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Biofísica da contração
muscular
Larisse Dalla
Ceres 2017
Resumo
Tecidosmusculares
Foto microscopia Desenho esquelético
Contração muscular
• Os músculos são formados por fibras que podem ser estriadas ou
lisas.
• Fibras lisas contraem-se lentamente, mas a contração pode
demorar muito tempo. Ex: vísceras, tubo digestivo, bexiga, artérias,
etc.
• Fibras estriadas Contraem-se mais rápido, geralmente dura pouco
e podem ser estriadas ou cardíacas
• O musculo transforma energia elétrica em calor e trabalho
mecânico. Estes podem ser medidos por sua eficiência mecânica
(Ef) e calor produzido (C):
Ef =
𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜 𝑅𝑒𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜
𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝐺𝑎𝑠𝑡𝑎
(%) Essa relação mostra quanto de energia virou
trabalho e quanto se gastou como calor
Calor produzido = Energia gasta – Trabalho realizado (J)
Exemplo
Um músculo realiza certo trabalho e o calor gasto é medido dando
um total de 850 J. O trabalho mecânico foi levantar massa de 30 Kg
a 1 metro de altura. Qual a eficiência mecânica e o calor produzido?
F= M x A (10 m.s-²) (N)
T= F x D (J) F= 30 x 10 = 300 N
T= 300 x 1= 300 J
Ef =
300
850
= 0,35 𝑜𝑢 35%
C= 850 – 300= 550 J (65%)
A eficiência mecânica foi de 0,35 ou 35%
O calor gasto (produzido) foi de 550 J
Tipos de contração
Não há trabalho físico
(Força x Distância é nulo)
O musculo não se encurta durante a
contração porque produz contração sem
movimento articular
Os músculos se contraem e seu comprimento diminui
O calor e trabalho nas contrações musculares é definido pela equação de Hill:
𝑬 𝒏 = A + a.ΔL + f.ΔL
A= calor da ativação ΔL = Comprimento do músculo
a.ΔL= Produto do calor de contração a, pela distância percorrida
f.ΔL = Trabalho realizado pela força f exercida pelo musculo no espaço L.
Contração Isométrica= 𝑬 𝒏 = A
Contração Isotônica= 𝑬 𝒏 = A + a.ΔL + f.ΔL
Junção neuromuscular
Placa motora
Axônio
Junção
neuromuscular
(ponto motor)
Fibra
muscular
Miofibrilas
Junção neuromuscular
Placa motora
Trajeto percorrido pelo impulso nervoso para que a contração aconteça:
• O receptor sensitivo capta o estímulo;
• O estimulo é levado pelo neurônio aferente para o SNC;
• Ocorre sinapse entre o neurônio aferente e eferente e a liberação de aceltilcolina
pelas vesículas sinápticas do neurônio eferente.
• A acetilcolina leva o musculo a executar a contração.
Fibra muscular
Estrutura de um sarcómero
• Disco Z: Sítio de ligação dos filamentos finos (actina);
• Banda I: Região ocupada somente por filamentos finos;
• Banda A: Local de sobreposição entre a actina e a miosina;
• Zona H: Região ocupada somente por filamentos grossos
(miosina);
• Linha M: Sitio de ligação dos filamentos grossos (miosina);
Estrutura de um sarcómero
Filamento fino: Actina, Troponina e Tropomiosina
TnI cobre o sítio ativo da actina
TnC se liga ao cálcio
TnT se liga à tropomiosina
Filamento grosso - Miosina
Duas cabeças, uma para o ATP
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Contração Muscular
Contração Muscular
Aula Biofísica da contração muscular
Aula Biofísica da contração muscular
Aula Biofísica da contração muscular
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Aula Biofísica da contração muscular
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Para a contração muscular acontecer, o íon cálcio tem que se
ligar a troponina nos músculos estriados e calmodulina no
musc. liso. E assim liberar o sítio ativo da actina e, para que se
forme o complexo actina-miosina (responsável pela contração).
A energia para a contração muscular vem das moléculas
de ATP (adenosina trifosfato) produzidas durante a respiração
celular. Estas moléculas atuam na ligação de miosina à actina,
ocasionando a contração muscular
Musculo Liso
• Unitário: Se contrai como uma unidade (todas as fibras juntas). As
fibras são unidas por junções comunicantes (gap). Ex: bexiga
• Multiunitário: Cada fibra se contrai separadamente. Ex: Musculo
da íris (dilatação e contração da pupila)
• No musculo liso não tem sarcómero;
• Não há tropomiosina, existe calmodulina;
• O túbulo T faz com que o potencial de ação se espalhe rápido, mas
o músculo liso não tem túbulo T e por isso sua contração é lenta
porque o potencial de ação é lento.
• Acetilcolina inicia a contração e
noradrenalina para (relaxa).
• Controle involuntário, menor
força de contração
Íons de ca+ já
no citoplasma
Contração de células músculo liso
Para fixar...
Resolver exercícios do Cap. 14. Ibrahim, 2010 2ºed.
Questões: 1; 2 (a,b); 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11;12.
Obs.: É para entregar!
Material de auxílio aos estudos
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=309s
Referências
IBRAHIM, F. H. Biofísica Básica. 2ed. 2010. Cap. 14.
HENEINE, I. F. Biofísica básica. São Paulo: Atheneu, 2006.

