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FISIOLOGIA MUSCULAR
Guillaume Duchenne (1806-1875)

Respostas musculares com a estimulação
diretamente sobre o músculo
Picture Source: http://chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/history/duchenne.html
Leopoldo de Meis – UFRJ
Parte 1
Parte 2
Músculo esquelético: cuja força mecânica é aplicada sobre ossos; move e estabiliza as
articulações proporcionando a relação com o ambiente externo.
Nascido para sobreviver
Características gerais
dos músculos
esqueléticos

A contração muscular proporciona desenvolvimento
de força mecânica ou ( tensão). Essa força causa
movimento ou se opõe a uma carga (peso).
CONTRAÇÃO ISOTÔNICA

40% do peso corporal
Associados ao esqueleto
Propriedade contrátil
Contração rápida e lenta
Metabolismo aeróbico/ anaeróbico
Diferenças interssexuais
Outras funções dos músculos esqueléticos
Termorregulaçao
Neoglicogenese durante o jejum prolongado

CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA

Músculos fásicos
Músculos tônicos
Músculo cardíaco: cuja contração rítmica ejeta liquido (sangue) – bombeamento.

As fibras musculares cardíacas
estão eletricamente acopladas
Músculo Liso : cuja contração mistura , move ou esvazia um conteúdo.

Interactive Physiology: visite o site
e conheça os movimentos
relacionados à mastigação,
deglutição e à motilidade do TGI
Córtex motor primário

Giro pré-central
Origem da via córtico- espinhal

Núcleos Motores
do tronco encefálico

Músculos extrínsecos dos olhos
Músculos da mastigação
Músculos da expressão facial
Músculos do pescoço
Músculos da língua
Córtex motor primário

Giro pré-central
Origem da via córtico- espinhal

Núcleos Motores
da Medula

Músculos axiais
Músculos proximais e distais dos
membros superiores e inferiores
Musculatura esquelética e os
neurônios motores da medula
GRUPO MEDIAL
m. axial do tronco e m apendicular proximal
(antebraço e ombros)
Equilíbrio postural
GRUPO LATERAL
m. apendicular distal (braços, pernas, mãos e pés)
Movimentos finos das extremidades
Núcleos motores somáticos
da medula (cervical)
Aferências

Músculos
distais
Músculos axiais
e proximais

Aferências

Músculos
distais
Músculos axiais
e proximais
O SNC envia impulsos nervosos (determinada
freqüência de PA) para as fibras musculares
que respondem às alterações do potencial de
membrana e contração.

O encurtamento das fibras musculares
gera tensão mecânica nas
extremidades que aplicadas aos ossos,
através dos tendões e ligamentos pode
estabilizar articulações (postura) ou
move-lo ( movimento) .
Fisiologia muscular
Contração
isotônica

Contração
isométrica
Organização morfológica do músculo esquelética
Músculo
SARCÔMERO: unidade contrátil da fibra muscular

Células musculares

Miofibrilas

Os filamentos finos deslizam-se sobre os grossos na
presença de Ca.
O sarcômero é constituído de moléculas com propriedades mecânicas ATP e Ca
dependentes
FILAMENTO GROSSO

O deslizamento dos filamentos finos sobre os
grossos causam a contração do sarcômero, ou seja, a
contração das fibras musculares.

FILAMENTO FINO
http://apps.uwhealth.org/health/adam/ap/200000.htm
Fisiologia muscular
Inervação motora

Terminal
axonico

Músculo

Fibra
Muscular

Unidade motora: o motoneurônio e as fibras
musculares por ele inervadas.
Um músculo é controlado por mais de um
motoneurônio; possui várias unidades musculares.
http://www.fcm.unicamp.br/deptos/anatomia/musnlinervmot.html
Fisiologia muscular
FIBRAS MUSCULARES
-Excitáveis como os neurônios (geram e propagam PA ).
- Contráteis (encurta-se quando estimulado)
- Extensiveis (pode ser estirado)
- Elásticos (retorna ao seu comprimento de repouso após o estiramento)
JUNÇÃO NEURO-MUSCULAR
Sinapse entre a neurônio motor e a fibra
muscular esquelética
RELAÇÃO DE INERVAÇAO
Alta: PRECISÂO
1: poucas fibras
Baixa : POTENCIA MECANICA
1: muitas fibras

