangue pelo sistema circulatório. É regulado

pelo sistema nervoso autônomo. Pode sofrer contrações espontâneas

Características

Esquelético – suporte e movimento do esqueleto - contração voluntária, iniciada

por impulsos nervosos

Liso - reveste órgãos ocos (estômago, intestinos, bexiga urinária, útero, vasos

sanguíneos, vias aéreas pulmonares) – movimento do conteúdo luminal/regulação

de fluxo sanguíneo por controle do diâmetro de vasos

Presentes no folículo piloso e íris

Contração controlada pelo sistema nervoso autônomo (atividade involuntária)

Tipos de músculos

M. estriado esquelético

M. estriado cardíaco

M. liso

Músculo esquelético – hierarquia estrutural

Núcleo

Estriações

Sarcolema

Sarcoplasma

FilamentosMiofibrilas

Endomísio

Músculo

Músculo esquelético – hierarquia estrutural

Fibra muscular

Inervação

Músculo esquelético – hierarquia estrutural

Nível de

organização do

músculo

esquelético

Músculo

Fibra

Fibrila

Sarcômeros

Proteínas

deltoide

Arranjos de filamentos de uma fibra muscular – padrão de bandas estriadas

Estriação

transversal

(sarcômero)

M

Estriação transversal (sarcômero)

Actina/filamento

finoMiosina/filamento

grosso

Titina/filamento

fino

Linha M

Estriação transversal (sarcômero)

Estriação transversal (sarcômero)

Arranjo hexagonal da actina

em relação a miosina

Estriação – relação actina/miosina

Arranjos de filamentos de uma fibra muscular cardíaca

Arranjos de filamentos de uma fibra muscular lisa

Estrutura proteica do músculo

Actina (G) – 42kD

Miosina – 542 kD

Tropomiosina

Contração

Relaxamento

Íon cálcio

ATP

Troponina

Elementos importantes no ciclo da contração muscular

Evidências recentes (2016) mostram a participação de inúmeras proteínas

interagindo na composição do sarcômero

Actina e proteínas contráteis associadas

Actina e proteínas contráteis associadas

Actina e proteínas contráteis associadas

Relação da actina com o Disco Z

Miosina

Corte transversal do filamento

Retículo

sarcoplasmático

e túbulos

transversos (T)

Regulação do

cálcio celular

Estruturas

intracelulares

Retículo sarcoplasmático e túbulos transversos

Mecanismo molecular da contração muscular

Retículo sarcoplasmático e túbulos transversos

Receptor de rianodina

(canais de Ca

intracelulares).

Rianodina – alcaloide

vegetal / afinidade

com a proteína que

forma o canal

Mecanismo molecular da contração muscular

Mecanismo molecular da contração muscular

Mecanismo molecular da contração muscular

Força de deslocamento

Mecanismo molecular da contração em músculo liso

Unidade motora

Junção neuro-muscular - Sinapse química

Condições que afetam o sistema

muscular esquelético

Miastenia grave

Toxina botulínica

Síndrome de Guillain-Barré

Esclerose lateral amiotrófica (ELA

O sistema imune produz anticorpos que atacam os receptores musculares

da acetilcolina, na junção neuromuscular. Os anticorpos ligam-se a esses

receptores e impedem a transmissão do estímulo nervoso na região afetada e

dificultam a contração muscular.

Miastenia grave (fraqueza muscular)

TOXINA BOTULÍNICA ou TETÂNICA (Botox)

• Produto de bactéria (Clostridium botulinum) - causa paralisia

muscular por inibição da liberação de acetilcolina.

• Neurotoxina funciona como protease, digerindo

componentes do complexo de fusão, inibindo a exocitose

das vesículas sinápticas e impedindo a liberação da Ach.

• Uso médico (incontinência urinária, bexiga hiperativa,

hiperatividade muscular involuntária; desordens

musculoesqueléticas dolorosas; dor de cabeça; estrabismo,

blefaro-espasmo, espasmo hemifacial, distonias e

bruxismo.

