Fisiologia do Fisiologia do Sistema Sistema

NeuromuscularNeuromuscular-Contração do -Contração do

músculo músculo esquelético-esquelético-

Caroline Pouillard de AquinoCaroline Pouillard de Aquino

Anatomia fisiológica do Anatomia fisiológica do músculo esqueléticomúsculo esquelético

Fibra do músculo esqueléticoFibra do músculo esquelético- Cada fibra se prolonga por todo o Cada fibra se prolonga por todo o

comprimento do músculo.comprimento do músculo.- Cada fibra é inervada por apenas uma Cada fibra é inervada por apenas uma

terminação nervosa, situada perto do terminação nervosa, situada perto do meio da fibrameio da fibra

- SarcolemaSarcolema: Membrana celular da : Membrana celular da fibra muscular que se funde com a fibra muscular que se funde com a fibra do tendãofibra do tendão

Anatomia fisiológica do Anatomia fisiológica do músculo esqueléticomúsculo esquelético

- Miofibrilas; Filamentos de actina e de Miofibrilas; Filamentos de actina e de miosinamiosina

• Cada fibra muscular é composta por Cada fibra muscular é composta por miofibrilas (centenas a milhares)miofibrilas (centenas a milhares)

• Cada miofibrila é composta de 1500 Cada miofibrila é composta de 1500 filamentos de miosina (+ espessos) e filamentos de miosina (+ espessos) e 3000 de actina, que são proteínas 3000 de actina, que são proteínas responsáveis pela contração muscularresponsáveis pela contração muscular

• A A tintinatintina é a responsável pelo é a responsável pelo posicionamento lado a lado dos posicionamento lado a lado dos filamentos de miosina e actinafilamentos de miosina e actina

Anatomia fisiológica do Anatomia fisiológica do músculo esqueléticomúsculo esquelético

- Sarcoplasma: Sarcoplasma: Líquido localizado Líquido localizado entre as miofibrilas, rico em potássio, entre as miofibrilas, rico em potássio, magnésio, fosfato e mitocôndriasmagnésio, fosfato e mitocôndrias

- Retículo sarcoplasmático: Retículo sarcoplasmático: Presente no sarcoplasma; Importante Presente no sarcoplasma; Importante para a contração muscular; Extensos para a contração muscular; Extensos nas fibras musculares com contração nas fibras musculares com contração muito rápidamuito rápida

AnatomiAnatomia a

fisiológicfisiológica do a do

músculo músculo esquelétiesqueléti

coco

Mecanismo Geral da Mecanismo Geral da contração muscularcontração muscular

1- Os potenciais de ação cursam pelo nervo 1- Os potenciais de ação cursam pelo nervo motor até suas terminações nas fibras motor até suas terminações nas fibras muscularesmusculares

2- Em cada terminação, o nervo secreta 2- Em cada terminação, o nervo secreta acetilcolina (substância neurotransmissora)acetilcolina (substância neurotransmissora)

3- Em determinado local da membrana da 3- Em determinado local da membrana da fibra muscular os “canais regulados pala fibra muscular os “canais regulados pala acetilcolina” são abertosacetilcolina” são abertos

4- Grande quantidade de Na4- Grande quantidade de Na+ se difunde para o lado interno da membrana das fibras musculares, desencadeando o potencial de ação.

Mecanismo Geral da contração Mecanismo Geral da contração muscularmuscular

55- - O potencial de ação se propaga por O potencial de ação se propaga por toda a membrana da fibra musculartoda a membrana da fibra muscular

6- O potencial de ação despolariza a 6- O potencial de ação despolariza a membrana muscular, fazendo com que membrana muscular, fazendo com que o retículo sarcoplasmático libere Cao retículo sarcoplasmático libere Ca++++

7- Os íons cálcio ativam as forças 7- Os íons cálcio ativam as forças atrativas entre os filamentos de actina atrativas entre os filamentos de actina e miosina, fazendo com que eles e miosina, fazendo com que eles deslizem ao lado um do outro, o que é o deslizem ao lado um do outro, o que é o processo contrátil processo contrátil

8- Os íons cálcio são bombeados de volta 8- Os íons cálcio são bombeados de volta ao retículo sarcoplasmático pela bomba ao retículo sarcoplasmático pela bomba de Cade Ca++++, cessando o processo de , cessando o processo de contração muscularcontração muscular

Relação entre a velocidade Relação entre a velocidade de contração e a cargade contração e a carga

O músculo esquelético se contrai O músculo esquelético se contrai extremamente rápido quando está livre extremamente rápido quando está livre de cargade carga

A velocidade de contração fica A velocidade de contração fica progressivamente menor à medida que a progressivamente menor à medida que a carga aumentacarga aumenta

Quando a carga é aumentada até um Quando a carga é aumentada até um valor igual à força máxima que o valor igual à força máxima que o músculo pode exercer, a velocidade de músculo pode exercer, a velocidade de contração é zerocontração é zero