A sinapse neuromuscular ocorre na região do
sarcolema denominada placa motora para onde
os NT são liberados.
O NT nas fibras musculares esqueléticas é a
acetilcolina cujo receptor é ionotrópico e
nicotínico .
EVENTOS DA NEUROTRANSMISSAO
PA no axônio

1. Chegada do PA nos terminais

2. Liberação de acetilcolina (Ach)
3. Complexo receptor -Ach
4. Abertura de canais de Na NT-dependentes
5. Potencial pós-sináptico = Potencial de
Placa
6. Abertura de Canais Na e K voltagem
dependentes, fora da placa motora
7. Geração e propagação do PA pelo
sarcolema
A freqüência de resposta das fibras musculares é
diretamente proporcional a freqüência de
estimulação.

Fibra muscular

A freqüência de PA nas fibras é diretamente
proporcional a força de contração muscular.
Os túbulos T conduzem a onda de despolarização até as
cisternas do reticulo sarcoplasmático

TRANSDUÇÃO ELETRO-MECÂNICA
1. Condução do PA pelo sarcolema

2. Despolarização dos Túbulos T
3. Abertura de canais de Ca++ voltagem dependentes
do retículo sarcoplasmático
4. Difusão de Ca++
5. Aumento de [Ca++] no mioplasma
6. Inicio da contração muscular
Leopoldo de Meis – UFRJ
Parte 3
1.
2.
3.

potencial de ação no neurônio motor
Potencial de placa
Potencial de ação no sarcolema

Contração
Latência

A tensão muscular se desenvolve bem depois de o
PA ter ocorrido. Essa resposta mecanica unitaria é
denominada de abalo muscular

Relaxamento
Contração
Tetânica
ou máxima

Somação de
vários abalos

ABALO: tensão mecânica isolada do músculo. A menor resposta ao
estimulo.
SOMAÇAO: somação mecânica de abalos
sucessivos
TÉTANO: somação mecânica máxima em resposta a freqüência
elevada de PA
neurônio

PA

ACh

Como aumentar a força de contração???
1) Aumentado a freqüência de estimulação das fibras
musculares pelo motoneurônio da unidade motora. O
aumento de força ocorre por somação mecânica.
RESPOSTAS MECÂNICAS DO MÚSCULO

Fibras musculares

Mais Ca no mioplama
Maior o encurtamento

Abalos
Isolados

Somação
Mecânica
Fenômeno
de escada

Tétano
incompleto

Tétano
completo
2) Recrutando-se progressivamente as unidades
motoras do músculo .

EMG (eletromiograma)
Registra potenciais eletricos extracelulares do conjunto de fibras
musculares em atividade.
Distrofia muscular
a) Duchenne
b) Becker
Sinais e Sintomas: fraqueza dos músculos flexores do
pescoço e dos músculos proximais dos membros

Causa genética
Deficiência nas proteínas estruturais dos músculos
Defeito no sarcolema
Entrada de íons cálcio no mioplasma
Necrose das fibras musculares
3) aumentando-se a área de seção transversal do músculo, ou seja, hipertrofia
( aumento na quantidade de miofibrilas contrateis)
CICLO DAS PONTES
CRUZADAS
Calcio ++ dependente
ATP dependente
Quanto mais tempo dura o PA no sarcolema,
mais tempo dura o Ca++ no mioplasma.
Quanto mais vezes o ciclo se
repete, maior será o grau de
deslizamento.
Rigor Mortis (Rigidez cadavérica)
•
•
•
•
•

Começa apos 3 a 4h e atinge o pico máximo em 12h. Diminui dentro de 48h.
A deterioração do reticulo sarcoplasmático leva ao aumento de Ca no mioplasma
Formação das pontes cruzadas
Não há ATP para causar o relaxamento ou para remover o Ca
Estado de rigidez

Rigidez cadavérica
O sistema de alavancas, potencializa
a força muscular

A contração deslocou apenas 1cm
a carga de 7Kg

O mesmo músculo associado a um sistema
de alavancas ósseas desloca mais e com
menos esforço.
Flexão do antebraço
sobre o braço

