E aí, doc! Vamos falar sobre mais um assunto? Agora vamos comentar sobre a Contração Muscular, um dos principais processos fisiológicos.
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Tipos de tecido muscular
O corpo humano possui três tipos de tecido muscular: esquelético, cardíaco e liso. O tecido muscular esquelético, que é o mais comum, conecta-se aos ossos do esqueleto e é responsável pelo controle dos movimentos corporais.
Esse tipo de músculo é classificado como estriado devido ao padrão de bandas claras e escuras observadas ao microscópio. Por outro lado, o músculo cardíaco, encontrado exclusivamente no coração, também é estriado e desempenha a função de bombear sangue pelo sistema circulatório.
O músculo liso, diferente dos anteriores, é o principal tipo de tecido muscular presente nos órgãos e nas estruturas tubulares internas, como estômago, bexiga e vasos sanguíneos. Sua função principal é mover substâncias para dentro e fora do corpo, além de transportar substâncias dentro do próprio organismo, como no caso do alimento no trato gastrointestinal. Ao contrário dos músculos estriados, o músculo liso não apresenta as bandas transversais típicas, pois seus filamentos contráteis estão dispostos de forma menos organizada.
Quanto ao controle da contração muscular, os músculos esqueléticos são geralmente considerados voluntários, ou seja, sob controle consciente, embora possam contrair-se sem a interferência da consciência em algumas situações.
Os músculos liso e cardíaco, por sua vez, são classificados como involuntários, pois suas contrações ocorrem sem controle consciente. Contudo, essa classificação não é absoluta, visto que o músculo esquelético pode ser influenciado por neurônios motores somáticos, enquanto os músculos liso e cardíaco possuem múltiplos níveis de controle, incluindo inervação autonômica e modulação hormonal.
Processo geral da contração muscular
A contração muscular é um processo complexo que envolve uma série de etapas coordenadas. Tudo começa quando os potenciais de ação, que são impulsos elétricos, percorrem o nervo motor até alcançarem as terminações nas fibras musculares. Nesse ponto, o nervo libera uma pequena quantidade de acetilcolina, um neurotransmissor essencial para a comunicação entre os nervos e os músculos.
A acetilcolina, ao ser liberada, interage com áreas específicas da membrana das fibras musculares, provocando a abertura de canais de cátion regulados por essa substância. Esses canais permitem a entrada de íons sódio na célula muscular, o que causa uma despolarização local da membrana. Isso é suficiente para ativar canais de sódio dependentes da voltagem, gerando um potencial de ação que se propaga por toda a membrana da fibra muscular, de maneira semelhante ao que ocorre nas fibras nervosas.
O potencial de ação que se espalha pela membrana muscular provoca a despolarização desta, resultando em uma corrente elétrica que penetra no interior da fibra muscular. Essa corrente induz o retículo sarcoplasmático, uma estrutura especializada dentro das células musculares, a liberar grandes quantidades de íons cálcio armazenados.
Esses íons cálcio são fundamentais para o processo de contração, pois ativam as interações entre os filamentos de miosina e actina, que deslizam um sobre o outro, gerando a contração muscular propriamente dita.
Após a contração, os íons cálcio são rapidamente removidos do citoplasma das miofibrilas e bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático por meio de uma bomba de cálcio. Essa remoção dos íons cálcio é crucial para que a contração cesse, permitindo que o músculo relaxe e esteja pronto para uma nova contração quando um novo potencial de ação muscular ocorrer.
Formação do sarcômero
O sarcômero é a unidade contrátil fundamental da miofibrila, responsável pelo mecanismo de contração muscular. Ele é caracterizado por um arranjo preciso e repetitivo de filamentos de actina (finos) e miosina (grossos) que, quando visto ao microscópio óptico, exibe um padrão alternado de bandas claras e escuras. Esse padrão é a base para a organização estrutural do sarcômero, que é delimitado por dois discos Z.
Os principais componentes e características do sarcômero incluem:
- Discos Z: estruturas proteicas em ziguezague que marcam os limites de cada sarcômero e servem como pontos de ancoragem para os filamentos finos de actina.
- Banda I: a região mais clara do sarcômero, composta exclusivamente por filamentos finos e atravessada pelo disco Z.
- Banda A: a banda mais escura do sarcômero, que engloba todo o comprimento dos filamentos grossos de miosina, com sobreposição dos filamentos finos nas porções laterais.
- Zona H: a área central da Banda A, mais clara, ocupada apenas por filamentos grossos.
- Linha M: a linha que divide a Zona H, onde as proteínas ancoram os filamentos grossos, desempenhando papel semelhante ao do disco Z para os filamentos finos.
O alinhamento tridimensional dos filamentos dentro do sarcômero é sustentado por uma complexa rede de interações. Cada filamento fino é circundado por três filamentos grossos, enquanto cada filamento grosso é cercado por seis filamentos finos.
Duas proteínas chave, titina e nebulina, desempenham papéis essenciais na manutenção dessa organização. A titina, sendo a maior proteína conhecida, estende-se do disco Z até a linha M, estabilizando a posição dos filamentos contráteis e ajudando o músculo a retornar ao seu comprimento de repouso após o alongamento.
Já a nebulina, uma proteína gigante e não elástica, acompanha os filamentos finos de actina e se liga ao disco Z, assegurando o alinhamento adequado dos filamentos dentro do sarcômero.
Mecanismo molecular da contração muscular
A contração muscular é um processo que ocorre por meio do deslizamento dos filamentos de actina sobre os filamentos de miosina. Este mecanismo pode ser observado ao comparar o estado relaxado e o estado contraído de um sarcômero, a unidade funcional do músculo. No estado relaxado, os filamentos de actina, que se estendem a partir de dois discos Z adjacentes, apresentam apenas uma leve sobreposição.
Quando o músculo se contrai, esses filamentos de actina deslizam por entre os filamentos de miosina, resultando em uma sobreposição máxima. Durante essa ação, os discos Z são puxados para mais perto das extremidades dos filamentos de miosina, encurtando o sarcômero e, consequentemente, o músculo.
O deslizamento dos filamentos de actina em relação aos filamentos de miosina é impulsionado pela interação das pontes cruzadas de miosina com os filamentos de actina. Em estado de repouso, essas interações não estão ativas.
No entanto, quando um potencial de ação se propaga ao longo da fibra muscular, ele desencadeia a liberação de uma grande quantidade de íons cálcio pelo retículo sarcoplasmático. Esses íons cálcio circulam rapidamente pelas miofibrilas, ativando as forças entre os filamentos de miosina e actina e iniciando a contração muscular.
Para que a contração continue, é necessário o fornecimento constante de energia. Essa energia é derivada da molécula de ATP, que é quebrada em ADP (difosfato de adenosina), liberando a energia necessária para sustentar o processo contrátil.
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Referências
GUYTON, A.C. e Hall J.E.– Tratado de Fisiologia Médica. Editora Elsevier.13ª ed., 2017. -MENAKER, L
SILVERTHORN, D. Fisiologia Humana: Uma Abordagem Integrada, 7ª Edição, Artmed, 2017.