Energética da contração Energética da contração muscularmuscular

Rendimento do trabalho durante a Rendimento do trabalho durante a contração muscularcontração muscular

T= rendimento do trabalhoT= rendimento do trabalho

C= cargaC= carga

D= distância do movimento contra a D= distância do movimento contra a cargacarga

T=CXD

Fontes de energia para a Fontes de energia para a contração muscularcontração muscular

ATP:ATP:- Movimentação dos filamentos de actinaMovimentação dos filamentos de actina- Bombeamento dos íons cálcio do sarcoplasma Bombeamento dos íons cálcio do sarcoplasma

para o retículo sarcoplasmático, após o para o retículo sarcoplasmático, após o término da contraçãotérmino da contração

- Bombeamento dos íons sódio e potássio Bombeamento dos íons sódio e potássio através da membrana da fibra muscular, para através da membrana da fibra muscular, para manutenção de condições adequadas para manutenção de condições adequadas para propagação do potencial de ação das fibras propagação do potencial de ação das fibras muscularesmusculares

Fontes de energia para a Fontes de energia para a contração muscularcontração muscular

ATP:ATP:- ATP é clivado e depois refosforiladoATP é clivado e depois refosforilado- Fontes de energia para refosforilação:Fontes de energia para refosforilação:

1- Fosfocreatina (é clivada para liberar 1- Fosfocreatina (é clivada para liberar energia para ligação de um íon fosfato energia para ligação de um íon fosfato ao ADP)ao ADP)

2- Glicólise do glicogênio previamente 2- Glicólise do glicogênio previamente armazenado nas células muscularesarmazenado nas células musculares

Fontes de energia para a Fontes de energia para a contração muscularcontração muscular

3- Metabolismo oxidativo 3- Metabolismo oxidativo - Mais de 95% de toda a energia Mais de 95% de toda a energia

usada pelos músculos para usada pelos músculos para contração mantida por longo tempo contração mantida por longo tempo é derivada dessa fonteé derivada dessa fonte

- Nutrientes consumidos: Nutrientes consumidos: carboidratos, gorduras e proteínascarboidratos, gorduras e proteínas

Características da Características da contração do músculo como contração do músculo como

um todoum todo Contração isométrica X isotônica:Contração isométrica X isotônica:- Isométrica: O músculo não encurta Isométrica: O músculo não encurta

durante a contraçãodurante a contração- Isotônica: O músculo encurta, mas Isotônica: O músculo encurta, mas

sua tensão permanece constante por sua tensão permanece constante por toda a contraçãotoda a contração

Fibras musculares rápidas X Fibras musculares rápidas X fibras lentasfibras lentas

Cada músculo é composto por uma mistura Cada músculo é composto por uma mistura desses dois tipos de fibras, além das fibras desses dois tipos de fibras, além das fibras com diferentes graduações entre estes 2 com diferentes graduações entre estes 2 extremos.extremos.

Os músculos que reagem rapidamente são Os músculos que reagem rapidamente são compostos em sua maior parte por fibras compostos em sua maior parte por fibras rápidasrápidas

Os músculos que respondem lentamente, Os músculos que respondem lentamente, mas com contração prolongada, são mas com contração prolongada, são compostos em sua maior parte por fibras compostos em sua maior parte por fibras lentaslentas

Fibras musculares rápidas X Fibras musculares rápidas X fibras lentasfibras lentas

Fibras rápidas:Fibras rápidas:1- Grandes, para uma grande força de 1- Grandes, para uma grande força de

contraçãocontração2- Retículo sarcoplasmático muito extenso, 2- Retículo sarcoplasmático muito extenso,

para rápida liberação de íons cálciopara rápida liberação de íons cálcio3- Grande quantidade de enzimas glicolíticas3- Grande quantidade de enzimas glicolíticas4- Suprimento sanguíneo menos extenso, 4- Suprimento sanguíneo menos extenso,

devido ao metabolismo oxidativo ter devido ao metabolismo oxidativo ter importância secundáriaimportância secundária

5- Menor nº de mitocôndrias5- Menor nº de mitocôndrias

Fibras musculares rápidas X Fibras musculares rápidas X fibras lentasfibras lentas

Fibras lentas:Fibras lentas:1- Menores e inervadas por fibras 1- Menores e inervadas por fibras

nervosas pequenasnervosas pequenas2- Vasos sanguíneos e capilares 2- Vasos sanguíneos e capilares

extensos e numerosos, para suprir extensos e numerosos, para suprir quantidades extras de oxigênioquantidades extras de oxigênio

3- nº elevado de mitocôndrias3- nº elevado de mitocôndrias4- Fibras com grande quantidade de 4- Fibras com grande quantidade de

mioglobina, a qual armazena oxigêniomioglobina, a qual armazena oxigênio

Mecânica da contração do Mecânica da contração do músculo esqueléticomúsculo esquelético

Unidade motora:Unidade motora:

