Músculos

"Um músculo é... um motor, capaz de transformar energia química em energia mecânica. Ele é o único da natureza, e até hoje não foi criado um motor artificial que possuísse a grande versatilidade de um músculo vivo" - Ralph w. Stacy e John A. Santolucito, 1966.

INTRODUÇÃO

Músculo é uma coleção de células musculares, cujas contrações determinam movimento, geram ainda força e calor. Os três tipos de músculos são o músculo esquelético (controlados por neurônio motores somáticos), o músculo cardíaco e o músculo liso ( estes dois sã controlados por inervações autônomas, substâncias parácrinas e hormônios, alguns são auto-rítmicos e contraem de modo espontâneo). Os músculos esqueléticos e cardíacos são músculos estriados.

ESTRUTURA DA CÉLULA MUSCULAR

Na célula muscular, assim como nas células animais, existe uma organização os nomes diferem e há acréscimo de outros componentes. Mas antes veremos o que é fibra muscular, miofibrila e as camadas de revestimento.

• Fibra Muscular - Estruturas que localiza-se internamente aos músculos, e são compostas por miofibrilas;
• Miofibrilas - É o que compõe cada fibra muscular, sua estrutura apresenta filamentos das proteínas actina e miosina. Ver figura a baixo:

Composição interna da Fibra Muscular

CAMADAS DE REVESTIMENTO

• Epimísio - Membrana que envolve todo o músculo;
• Perimísio - Membrana que envolve o fascículo muscular ( feixes onde localiza-se as fibras);
• Endomísio - Membrana que envolve apenas as fibras musculares. Ver imagem abaixo:

Camadas de Revestimento Muscular

COMPONENTES DA CÉLULA MUSCULAR

1. Sarcolema: É a membrana plasmática da fibra muscular;
2. Sarcoplasma: É o citoplasma onde as miofibrilas ficam suspensas no interior da fibra muscular;
3. Retículo Sarcoplasmático: Local de armazenamento e liberação de cálcio; Tem organização especial de fundamental importância para o controle da contração muscular.
4. Sarcômero: É a porção da miofibrila entre dois discos Z sucessivos;
5. Túbulos T: Invaginação da membrana da fibra muscular; Local de propagação do potencial de ação; Fazem contato com as cisternas laterais do Retículo Sarcoplasmático;
6. Tríade: É a união do túbulo T com duas cisternas laterais.

Componentes da Fibra Muscular

ELEMENTOS DE UM SARCÔMERO

• Faixa A: Situa-se no centro do sarcômero, são escuras e pode ocorrer sobreposição entre os filamentos;
• Faixa I: Situada a cada lado da faixa A, são claras e apresentam apenas filamentos finos (actina);
• Zona H: Situada no centro do sarcômero, contém apenas filamentos grossos (miosina);
• Linha M: Divide a zona H ao meio.

Distribuição dos componentes do Sarcômero

PROTEÍNAS CONTRÁTEIS DA MIOFIBRILA

1. Miosina: É uma proteína que forma os filamentos espessos da miofibrila, está relacionada a velocidade da contração muscular; Cada molécula de miosina é composta por duas cadeias pesadas que se entrelaçam para forma uma longa cauda e um par de cabeças ATPásicas - consumidora de ATP;
2. Actina: É a proteína que constitui os filamentos finos da fibra muscular; Composta de três porções: Actina, troponina e tropomiosina.

Miosina

Actina

Dinâmica das Membranas

A palavra membrana é usada para a membrana celular e para os tecidos epiteliais que delimitam uma cavidade e separam dois compartimentos. A membrana celular é uma barreira entre o fluido intracelular e extracelular, também regula as trocas e a comunicação entre as células e o meio. Ainda dá suporte estrutural à célula.

MEMBRANAS CELULARES

A membrana plasmática é uma película muito fina e de contorno irregular, elástica e lipoprotéica, que isola a célula do meio externo e participa ativamente do metabolismo celular; exibe um notável caráter seletivo.

