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Tipos de Músculos MÚSCULO ESTRIADO CARDÍACO MÚSCULO ESTRIADO ESQUELÉTICO
MÚSCULO LISO
Tipos de Músculos Esquelético
Esquelético Estriado Voluntário
Liso
Liso Sem estriações Involuntário
Cardíaco
Cardíaco Estriado Involuntário
Estrutura do Músculo como um Todo •
Fáscia = tecido conjuntivo resistente que reveste o músculo.
•
Epimísio = fáscia.
•
Perimísio = envolve fascículos (conjunto de fibras musculares). MÚSCULO LISO
•
Endomísio = envolve fibras musculares individuais.
•
Os músculos fixam-se aos ossos por meio de tendões e aponeuroses.
Corte Transversal de um Músculo Esquelético •
Endomísio
•
Perimísio
•
Epimísio
Características Gerais do Músculo Esquelético •
Fibra: Célula alongada.
•
Sarcolema: membrana plasmática.
•
Sarcoplasma: Citoplasma (com exceção das miofibrilas).
•
Miofilamentos: actina e miosina
•
Retículo Sarcoplasmático: Retículo Endoplasmático Liso.
•
Tecido Conjuntivo: Epimísio, Perimísio e Endomísio.
Características Gerais do Músculo Esquelético
Músculo Estriado Esquelético •
Os músculos são formados por feixes de células muito longas (até 30 cm), cilíndricas e multinucleadas, com um diâmetro que varia de 10 a 100 m.
Retículo Sarcoplasmático e Túbulo T Superfície do sarcolema
Miofibrilas Reticulo sarcoplasmático Cisternas Laterais
Túbulos (T) transversos
Túbulos T
Túbulos T PARA QUE SERVEM OS TÚBULOS T? Os túbulos T conduzem a onda de despolarização até as cisternas do reticulo sarcoplasmático.
ACOPLAMENTO ELETROMECÂNICO 1. Condução do Potencial de Ação pelo sarcolema. 2. Despolarização dos Túbulos T. 3. Abertura de Canais de Ca2+ do retículo sarcoplasmático. 4. Difusão de Ca2+. 5. Aumento de Ca2+ no sarcoplasma. 6. Início da contração muscular.
A Tríade no Músculo Estriado Esqulético •
•
•
Tríade = 1 túbulo T+ 2 cisternas terminais do retículo sarcoplasmático. Há 2 tríades por sarcômero (no músculo estriado esquelético) localizado na junção das bandas A-I. Função: Despolarização do sarcolema (túbulo T) o qual libera Ca2+ do retículo sarcoplasmático. Túbulo T
Como os filamentos protéicos estão organizados no músculo estriado? Banda A
Banda I
•
Banda I (Banda Clara = Light) = somente actina –
miosina
actina
•
Actina está ancorada na linha Z, no centro da banda I.
Banda A (Banda Escura = Dark) = miosina + actina –
Contém banda H = somente miosina.
–
Miosina está ancorada na linha M.
Filamentos Protéicos Filamento Grosso
A molécula de miosina possui um sitio de ligação para actina e outro para a ATPase.
Filamento Fino Tropomiosina
Dupla hélice de Actina
Cada molécula de actina possui um sitio de ligação para a cabeça de miosina. Troponina
Filamento Fino
Troponina
Tropomiosina
Actina G
Filamento Fino •
Actina: sob a forma de polímeros longos (actina F) formados por duas cadeias de monômeros globulares (actina G) torcidas uma sobre a outra, em hélice dupla.
Filamento Fino •
Tropomiosina: molécula longa e fina, com cerca de 40 nm de comprimento, contendo duas cadeias polipeptídicas, uma enrolada na outra. Localizam-se ao longo do sulco existente entre os dois filamentos de actina F.
No estado de repouso (músculo relaxado) a miosina não consegue se ligar à actina porque os sítios de ligação estão obstruídos pela tropomiosina.
Filamento Fino •
Troponina: É um complexo de três subunidades:
– TnT, que se liga fortemente à
tropomiosina,
– TnC, que tem grande afinidade
pelos íons cálcio,
– TnI, que cobre o sítio ativo da
actina onde ocorre a interação entre actina e a miosina.
O cálcio liga-se à troponina e remove a tropomiosina liberando os sítios de ligação da actina para a cabeça da miosina. A ligação da miosina com a actina, traciona a cabeça da miosina no sentido da linha M. O filamento fino desliza sobre o grosso.
