1 Ciências Naturais e suas Tecnologias AULA DIGITAL BIOLOGIA 55. Movimento

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 2 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL Índice Tipos de Músculos Musculatura Esquelética Contração Muscular Organização Interna do Sarcômero O Processo Bioquímico da Contração Tônus Muscular Os Músculos Lisos Músculos Cardíacos

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 3 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL Movimento O sistema muscular está ligado aos movimentos do corpo, tanto os do esqueleto como os dos órgãos internos. Ele é um sistema composto por células especializadas, cujo formato geralmente filiforme (tubular e estreitado nas extremidades) sugere o nome de fibras musculares. A propriedade fundamental das células musculares é a sua capacidade de contração (redução do comprimento) e distensão (retorno ao comprimento original). Os componentes destas células recebem nomes especiais; por exemplo:  a membrana plasmática é chamada sarcolema;  o retículo endoplasmático chama-se retículo sarcoplasmático e  os grupos de mitocôndrias são os sarcossomos.

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 4 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL Tipos de músculos Os músculos costumam ser divididos em 3 tipos:

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 5 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL Musculatura esquelética Como o nome sugere, é encontrada formando os músculos ligados aos ossos do esqueleto responsáveis pelos movimentos do corpo. Representa cerca de 40 a 50% do peso do corpo de um adulto saudável e é comumente chamada de carne. Compõe-se de grupos musculares controlados principalmente pelo sistema nervoso voluntário e que apresentam grande capacidade de realização de esforços mecânicos. Seu princípio de atuação baseia-se em trabalhos de alavancas sobre os ossos, com os quais estão conectados por meio de tipos especiais de ligamentos chamados tendões.

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 6 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL Musculatura esquelética Cada osso é movimentado por grupos musculares antagônicos. Por exemplo, a movimentação do braço depende do bíceps e do tríceps: enquanto um sofre contração o outro se distende.

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 7 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL Musculatura esquelética São caracteristicamente dotados de estrias transversais, que correspondem a faixas claras e escuras dispostas alternadamente no sentido longitudinal. As células (fibras) musculares estriadas são bastante longas, algumas chegando a medir 30 cm de comprimento, com diâmetro variando entre 20 e 100 micrômetros (milésimo de milímetro). Em seu interior encontra-se grande número de núcleos, localizados junto à membrana plasmática. As fibras musculares são organizadas em feixes longitudinais revestidos por um tecido chamado endomísio. Esses feixes são agrupados em feixes maiores, revestidos pelo perimísio. Finalmente, um músculo é formado por grupos desses feixes revestidos por um tecido chamado epimísio. No citoplasma (sarcoplasma) das fibras musculares estriadas encontram-se as miofibrilas, que são feixes de filamentos formados principalmente por dois tipos de proteínas: a actina e miosina. A organização das miofibrilas é responsável pelas estrias que caracterizam este tipo de musculatura.

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 8 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL Musculatura esquelética

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Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 10 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL Contração Muscular O processo de contração muscular ocorre por meio da interação entre as miofibrilas de actina e miosina. Nas células, esses filamentos formam unidades regulares, que se repetem ao longo da fibra muscular: os sarcômeros. Cada sarcômero é fundamentalmente formado por fibras de actina intercaladas com fibras de miosina. As fibras de actina estão unidas em placas proteicas transversais denominadas linhas Z. Um sarcômero é delimitado por duas linhas Z. Uma fibra muscular estriada é formada por feixes de sarcômeros dispostos longitudinalmente e a contração de uma fibra se faz através da contração de cada um de seus sarcômeros.

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 11 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL Organização interna do sarcômero A faixa central, mais escura, é ocupada pelas fibrilas de miosina intercaladas com a actina e é denominada banda A. Bem no meio da banda A existem regiões de ausência de actina denominadas banda H. A contração muscular ocorre pelo deslizamento dos filamentos de actina sobre os de miosina; o sarcômero diminui devido à aproximação das duas linhas Z e a zona H chega a desaparecer. As zonas do sarcômero em que há apenas fibras de actina (dos dois lados de uma linha Z) são mais claras e chamadas banda I.

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 12 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL O processo bioquímico da contração Quando o sistema nervoso estimula as fibras musculares, potenciais de ação propagam-se pelo sarcolema ou membrana plasmática, que está ligada ao retículo sarcoplasmático. Há uma alteração na permeabilidade da membrana que se propaga pelo retículo, provocando uma intensa liberação dos íons de cálcio ali armazenados. Ao entrar em contato com as miofibrilas, o cálcio desbloqueia os sítios de ligação da actina e permite que esta se ligue à miosina, iniciando a contração muscular através do deslizamento das fibrilas de actina sobre as de miosina. Assim que cessa o estímulo, o cálcio é imediatamente reabsorvido pelo retículo sarcoplasmático, o que faz cessar a contração.

