CAPÍTULO 7:MOVIMENTO E MÚSCULO. Flashcards
Locomoção ameboide, ciliar e flagelar. Estrutura e desenvolvimento do tecido muscular. Contração Muscular.
Quais são as importâncias do tecido muscular nos animais?
O tecido muscular é importante nos animais para a escolha de um habitat adequado, defesa, alimentação, acasalamento, produção animal e exercício físico.
O que é necessário para ocorrer o movimento muscular?
O movimento muscular requer a presença de ATP e cálcio. Sem ATP, os músculos não conseguem relaxar, levando à tensão muscular após a morte devido à falta de ATP.
Quais são os tipos de músculos e suas características?
Os músculos podem ser classificados em músculos estriados, que parecem listrados quando vistos com um microscópio, e músculos lisos, que não possuem esta aparência. Os musculos estriados podem ainda ser divididos em musculo esquelético- controla os movimentos do corpo- e musculo cardíaco – encontra-se no coração. O musculo liso é encontrado nas paredes de órgãos vazios, como intestino e vasos sanguíneos.
Os músculos produzem movimento do corpo ou dentro do corpo, gerando força e em muitos casos tornando-se mais curto, um processo que se baseia universalmente em dois proteínas: actina e miosina. Este processo é denominado contração.
Descreve as células musculares?
O tecido muscular é um tecido extremamente especializado. Na verdade, as células musculares sofreram uma especialização tão intensa que perderam a capacidade de se dividir. Estas células musculares são chamadas de fibras musculares. Nos mamíferos e aves, quando nascem, a sua população de células musculares já está definida, ou seja, o número de fibras musculares que irão ter já está definido. Desta forma, durante o crescimento, não há um aumento do número de fibras musculares, mas antes um aumento do seu tamanho. Estes são os únicos animais que têm o número de fibras musculares definidas antes de nascerem. Assim, quando se entra numa fase adulta, não há crescimento das fibras, mas sim a sua manutenção. Pode ainda ocorrer uma perda de massa muscular caso a degradação de proteínas seja muito superior à sua síntese. Este cenário pode ser revertido com treino muscular.
Nos peixes, existem fibras musculares que não estão completamente diferenciadas e, por isso, pode ocorrer um aumento da massa muscular.
Explica a unidade funcional do músculo nos vertebrados?
Cada fibra do músculo esquelético é uma célula grande e multinucleada, que se encontram em paralelo e contém muitas subunidades chamadas miofibrilas. Cada miofibrila é composta de sarcômeros dispostos de ponta a ponta.
O sarcômero é a unidade funcional dos vertebrados músculo esquelético. Dentro de cada sarcômero, os filamentos grossos compostos principalmente de miosina interconectam-se com filamentos finos compostos principalmente de actina. Filamentos finos são ancorados nas
extremidades de cada sarcômero em discos Z. A zona A vai possuir a sobreposição dos filamentos grossos e finos. A zona H contem apenas filamentos grossos. A linha M é o meio dazona H, onde existem enzimas importantes para a energia do metabolismo das fibras musculares. A zona entre duas bandas A chama-se banda I.
As fibras musculares geram força quando…
os sarcómeros encurtam. Sarcômeros encurtam quando os filamentos finos e grossos deslizam um pelo outro, puxando os discos Z mais próximos. Formando pontes cruzadas entre eles, as quais se formam e rompem continuamente, produzindo força cada vez que se ligam.
Explica a nivel celular como ocorre a contração muscular.
Filamentos grossos e finos deslizam uns sobre os outros, gerando força, com as “cabeças” das moléculas de miosina repetidamente a ligarem-se e dissociarem-se com a actina dos filamentos finos; com efeito, os filamentos grossos “enfileiram-se” ao longo dos filamentos finos por meio dessas pontes cruzadas. A quantidade de força que um músculo gera depende diretamente no número de pontes cruzadas ligadas. Quando temos todas as cabeças de miosina ligadas, temos um máximo de pontes cruzadas e por isso um máximo de tensão. No entanto é possível encurtar mais o sarcómero devido a zona H onde não ocorre pontes cruzadas, este encurtamento não produz mais força que o anterior, uma vez que não foram formadas novas pontes cruzadas. Se o muscul for mais encurtado que isto vemos um decréscimo da força devido a sterical hindered dos filamentos finos e ligação inapropriada de pontes cruzadas, diminuindo a força e as pontes cruzadas
De onde vem a energia para a contração muscular?
