Prof. Jucimar de Oliveira Pelzl Prof. Jucimar de Oliveira Pelzl HayafujiHayafuji

Músculo EsqueléticoMúsculo Esquelético

As células musculares As células musculares armazenam quantidades armazenam quantidades limitadas de ATP...limitadas de ATP...Por essa razão, como o Por essa razão, como o exercício muscular requer exercício muscular requer um suprimento constante de um suprimento constante de ATP para a contração...ATP para a contração...

...as células musculares as células musculares podem produzir ATP por 3 podem produzir ATP por 3 vias metabólicas...vias metabólicas...

1.1. Formação de ATP pela degradação da Formação de ATP pela degradação da creatina fosfato...creatina fosfato...

ADPADP+CrPCrP ATPATP + CrCrCreatina Creatina quinasequinase

2.2. Formação de ATP pela degradação da Formação de ATP pela degradação da glicose ou glicogênio...glicose ou glicogênio...

GlicoseGlicose + PiPi PiPi+ + ADPADP ADPADP+

2ATP2ATP2Lactato2Lactato + + 2H2H22OO

3. Formação de ATP por fosforilação 3. Formação de ATP por fosforilação oxidativa oxidativa (metabolismo mitocondrial).(metabolismo mitocondrial).

GlicoseGlicose + 2Pi2Pi + 2NAD2NAD++ + 2ADP2ADP

2 piruvato2 piruvato 2ATP2ATP+ + + +2NADH2NADH 2H2H++ HH22OO

+

++

+

+

++

+

+

+

Acetil CoAAcetil CoA 3NADH3NADH++ FADFAD GTPGTP PiPi 2H2H22OO

2CO2CO22 3NADH3NADH FADHFADH22 GTPGTP 3H3H++ CoACoA

Músculo EsqueléticoMúsculo Esquelético

MiofibrilasMiofibrilasTúbulos Túbulos transversostransversos

Retículo Retículo sarcoplasmátisarcoplasmáticoco

Disco Disco ZZBanda ABanda AAs As miofibrilasmiofibrilas

são numerosas são numerosas estruturas estruturas contráteis contráteis encontradas no encontradas no sarcoplasmasarcoplasma (citoplasma da (citoplasma da fibra fibra muscular)...muscular)...

...sendo subdivididas em ...sendo subdivididas em segmentos individuais segmentos individuais denominados denominados sarcômerossarcômeros, os , os quais são divididos entre si quais são divididos entre si por proteínas estruturais, os por proteínas estruturais, os discos Z.discos Z.

...que juntamente com ...que juntamente com outras fibras musculares que outras fibras musculares que ele inerva, formam uma ele inerva, formam uma unidade motora.unidade motora.

Cada célula está Cada célula está conectada ao ramo de conectada ao ramo de uma fibra nervosa uma fibra nervosa originária de uma célula originária de uma célula nervosa, os nervosa, os motoneurônios...motoneurônios...

Visão geral do modelo do filamento Visão geral do modelo do filamento deslizante...deslizante......antigamente acreditava-se que as pontes ...antigamente acreditava-se que as pontes cruzadas de miosina não se ligavam a actina cruzadas de miosina não se ligavam a actina quando o músculo estivesse em repouso...quando o músculo estivesse em repouso...

Novas evidências mostram que tais pontes estão Novas evidências mostram que tais pontes estão sempre ligadas a actina...sempre ligadas a actina...

A variação entre os dois estados da ligação A variação entre os dois estados da ligação actina-miosina são denominados:actina-miosina são denominados: estado de ligação fracaestado de ligação fraca estado de ligação forte.estado de ligação forte.

Características Bioquímicas e ContráteisCaracterísticas Bioquímicas e Contráteis Capacidade oxidativa: > número de mitocôndrias, capilares e mioglobina em seu interior. Tipo de isoforma da ATPase: velocidade de degradação do ATP

IIaIIaIIbIIb

II

4.03.53.02.52.01.51.00.5 0

Tipo I Tipo IIa Tipo IIb

Vel

ocid

ade

máx

i ma

de e

n cur

tam

ent o

(com

prim

e nto

do

mús

c ulo

• s e

gund

o –1

)Fonte: Powers & Howley,2000.