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 13 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL O processo bioquímico da contração O processo de deslizamento das fibras de actina sobre as de miosina não depende somente dos íons de cálcio, requerendo também grandes quantidades de energia. Essa energia é fornecida pela degradação de moléculas de ATP (Adenosina trifosfato) produzidas pela respiração celular, que são degradadas em ADP (Adenosina difosfato). A energia é consumida tanto na ligação entre a actina e a miosina quanto na separação responsável pela distensão dos sarcômeros. A reserva de ATP disponível na célula muscular é suficiente para manter a contração por uma fração de um segundo. Assim, as células mantêm uma reserva de creatina-fosfato ou fosfocreatina (presentes nas células musculares numa concentração cerca de dez vezes maior que a de ATP). À medida que os estoques de ATP vão se esgotando, as moléculas de fosfocreatina transferem fosfato para as moléculas de ADP, recompondo rapidamente o suprimento de ATP.

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 14 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL O processo bioquímico da contração Quando a atividade da fibra muscular cessa, o processo de respiração celular realizado pelas mitocôndrias recompõe rapidamente o estoque de ATP que, por sua vez, transfere fosfato para as moléculas de creatina, recompondo o suprimento de fosfocreatina. Para garantir o suprimento de energia, as células musculares armazenam grandes quantidades de glicogênio, polissacarídeo formado por centenas de moléculas de glicose que, por sua vez, são utilizadas pelas mitocôndrias como fonte primária de energia. Em condições de insuficiência de oxigênio, as fibras passam a realizar a fermentação lática, que causa acúmulo de ácido lático nas fibras musculares, o que produz sintomas bem conhecidos, tais como: redução de eficiência, dores, aumento de temperatura e até câimbras. A redução dos esforços musculares permite que se retome o equilíbrio entre o esforço e a disponibilidade de oxigênio e, com a eliminação do ácido lático acumulado, a situação tende a se normalizar.

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 15 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL O processo bioquímico da contração

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 16 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL Tônus muscular Os músculos mantêm-se normalmente em um estado de contração parcial, o chamado tônus muscular, que é causado pela estimulação nervosa involuntária que mantém os músculos preparados para entrar em ação. Quando o nervo que estimula um músculo é cortado, este perde tônus e torna-se flácido. Estados de tensão emocional podem aumentar o tônus muscular, causando a sensação física de tensão muscular. Nesta condição, gasta-se mais energia do que o normal, o que causa a fadiga.

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 17 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL Os músculos lisos A musculatura lisa é também chamada visceral. É encontrada nos órgãos ocos, como o tubo digestivo, no qual é o principal responsável pelo peristaltismo. Encontra-se também nas paredes das vias aéreas, na bexiga urinária, nos vasos sanguíneos e nos grupos musculares específicos, como os que controlam a abertura da pupila, os músculos ciliares dos olhos e os músculos eretores dos pelos. As fibras dos músculos lisos são menores que as dos estriados, com um comprimento variando entre 20 e 400 micrômetros por 1 a 6 micrômetros de diâmetro. Possuem apenas um núcleo central e volumoso e não apresentam as estrias transversais características dos músculos esqueléticos.

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 18 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL Os músculos lisos Nos órgãos ocos como o estômago, as células reagem ao estiramento, contraindo-se automaticamente e propagando essa reação às células vizinhas. Assim, quando o tubo digestivo recebe alimento, suas paredes são distendidas, as células do revestimento muscular reagem, contraindo-se e estimulando as células vizinhas, que reagem da mesma forma, produzindo os movimentos peristálticos. O sistema nervoso autônomo apenas controla a frequência e intensidade das contrações. A musculatura lisa é estimulada pelo sistema nervoso autônomo. O processo de contração é semelhante àquele já descrito para a musculatura esquelética.

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 19 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL Músculos cardíacos O miocárdio (músculo cardíaco) é formado por um tecido muscular de características especiais. Trata-se de células alongadas, dotadas de um núcleo central e ramificadas em suas extremidades. Quando esse tecido é observado ao microscópio óptico, tem-se a impressão de que não há limites entre as células, tratando-se de uma massa citoplasmática contínua e multinucleada. Mas uma observação mais atenta revela que a membrana plasmática está presente, embora as células sejam fortemente unidas. Como na musculatura esquelética, possui estrias transversais. Entretanto, seu funcionamento é involuntário.

Ciências Naturais e suas Tecnologiaswww.sistemacpv.com.br 20 BIOLOGIA Capítulo 55 AULA DIGITAL Músculos cardíacos O miocárdio é um músculo autoestimulado por meio de uma região formada por células musculares especiais, chamadas de marcapasso cardíaco, onde são gerados impulsos elétricos que se propagam através das fibras e provocam contrações. Após cada contração, as células se distendem pelo mesmo processo básico das fibras esqueléticas, provocando assim as reações conhecidas como sístole (contração) e diástole (distensão) do miocárdio. A enervação do coração é autônoma e regula a frequência de seus movimentos.