A energia para realizar o trabalho de contração muscular é derivada da hidrólise do ATP pela miosina. Para ocorrer o encurtamento do sarcómero é necessário que se forme uma ponte cruzada que puxe as linhas z e que depois se dissocie e volte a formar ponte cruzada noutro local. Para a dissociação de actina e miosina é necessário ATP. Por esta razão que após a morte os musculos ficam tensos, uma vez que não há ATP, os musculos mantém-se contraídos, rigor mortis
O que é a miosina?
A miosina das proteínas mais abundantes no músculo (cerca de 45%), pertencendo a uma família de proteínas subdivididas em pelo menos 18 classes nos vertebrados (muito mais no caso dos peixes). Possuem propriedades distintas, adaptadas às funções celulares específicas de cada miosina. É composta por duas cadeias longas entrelaçadas e por duas cabeças. A cabeça é a parte funcional da miosina, responsável por se ligar à actina garantindo a contração muscular. A cabeça é também a parte comum entre as diferentes classes de miosina, sendo que as cadeias são a parte que pode variar. Quando olhamos para o esquema, vemos que há um elevado grau de homologia organizacional e sequencial no terminal C (cauda). Repara-se também que este grau é ainda
maior na cabeça. Como a cabeça é a parte funcional da miosina, faz sentido que este seja a que menos varia uma vez que a conservação da sua composição entre espécies garante que a interação entre a miosina e a actina seja feita com sucesso.
Quais são os dois tipos de fibras musculares?
- Fibras de contração lenta: são fibras oxidativas e precisam de mitocôndrias. Têm um movimento mais coordenado e mais resistente ao cansaço. Ex: maratonista;
- Fibras de contração rápida: são fibras glicolíticas, pois o metabolismo aeróbio demora muito tempo. Ex: corredor de 100m.
Com treinos muito sustentáveis, é possível transformar fibras de contração lenta em fibras de contração rápida e vice-versa.
Explica o que são fibras musculares de contração lenta.
Fibras musculares esqueléticas de vertebrados podem ser classificadas com base na rapidez com que se contraem e com que rapidez se cansam. Fibras de contração lenta tipo I contraem-se lentamente, cansam-se muito lentamente – devido a grande quantidade de mitocondrias e muito aporte de oxigénio e usam ATP a um ritmo lento - e dependem em grande parte do metabolismo oxidativo para produção de ATP. Estas fibras são usadas para manter a postura e para movimentos repetitivos mederadamente rápidos, sendo caracterizadas pela cor vermelha devido a grande concentração de mioglobina.
Explica quais são os dois tipos de fibras de contração rápida.
Fibras de contração rápida tipo IIb (glicolítica) contraem-se rapidamente, cansam-se rapidamente e depende muito da glicólise para produção de ATP. Contem poucas mitocondrias. Fibras de contração rápida do tipo IIa se contraem relativamente rápido, cansam-se relativamente lenta e geralmente obtem energia necessária através de metabolismo oxidativo. São especializadas em movimenros repetitivos rápidos, como o movimento do esterno, os musculos de voo migratório dos pássaros. Têm muitas mitocondrias, pelo que possuem algumas resistência a fatiga, não sendo tão boas como as fibras I.
Que tipo de atividade podem ter as miosinas?
As miosinas adultas podem ter atividade glicolítica, oxidativa e óxido-glicolítica, sendo a sua distinção possível unicamente com técnicas de imunohistoquimica porque em vivo estão mistura e indistinguíveis.
motores moleculares no reino animal. what are they HUH?
Os 3 motores moleculares no reino animal são a miosina (associada à contração muscular), a dineína (cilios, flagelos, axónios) e cinesina (axónios: transporte de vesículas desde o corpo celular (soma) em direção à membrana sináptica).
Explica o que são e o que fazem a miosina e a actina?
