Este documento descreve os três principais tipos de músculos no corpo humano: músculo liso, cardíaco e esquelético. Também discute a estrutura e função das células musculares, sarcômeros, actina, miosina, ATP e outras proteínas importantes para a contração muscular.

1. Contração muscular
Prof: Marco Aurélio

7. Músculo cardíaco –
autoexcitável e incansável
Músculo liso – aparecem
em camadas nas paredes
viscerais
Músculo esquelético – responsável pelos
movimentos corporais voluntários que
definem nossa psotura corporal

8. Músculo liso
• Contração lenta e involuntária;
• Cavéolas que contém Ca2+;
• Células fusiformes, mononucleares;
• Sem sarcômero e troponina
• Corpos densos;
– Ex: útero

10. Músculo estriado cardíaco
• Contração involuntária;
• Fibras ramificadas com estrias transversais;
• Mono ou binucleares (núcleo central);
• Discos intercalares (projeções digitiformes)
para transmissão homogênea do impulso;

14. Músculo estriado esquelético
• Contração voluntária;
• Fibras longas e cilíndricas com estrias
transversais;
• Núcleo periférico (multinuclear);
– Ex.: Língua, bíceps braquial.

16. Célula muscular
• Células alongadas (fibras musculares)
• Fibras musculares / miofibrilas / miofilamentos
• Sarcômeros são as unidades básicas da
contração muscular
• Membrana = Sarcolema
• Citoplasma = Sarcoplasma
• R. Endoplasmático = R. Sarcoplasmático
• Mitocôndrias = Sarcosomas

21. Organização das fibras 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.

22. Sarcômero Relaxado
Sarcômero Contraído
Banda A
z M z

27. 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.

28. 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.

36. 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.

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

38. • S1 = subfragmento 1 onde se dá a hidrólise da ATP.
• S2 pontos de mobilidade, braço e cabeça.

39. União de 200 ou mais moléculas de miosina
Cada molécula tem peso molecular de 480000 Da

43. 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.

50. Teoria do Walk-Along
Assim que há a aproximação entre as
cabeças da miosina com os sítios ativos da
actina acontece a contração muscular
Os movimentos das pontes definem o
deslizamento entre os filamentos.
A inclinação das cabeças da miosina
depende da acoplação do ATP

57. Teoria do Walk-Along
A ação enzimática das cabeças das
miosinas quebram o ATP em ADP e Pi, que
determinam uma mudança conformacional na
molécula.
Nova molécula de ATP se liga às cabeças
da miosina e o processo tem continuidade.
OBS – quanto maior o número de pontes cruzadas
formadas maior a força de contração gerada

61. Mecanismo geral de contração

65. Mecanismo geral de contração

69. Mecanismo geral de contração

72. ATP como fonte energética
Quanto maior a quantidade de ATP
degradada, maior será o trabalho realizado
pela fibra. Isso é denomina de efeito Fenn que
teoricamente acontecem assim:
• o ATP se liga às cabeças de miosina
• há a quebra do ATP em ADP + Pi, gerando o movimento de
força que atrai a actina
• Quando a cabeça da miosina se liga ao sítio ativo da actina, há
uma mudança conformacional que resulata na diminuição da
afinidade ao ADP + Pi

73. ATP como fonte energética
• Resultando no movimento de deslizamento
entre os filamentos
• Em seguida uma nova molécula de ATP se
liga às cabeças da miosina modificando a
conformação e movimentando as cabeças à
frente
• Esse processo perdurará enquanto existir
necessidade de contração e/ou energia.
– Obs: com os limites de trabalho sendo respeitados

74. Efeito do comprimento do músculo
sobre a força de contração
Como os músculos
apresentam grande
quantidade de tec.
Conjuntivo e
distribuição irregular dos
sarcômeros, a contração
acaba se manifestando
com tensão diferentes ao
longo de uma fibra
muscular.

75. Relação entre Velocidade de
Contração e a Carga
Quando carga é aplicada
ao movimento muscular,
a velocidade de
contração cai
proporcionalmente ao
aumento da carga.
Na carga máxima
suportada pelo músculo
a velocidade é zero e não
há contração, ainda que a
fibra tenha sido ativada.

76. Rendimento do Trabalho Muscular
A contração de um músculo contra uma carga gera
o Trabalho muscular.
Nesse caso a energia é transferia do músculo pra a
carga externa no intuito de superar a resistência ao
movimento.
Toda a energia por trás desse rendimento é oriunda
das reações químicas das fibras.

77. Fontes de Energia Muscular
É a energia do ATP que desencadeia o mecanismo
do “ir para diante” – walk along – uma vez que sua
clivagem transfere energia para a contração.
Porém, uma menor parte de energia ainda é gasta
no:
• Bombeamento de Ca2+ de volta pro retículo sarcopl.
• Bombeamento de Na+ e K+.