Filamento Grosso •
Miosina:
– Molécula é grande. – Tem forma de bastão com 20 nm de
comprimento e 2-3 nm de diâmetro, sendo formada por 2 polipeptídios enrolados em hélice.
– É dividida em: meromisiona leve
(porção em bastão) e meromisiona pesada (parte globular e pequena porção em bastão).
Filamento Grosso
Cauda
Cabeças
Molécula de miosina
Filamento Grosso
Cabeça da miosina
Filamentos Fino e Grosso Filamento grosso
Banda H
Filamento fino
O Músculo como um Todo
O Músculo como um Todo
Elementos estruturais de uma fibra muscular esquelética SARCÔMERO: unidade contrátil da fibra muscular.
Os filamentos finos deslizam-se sobre os grossos na presença de Ca 2+.
O Sarcômero
O Sarcômero Banda I
Banda I Banda A
Z
M
Z
Zona H Filamento fino
Sarcômero
Sarcômero
Sarcômero
Filamento grosso
Pontes cruzadas
O Sarcômero Sarcômero
Filamento fino (actina)
Filamento grosso (miosina)
Sarcômero Relaxado
Sarcômero Parcialmente Contraído
Sarcômero Contraído
Sarcômero
Sarcômero
Sarcômero
Mecanismo da Contração Muscular •
1. Potencial de ação trafega ao longo de um nervo motor até suas terminações na fibra muscular;
•
2. Na terminação, o nervo libera substância neurotransmissora (Acetilcolina - ACh);
•
3. A acetilcolina abre numerosos canais acetilcolinadependentes na membrana da fibra muscular;
•
4. A abertura dos canais ACh permite a passagem de íons sódio para a membrana, desencadeando um potencial de ação na fibra muscular.
Mecanismo da Contração Muscular •
5. O potencial trafega na fibra muscular como nas membranas neurais;
•
6. O potencial de ação despolariza a membrana muscular, passa para a profundidade da fibra muscular muscu lar estimulando o retículo sarcoplasmático a liberar íons cálcio em grande quantidade para as miofibrilas.
•
7. Os íons cálcio fazem os filamentos de actina e miosina se atraírem, deslizando entre si.
Mecanismo da Contração Muscular •
8. Em segundos os íons cálcio são bombeados novamente para o retículo sarcoplasmático pondo fim à contração, ficando armazenados até que outro potencial de ação chegue.
Mecanismo da Contração Muscular Presença de Ca2+ Disponibilidade de ATP
1) A miosina se liga à actina. Início da contração.
2) Primeiro ciclo de deslizamento.
3) Desligamento.
4) Reinício do ciclo.
Mecanismo da Contração Muscular Ciclo das pontes cruzadas
a miosina liga-se a actina (forma a ponte cruzada).
o ATP é hidrolisado. a cabeça da miosina inclina em direção à linha M.
deslizamento do filamento fino sobre o grosso.
o sarcômero se encurta.
Enquanto houver Ca2+ e ATP disponíveis, o ciclo se repete e o sarcômero encurta.
Mecanismo Molecular da Contração Muscular •
No estado relaxado: as extremidades livres dos filamentos de actina derivados de dois discos Z apenas começam a se sobrepor.
•
No estado contraído: filamentos de actina e miosina se sobrepõem. “DESLIZAMENTO DOS FILAMENTOS”
Mecanismo Molecular da Contração Muscular
Mecanismo Molecular da Contração Muscular
As cabeças de miosina formam pontes cruzadas na presença do cálcio e movimentam-se ao longo do eixo
Rigor Mortis
•
•
Começa após 3 à 4 h da morte e atinge o pico máximo em 12 h. Diminui dentro de 48 h. A deterioração do retículo sarcoplasmático libera Ca 2+.
•
Estimula a formação de pontes cruzadas.
•
Não há ATP para causar o relaxamento.
Fadiga Muscular •
Fadiga: fraqueza progressiva e perda da capacidade de contratilidade pelo uso prolongado.
•
Causas: – – – – –
Queda na disponibilidade de ATP. Alteração no potencial de membrana. Inibição enzimática pelo acúmulo de ácido láctico (pH ácido). Acumulo de K extracelular. Esgotamento de acetilcolina.