- Todas as fibras musculares inervadas por uma Todas as fibras musculares inervadas por uma só fibra nervosa formam uma unidade motorasó fibra nervosa formam uma unidade motora

- Em geral, pequenos músculos que devem Em geral, pequenos músculos que devem reagir rapidamente e nos quais o controle reagir rapidamente e nos quais o controle deve ser preciso, têm mais fibras nervosas e deve ser preciso, têm mais fibras nervosas e menos fibras musculares (por ex., apenas 2 ou menos fibras musculares (por ex., apenas 2 ou 3 fibras musculares por unidade motora)3 fibras musculares por unidade motora)

- Inversamente, grandes músculos que não Inversamente, grandes músculos que não necessitam de controle fino podem ter muitas necessitam de controle fino podem ter muitas fibras musculares em uma unidade motorafibras musculares em uma unidade motora

Mecânica da contração do Mecânica da contração do músculo esqueléticomúsculo esquelético

Contrações musculares com forças Contrações musculares com forças diferentes-somação das forças:diferentes-somação das forças:

- Somação: soma de contrações Somação: soma de contrações individuais para aumentar a individuais para aumentar a intensidade da contração totalintensidade da contração total

- A somação ocorre por 2 meios:A somação ocorre por 2 meios:1- Pelo aumento do nº de unidades 1- Pelo aumento do nº de unidades

motoras que se contraem ao mesmo motoras que se contraem ao mesmo tempo (somação por fibras múltiplas)tempo (somação por fibras múltiplas)

2- Pelo aumento da frequência de 2- Pelo aumento da frequência de contração (somação por frequência), o contração (somação por frequência), o que pode levar à tetanizaçãoque pode levar à tetanização

Tônus do músculo Tônus do músculo esqueléticoesquelético

Mesmo em repouso, os músculos Mesmo em repouso, os músculos apresentam certa tensão, conhecida apresentam certa tensão, conhecida como tônus muscular.como tônus muscular.

Esse tônus resulta de baixa Esse tônus resulta de baixa frequência de impulsos nervosos frequência de impulsos nervosos vindos da medula espinhal.vindos da medula espinhal.

Fadiga muscularFadiga muscular

Causada por contrações musculares Causada por contrações musculares fortes, perdurando por um longo fortes, perdurando por um longo períodoperíodo

Aumenta em proporção quase direta Aumenta em proporção quase direta com a intensidade da depleção do com a intensidade da depleção do glicogênio muscularglicogênio muscular

Remodelação do músculo Remodelação do músculo para se ajustar à sua funçãopara se ajustar à sua função

Diâmetro, comprimento, força, Diâmetro, comprimento, força, suprimento vascular e fibras suprimento vascular e fibras musculares podem ser alterados musculares podem ser alterados para se ajustar às funções para se ajustar às funções requeridas pelos músculosrequeridas pelos músculos

Hipertrofia e atrofia Hipertrofia e atrofia muscularesmusculares

Hipertrofia: Hipertrofia:

- Aumento da massa muscular total- Aumento da massa muscular total

- Resulta do aumento do nº de - Resulta do aumento do nº de filamentos de actina e miosina em filamentos de actina e miosina em cada fibra muscularcada fibra muscular

- Ocorre também aumento da - Ocorre também aumento da intensidade da síntese das proteínas intensidade da síntese das proteínas contráteis e do sistema enzimático de contráteis e do sistema enzimático de fornecimento de energiafornecimento de energia

Hipertrofia e atrofia Hipertrofia e atrofia muscularesmusculares

Atrofia: Atrofia: -Diminuição da massa muscular-Diminuição da massa muscular-Ocorre, por ex, quando um músculo é -Ocorre, por ex, quando um músculo é

privado de seu suprimento nervoso privado de seu suprimento nervoso (período para reversibilidade: 3 meses (período para reversibilidade: 3 meses a, no máx, 2 anos)a, no máx, 2 anos)

-No seu estágio final, há substituição da -No seu estágio final, há substituição da fibra muscular por tecido fibroso e fibra muscular por tecido fibroso e gordurosogorduroso

-O tecido fibroso tende a continar a se -O tecido fibroso tende a continar a se encurtar por vários meses, o que é encurtar por vários meses, o que é conhecido como contraturaconhecido como contratura

Atrofia muscular X Atrofia muscular X FisioterapiaFisioterapia

Um dos problemas mais importantes na Um dos problemas mais importantes na fisioterapia consiste em evitar que os fisioterapia consiste em evitar que os músculos em atrofia venham a músculos em atrofia venham a desenvolver contraturas debilitantes ou desenvolver contraturas debilitantes ou disformes.disformes.

Isso é conseguido por meio de exercícios Isso é conseguido por meio de exercícios diários de alongamento muscular ou pelo diários de alongamento muscular ou pelo uso de aparelhos que mantenham os uso de aparelhos que mantenham os músculos estirados durante o processo músculos estirados durante o processo de atrofia.de atrofia.