78. Fontes de Energia Muscular
Quando o ADP resultante dessas quebras é
refosforilado para formar mais ATP, os músculos podem
continuar seus processos de contração.
Entretanto, são necessárias fontes de reserva para
essa reposição energética.

79. Fontes de Energia Muscular
A primeira fonte de energia que é utilizada para a
reposição energética é a Fosfocreatina. Ela é clivada
imediatamente e sua energia liga um novo íon fosfato a
ATP.
A quantidade dessa molécula é pequena...
mas suficiente para dar continuidade
do trabalho, ainda que por poucos
segundos.

80. Fontes de Energia Muscular
Uma segunda fonte, capaz de reconstruir ATP e a
fosfocreatina é o Glicogênio. Sua glicólise leva a uma
rápida reposição energética convertendo o ADP em ATP
ou implementar a reserva de fosfocreatina.
Existem vantagens no sequestro de energia a partir
do Glicogênio:
• Maior velocidade na produção de ATP
• Pode ocorrer na ausência de O2 (ainda que acumule restos
metabólicos o que influencia no tempo de sustentação da contração)

81. Fontes de Energia Muscular
A terceira fonte, importante para os movimentos
demorados, é representada pelo Metabolismo Oxidativo
que depende das tranformações dos produtos finas da
glicólise, dos nutrientes celulares e do Oxigênio.
Além do grande uso de
carboidratos nas fases iniciais da
atividade física, também são
utilizadas gorduras e, em menor
escala proteínas (AA). No início das
atividades físicas o consumo é preferencial para os
carboidrados... Porém, na exaustão, a gordura passa a
representar a principal fonte energética.

82. Eficiência da Contração Muscular
Da energia fornecida
aos músculos, menos de
25% é convertida em
trabalho. A maior parte
gera Calor.
A eficiência máxima
só é alcançada quando os
movimentos de contração
acontecem com velocidade
moderada.

83. Tipos de Contração Muscular
Contração Isométrica
Também conhecida por contração estática, é a contração muscular
que não provoca movimento ou deslocamento articular, sendo que o
músculo exerce um trabalho estático. Não há alteração no comprimento do
músculo, mas sim um aumento na tensão máxima do mesmo.
Possui baixo consumo calórico e
média duração e a energia gasta durante
essa contração é dissipada sob a forma de
calor. Por possuir essas características
apresentam rápido ganho de força. Para
visualizarmos o trabalho dessa contração
basta observar o trabalho do músculo
bíceps braquial ao segurar uma carga
pesada com os cotovelos em flexão.
.

84. Tipos de Contração Muscular
Contração Isotônica Também conhecida por contração dinâmica, é a
contração muscular que provoca um movimento articular. Há alteração do
comprimento do músculo sem alterar sua tensão máxima. Possui alto
consumo calórico e geralmente é de rápida duração. A contração isotônica
divide-se em dois tipos: concêntrica e Excêntrica.
Concêntrica: o encurtamento
dos sarcômeros aproxima as inserções
musculares. Ex: levar o alimento à boca
Excêntrica: o aumento do
comprimento dos sarcômeros realiza um
movimento de alongamento dos músculo
afastando as inserções. Ex: devolver um
copo à mesa

85. Tipos de Fibras Musculares
As técnicas anatômicas e histológicas demonstram que
o músculo esquelético é um agregado de fibras, controladas
individual e colectivamente em diferentes padrões de
movimentos controlados pelo sistema nervoso.
Em um mesmo músculo, ou grupo muscular, podemos
verificar diferentes tipos de movimentos com elevada
coordenação, indo desde esforços curtos até os prolongados.
Assim as Unidades Motoras individuais, que se unem para
formar um músculo inteiro, apresentam características
diferentes.
Portanto, as respostas adaptativas observadas no
músculos, dependem da combinação dos vários tipos fibras
que os músculos podem apresentar.

86. Tipos de Fibras Musculares
Fibras Lentas - As fibras esqueléticas da maioria dos
músculos posturais movimentam-se lentamente - também
sendo designadas por tipo I - com um limiar de excitabilidade
mais baixo e uma menor velocidade de condução nervosa, são
normalmente recrutadas nos movimentos habituais do dia a
dia e nos esforços de baixa intensidade.
Essas Fibras também são chamadas
de Músculos Vermelhos devido á presença de
Mioglobina. Tal proteína tem nos músculos
papel semelhante ao da hemoglobina no
sangue, transportando mais O2 para as
mitocôndrias.
Wanderley Cordeiro de Lima

87. Tipos de Fibras Musculares
Fibras Rápidas – Já as fibras
dos músculos fásicos contraem e
relaxam-se rapidamente, sendo por
isso designadas por fibras de
contração rápida ou do tipo II. Estas
apresentam um limiar de
excitabilidade mais alto e uma maior
velocidade de condução nervosa,
sendo recrutadas para os
movimentos
Usain Bolt rápidos durante os esforços de alta
intensidade.