Relaxamento Muscular
Potencial de Ação Estimulação
Bomba de Ca++ Calsequestrina
Calsequestrina
ATP como Fonte de Energia para Contração •
Quando um músculo se contrai, executa trabalho e consome energia.
•
O ATP é clivado em ADP durante o processo contrátil.
•
Quanto maior for o trabalho realizado pelo músculo, maior a quantidade clivada de ATP.
Fontes de Energia para a Contração Muscular A) ATP B) Fosfato de creatina C) Glicogênio
Fontes de Energia para a Contração Muscular • •
Todos os músculos dependem do consumo de ATP. O ATP é disponibilizado pela síntese de: – Fermentação anaeróbica (produção rápida mas limitada): não necessita de O2 mas produz ácido láctico – Respiração aeróbica (produz mais ATP, mas lentamente): requer disponibilidade contínua de O2.
Energética da Contração Muscular •
Quando um músculo contrai contra uma carga, executa trabalho. Então a energia é transferida para a carga externa W = L X D
•
W = trabalho executado;
•
L = carga;
•
D = distância do movimento contra a carga.
Contração Muscular
Contração de um Músculo Esquelético Isolado •
Espasmo muscular: uma simples contração breve.
•
Período latente: período breve antes de ocorrer outra contração.
•
Período de contração
•
Período de relaxamento
Contração de um Músculo Esquelético Isolado A resposta à contração depende: 1.
da força do estímulo.
2. da velocidade de aplicação do estímulo. 3. do número de estímulos. 4. do comprimento inicial do músculo. 5. da temperatura - 37ºC.
Abalo e Tetania
Espasmo e Tétano
Descarga de estímulos de baixa freqüência
Estímulo de freqüência alta causará a fusão dos espasmos
Contração forte Abalos Somação Isolados Mecânica
Tétano incompleto
Tétano completo
Fenômeno de escada
Mais Ca2+ no sarcoplama Maior o encurtamento
A força de contração pode ser aumenta aumentando-se a freqüência dos PA, a duração do estímulo e recrutando cada vez mais fibras do músculo em atividade.
Tipos de Contração Muscular •
Contração isométrica (comprimento igual): contração muscular produz uma força que é exercida nos pontos de fixação e não há modificação no comprimento.
CONTRAÇÃO ISOTÔNICA
CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA
Ex: quando está simplesmente de pé, a pessoa tensiona seus músculos da perna para manter uma posição fixa das articulações. •
Contração isotônica (força igual): se for adicionado a uma das extremidades do músculo um peso que ele consiga erguer, o músculo encurtará, mas a carga permanece a mesma durante toda a contração. Ex: quando se anda, com movimento das pernas ou quando se está erguendo os braços, a contração é preponderantemente isotônica.
Fibras Rápidas ou Brancas •
fibras maiores para maior força contrátil,
•
retículo sarcoplasmático extenso para rápida liberação de íons cálcio,
•
grande quantidade de enzimas glicolíticas,
•
pequeno suprimento sangüíneo,
•
menor número de mitocôndrias - metabolismo oxidativo é secundário.
•
contração muscular forte e rápida: saltos, corridas de curta distância. velocista
Fibras Lentas ou Vermelhas •
fibras menores,
•
inervada por fibras nervosas delgadas,
•
rede de capilares e vasos sangüíneos extensa (O 2),
•
grande número de mitocôndrias para manter alto metabolismo oxidativo.
•
contêm mioglobina (contém ferro e liga-se ao O 2) conferindo cor avermelhada às fibras.
•
contração muscular contínua e prolongada: suporte do corpo contra a gravidade, corridas, maratonas.
maratonista
SNC Medula
Fibras musculares
nervo
Placa Motora ou Junção Neuromuscular
Raízes ventrais
Ramificação nervosa
Junção neuromuscular Terminação nervosa
Sarcômero
Placa Motora ou Junção Neuromuscular
Junçao Neuromuscular Esquelética PA no axônio
EVENTOS DA NEUROTRANSMISSÃO 1. Chegada do PA nos terminais 2. Liberação de Acetilcolina 3. Complexo receptor nicotínico-Ach 4. Abertura de canais Na pós-sinápticos 5. Potencial pós-sináptico (Potencial de Placa) 6. Abertura de Canais Na e K voltagem dependentes no sarcolema 7. Geração e propagação do PA pelo sarcolema
Fibra muscular
As fibras musculares são células excitáveis como os neurônios: geram PEPS (potencial de placa) e PA. Forma rápida de transmitir os comandos neurais.