Características das Fibras Musculares Características das Fibras Musculares HumanasHumanas    PropriedadesPropriedades Tipo ITipo I Tipo IIA Tipo IIA Tipo Tipo IIBIIB    Velocidade de contração Velocidade de contração LentaLenta Rápida Rápida RápidaRápidaCapacidade Glicolítica Capacidade Glicolítica BaixaBaixa Moderada Moderada

Alta AltaCapacidade Oxidativa Capacidade Oxidativa AltaAlta Moderada Moderada Baixa Baixa Estoque de Glicogênio Estoque de Glicogênio Moderado Moderado Moderado Moderado ModeradoModeradoEstoque de Triacil. Estoque de Triacil. altoalto Moderado Moderado

BaixoBaixoCapilaridade do tecido Capilaridade do tecido Boa Boa Moderada Moderada

Pobre  Pobre 

Modificado de Saltin et al., 1977.

Isoformas da ATPase da MiosinaIsoformas da ATPase da MiosinaATPase miosina fibra tipoIATPase miosina fibra tipoI:: pH pH de 9 de 9 desativaçãodesativação

ATPase miosina fibra tipo IIa:ATPase miosina fibra tipo IIa: pH entre 4,6 e 4,8 pH entre 4,6 e 4,8 desativaçãodesativação

ATPase miosina fibra tipo IIb:ATPase miosina fibra tipo IIb: pH pH que 4,5 que 4,5 desativaçãodesativação

Pette (1988); Schiaffino (1999): Pette (1988); Schiaffino (1999): novas fibras identificadas em músculos de novas fibras identificadas em músculos de

ratos ratos (Tipo Ia e IId ou Tipo IIx ...???)(Tipo Ia e IId ou Tipo IIx ...???)

COMO SÃO IDENTIFICADAS E TIPADAS AS FIBRAS

MUSCULARES?

Identificação das fibrasBiópsia Biópsia

muscularmuscular

Identificação do tipo de fibra

• Análise histoquímica ou bioquímica– histoquímica: identificação da ATPase da

fibra;• Tipo I – escurecimento;• Tipo IIa – meio termo;• Tipo IIb – claro.

– Bioquímica: identificação do tipo de miosina.

Identificação do tipo de fibra

Exemplo de Exemplo de identificação das identificação das fibras musculares fibras musculares pela técnica de pela técnica de identificação da identificação da

ATPase.ATPase.

Características3.Cor da Fibra

I Vermelha – muita mioglobina muscular e mitocôndrias.

IIa vermelha clara – presença intermediária de mioglobina e mitocôndrias.

IIb Branca – pouca mioglobina e mitocôndrias.

Características4.Diâmetro da fibra

I PEQUENO

IIa INTERMEDIÁRIO

IIb GRANDE

5.GlicogênioI BAIXO

IIa INTERMEDIÁRIO

IIb ALTO

6.Enzimas oxidativas

I ALTA

IIa INTERMEDIÁRIO

IIb BAIXA

7.Enzimas glicolíticasI BAIXA

IIa INTERMEDIÁRIO

IIb ALTO

Características8.Atividade ATPase

I BAIXA

IIa ALTA

IIb ALTA

9.Fonte de ATPI Fosforilação oxidativa

IIa Fosforilação oxidativa

IIb glicólise

10.Resistência à fadiga

I ALTA

IIa INTERMEDIÁRIO

IIb BAIXA

11.CapilarizaçãoI ALTA

IIa ALTA

IIb BAIXA

Tipos de fibras e modalidades esportivas

CorridasCorridas

Ciclismo

Tipos de fibras e modalidades esportivas

• Fibras do tipo I – modalidades que exigem– baixa produção de força;– Baixa velocidade de contração;– duração prolongada;– (ex: provas de endurance, corrida, ciclismo, triatlo)