88. Fibras Rápidas x Fibras Lentas
As diferenças básicas entre os dois tipos de fibras são:
• As fibras de contração rápida (FF) têm o dobro do diâmetro das fibras
vermelhas (SF)
• As enzimas que promovem a liberação energética são 2 ou 3 vezes mais
ativas nas fibras rápidas, garantindo o alcance da potência máxima em menos
tempo
• As fibras de contração lenta são organizadas para a resistência e, por isso,
possuem mais mitocôndrias, mais mioglobina e maior atividade metabólica
aeróbica.
• O número de capilares é maior ao redor das fibras lentas
Isso faz com que as fibras rápidas possam produzir quantidades
extremas de potência por alguns segundos... Por outro lado, as de contração
lenta fornecem resistência e produzem forças prolongadas de contração por
vários minutos.

89. Unidades Motoras
Cada motoneurônio sai da medula espinhal e inerva
várias fibras musculares.
No caso dos músculos pequenos, que devem reagir
rapidamente e de forma precisa, existem muitas fibras
nervosas e poucas fibras musculares. Já para os grandes
músculos, a relação é inversa... Muitas fibras musculares pra
só uma fibra nervosa.

91. Somação das Forças
A soma das contrações individuais aumenta a intensidade
da contração como um todos.
Isso pode acontecer devido:
Somação por fibras Múltiplas: também chamada de somação
espacial. As UMs menores são preferencialmente estimuladas...
À medida que o sinal aumenta, UMs maiores também começam a
ser excitadas. Esse mecanismo é conhecido como princípio do
tamanho que permite a graduação da força muscular durante
uma contração fraca. Outra característica é que diferentes
unidades são estimuladas em momentos diferentes, gerando uma
alternância das contrações em sequência

92. Somação das Forças
Somação por Frequência e Tetanização: a sucessão de
contrações alcança um ponto onde cada nova contração acontece
antes que a anterior termine. Com isso a força total de contração
é a resultante da soma das forças geradas.
Contrações sucessivas ficam tão rápidas que fundem-se,
aparentando uma contração uniforme e contínua. Isso configura
o quadro de tetanização.
Esse quadro leva à força de contração máxima que pode
alcançar 3 a 4Kg por cm2 de músculo em seu comprimento
normal.

94. Alteração das Forças de
Contração
A sequência de contrações leva a um acúmulo de cálcio.
Isso somado à crescente incompetência em bombear o cálcio de
volta ao retículo aumenta progressivamente a força de contração
após alguns eventos contráteis.
Esse fenômeno é chamado de Efeito Escada (Treppe)

95. Controle Motor

96. Placa Motora

97. Fuso muscular e
Órgão tendinoso de Golgi

98. Contração
cardíaca

100. Mecanismo geral de contração
• Estímulo nervoso = liberação de acetilcolina abre canais na fibra
muscular (através das proteínas flutuantes na membrana).
• Entrada de Na+ para dentro da célula, desencadeando o potencial
de ação.
• Potencial de ação faz com que o retículo sarcoplasmático libere
grande quantidade de cálcio que ativa as forças atrativas entre
miosina e actina.
• Ligação do ATP e hidrólise liberam energia para que a cabeça de
miosina se ligue à actina.
• A contração cessa com a retirada do cálcio (bomba de cálcio) para
o retículo sarcoplasmático.

101. Mecanismo geral de contração
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.

102. 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.

103. Contração no Músculo Liso
• Processo chamado de contração regulada por miosina,
nele...
• os íons de cálcio se ligam a um complexo de enzimas sobre a
miosina, chamado Quinase da cadeia leve de calmodulina-
miosina;
• o complexo de enzimas quebra o ATP em ADP e transfere o Pi
diretamente para a miosina, ativando-a;
• a miosina forma pontes cruzadas com a actina, como ocorre
no músculo esquelético;
• quando o cálcio é bombeado para fora da célula, o Pi é
removido da miosina por outra enzima;
• a miosina fica inativa e o músculo relaxa.

148. 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;

149. Contração do músculo liso
• 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+).

151. Tetania e Fadiga muscular
• 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 Gabriela Andersen
com a estimulação repetitiva e
prolongada durante uma atividade.

152. Tetania e Fadiga muscular
O QUE LEVA À FADIGA MUSCULAR?
• Deficiência de ATP
• incapacidade de propagação do estímulo nervoso através da
membrana celular
• acúmulo de ácido lático

153. 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

154. Rigor mortis
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

155. Sarcopenia – perda de força e massa muscular
O gráfico abaixo mostra que o número de unidades
motoras diminui com a idade... Entretanto, exercícios e
atividade física mitigam a perda de UMs na terceira idade,
salietando quão importante é manter-se ativo.

157. 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