A miosina é uma proteína de cadeia longa e é possível separá-la nos seus constituintes através de duas enzimas: o Papaina: permite cortar e separar a região da cabeça (liga-se a outro filamento permitindo a contração muscular); o Tripsina: permite obter uma cadeia de meromiosina pesada e uma cadeia de meromiosina leve; Quando se utiliza estas duas enzimas em simultâneo pode obter-se 3 regiões: meromiosina leve, cabeça e S2.
Um filamento organiza-se da seguinte forma: a actina é uma proteína glomerular que tem várias esferas que se organizam para originar um filamento muito longo. Ela está envolvida pela troponina (T, C, I). Existe ainda a tropomiosina, um filamento que permite a rotação do filamento. Esta rotação faz com que a troponina tape ou não tape o centro ativo da actina – o local onde se liga a cabeça da miosina. A troponina e tropomiosina estão interligadas na actina, dificultando a ligação da actina e miosina. Quando a miosina e actina se conseguem ligar temos a contração muscular. Esta só pode ocorrer quando ocorre libertação de cálcio (por ativação de acetil colina do neurónio, que causa despolarização da membrana da fibra), que se liga a troponina e tropomiosina, permitindo a ligação actina-miosina e, consequentemente, contração muscular.
Explica a constituição do sarcómero.
As miosinas organizam-se de modo a termos uma zona central onde as duas caudas se encontram a tocar uma na outra, sendo as cabeças projetadas em sentidos opostos e ligando-se aos filamentos de actina. Existem, portanto, várias moléculas de miosina num filamento espesso. Intercalados com estes filamentos espessos encontram-se os filamentos finos que são constituídos por actina. A posição relativa da actina em relação à miosina é o fator que determina o comprimento dos miofilamentos:
* Contração: encurtamento do miofilamento;
* Relaxamento: aumento do tamanho dos miofilamentos.
Há uma linha Z que une todos os filamentos finos de actina. Durante a contração, os filamentos de actina aproximam-se dos filamentos de miosina, havendo uma sobreposição crescente da actina com a miosina. Quando os dois filamentos de actina se tocam, atinge-se o ponto de contração máxima. Assim, a contração é a deslocação dos filamentos de actinas em direção aos de miosina.
Como se consegue a força para o movimento no músculo?
A força do movimento consegue-se através da ligação da actina à miosina. A esta ligação dá-se o nome de ponte cruzada. A cabeça da miosina pode variar de posição consoante a ligação ou não do ATP. Assim, quando o ATP se liga à miosina ocorre relaxamento muscular. Quando o ATP é hidrolisado, há contração muscular. A percentagem de contração muscular e, portanto, da força aplicada depende do número de pontes cruzadas. Quanto maior o número de pontes cruzadas, maior é a contração logo maior é a força produzida. Quando todas as cabeças de miosina estiverem ligadas à actina por pontes cruzadas foi atingida a força máxima. É de salientar que o número de sarcómeros e o número de fibras musculares determina a tensão máxima de um músculo: efeito aditivo.
A força máxima muscular tem alguma coisa a ver com o tamanho do sarcómero?
A força máxima não se traduz nem num comprimento mais longo, nem num comprimento mais curto do sarcómero, mas antes num comprimento intermédio. Um maior tamanho do sarcómero traduz-se num menor número de pontes cruzadas uma vez que esta é a posição na qual há um esticamento e as interações entre a miosina e a actina são menores. Quando se atinge o comprimento máximo do sarcómero, deixa de haver pontes cruzadas. Um
menor tamanho do sarcómero deve-se à sobreposição da actina com a miosina, mas, a partir do comprimento intermédio em que a força é máxima, começa a haver uma alteração conformacional nas proteínas uma vez que as actinas começam a interagir entre si e não com miosinas, o que diminui o número de pontes cruzadas.
Diz 5 características do sarcómero, relativamente à sua relação de tensão com o seu comprimento.
- Não há sobreposição de actina e miosina, pelo que não temos pontes cruzadas, nem contração (musculo com 3.6um - comprimento máximo)
- Todas as cabeças de miosina estão ligadas a actina, todas encontram-se em pontes cruzadas, pelo que temos uma contração máxima (musculo com 2.2 um - o barre zone ainda se encontra livre)
- Conseguimos juntar mais as fibras de actina, à custa do bare zone, mas não há mais pontes cruzadas, pelo que temos a mesma tensão muscular, mas temos menor comprimento
- Se continuarmos a forçar vamos sobrepor as fibras de actina, levando a uma diminuição da tensão
- Se continuarmos mais, os filamentos ficam dobrados e tensionados, levando a perda de tensão e força
O que é a dineína?
