Contração Muscular

Universidade Federal de Goiás Instituto de Ciências Biológicas

Bioquímica – prof.: Cirano

Israel Guilharde MaynardeKarina Fonseca Correia de Oliveira

Murilo Antunes de CastroNatália Vasconcelos Silva

Tecido Muscular

Permite a locomoção e movimentos do corpo;

Movimento de órgãos internos; Manutenção da postura e equilíbrio; Proteção; Produção de calor.

Músculo liso

Contração lenta, fraca e involuntária; Cavéolas que contém Ca2+;

Células fusiformes, mononucleares; Sem sarcômero e troponina Corpos densos; Ex.: útero

Músculo estriado cardíaco

Contração involuntária; Fibras ramificadas com estrias transversais; Mono ou binucleares (núcleo central); Discos intercalares (projeções digitiformes)

para transmissão homogênea do impulso;

Músculo estriado esquelético

Contração voluntária; Fibras longas e cilíndricas com estrias

transversais; Núcleo periférico (multinuclear); Ex.: Língua, bíceps braquial.

Célula muscular Células alongadas(fibras musculares) Fibras musculares miofibrilas miofilamentos Sarcômeros são as unidades básicas da contração

muscular(neste nível ocorre o processo bioquímico) membrana=sarcolema Citoplasma=sarcoplasma R.endoplasmático=r.sarcoplasmático Mitocôndrias=sarcosomas

Organização do músculo estriado esquelético

Organização das fibras musculares esqueléticas

Banda A – faixa escura (anisotrópica), presença de actina e miosina;

Banda I – faixa clara (isotrópica), presença de actina, apenas.

Banda H – zona um pouco mais clara no centro da banda A;

Cada filamento grosso fica rodeado por seis finos, formando um hexágono (banda A em corte transversal)

Linha Z – linha transversal escura no centro da banda I, presença de actina apenas;

Linha M – linha transversal escura no centro da banda H, presença de miosina, apenas.

Na contração, há redução da banda I, desaparecimento da banda H e a banda A permanece inalterada no sarcômero.

Controle Controle MotorMotor

Placa Motora

Fuso muscular e Órgão tendinoso de Golgi

Contração cardíaca

MIOSINA

2 cadeias pesadas, 4 cadeias leves Cadeias pesadas: hélices estendidas que se

enrolam uma sobre a outra. Na região do amino terminal cada cadeia

pesada há um domínio globular (chamado de S1, subfragmento 1) contendo um sítio onde se dá a hidrólise do ATP. As cadeias leves estão associadas a tais domínios.

Cadeias leves em azul, 20000 Da; cadeias pesadas em rosa, 200000 Da.

S1 = subfragmento 1 onde se dá a hidrólise da ATP. 2 pontos de mobilidade, braço e cabeça.

Cada molécula tem peso molecular de 480000 Da

União de 200 ou mais moléculas de miosina

ACTINA

Monômeros denominados actina G, 42000 Da (globular) formam a actina F (filamentosa)

O filamento fino: actina F mais troponina e tropomiosina

Cada monômero se liga a um ADP (sítios ativos).

Cada monômero de actina se liga a uma “cabeça” de miosina.

TITINA e NEBULINA

Titina: Maior proteína do corpo (27000 resíduos).

Suas moléculas filamentares fixam miosina e actina.

Acredita-se que a nebulina (aproximadamente 7000 resíduos) tenha função semelhante a da titina, organizando as unidades de actina no polímero.

TROPONINA e TROPOMIOSINA

Troponinas I, C e T. Uma extremidade se liga à actina G e a outra

à tropomiosina (70000 Da) . Cálcio liga-se à troponina C impedem que actina e miosina se liguem. Estímulo da célula muscular > canal de cálcio

se abre no retículo sarcoplasmático > sarcoplasma tem [Ca2+] aumentada.

Ca2+ liga-se à troponina e muda sua conformação, movendo o conjunto troponia-tropomiosina, expondo o sítio ativo de ligação.

Mecanismo geral de contração1. Estímulo nervoso = liberação de acetilcolina abre canais na

fibra muscular (através das proteínas flutuantes na membrana).

2. Entrada de Na+ para dentro da célula, desencadeando o potencial de ação.

3. Potencial de ação faz com que o retículo sarcoplasmático libere grande quantidade de cálcio que ativa as forças atrativas entre miosina e actina.

4. Ligação do ATP e hidrólise liberam energia para que a cabeça de miosina se ligue à actina.

5. A contração cessa com a retirada do cálcio (bomba de cálcio) para o retículo sarcoplasmático.

O mecanismo molecular mais aceito para o deslizamento da actina é o seguinte:

Quando a cabeça de miosina se liga à actina há uma mudança nas forças intramoleculares que gera uma atração entre cabeça e braço da miosina, sendo que esta atrai aquela, arrastando junto a actina até que se soltem. Depois de solta, a cabeça da miosina é novamente atraída por um outro sítio ativo da actina, repetindo o processo.

A energia na contração

1. Cabeça da miosina quebra ATP, através de ATPase, em ADP e Pi.

2. Movimento do complexo troponina-tropomiosina libera sítios de ligação.

3. Alteração conformacional gera mudança nas forças intramoleculares = movimento da cabeça da miosina.

4. Ligação de outra molécula de ATP após liberação do ADP e Pi faz com que a cabeça de miosina volte ao seu estado normal.

Após isso o ciclo reinicia.

