fisiologia do músculo estriado
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Fisiologia do músculo estriado
Fisiologia do músculo estriado
Prof. Dr. Caio Maximino
Marabá/PA – 2015
Fisiologia do músculo estriado
Proteínas fibrosas musculares
● Proteínas contráteis– Miosina – Gera força durante a contração muscular– Actina – Componente principal do filamento fino; liga-se ao
filamento rosso durante a contração
● Proteínas regulatórias– Tropomiosina – Componente do filamento fino; recobre os
sítios de ligação da miosina nas moleculas de actina quando a fibra está relaxada
– Troponina – Componente do filamento fino; muda de conformação quando se liga ao cálcio
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
Proteínas fibrosas musculares
● Proteínas estruturais– Titina – Conecta discos Z à linha M do sarcômero,
establizando a posição do filamento grosso– α-Actinina – Proteína do disco Z que liga-se a moléculas de
acitna e titina– Miomesina – Forma a linha M; liga-se a moléculas de titina,
conectando filamentos grossos adjacentes– Nebulina – Circunda cada filamento fino; permite o
ancoramento dos filamentos finos aos discos Z– Distrofina – Liga filamentos finos a proteínas integrais de
membrana do sarcolema, que por sua vez estão ligadas a proteínas na matriz extracelular.
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
Relembrando: Componentes do sarcômero
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
Mecanismo de filamentos deslizantes
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
Ciclo contrátil
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
Organização dos sarcômeros
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
● O número de sarcômeros em série ou em paralelo irá ajudar a determinar as propriedades de um músculo
3 sarcômeros em série
(alta velocidade)
3 sarcômeros em paralelo
(alta força)
Fisiologia do músculo estriado
Organização dos sarcômeros(os valores não refletem sarcômeros reais)
1 sarcômero 3 sarcômeros em série
3 sarcômeros em paralelo
Força 1 N 1 N 3 N
Amplitude de movimento
1 cm 3 cm 1 cm
Tempo 1 s 1 s 1 s
Velocidade 1 cm/s 3 cm/s 1 cm/s
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
● Quanto maior a distância tendão-tendão, maior o número de sarcômeros em série
● Quanto maior a área da secção cruzada, maior o número de sarcômeros em paralelo
Fisiologia do músculo estriado
Relação entre o formato do músculo e a organização dos sarcômeros
● Músculos fusiformes – Fibras longitudinais– Normalmente não se estendem por todo o comprimento do músculo– Sarcômeros em série; velocidade máxima e amplitude de movimento
aumentadas– Número relativamente pequeno de sarcômeros em paralelo; capacidade de
força baixa
● Músculos peniformes – Tendões em paralelo ao eixo longo do músculo– Fibras orientadas diagonalmente em relação ao eixo– Grande número de sarcômeros em paraelo e área de secção cruzada
grande promovem capacidade de força de contração– Velocidade de contração e amplitude de movimento diminuidas
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
Túbulo transverso – Sistema retículo sarcoplasmático
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Acoplamento excitação-contração
Fisiologia do músculo estriado
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
Tipos de músculo liso
● Músculo liso multiunitário – Fibras musculares discretas que operam de forma independente umas das outras– Normalmente inervadas por uma única terminação nervosa
● Musculo liso unitário – Fibras muscuares discretas que contraem juntas– Controle comumente não-nervoso (endócrino)– Aderências nas membranas celulares e junções
comunicantes
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
Mecanismo da contração do músculo liso
● Troponina ausente
● Filamentos de actina ligados a corpos densos (desempenham o mesmo papel dos discos Z)
● Baixa frequência de ciclos das pontes cruzadas de miosina (contração fraca)
● Menos energia necessária para manter a contração
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
Miosina cinase e fosforilação da cabeça da miosina
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
ATP para contração
● A contração muscular depende de ATP para– Realizar o ciclo de contração– Bombear Ca2+ para o retículo sarcoplasmático– Realizar reações metabólicas
● Esse ATP é proveniente de 3 fontes principais– Fosfocreatina– Glicólise anaeróbica– Respiração aeróbica
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
Fosfocreatina
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
● No músculo relaxado, a maior parte do ATP é usada para sintetizar fosfocreatina através da atividade da creatina cinase (CK) mitocondrial
● Quando a contração se inicia e os níveis de ADP começam a se elevar, a CK miofibrilar cataliza a transferência do Pi para o ADP.
● A combinação do ATP disponível e da fosfocreatina é chamada de sistema de energia do fosfágeno– ~4 moles ATP/min– Energia provida por < 15 s
Fisiologia do músculo estriado
Glicólise anaeróbica e respiração aeróbica
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
Por que o piruvato é convertido em lactato no metabolismo anaeróbico?
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
● A glicólise depende de um suprimento estável de oxidantes metabólicos para converter glicose em piruvato
● O músculo utiliza a lactato desidrogenase (LDH) para oxidar NAD+H+ em NAD+
Fisiologia do músculo estriado
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fontes energéticas para a contração
Fisiologia do músculo estriado
Utilização de glicogênio no músculo em atividade
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
Mecanismos da fadiga
● Central – Redução no comando neural da atividade muscular, resultando em declínio na força produzida na contração.
● Periférica – Capacidade reduzida da fibra muscular em se contrair.– Diminuição de substratos– Acúmulo de metabólitos que interferem com a liberação
de Ca2+ ou sua capacidade em estimular a contração
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Fisiologia do músculo estriado
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Depleção de substratos
Fisiologia do músculo estriado
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
Acúmulo de fosfato inorgânico
● O Pi é liberado do sítio de ligação da miosina na transição do estado fraco para o estado forte de ligação cruzada.
● Concentrações intracelulares altas de Pi inibem a liberação, mantendo os complexos de actomiosina em estado fraco por um longo período de tempo.
Fisiologia do músculo estriado
Prótons como fatores limitantes
Acoplamentoexcitação-contração
Motoresmoleculares
Fadiga centrale periférica
Fosforilação nacontração do
m. liso
Metabolismono músculoesquelético
● H+ produzido na glicólise anaeróbica pela dissociação do ácido lático.
● Acidez aumentada associada com a transformação da fosforilase b na forma ativa a e inibição da fosfofrutocinase
● Diminuição do pH reduz a atividade da troponina pelo Ca2+
● Diminuição do pH também diminui o Vmax da formação de ligações cruzadas e a tensão máxima desenvolvida pela fibra.