Manter a cabeça ereta

Extensão da perna
Há dois tipos de contração
CONTRAÇÃO ISOTÔNICA

Há encurtamento muscular.
As fibras musculares se
encurtam e ocorre a
realização de trabalho.
Contração dinamica

CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA

Não há encurtamento das fibras
musculares ou movimento
articular).
Contração estática
O CORPO EM MOVIMENTO
Enquanto o SISTEMA NERVOSO SENSORIAL possibilita...
Transdução dos sinais físicos e químicos
Representação do mundo exterior e do estado interno do corpo
Percepção: detectar, analisar e estimar o significado dos estímulos ambientais (gnosias)
O SISTEMA NERVOSO MOTOR SOMÁTICO...
Transdução dos sinais neurais em força contrátil que se expressa na forma de
movimentos e posturas do corpo (comportamento)
MOVIMENTOS REFLEXOS (baixa complexidade)
- Evocados por estímulos específicos
- Utiliza algumas unidades de trabalho da motricidade
- Estereotipados e Inatos
- Podem ser condicionados
MOVIMENTOS VOLUNTÁRIOS (alta complexidade)
- Planejamento e estratégia (praxias)
- Amplamente modulado pela aprendizagem
- Utiliza todas as unidades de trabalho da motricidade
-“...sussurrar uma silaba quanto derrubar uma floresta”
SISTEMA MOTOR: todos os elementos (fibras musculares e neurônios)
envolvidos com a motricidade (somática e visceral).

ELEMENTOS DO SISTEMA MOTOR SOMÁTICO
EFETUADORES
os músculos esqueléticos que realizam a atividade
ORDENADORES
os motoneurônios (da medula e do tronco encefálico) que comandam as
fibras musculares
CONTROLADORES
Cerebelo e núcleos da base que modulam a atividade motora
PROGRAMADORES e INICIADORES: áreas corticais motoras associativas e
primária.
CORTEX CEREBRAL
Área pré-motora

Áreas de associação
Áreas motoras
(desejo de se mover)
(programas)
NUCLEOS DA BASE
(iniciação)
(inicio e ajustes posturasi)
Lobo posterior
CEREBELO
(coordenação)
Lobo
Lobo
Anterior
FloculoReceptores
nodular
vestibulares
(equilíbrio)

Fusos Musculares
Órgãos tendinosos de
Golgi

TRONCO
ENCEFÁLICO

MEDULA

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controlam os
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Fisiologia muscular