• Uso estético (rugas, hiperidrose palmar e axilar)

O QUE É A TOXINA BOTULÍNICA?

CONTRAÇÃO MUSCULAR HIPERATIVA

Resposta à aplicação de toxina botulínica

Alternativas ao uso de botox........

Diferentes usos de botox........

Síndrome de Guillain-Barré (paralisia aguda)

Polineuropatia desmielinizante inflamatória aguda

Inflamação grave nos nervos – doença autoimune

Esclerose lateral amiotrófica (ELA)

Stephen Hawking

Atrofia muscular esquelética e paralisia, por degeneração

progressiva de neurônios motores.

Apenas os músculos de contração voluntária são afetados e, por

isso, o paciente mantem as funções do coração, intestino e

bexiga normais.

Biofísica do sistema contrátil

Abalo muscular

Biofísica do sistema contrátil

Contração isotônica

Contração isométrica

Contração isotônica

Somação e tétano

Características do estímulo:

• Intensidade

• Frequência

Tétano e fadiga

Contratura / câimbra /

espasmo muscular

Contração contínua e

involuntária de um

músculo ou algumas

fibras dele

Causas

• Fadiga (ATP)

• Mudança da concentração de eletrólitos e ácido lático.

O principal íon ligado a contração muscular é o cálcio, porém o Na ( sódio), K

( potássio) e Mg ( magnésio) podem estar envolvidos no espasmo muscular.

Fadiga

Tipos

Energética da contração muscular

Energética da contração muscular

Consumo energético durante o exercício

Fontes

Tipos de fibras musculares esqueléticas

Tipo I - contração lenta

Tipo II – contração rápida

✓ Tipo II A – contração oxidativa

✓ Tipo II B – contração glicolítica

Classificação de acordo com a atividade da ATPase da miosina

Os músculos são classificados de acordo com a

velocidades de contração e resistência à fadiga

Músculo extra-oculares – posição dos olhos - têm alta proporção de fibras

tipo II (contração rápida)

Músculo soleus – pernas (postura) – têm alta proporção de fibras tipo I

(contração lenta)

Capilares

envolvendo fibras

oxidativas

Mitocôndrias

Diferentes tipos de fibras

Coloração para ATPase e NADH-D

Predominância de tipos de fibras em pessoas

Diferença depende da genética e treinamento

* Usain Boltvelocista

sedentário* *

Ocorrência de fadiga em diferentes tipos de fibras

O corpo humano tem mais de 600 músculos – alguns com

poucos milímetros de extensão, outros milhões de vezes

maiores (até meio metro).

O tamanho dos músculos, no entanto, não é

sinônimo de força....

Força muscular é a tensão máxima gerada por um

músculo ou por um grupo muscular contra uma

resistência...

Quais são os músculos mais fortes do corpo humano?

E o mais fraco?

Glúteo máximo – um dos mais fortes da

estrutura humana - sustenta nosso corpo na

posição ereta. Composto por fibras de

contração lenta, resistentes à fadiga e

suportam mais peso

Soleo e gastrocnêmio – músculos da

panturrilha - associados ao glúteo. O conjunto

de três músculos (soleo, gastrocnêmio lateral

e medial) é responsável pelos principais

movimentos do corpo

Masseter – músculo da mandíbula, pressão

muito grande (a maior já medida em humano

chegou a 422 quilos)

Pálpebra superior – além de ser o mais fraco

dos músculos, é um dos menores do corpo.

Divide o espaço do globo ocular com outros

seis músculos

Contração isométrica em diferentes

músculos

Aula prática

Eletromiografia em músculo

esquelético de rã

Propriedades elétricas e

mecânicas do músculo esquelético

Objetivo desta aula:

Examinar algumas propriedades do músculo gastrocnêmico isolado

de rã, quando estimulado (eletricamente) diretamente.

Músculo da panturrilha

Dissecção de rã – exposição da inervação da musculatura

dos membros inferiores, na região sacral

gastrocnêmio