Placa Motora ou Junção Neuromuscular Vesículas sinápticas contendo acetilcolina Túbulo T
Axônio terminal de um motoneurônio Mitocôndria Fenda sináptica Dobras juncionais
Parte de uma miofibrila
Canais de Na+ Abertos pela Acetilcolina Terminal axônico
Moléculas de Ach
Fenda sináptica Receptor de Ach Ligação da Ach ao receptor e abertura dos canais de sódio
Unidade Motora
•
São todas as fibras musculares inervadas por um mesmo axônio.
•
Ex: valor médio = 100 fibras por unidade motora.
•
Uma unidade motora presente num músculo ocular tem 10 fibras musculares.
•
Uma unidade motora dos músculos dos membros pode ter 1.000 ou mais fibras musculares.
Unidade Motora
As fibras musculares de uma unidade motora são todas do mesmo tipo mas ficam dispersas no músculo. Um músculo é formado de vários tipos de fibras musculares, portanto é controlado por mais de um motoneurônio.
Remodelação do Músculo para se Adaptar à Função •
Os músculos estão continuamente se remodelando para adaptarem-se à função, seus diâmetros, comprimentos, forças e tipos de fibras são alterados em graus moderados.
•
Experimentos mostram que as proteínas contráteis dos músculos podem ser renovadas em até duas semanas.
Efeito da Desnervação do Músculo
•
Quando um músculo perde seu suprimento nervoso deixa de receber sinais para contração necessários para manter a dimensão normal, ocorre, então, a atrofia muscular e as fibras se degeneram.
•
Reinervação: restabelece a função em até 3 meses.
O constante uso do músculo estimula a síntese de proteínas contráteis. HIPERTROFIA: aumento da área de secção transversal e maior potencia mecânica ATROFIA: redução da massa muscular decorrente de lesões dos neurônios motores.
ANABOLIZANTES Drogas sintéticas da testosterona (hormônio masculino) Entre os vários efeitos causa hipertrofia muscular.
Músculo Cardíaco •
Esse músculo é constituído por células alongadas que se anastomosam irregularmente.
•
Também apresentam estriações transversais, mas são facilmente diferenciadas das dos músculos esqueléticos por só apresentarem um ou dois núcleos centrais.
•
Um aspecto importante dessa musculatura é o fato de entre as suas células existir linhas transversais fortemente coráveis que aparecem em intervalos irregulares, são os discos intercalares.
Músculo Cardíaco
Miofibrilas Núcleo central e ovóide Discos Intercalares
Músculo Cardíaco •
Os discos intercalares são junções que aparecem como linhas retas ou exibem um aspecto em escada. Nesses discos encontram-se três especializações juncionais: A) zônulas de adesão que serve para ancorar os filamentos de actina dos sarcômeros terminais; B) os desmossomas que unem as células musculares impedindo que elas se separem sob a atividade contrátil constante do coração e C) as junções do tipo GAP que se situam nas partes laterais dos discos e são responsáveis pela continuidade iônica entre as células musculares vizinhas.
Discos Intercalares
Gap junctions (junções comunicantes)
Zônulas de adesão desmossomos
Músculo Cardíaco •
•
No músculo cardí aco, o sistema T e o retí culo sarcoplasmático não são tão bem organizados como no músculo esquelético. As trí ades não são tão freqüentes, sendo caracterí stico a presença de d í ades, constituí das por um tú bulo T e uma cisterna do retí culo sarcoplasmático. Além de grandes depósitos de glicogênio e de grânulos de lipofuscina, o sarcoplasma cardí aco contém muitas mitocôndrias localizadas próximo a cada pólo do núcleo e também intercaladas entre os miofilamentos.
Membrana plasmática
Disco intercalar Miofibrila Mitocôndria
Túbulo transverso Retículo sarcoplasmático
Músculo Cardíaco •
•
•
Não existem no coração terminações nervosas comparáveis à placa motora do músculo esquelético, no entanto o coração recebe nervos tanto do sistema simpático como do parassimpático, que formam plexos na base do coração. As células musculares cardíacas são capazes de autoestimulação, independentemente do impulso nervoso. O sistema nervoso exerce no coração uma ação reguladora, adaptando o ritmo cardíaco às necessidades do organismo como um todo.