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  • 4. Contração muscular • Os músculos são formados por fibras que podem ser estriadas ou lisas. • Fibras lisas contraem-se lentamente, mas a contração pode demorar muito tempo. Ex: vísceras, tubo digestivo, bexiga, artérias, etc. • Fibras estriadas Contraem-se mais rápido, geralmente dura pouco e podem ser estriadas ou cardíacas • O musculo transforma energia elétrica em calor e trabalho mecânico. Estes podem ser medidos por sua eficiência mecânica (Ef) e calor produzido (C): Ef = 𝑇𝑟𝑎𝑏𝑎𝑙ℎ𝑜 𝑅𝑒𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜 𝐸𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖𝑎 𝐺𝑎𝑠𝑡𝑎 (%) Essa relação mostra quanto de energia virou trabalho e quanto se gastou como calor Calor produzido = Energia gasta – Trabalho realizado (J)
  • 5. Exemplo Um músculo realiza certo trabalho e o calor gasto é medido dando um total de 850 J. O trabalho mecânico foi levantar massa de 30 Kg a 1 metro de altura. Qual a eficiência mecânica e o calor produzido? F= M x A (10 m.s-²) (N) T= F x D (J) F= 30 x 10 = 300 N T= 300 x 1= 300 J Ef = 300 850 = 0,35 𝑜𝑢 35% C= 850 – 300= 550 J (65%) A eficiência mecânica foi de 0,35 ou 35% O calor gasto (produzido) foi de 550 J
  • 6. Tipos de contração Não há trabalho físico (Força x Distância é nulo) O musculo não se encurta durante a contração porque produz contração sem movimento articular Os músculos se contraem e seu comprimento diminui O calor e trabalho nas contrações musculares é definido pela equação de Hill: 𝑬 𝒏 = A + a.ΔL + f.ΔL A= calor da ativação ΔL = Comprimento do músculo a.ΔL= Produto do calor de contração a, pela distância percorrida f.ΔL = Trabalho realizado pela força f exercida pelo musculo no espaço L. Contração Isométrica= 𝑬 𝒏 = A Contração Isotônica= 𝑬 𝒏 = A + a.ΔL + f.ΔL
  • 8. Junção neuromuscular Placa motora Trajeto percorrido pelo impulso nervoso para que a contração aconteça: • O receptor sensitivo capta o estímulo; • O estimulo é levado pelo neurônio aferente para o SNC; • Ocorre sinapse entre o neurônio aferente e eferente e a liberação de aceltilcolina pelas vesículas sinápticas do neurônio eferente. • A acetilcolina leva o musculo a executar a contração.
  • 10. Estrutura de um sarcómero • Disco Z: Sítio de ligação dos filamentos finos (actina); • Banda I: Região ocupada somente por filamentos finos; • Banda A: Local de sobreposição entre a actina e a miosina; • Zona H: Região ocupada somente por filamentos grossos (miosina); • Linha M: Sitio de ligação dos filamentos grossos (miosina);
  • 11. Estrutura de um sarcómero
  • 12. Filamento fino: Actina, Troponina e Tropomiosina TnI cobre o sítio ativo da actina TnC se liga ao cálcio TnT se liga à tropomiosina
  • 13. Filamento grosso - Miosina Duas cabeças, uma para o ATP outra para a actina
  • 22. Para a contração muscular acontecer, o íon cálcio tem que se ligar a troponina nos músculos estriados e calmodulina no musc. liso. E assim liberar o sítio ativo da actina e, para que se forme o complexo actina-miosina (responsável pela contração).
  • 23. A energia para a contração muscular vem das moléculas de ATP (adenosina trifosfato) produzidas durante a respiração celular. Estas moléculas atuam na ligação de miosina à actina, ocasionando a contração muscular
  • 24. Musculo Liso • Unitário: Se contrai como uma unidade (todas as fibras juntas). As fibras são unidas por junções comunicantes (gap). Ex: bexiga • Multiunitário: Cada fibra se contrai separadamente. Ex: Musculo da íris (dilatação e contração da pupila) • No musculo liso não tem sarcómero; • Não há tropomiosina, existe calmodulina; • O túbulo T faz com que o potencial de ação se espalhe rápido, mas o músculo liso não tem túbulo T e por isso sua contração é lenta porque o potencial de ação é lento. • Acetilcolina inicia a contração e noradrenalina para (relaxa). • Controle involuntário, menor força de contração
  • 25. Íons de ca+ já no citoplasma
  • 26. Contração de células músculo liso
  • 27. Para fixar... Resolver exercícios do Cap. 14. Ibrahim, 2010 2ºed. Questões: 1; 2 (a,b); 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11;12. Obs.: É para entregar! Material de auxílio aos estudos https://www.youtube.com/watch?v=j-5959hSHCc https://www.youtube.com/watch?v=zNjawk8IvUs https://www.youtube.com/watch?v=Klq_6JaTBBs https://www.youtube.com/watch?v=mcw6WDuU6Ww&t =309s
  • 28. Referências IBRAHIM, F. H. Biofísica Básica. 2ed. 2010. Cap. 14. HENEINE, I. F. Biofísica básica. São Paulo: Atheneu, 2006.

Notas do Editor

  1.  para a contração muscular acontecer, o íon cálcio tem que se ligar a uma proteína intracelular (chamada de troponina nos músculos estriados e calmodulina no musc. liso). Quando o cálcio se liga, ele irá liberar o sítio ativo da actina e, assim, pode se formar o complexo actina-miosina (responsável pela contração).