  • 2. Guillaume Duchenne (1806-1875) Respostas musculares com a estimulação diretamente sobre o músculo Picture Source: http://chem.ch.huji.ac.il/~eugeniik/history/duchenne.html
  • 3. Leopoldo de Meis – UFRJ Parte 1 Parte 2
  • 4. Músculo esquelético: cuja força mecânica é aplicada sobre ossos; move e estabiliza as articulações proporcionando a relação com o ambiente externo. Nascido para sobreviver
  • 5. Características gerais dos músculos esqueléticos A contração muscular proporciona desenvolvimento de força mecânica ou ( tensão). Essa força causa movimento ou se opõe a uma carga (peso). CONTRAÇÃO ISOTÔNICA 40% do peso corporal Associados ao esqueleto Propriedade contrátil Contração rápida e lenta Metabolismo aeróbico/ anaeróbico Diferenças interssexuais Outras funções dos músculos esqueléticos Termorregulaçao Neoglicogenese durante o jejum prolongado CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA Músculos fásicos Músculos tônicos
  • 6. Músculo cardíaco: cuja contração rítmica ejeta liquido (sangue) – bombeamento. As fibras musculares cardíacas estão eletricamente acopladas
  • 7. Músculo Liso : cuja contração mistura , move ou esvazia um conteúdo. Interactive Physiology: visite o site e conheça os movimentos relacionados à mastigação, deglutição e à motilidade do TGI
  • 8. Córtex motor primário Giro pré-central Origem da via córtico- espinhal Núcleos Motores do tronco encefálico Músculos extrínsecos dos olhos Músculos da mastigação Músculos da expressão facial Músculos do pescoço Músculos da língua
  • 9. Córtex motor primário Giro pré-central Origem da via córtico- espinhal Núcleos Motores da Medula Músculos axiais Músculos proximais e distais dos membros superiores e inferiores
  • 10. Musculatura esquelética e os neurônios motores da medula GRUPO MEDIAL m. axial do tronco e m apendicular proximal (antebraço e ombros) Equilíbrio postural GRUPO LATERAL m. apendicular distal (braços, pernas, mãos e pés) Movimentos finos das extremidades Núcleos motores somáticos da medula (cervical) Aferências Músculos distais Músculos axiais e proximais Aferências Músculos distais Músculos axiais e proximais
  • 11. O SNC envia impulsos nervosos (determinada freqüência de PA) para as fibras musculares que respondem às alterações do potencial de membrana e contração. O encurtamento das fibras musculares gera tensão mecânica nas extremidades que aplicadas aos ossos, através dos tendões e ligamentos pode estabilizar articulações (postura) ou move-lo ( movimento) .
  • 14. Organização morfológica do músculo esquelética Músculo SARCÔMERO: unidade contrátil da fibra muscular Células musculares Miofibrilas Os filamentos finos deslizam-se sobre os grossos na presença de Ca.
  • 15. O sarcômero é constituído de moléculas com propriedades mecânicas ATP e Ca dependentes FILAMENTO GROSSO O deslizamento dos filamentos finos sobre os grossos causam a contração do sarcômero, ou seja, a contração das fibras musculares. FILAMENTO FINO
  • 18. Inervação motora Terminal axonico Músculo Fibra Muscular Unidade motora: o motoneurônio e as fibras musculares por ele inervadas. Um músculo é controlado por mais de um motoneurônio; possui várias unidades musculares.
  • 21. FIBRAS MUSCULARES -Excitáveis como os neurônios (geram e propagam PA ). - Contráteis (encurta-se quando estimulado) - Extensiveis (pode ser estirado) - Elásticos (retorna ao seu comprimento de repouso após o estiramento)
  • 22. JUNÇÃO NEURO-MUSCULAR Sinapse entre a neurônio motor e a fibra muscular esquelética RELAÇÃO DE INERVAÇAO Alta: PRECISÂO 1: poucas fibras Baixa : POTENCIA MECANICA 1: muitas fibras A sinapse neuromuscular ocorre na região do sarcolema denominada placa motora para onde os NT são liberados. O NT nas fibras musculares esqueléticas é a acetilcolina cujo receptor é ionotrópico e nicotínico .
  • 23. EVENTOS DA NEUROTRANSMISSAO PA no axônio 1. Chegada do PA nos terminais 2. Liberação de acetilcolina (Ach) 3. Complexo receptor -Ach 4. Abertura de canais de Na NT-dependentes 5. Potencial pós-sináptico = Potencial de Placa 6. Abertura de Canais Na e K voltagem dependentes, fora da placa motora 7. Geração e propagação do PA pelo sarcolema A freqüência de resposta das fibras musculares é diretamente proporcional a freqüência de estimulação. Fibra muscular A freqüência de PA nas fibras é diretamente proporcional a força de contração muscular.
  • 24. Os túbulos T conduzem a onda de despolarização até as cisternas do reticulo sarcoplasmático TRANSDUÇÃO ELETRO-MECÂNICA 1. Condução do PA pelo sarcolema 2. Despolarização dos Túbulos T 3. Abertura de canais de Ca++ voltagem dependentes do retículo sarcoplasmático 4. Difusão de Ca++ 5. Aumento de [Ca++] no mioplasma 6. Inicio da contração muscular