O modelo mosaico fluido de S. J. Singer e G. Nicolson, diz que as membranas são bicamadas fosfolipídicas com proteínas inseridas entre as camadas. Os carboidratos ligam-se à superfície extracelular da membrana. Seguem algumas proteínas que relacionam-se com a membrana:

• As proteínas transmembranas e outras proteínas integrais estão firmemente ligadas à bicamada fosfolipídicas;
• As proteínas associadas ligam-se com menor firmeza aos lados da membrana;
• As proteínas estruturais mantêm a forma da célula e formam as junções celulares que deixam os tecidos juntos;
• As proteínas receptoras sobre a membrana celular são parte do sistema corporal de sinalização química. Uma molécula que se liga a um receptor é denominada ligante;
• As proteínas de transporte são as que fazem com que muitas moléculas entrem ou saiam da célula;
• As proteínas de canais formam canais cheios de água que ligam os compartimentos intra e extracelular;
• As proteínas carreadoras nunca foram uma conexão direta entre o fluido intracelular e extracelular. Elas ligam-se ao substrato, em seguida mudam a forma.

Modelo Mosaico Fluido. Singer e Nicolson - 1972

COMPARTIMENTOS DOS FLUIDOS CORPORAIS

A maioria das células do corpo é rodeada por fluido extracelular (FEC), que pode ser dividido em fluido intersticial que banha as células e em plasma, a porção fluida do sangue.

MOVIMENTO ATRAVÉS DAS MEMBRANAS

O movimento de uma substância através da membrana depende de sua permeabilidade à substância. As substâncias solúveis em lipídios podem se difundir através da bicamada fosfolipídica. Moléculas que são menos solúveis aos lipídios requerem o auxílio de proteínas da membrana para atravessá-la. Assim a passagem de tais substâncias são agrupadas em dois tipos de transporte, o ativo e o passivo.

1. Transporte Passivo não exige gasto de energia e está a favor do gradiente de concentração. Este subdividi-se em :

• Difusão simples, que é a  difusão realizada através da bicamada fosfolipídica da membrana e depende da solubilidade lipídica da molécula que está se difundindo.

• Difusão facilitada ou transporte mediado, é o movimento das moléculas com o auxílio das proteínas carreadoras.

Transporte mediado - proteína carreadora

OBS: Difusão é o movimento passivo entre as moléculas a partir de uma área de alta concentração para uma área menos concentrada. A difusão cessa quando o sistema chega a um equilíbrio, ainda que o movimento molecular continue. 

OBS²: Todo transporte mediado demonstra especificidade (capacidade do transportador de mover somente um tipo de molécula), competição (as moléculas relacionadas iram competir pelo transportador único) e saturação (ocorre quando um grupo de transportadores de membrana trabalha na sua taxa máxima).  

1. Transporte Ativo exige energia externa, movimenta moléculas contra seu gradiente               de concentração. Este subdividi-se em :

• Transporte ativo primário (direto), a energia vem diretamente do ATP. O transporte primário mais importante é o sódio-potássio-ATPase (Bomba de sódio e Potássio), que bombeia o Na para fora da célula e o K para dentro.

• Os íons de Na+ e K+ são importantes para o funcionamento celular e ocorrem em concentrações específicas dentro e fora das células. O íon Na+ se apresenta em maior concentração no meio extracelular, enquanto o íon K+ se encontra mais concentrado no meio intracelular. Logo o movimento natural desses íons é : o íon Na+ entra na célula por difusão facilitada e o K+ sai da célula pelo mesmo processo. Com isso a tendência é haver um equilíbrio entre as concentrações interna e externa desses dois íons (o que não seria bom para o metabolismo celular), logo a célula gasta energia, na forma de ATP, para fazer o transporte oposto desses íons: colocar o Na+ para fora e colocar o K+ para dentro.   

   

Bomba de Na+ e K+

Link da Bomba de Sódio

• Transporte ativo secundário (indireto) a energia potencial armazenada é utilizada no gradiente de concentração e direcionada indiretamente pela energia proveniente do ATP, sendo que a maioria é direcionada pelo gradiente de concentração do sódio (Na).