Contração do músculo liso

Despolarização da membrana(estímulo) Cavéolas do sarcolema contém Ca2+ (meio

extracelular); Migração dos íons Ca2+ para o sarcoplasma(passivo); Ca2+ se combinam com a calmodulina; Complexo calmodulina- Ca2+ ativa a enzima cinase da

cadeia leve de miosina II, fosforilando-a. Miosina II fosforilada assume forma de filamento,

descobrindo os sítios com atividade de ATPase e se combina com actina;

Liberação de energia do ATP para deformação da cabeça da miosina II e o deslizamento dos filamentos de actina e miosina II uns sobre os outros;

As proteínas motoras estão ligadas à filamentos intermediários de desmina e vimentina que, por sua vez, se prende aos corpos densos da membrana celular;

Contração da célula. Durante o relaxamento, os filamentos de miosina

diminuem em número, desintegrando-se em componentes citoplasmáticos solúveis(retorno ativo de Ca²+).

Tetania e Fadiga muscular O que significa? A estimulação contínua faz com que o músculo

atinja um grau máximo de contração, o músculo permanece contraído, condição conhecida como tetania.

Uma tetania muito prolongada ocasiona a fadiga muscular. Um músculo fadigado, após se relaxar, perde por certo tempo, a capacidade de se contrair.

A Fadiga Muscular pode ser definida como declínio da tensão muscular com a estimulação repetitiva e prolongada durante uma atividade.

O QUE LEVA À FADIGA MUSCULAR?

Deficiência de ATP

incapacidade de propagação do estímulo nervoso através da membrana celular

acúmulo de ácido lático

Rigor mortis O que é?

Sinal reconhecível de morte o qual causa um endurecimento (“rigor”) aos membros do cadáver

Quando ocorre?

Na média, começa entre 3 e 4 horas post mortem, com total efeito do rigor em + ou – 12 horas e finalmente, relaxamento em + ou – 36 horas

CAUSA BIOQUÍMICA: Após a morte, o Cálcio pode permear livremente a

membrana do retículo sarcoplasmático devido à sua degradação com a morte celular

O sarcoplasma fica com uma concentração elevada de cálcio, formando pontes de ligação miosina-actina

Como o metabolismo energético não mais sintetiza ATP, as bombas de regulação iônicas não mais funcionam (Bomba de Cálcio ATPase)

Em conseqüência o músculo permanece rígido já que as pontes não se libertam

Botulismo O QUE É? Forma de intoxicação alimentar que compromete

severamente o sistema nervoso Causada por uma toxina produzida pela bactéria

Clostridium botulinum, presente no solo e em alimentos contaminados e mal conservados.

OBS: A bactéria só se desenvolve em ambientes sem oxigênio, logo atinge mais enlatados ou embalados a vácuo

COMO OCORRE? 1 – O alimento é contaminado e , em

conserva, o microorganismo se modifica e começa a produzir a toxina

2- Quando ingerido o alimento, a toxina é absorvida pelo sistema digestivo e entra na corrente sanguínea

3- A toxina atinge o sistema nervoso, interferindo na sinapse ( comunicação ) entre as células nervosas.

4- Como o sistema nervoso deixará de “avisar” a necessidade de contração muscular, a paralisia dos músculos é freqüente

SINTOMAS: aversão à luz visão dupla com dilatação da

pupila disfonia, dificuldade para articular palavras vômitos e secura na boca e garganta disfagia, dificuldade para engolir

paralisia respiratória que pode levar à morte constipação intestinal retenção de urina debilidade motora

TRATAMENTO:

Manutenção das funções vitais

Uso de soro antibotulínico: impede que toxina circulante no sangue se instale no sistema nervoso

O lado bom da toxina:

Em pequenas doses, a toxina vem sendo usada para tratar doenças relacionadas a contrações musculares indesejadas

Distrofia Muscular de Duchenne O QUE É? Doença de causa genética, que possui como

característica principal o enfraquecimento dos músculos e posterior atrofia progressiva dos mesmos

Lesa os movimentos e pode levar o portador a uma cadeira de rodas

O defeito genético gera falta ou formação inadequada de proteínas essências para o funcionamento da fisiologia muscular. Tem –se mutação no gene da proteína distrofina, cuja má formação gera o seu mau funcionamento, com conseqüente flacidez nos músculos

Qualquer mínimo de fadiga contribui para a degradação do tecido muscular e os músculos vão deixando de funcionar e sendo substituídos por gordura

COMO É? Há mais de 30 tipos de distrofia catalogados na

literatura médica, a mais comum é a Distrofia muscular de Duchenne

Esta afeta essencialmente o sexo masculino, já que um homem portador desta doença não tem como se reproduzir, sendo esta a principal razão das mulheres não apresentarem a Distrofia muscular de Duchenne

A transmissão se faz através de traço recessivo ligado ao sexo e a taxa de mutação é alta

A doença só é detectada quando a criança começa a andar

Primeira característica: Aumento do volume das panturrilhas, decorrente

do grande esforço a que os gastrocnêmios são submetidos para compensar o déficit dos músculos antero-laterias das perna

QUADRO CLÍNICO:

• Atrofia e fraqueza muscular progressiva;

• Retardo e comprometimento da ambulação;

• Déficit muscular progressivo e generalizado;

•Comprometimento da musculatura respiratória e cardíaca

Tratamento: Uso de corticóides revigora um pouco a força

muscular e a função respiratória Terapia genética Importante: O objetivo das pesquisas com células-tronco é

poder tratar doenças como as distrofias musculares, que levam à degeneração progressiva dos músculos, por falta de uma proteína específica

FIM