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.

1. Fisiologia do músculo estriado
Fisiologia do músculo estriado
Prof. Dr. Caio Maximino
Marabá/PA – 2015

2. 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
Acoplamento
excitação-
contração
Motores
moleculares
Fadiga central
e periférica
Fosforilação na
contração do
m. liso
Metabolismo
no músculo
esquelético

3. 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.
Acoplamento
excitação-
contração
Motores
moleculares
Fadiga central
e periférica
Fosforilação na
contração do
m. liso
Metabolismo
no músculo
esquelético

4. Fisiologia do músculo estriado
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 músculo estriado
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 músculo estriado
Ciclo contrátil
Acoplamento
excitação-
contração
Motores
moleculares
Fadiga central
e periférica
Fosforilação na
contração do
m. liso
Metabolismo
no músculo
esquelético

7. Fisiologia do músculo estriado
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 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
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 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
Acoplamento
excitação-
contração
Motores
moleculares
Fadiga central
e periférica
Fosforilação na
contração do
m. liso
Metabolismo
no músculo
esquelético

10. Fisiologia do músculo estriado
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 músculo estriado
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 músculo estriado
Acoplamento
excitação-
contração
Motores
moleculares
Fadiga central
e periférica
Fosforilação na
contração do
m. liso
Metabolismo
no músculo
esquelético

13. 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
Acoplamento
excitação-
contração
Motores
moleculares
Fadiga central
e periférica
Fosforilação na
contração do
m. liso
Metabolismo
no músculo
esquelético

14. 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
Acoplamento
excitação-
contração
Motores
moleculares
Fadiga central
e periférica
Fosforilação na
contração do
m. liso
Metabolismo
no músculo
esquelético

15. Fisiologia do músculo estriado
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 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
Acoplamento
excitação-
contração
Motores
moleculares
Fadiga central
e periférica
Fosforilação na
contração do
m. liso
Metabolismo
no músculo
esquelético

17. Fisiologia do músculo estriado
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 músculo estriado
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 músculo estriado
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 músculo estriado
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 músculo estriado
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 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
Acoplamento
excitação-
contração
Motores
moleculares
Fadiga central
e periférica
Fosforilação na
contração do
m. liso
Metabolismo
no músculo
esquelético

23. Fisiologia do músculo estriado
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 músculo estriado
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 músculo estriado
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.