Contraçao muscular 2015
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FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO CONTRAÇÃO MUSCULAR
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FISIOLOGIA DO EXERCÍCIOCONTRAÇÃO MUSCULAR
CONTRAÇÃO MUSCULAR
A contração de um músculo
mostra variações no
desenvolvimento de tensão.
Por exemplo, o mesmo músculo
que pode erguer uma batata frita,
como também pode erguer um
pacote de seis de refrigerante.
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 2
TEORIA DO DESLIZAMENTO
DOS FILAMENTOS
A contração de uma célula muscular
ocorre com os filamentos finos deslizando
além dos filamentos grossos.
Durante contração, o sarcômero encurta-
se e os filamentos finos e grossos
sobrepõem-se a um maior grau.
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ESTRUTURA INTERNA DO M. ESQUELÉTICO
o O m. esquelético é composto por um arranjo
ordenado de tecidos conectivos e células contráteis.
o Todo o músculo é rodeado externamente por um
tecido conjuntivo chamado “epimísio”.
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ESTRUTURA INTERNA DO M. ESQUELÉTICO
O m. esquelético é composto por fascículos, que são “pacotes”
individuais de células musculares.
Cada fascículo é rodeado por uma camada de tecido conjuntivo
chamado “perimísio”.
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ESTRUTURA INTERNA DO FASCÍCULO
Dentro de cada fascículo,
estão separadas por uma
terceira camada de tecido
conjuntivo (“endomísio”), e
eletricamente isoladas, as
células de um e de outro
músculo.07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 6
Tec. conectivo que envolve o:
I. músculo: epimísio
II. fascículo: perimísio
III. fibra muscular: endomísio
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ESTRUTURA INTERNA DA CÉLULA
MUSCULAR ESQUELÉTICA
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ARRANJO DOS MIOFILAMENTOS
O arranjo dos miofilamentos (fino e
grosso) forma faixas alternadas claras
e escuras (estriamentos)
ao longo da
miofibrila.
As características destas faixas são
identificadas por meio de letras.
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BANDA A (escura): contém os filamentos de miosina
+ extremidades dos filamentos de actina.
BANDA I (clara): contém filamentos de actina.
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o O que faz a actina deslizar por meio dos filamentos de
miosina é determinado através das forças mecânicas,
químicas e eletrostáticas, geradas pelas interações das pontes
cruzadas entre os filamentos de actina e o de miosina.
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Em condições de repouso as forças de atração entre
os filamentos de actina e miosina estão inibidos, mas
quando um potencial de ação se propaga sobre a
membrana da fibra muscular, determina a liberação de
grandes quantidades de íons cálcio para o
sarcoplasma que circunda as miofibrilas.
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Estes íons cálcio ativam as forças de atração entre os
filamentos e dão início a contração.
Mas também é necessário energia para que ocorra o
processo contrátil.
Essa energia é derivada das ligações de alta energia do
ATP, que é degradado a ADP para fornecer a energia
necessária.
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PARTICIPANTES MOLECULARES
A Teoria de deslizamentos dos filamentos da contração muscular
esquelética envolve a participação de 5 elementos e mais os íons cálcio.
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A mol. de miosina é formada por 6 cadeias polipeptídicas (2
pesadas e 4 leves). As cadeias pesadas se enrolam uma em torno
da outra, formando uma dupla hélice. Uma das extremidades de
cada uma dessas cadeias pesadas é dobrada, formando então a
cabeça, a outra parte forma a cauda ou corpo.
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Na célula muscular
esquelética, as moléculas de
miosina são “empacotadas”
(organizadas) juntas
formando um filamento
grosso.07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 16
MOLÉCULA DE MIOSINA COM A CABEÇA
DOBRADA
• A forma de uma molécula de miosina
individual é semelhante a um taco de golfe
com duas cabeças
• A cabeça (ponte cruzada) tem a habilidade
para mover atrás e adiante• O movimento dobrando
a cabeça provê o golpe
de poder para contração
de músculo.
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LOCAL DE LIGAÇÃO DO ATP NA MIOSINA
• A ponte cruzada tem dois locais de ligação
importantes. Um local especificamente liga ATP
(Adenosina Trifosfato), uma molécula de alto-
energia.• Isto é chamado de
conformação de baixa-energia.
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ENERGIZAÇÃO DA PONTE CRUZADA
• A ligação de ATP transfere energia
para a ponte cruzada de miosina
quando o ATP é hidrolisado de ADP
e Pi (fosfato inorgânico). Agora a
ponte cruzada está em sua
conformação de alta-energia.
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O filamento de actina é composto pela actina (F e G),
tropomiosina e troponina
(Iactina, Ccálcio e Ttropomiosina).