Os cílios e os flagelos são dotados de movimento, sendo que este se deve a motores moleculares – as dineínas. As dineínas têm cabeças que se ligam a filamentos como os microtúbulos e dependendo se há ou não interação entre os microtúbulos e as cabeças de dineína, ocorre movimento para um lado ou para o outro. Uma outra utilização do movimento das dineínas está relacionado com a ligação a organelos, conduzindo-os numa determinada direção.
O que é a cinesina? Explicita bastante!!
As cinesinas têm cabeças que se ligam aos microtúbulos e a ATP. Esta ligação permite que a cauda das cinesinas transportem as vesículas que contém os neurotransmissores ao longo dos axónios, por exemplo. A cinesina é semelhante à miosina em termos de estrutura, mas atua de forma parecida à dineína. Um complexo de cinesina consiste em duas cadeias pesadas, cada uma com uma cabeça globular, uma cauda longa e duas cadeias leves. A cabeça liga-se a microtúbulos e a ATP. No lado oposto da cauda, a “carga” é ligada para ser transportada. Duas cabeças do complexo de cinesina ligam-se alternadamente a um microtúbulo, “andando” ao longo da estrutura e puxando a “carga” consigo. (a vermelho está a cabeça ativa). A cenisina é necessária para o transporte de neurotransmissores que necessitam de ser transportados para a fenda sináptica (neurotransmissores proteícos sintetizadas nos ribossomas no corpo celular), as proteínas, como transportadores, também podem ser transportados por este método.
Difere contração isométrica de contração isotónica.
Os músculos estão ligados ao osso, não estando soltos nos organismos. Quando se quer estudar o músculo, é necessário fixá-lo em dois pontos e fornecer um estímulo elétrico para que haja uma ação, como por exemplo uma contração. Esta contração pode originar uma tensão e encurtamento do músculo, ocorrendo a contração isotónica. Caso apenas ocorra tensão, mas não ocorra encurtamento do musculo, estamos perante uma contração isomérica (não há movimento ou é muito lento).
Na contração isométrica, um músculo gera força mas não encurta. Na contração isotônica, um músculo gera força constante e torna-se mais curto. Um músculo encurta mais rapidamente quando é descarregado. Como a carga aumenta, a velocidade de encurtamento diminui, até que com cargas elevadas, o músculo não pode encolher (contração isométrica).
Relaciona a rapidez da contração muscular, com a força da contração muscular.
Para um animal se mover os músculos têm que contrair em determinadas zonas. A relação entre a produção de força e a taxa a que o musculo contrai, ou seja, a curva força-velocidade determina o trabalho muscular. De uma forma geral, quando temos de fazer muita força, a velocidade de contração do músculo é menor. Por outro lado, a velocidade de contração muscular é maior quando usamos cargas intermédias, sendo máxima quando a carga é nula. Neste âmbito, existem 3 conceitos importantes:
* Força: Resultado da tensão máxima que um músculo ou grupo de músculos pode desenvolver quando se opõe ou vence uma resistência exterior;
* Potência: Produto entre a força e a velocidade do movimento;
* Resistência muscular: Capacidade para manter uma ação muscular repetida contra uma resistência exterior sub-máxima.
Como as pontes cruzadas de miosina se ligam à actina durante a contração muscular?
A ligação das pontes cruzadas de miosina à actina ocorre quando os locais de ligação na actina são revelados. Em repouso, esses locais são cobertos pela tropomiosina. O aumento do Ca2+ livre intracelular, ligando-se à troponina, afasta a tropomiosina, expondo os locais de ligação da miosina na actina.
Como é desencadeada a contração muscular em uma fibra muscular estriada?
A fibra muscular estriada contrai-se quando um potencial de ação (AP) percorre sua membrana plasmática. O aumento do Ca2+ livre intracelular, resultado do acoplamento excitação-contração, desempenha um papel fundamental, revelando locais de ligação da miosina na actina e permitindo a contração.