  • 25. Leopoldo de Meis – UFRJ Parte 3
  • 26. 1. 2. 3. potencial de ação no neurônio motor Potencial de placa Potencial de ação no sarcolema Contração Latência A tensão muscular se desenvolve bem depois de o PA ter ocorrido. Essa resposta mecanica unitaria é denominada de abalo muscular Relaxamento
  • 27. Contração Tetânica ou máxima Somação de vários abalos ABALO: tensão mecânica isolada do músculo. A menor resposta ao estimulo. SOMAÇAO: somação mecânica de abalos sucessivos TÉTANO: somação mecânica máxima em resposta a freqüência elevada de PA
  • 28. neurônio PA ACh Como aumentar a força de contração??? 1) Aumentado a freqüência de estimulação das fibras musculares pelo motoneurônio da unidade motora. O aumento de força ocorre por somação mecânica. RESPOSTAS MECÂNICAS DO MÚSCULO Fibras musculares Mais Ca no mioplama Maior o encurtamento Abalos Isolados Somação Mecânica Fenômeno de escada Tétano incompleto Tétano completo
  • 29. 2) Recrutando-se progressivamente as unidades motoras do músculo . EMG (eletromiograma) Registra potenciais eletricos extracelulares do conjunto de fibras musculares em atividade.
  • 30. Distrofia muscular a) Duchenne b) Becker Sinais e Sintomas: fraqueza dos músculos flexores do pescoço e dos músculos proximais dos membros Causa genética Deficiência nas proteínas estruturais dos músculos Defeito no sarcolema Entrada de íons cálcio no mioplasma Necrose das fibras musculares
  • 31. 3) aumentando-se a área de seção transversal do músculo, ou seja, hipertrofia ( aumento na quantidade de miofibrilas contrateis)
  • 32. CICLO DAS PONTES CRUZADAS Calcio ++ dependente ATP dependente Quanto mais tempo dura o PA no sarcolema, mais tempo dura o Ca++ no mioplasma. Quanto mais vezes o ciclo se repete, maior será o grau de deslizamento.
  • 33. Rigor Mortis (Rigidez cadavérica) • • • • • Começa apos 3 a 4h e atinge o pico máximo em 12h. Diminui dentro de 48h. A deterioração do reticulo sarcoplasmático leva ao aumento de Ca no mioplasma Formação das pontes cruzadas Não há ATP para causar o relaxamento ou para remover o Ca Estado de rigidez Rigidez cadavérica
  • 34. O sistema de alavancas, potencializa a força muscular A contração deslocou apenas 1cm a carga de 7Kg O mesmo músculo associado a um sistema de alavancas ósseas desloca mais e com menos esforço.
  • 35. Flexão do antebraço sobre o braço Manter a cabeça ereta Extensão da perna
  • 36. Há dois tipos de contração CONTRAÇÃO ISOTÔNICA Há encurtamento muscular. As fibras musculares se encurtam e ocorre a realização de trabalho. Contração dinamica CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA Não há encurtamento das fibras musculares ou movimento articular). Contração estática
  • 37. O CORPO EM MOVIMENTO
  • 38. Enquanto o SISTEMA NERVOSO SENSORIAL possibilita... Transdução dos sinais físicos e químicos Representação do mundo exterior e do estado interno do corpo Percepção: detectar, analisar e estimar o significado dos estímulos ambientais (gnosias) O SISTEMA NERVOSO MOTOR SOMÁTICO... Transdução dos sinais neurais em força contrátil que se expressa na forma de movimentos e posturas do corpo (comportamento) MOVIMENTOS REFLEXOS (baixa complexidade) - Evocados por estímulos específicos - Utiliza algumas unidades de trabalho da motricidade - Estereotipados e Inatos - Podem ser condicionados MOVIMENTOS VOLUNTÁRIOS (alta complexidade) - Planejamento e estratégia (praxias) - Amplamente modulado pela aprendizagem - Utiliza todas as unidades de trabalho da motricidade -“...sussurrar uma silaba quanto derrubar uma floresta”
  • 39. SISTEMA MOTOR: todos os elementos (fibras musculares e neurônios) envolvidos com a motricidade (somática e visceral). ELEMENTOS DO SISTEMA MOTOR SOMÁTICO EFETUADORES os músculos esqueléticos que realizam a atividade ORDENADORES os motoneurônios (da medula e do tronco encefálico) que comandam as fibras musculares CONTROLADORES Cerebelo e núcleos da base que modulam a atividade motora PROGRAMADORES e INICIADORES: áreas corticais motoras associativas e primária.
  • 40. CORTEX CEREBRAL Área pré-motora Áreas de associação Áreas motoras (desejo de se mover) (programas) NUCLEOS DA BASE (iniciação) (inicio e ajustes posturasi) Lobo posterior CEREBELO (coordenação) Lobo Lobo Anterior FloculoReceptores nodular vestibulares (equilíbrio) Fusos Musculares Órgãos tendinosos de Golgi TRONCO ENCEFÁLICO MEDULA Fibras Extrafusais Programas que controlam os programas Medulares da medula Programas que controlam os músculos