Tipos de fibras e modalidades esportivas

MusculaçãMusculaçãoo

Corridas de Velocidade

Tipos de fibras e modalidades esportivas

• Fibras do tipo II – modalidades que exigem– Alta produção de força;– Alta velocidade de contração;– Curta duração;– (ex: musculação, corridas de velocidade)

Velocidade de Contração e Relaxamento

0

20

40

60

80

100

120

0 5 10 15 20 25 30Tempo (ms)

Tens

ão (u

g)

FibraVeloz

Fibra Lenta

Adaptações ao treinamentoTipo I Tipo II

Tipo de treinamentoFator muscular Força end força end

Composição percentual - - - -Dimensão + + ++ -Propriedade contrátil - - - -Capacidade oxidativa - ++ - +Capacidade glicolítica ? - + -Conteúdo em glicogênio - ++ - ++Oxidação das gorduras - ++ - +Densidade capilar ? + ? +Fluxo sangüíneo ? ? ou + ? ?

Adaptações Musculares ao TFHIPERTROFIA MUSCULAR

Pré-treino Pós-treino

Adaptações Musculares ao TF3. Hiperplasia????

– Células satélites;

4. do ângulo de penação (Kawakami et al. 1993).

Pré-treinoPré-treino Pós-treinoPós-treino

Hipertrofia

Hiperplasia

Adaptações Musculares ao TF

HIPERTROFIA x HIPERPLASIAHIPERTROFIA x HIPERPLASIA

O Envelhecimento Fisiológico

– Sarcopenia ( das fibras do tipo II)• 10% - entre as idades de 25 e 50 anos.• 40% - entre as idades de 50 e 80 anos.

Hipertrofia muscular• Tipo II > tipo I

• Corredores – fibras do tipo I normais;• Fisiculturistas – aumento de 45%.

REGULAÇÃDA FORÇA MUSCULAR

Depende• Tipo e quantidade de fibras musculares

que são recrutadas;

• Comprimento inicial no momento da contração (sobreposição actina entre e miosina);

• Natureza do estímulo nervoso

Força específica• Tipo II > tipo I

– Maior número de pontes cruzadas ativas (devido a um maior número de miofilamentos);

– Maior atividade de da ATPase de miosina

Relação força-velocidade muscular (Powers & Howley, 2000)

RELAÇÃO FORÇA E POTÊNCIA

• EM GERAL, A POTÊNCIA PRODUZIDA POR UM GRUPO MUSCULAR AUMENTA EM FUNÇÃO DA VELOCIDADE DE MOVIMENTO.

• NUMA DETEMINADA VELOCIDADE DE MOVIMENTO, OS MUSCULOS COM ALTA PORCENTAGEM DE FIBRAS DE CONTRAÇÃO RÁPIDA PRODUZEM MAIS POTÊNCIA, DO QUE AQUELES QUE CONTÊM SABRETUDO FIBRAS LENTAS.

RELAÇÃO FORÇA E POTÊNCIA

• A VELOCIDADE MÁXIMA DO ENCUTAMENTO MUSCULAR É MAIOR NA FORÇA MAIS BAIXA(ISTO É, A RESISTÊNCIA CONTRA O MÚSCULO).

• EM RESUMO, A MAIOR VELOCIDADE DO MOVIMENTO É GERADA NAS MENORES CARGAS DE TRABALHO

• ESSE PRINCÍPIO É VERDADEIRO TANTO PARA FIBRAS LENTAS QUANTO PARA AS RÁPIDAS

Potência Muscular-velocidade(Powers & Howley, 2000)

FUSO MUSCULAR

• FORNECE INFORMAÇÕES SENSORIAIS SOBRE O COMPRIMENTO DO MUSCULO

• FUNCIONA COM DETETOR DO COMPRIMENTO RELATIVO DO MUSCULO.

ORGÃO TENDINOSO DE GOLGI

• MONITORAM A TENSÃO DESENVOLVIDA DURANTE A CONTRAÇÃO MUSCULAR

• IMPÉDEM A FORÇA EXCESSIVA NAS CONTRAÇÕES

MUITO OBRIGADO!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!