ACTINA
Actina é o componente principal do filamento fino. A
porção de actina do filamento fino é composta de
subunidades de actina em uma dupla cadeia
helicoidal. Cada subunidade de actina tem um local
específico no qual se ligam a miosina, formando a
ponte cruzada.
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TROPOMIOSINA• A proteína reguladora tropomiosina também faz
parte do filamento fino.
• A Tropomiosina enlaça ao redor da actina.
• No músculo não estimulado, a posição da
tropomiosina cobre os locais em que se ligam as
subunidades de actina e previne a ligação das
pontes cruzadas.
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TROPONINA
Para expor os locais que ligam com a
miosina, deve ser movida a molécula de
tropomiosina aparte.
Isto é facilitado pela presença de um terceiro
complexo molecular chamado troponina.
Troponina é fixada e espaçada
periodicamente ao longo da linha de
tropomiosina.
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ÍONS CÁLCIO
Depois de um potencial de ação, são libertados íons cálcio da cisterna
terminal e se ligam a troponina. Isto causa uma mudança de
conformação no complexo de tropomiosina-troponina, enquanto
arrastando as praias de tropomiosina fora dos locais que se liga.
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CICLO DA PONTE
CRUZADA SIMPLES
Sítio ativo não exposto
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CICLO DA PONTE
CRUZADA SIMPLES
Sítio ativo
exposto
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PASSO 1
EXPOSIÇÃO DOS LOCAIS DE LIGAÇÃO DA ACTINA
libera íons Cálcio da
cisterna terminal do
retículo sarcoplasmático
PA
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PASSO 1
EXPOSIÇÃO DOS LOCAIS DE LIGAÇÃO DA ACTINA
Ca+ inundam o cytosol
e ligam-se a troponina
muda conformação do complexo
troponina-tropomiosina.
expõem sítios ativos da actina
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Com o sítio ativo da actina
exposto, uma ponte cruzada
energizada pode se ligar no
local
PASSO 2
LIGAÇÃO DA MIOSINA À ACTINA
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PASSO 3
GOLPE DE FORÇA DA PONTE CRUZADA
A ligação da miosina na actina
provoca mudança na
conformação da ponte cruzada
liberação de ADP e Pi
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PASSO 3
GOLPE DE FORÇA DA PONTE CRUZADA
“Cabos” da ponte cruzada
puxam o filamento fino para
dentro (centro) do sarcômero
“golpe de força”
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 30
A energia química do ATP
foi transformada em
energia mecânica de
contração
PASSO 3
GOLPE DE FORÇA DA PONTE CRUZADA
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PASSO 4
DESCONECTANDO A PONTE CRUZADA DA ACTINA
Para desconectar a ponte
cruzada da actina, uma
molécula de ATP tem que
ligar-se em seu local na
ponte cruzada
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 32
PASSO 4
DESCONECTANDO A PONTE CRUZADA DA ACTINA
Para desconectar a ponte
cruzada da actina, uma
molécula de ATP tem que
ligar-se em seu local na
ponte cruzada
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PASSO 5
RE-ENERGIZAÇÃO E REPOSICIONAMENTO DA PONTE CRUZADA
A liberação da ponte
cruzada de miosina da
actina ativa a hidrólise
da molécula de ATPADP e Pi
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PASSO 5
RE-ENERGIZAÇÃO E REPOSICIONAMENTO DA PONTE CRUZADA
É transferida energia do ATP
para a ponte cruzada de
miosina, que volta a sua
conformação de alta energia
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PASSO 6
REMOÇÃO DOS ÍONS CÁLCIO
O Ca+ é transportado
ativamente do cytosol para
o retículo sarcoplasmático
através de bombas de íons
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PASSO 6
REMOÇÃO DOS ÍONS CÁLCIO
Com o Ca+ removido, o
complexo troponina-
tropomiosina cobre os locais
de sítio ativo da actina
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BOMBAS DE CÁLCIO
O transporte ativo de Ca+
envolve bombas de íons
especializadas na membrana
do retículo sarcoplasmático
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BOMBAS DE CÁLCIO
Estas bombas devem
ser energizadas por
ATP
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BOMBAS DE CÁLCIO
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BOMBAS DE CÁLCIO
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CICLO DE PONTE CRUZADA SIMPLES
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CICLO DE PONTE CRUZADA MULTIPLO
4 pontes cruzadas de
maneira coordenada
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CICLO DE PONTE CRUZADA MULTIPLO
Durante uma contração,
nenhuma das pontes
cruzadas realizada a
conexão ou desconexão
ao mesmo tempo
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CICLO DE PONTE CRUZADA MULTIPLO
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CICLO DE PONTE CRUZADA MULTIPLO
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CICLO DE PONTE CRUZADA MULTIPLO
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MIOFILAMENTOS MÚLTIPLOS
Interação dos filamentos
de actina e miosina
Teoria do deslizamento
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 48
MIOFILAMENTOS MÚLTIPLOS
Embora o sarcômero encurte,
o comprimento de cada
miofilamento não muda,
apenas a largura das zonas H
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JUNÇÃO
NEUROMUSCULAR
As células do músculo
esquelético se contraem
como resultado de impulsos
do neurônio motor.
