Faculdade de Ciências Médicas de Minas Gerais Fisiologia - RFA Microestrutura do músculo estriado esquelético, contração muscular e junção neuromuscular Eduarda de Oliveira Sá 2º ano de Medicina Professor: Reinaldo O. Sieiro

Estrutura Geral do Músculo Estriado Esquelético Composto por: fibras (10 a 80 micrômetros) -> miofribilas -> filamentos de actina e miosina (proteínas responsáveis pelas contrações musculares) Cada fibra é Inervada por apenas uma terminação nervosa, situada perto do meio da fibra (98%). Junqueira e Carneiro: Histologia Básica

Estrutura Geral do Músculo Estriado Esquelético SARCOLEMA - membrana celular (plasmática) da fibra SARCOPLASMA - líquido intracelular: contém K, Mg, P, enzimas protéicas e mitocôndrias (fornecimento de ATP) RETÍCULO SARCOPLASMÁTICO - armazena e regula os íons Ca2+ . É uma rede de cisternas do retículo endoplasmático liso circundando as miofibrilas de cada fibra muscular. Junqueira e Carneiro: Histologia Básica

Estrutura Geral do Músculo Estriado Esquelético SARCÔMERO = segmento entre 2 discos Z sucessivos Falar de cada banda separadamente: A, H, I, Z .... Junqueira e Carneiro: Histologia Básica

Aspectos Histológicos Cortes transversal e longitudinal de músculo estriado esquelético Junqueira e Carneiro: Histologia Básica

Estrutura Geral do Músculo Estriado Esquelético Manutenção dos filamentos de miosina e actina lado a lado dado pelas moléculas filamentares da proteína titina (maiores molécula de proteína do corpo). São flexíveis e mantém actina e miosina no lugar. http://fklesferla.wordpress.com/2009/05/18/proteinas-contrastiles-miosima-actina/

Mecanismo Geral da Contração Muscular Potencial de ação no nervo motor -> secreção de acetilcolina nas suas terminações nas fibras musculares Essa substância neurotransmissora abre múltiplos canais por ela regulados na membrana da fibra muscular Difusão de íons Na+ para o interior da membrana = desencadeamento do potencial de ação -> despolariza a membrana muscular Eletricidade que flui para o centro leva a liberação de íons Ca2+ pelo retículo sarcoplasmático -> Ca2+ ativa forças de atração entre actina e miosina fazendo com que deslizem um sobre outro = contração Íons Ca2+ bombeados de volta para retículo = fim da contração muscular

Mecanismo molecular da contração muscular Ocorre por mecanismo de deslizamento dos filamentos: filamentos de actina se sobrepõem completamente aos de miosina

Características moleculares dos filamentos contráteis Miosina - CAUDA OU HASTE: duas cadeias espiraladas formando dupla hélice - CORPO: caudas agrupadas em feixe - BRAÇO: permitem que as cabeças sejam estendidas - CABEÇA: pontas da cauda dobradas para um dos lados. Estruturas móveis que participam do processo real da contração. Possui função como enzima ATPase (energizar o processo de contração). - braço + cabeça = PONTES CRUZADAS

2) Actina Formada por actina, tropomiosina e troponina Dupla hélice de actina-F (formada por moléculas de actina G polimerizadas) LOCAIS ATIVOS : interagem com as pontes cruzadas da miosina. Acredita-se que sejam formados por moléculas de ADP (ligadas a cada molécula de actina G) TROPOMIOSINA nos sulcos da dupla hélice. No repouso, recobrem os locais ativos, impedindo a contração TROPONINA: I – afinidade com a actina T – afinidade com a tropomiosina C – afinidade com os íons Ca2+ (desencadeia contração) Responsável pela ligação da tropomiosina com a actina

Resultado: atração cabeças da miosina – locais ativos da actina Complexo troponina-tropomiosina impede ligações actina-miosina (inibição ou recobrem fisicamente) Íons Ca2+ inibem esses efeitos - hipótese: ligação do cálcio à troponina C altera a conformação do complexo que traciona a molécula de tropomiosina, descobrindo os locais ativos da tropomiosina. Resultado: atração cabeças da miosina – locais ativos da actina Junqueira e Carneiro: Histologia Básica

Teoria do “ir para diante” (walk-along) ou da “catraca” (ratchet) da contração Guyton & Hall, Tratado de Fisiologia Médica. 11ª edição

Fonte de energia para a contração: ATP Antes do início da contração, pontes cruzadas das cabeças ligam-se ao ATP ATP ATPase > ADP + P (ainda na cabeça da miosina) Energia utilizada no movimento de força da cabeça para puxar o filamento de actina ADP + P são liberados quando a cabeça já está inclinada - Novo ATP se liga = desligamento da cabeça pela actina

Junção Neuromuscular Cada terminação nervosa faz essa junção com a fibra muscular próxima da porção média dela. O potencial de ação viaja em ambas as direções até as extremidades. Em 98% dos casos há apenas uma junção para cada fibra muscular.

PLACA MOTORA Complexo de terminais nervosos ramificados formados pela fibra nervosa e que se invaginam na superfície extracelular da fibra muscular. Vista superficial Corte longitudinal através da placa motora Guyton & Hall, Tratado de Fisiologia Médica. 11ª edição

ESPAÇO SINÁPTICO OU FENDA SINÁPTICA GOTEIRA SINÁPTICA OU CANALETA SINÁPTICA: membrana da fibra muscular invaginada. Possui dobras (FENDAS SUBNEURAIS): aumentam a superfície de contato de ação do transmissor sináptico ESPAÇO SINÁPTICO OU FENDA SINÁPTICA Guyton & Hall, Tratado de Fisiologia Médica. 11ª edição

Fenda sináptica. Pregas subneurais

Secreção de acetilcolina Ocorre quando impulso nervoso atinge a junção neuromuscular Secretada no espaço sináptico Barras densas: possuem canais de cálcio controlados por voltagem (se abrem com potencial de ação. Ca2+ se difunde para o terminal nervoso) Ca2+ atrai vesículas de acetilcolina que sofrem exocitose Guyton & Hall, Tratado de Fisiologia Médica. 11ª edição

Abertura dos canais = influxo de íons Na+ e pouco K+ e Ca 2+ A membrana da fibra muscular possui canais iônicos controlados pela acetilcolina (receptores desse neurotransmissor) O canal mantém-se fechado até haver ligação com 2 moléculas de acetilcolina Guyton & Hall, Tratado de Fisiologia Médica. 11ª ed. Abertura dos canais = influxo de íons Na+ e pouco K+ e Ca 2+ Cargas - na abertura do canal repelem passagem de íons – Início do potencial de ação: potencial da placa motora -> potencial de ação

O impulso nervoso na junção neuromuscular Receptores para acetilcolina

Fadiga da junção neuromuscular Destruição da Acetilcolina no Espaço Sináptico Evita reexcitação continuada do músculo. 2 formas: 1- Enzima acetilcolinesterase 2- Difusão para fora do espaço sináptico não agindo na fibra muscular Estimulação artificial da fibra nervosa acima de 100 vezes/ s -> redução do número de vesículas de acetilcolina -> impulsos não são transmitidos à fibra muscular -> fadiga. Fadiga da junção neuromuscular

Túbulos T Penetram na fibra de um lado a outro, provocam liberação de Ca2+ = contração: ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO Papel da bomba de Ca2+

Obrigada

Referências: JUNQUEIRA, L.C.U.; CARNEIRO, J.. Histologia básica. 10a. ed., Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 1999. GUYTON, A.C., HALL, J.E Tratado De Fisiologia Médica 11. Ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2006