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Fisiologia do músculo estriado
O documento descreve a fisiologia do músculo estriado, incluindo suas proteínas contráteis e regulatórias, mecanismo de contração muscular, organização dos sarcômeros, acoplamento excitação-contração, fontes de ATP para contração muscular e mecanismos de fadiga muscular.
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- 1. Fisiologia do músculoestriado Fisiologia do músculo estriado Prof. Dr. Caio Maximino Marabá/PA – 2015
- 2. Fisiologia do músculoestriado 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 Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 3. Fisiologia do músculoestriado 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. Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 4. Fisiologia do músculoestriado Relembrando: Componentes do sarcômero Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 5. Fisiologia do músculoestriado Mecanismo de filamentos deslizantes Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 6. Fisiologia do músculoestriado Ciclo contrátil Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 7. Fisiologia do músculoestriado Organização dos sarcômeros Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético ● 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)
- 8. Fisiologia do músculoestriado 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 Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético ● 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
- 9. Fisiologia do músculoestriado 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 Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 10. Fisiologia do músculoestriado Túbulo transverso – Sistema retículo sarcoplasmático Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 11. Fisiologia do músculoestriado Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético Acoplamento excitação-contração
- 12. Fisiologia do músculoestriado Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 13. Fisiologia do músculoestriado 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 Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 14. Fisiologia do músculoestriado 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 Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 15. Fisiologia do músculoestriado Miosina cinase e fosforilação da cabeça da miosina Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 16. Fisiologia do músculoestriado 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 Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 17. Fisiologia do músculoestriado Fosfocreatina Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético ● 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
- 18. Fisiologia do músculoestriado Glicólise anaeróbica e respiração aeróbica Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 19. Fisiologia do músculoestriado Por que o piruvato é convertido em lactato no metabolismo anaeróbico? Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético ● 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+
- 20. Fisiologia do músculoestriado Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético Fontes energéticas para a contração
- 21. Fisiologia do músculoestriado Utilização de glicogênio no músculo em atividade Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 22. Fisiologia do músculoestriado 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 Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético
- 23. Fisiologia do músculoestriado Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético Depleção de substratos
- 24. Fisiologia do músculoestriado Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético 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.
- 25. Fisiologia do músculoestriado Prótons como fatores limitantes Acoplamento excitação- contração Motores moleculares Fadiga central e periférica Fosforilação na contração do m. liso Metabolismo no músculo esquelético ● 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.