Músculo Liso •
•
É formado por células fusiformes, mais espessas no centro e afiladas nas extremidades. O tamanho da célula pode variar de 20m na parede dos pequenos vasos sangüíneos até 500 m no útero grávido.
Músculo Liso •
Automaticidade: se contrai na ausência de estímulo nervoso.
•
Inervado pelo Sistema Nervoso Autônomo.
•
Músculo Liso Visceral: as fibras musculares estão organizadas em lâminas, feixes ou tubos, e suas membranas celulares fazem contato por meio de gap junctions. Quando parte do músculo visceral é estimulada, o potencial de ação é conduzido para células vizinhas ao mesmo tempo. Ex: fibras musculares dos pequenos vasos sangüíneos, da parede do intestino, das vias biliares, dos ureteres e do útero.
•
Músculo Liso Multiunitário: fibras musculares distintas. Cada fibra atua inteiramente independente das outras e é, muitas vezes, inervada por terminação nervosa única. Ex: fibras musculares do músculo ciliar e a íris do globo ocular e os músculos eretores do pêlo.
Músculo Liso •
Lentidão da contração e do relaxamento do músculo.
•
O músculo liso pode manter um estado de contração duradoura e estável (tônus), como acontece no intestino, bexiga urinária e arteríolas.
•
O músculo liso visceral pode ser excitado pelo estiramento.
•
Não possuem placa motora. Algumas fibras nervosas secretam suas substâncias transmissoras para o líquido intersticial, à distância de alguns micrômetros das células musculares.
•
Substâncias transmissoras: acetilcolina e norepinefrina; são de efeitos antagônicos.
Músculo Liso Corte Longitudinal
?
Gânglio Mioentérico
Corte Transversal
Músculo Liso
•
Corpos densos.
•
Cavéolas.
•
Miofibrilas em arranjo tridimensional.
•
Não tem troponina.
Célula Relaxada
Contração no Músculo Liso Área densa
Corpo denso
Núcleo Fibras de actina e miosina Célula Contraída
Contração no Músculo Liso
Músculo esquelético: filamento fino regulado pela troponina e tropomiosina tropomiosina actina miosina
Músculo liso: filamento fino regulado por Ca2+-calmodulina tropomiosina actina
Contração no Músculo Liso
Ca+ + Calmodulina
RE
Ca+Calmodulina MLC
MLCK = Miosina Quinase
ATP
MLCK
Contração no Músculo Liso
Ca2+ + Calmodulina
RE
Ca2+ Calmodulina MLC
ATP
MLCK
Fosfatase MLCK = Miosina Quinase
AMPc
Comparação entre os 3 tipos de músculos Características
Estriado Esquelético
Estriado Cardíaco
Sarcômeros
Multinucleado, Um ou dois núcleos alongados núcleos centrais. na periferia. Sim. Sim.
Morfologia das Células
Células longas e cilíndricas
Núcleos
Liso
Um núcleo central.
Não. Corpos densos e placas densas apoiam microfilamentos em rede no citoplasma. Células ramificadas Células fusiformes, com discos sem estriações. intercalares.
Comparação entre os 3 tipos de músculos Características
Estriado Esquelético
Estriado Cardíaco
Citoesqueleto na contração
Sarcômeros, Actina-f, Tropomiosina, Troponina, Miosina.
Sarcômeros, Actina-f, Tropomiosina, Troponina, Miosina .
Inervação efetora
Motora somática: Placa Motora.
SN Autônomo.
Contração
Voluntária, tudo ou Involuntária, nada. rítmica e espontânea.
Liso
Actina-f, tropomiosina, Filamentos Intermediários (Vimentina, Desmina). SN Autônomo. Involuntária, lenta e vigorosa.
Comparação entre os 3 tipos de músculos Características
Estriado Esquelético
Estriado Cardíaco
Retículo Sarcoplasmátio
Bem desenvolvido, Pouco definido. com cisternas terminais.
Túbulos T
Sim. Formação da TRÍADE.
Sim. Formação da DÍADE.
Ligação de cálcio
Troponina C.
Troponina C.
Liso
Pouco REL, mas não envolvido no armazenamento de Ca2+. Nenhum. Calmodulina.