Junção neuromuscular é o
nome dado ao local em que
o neurônio motor estimula a
célula muscular.07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 50
PAPEL DO NEURÔNIO MOTOR
As células musculares estão isoladas
eletricamente uma da outra pelo
endomísio
Para que cada célula
muscular se contraia
deve ser estimulada
por um neurônio motor
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 51
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 52
ATIVIDADE
DA J-NM
+ e – representam a polarização
Potencial da
membrana de
repouso
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PA chega no axônio terminal;
Acetilcolina é liberada
Despolarização do local
PA propaga-se ao longo do
sarcolema e abaixo do Túbulo T
Contração do sarcômero07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 54
CHEGADA DO PA AO
AXÔNIO TERMINAL (AT)
Quando o PA chega ao
AT, a mudança da
voltagem da membrana
abre os canais voltagem-
dependente de Ca+,
permitindo aos íons Ca+
entrar no AT
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FUSÃO DA VESÍCULA
SINÁPTICA
Os íons Ca+
causam a fusão de
vesículas sinápticas
com a membrana do
axônio terminal
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 57
LIBERAÇÃO DE
ACETILCOLINAO neurotransmissor
acetilcolina contido
dentro das vesículas
é liberado na fenda
sináptica
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 58
Adicionalmente, ions
Ca são bombeados
para fora do axônio
terminal
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A acetilcolina se liga
nos locais do receptor
de canais de íon
quimicamente
regulados
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Abre os canais,
permitindo o fluxo
de Na e K. Esta
troca de íons causa
despolarização.
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 61
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 62
Após um breve
período a acetilcolina
difunde para longe do
receptor e o fluxo de
íons cessa, sendo
fechado o canal
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 63
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 64
PROPAGAÇÃO DO PA A despolarização da
porção final motora inicia
um PA que se propaga
ao longo do sarcolema
em todas as direções e
abaixo dos Túbulos T
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07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 66
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 67
A propagação do PA
causa a liberação
de íons Ca+ da
cisterna terminal no
citosol
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 68
RESUMO
• Cada célula do músculo
esquelético é estimulada
individualmente por um neurônio
motor.
• A junção neuromuscular é o
local onde a porção terminal de
um axônio do neurônio motor
conecta-se a membrana da
célula muscular, separada pela
fenda sináptica.
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• Um PA chega ao axônio
terminal provocando a liberação
de acetilcolina causando a
despolarização da porção final
motora.
• Despolarização da porção
motora dispara um PA que se
propaga ao longo do sarcolema
e tubulos T.
• O PA causa a liberação de íons
Ca+ da cisterna terminal no
cytosol, ativando a contração da
célula muscular.07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 70
CONTRAÇÃO DE UNIDADES MOTORAS
• A contração do músculo
esquelético resulta da
atividade de grupos de
células musculares
chamadas unidades
motoras.
• O tamanho e o número
de unidades motoras que
são estimuladas determina
a força de uma contração
muscular.07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 71
A UNIDADE MOTORA
Um neurônio motor e
as células musculares
estimuladas são
chamadas de unidade
motora
Junção
neuromuscular
neurônio motor
A
neurônio motor
B
nervo
espinhal
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A UNIDADE MOTORA
Junção
neuromuscular
neurônio motor
A
neurônio motor
B
nervo
espinhal
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Quando uma contração
forte é necessária,
o sistema nervoso
estimula mais
de uma unidade
motora.
RECRUTAMENTO
neurônio motor
A
neurônio motor
B
nervo
espinhal
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 74
Essa excitação de
unidades motoras
adicionais ou força
aumentada de
contração
é chamada de
recrutamento
RECRUTAMENTO
neurônio motor
A
neurônio motor
B
nervo
espinhal
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RECRUTAMENTO
neurônio motor
A
neurônio motor
B
nervo
espinhal
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TAMANHO DA UNIDADE MOTORA
Qual a vantagem de ter
apenas poucas células
musculares por unidade
motora?
a) gera movimentos precisos
b) permite movimentos
totaisneurônio
motor A
neurônio motor
B
nervo
espinhal
07/04/2015 FIFIOLOGIA DO EXERCICIO - PROF. CLOVIS ROBERTO GURSKI 77
