Estrutura e funcionamento da fibra muscular esquelética

Organização das miofibrilas:

No citoplasma da fibra muscular esquelética há muitas miofibrilas contráteis, constituídas por filamentos compostos por dois tipos principais de proteínas – a actina e a miosina. Filamentos de actina e miosina dispostos regularmente originam um padrão bem definido de estrias (faixas) transversais alternadas, claras e escuras. Essa estrutura existe somente nas fibras que constituem os músculos esqueléticos, os quais são por isso são chamados músculos estriados. Em torno do conjunto de miofibrilas de uma fibra muscular esquelética situa-se o retículo sarcoplasmático (retículo endoplasmático liso), especializado no armazenamento de íons cálcio.

As miofibrilas são constituídas por unidades que se repetem ao longo de seu comprimento, denominadas sarcômeros. A distribuição dos filamentos de actina e miosina varia ao longo do sarcômero. As faixas mais extremas e mais claras do sarcômero, chamadas banda I, contêm apenas filamentos de actina. Dentro da banda I existe uma linha que se cora mais intensamente, denominada linha Z, que corresponde a várias uniões entre dois filamentos de actina. A faixa central, mais escura, é chamada banda A, cujas extremidades são formadas por filamentos de actina e miosina sobrepostos. Dentro da banda A existe uma região mediana mais clara – a banda H – que contém apenas miosina. Um sarcômero compreende o segmento entre duas linhas Z consecutivas e é a unidade contrátil da fibra muscular, pois é a menor porção da fibra muscular com capacidade de contração e distensão.

O papel do cálcio na contração muscular

O cálcio é um mineral totalmente indispensável para a contração muscular e em vários processos metabólicos do corpo humano. Ele está presente em no mínimo quatro momentos desse fenômeno.

O primeiro é ainda na fase neural do fenômeno, quando chega o estímulo elétrico o cálcio entra no botão sináptico para produzir as alterações conformacionais que fazem as vesículas sacoliformes migrarem até a membrana pré sináptica, onde ele se funde com essa membrana, liberando acetilcolina na fenda sináptica.

O segundo é quando essa acetilcolina faz com que os canais do cálcio do tipo L se abram na membrana muscular e o cálcio entra na célula muscular, causando um fenômeno chamado calcium spark, (centelha de cálcio). Essa centelha de cálcio estimula os canais de rianodina do retículo sarcoplasmático adjacentes aos canais do tipo L da membrana provocando assim, a liberação do cálcio de dentro do retículo para o meio intracelular. Todo esse processo do cálcio estimulando a liberação de cálcio chama-se calcium induced calcium release (CICR)

Finalmente, a onde de cálcio varre o interior da célula, promovendo quantidades suficientes de cálcio suficiente no sistema para fazer com que o mesmo funcione, ele se liga à tropinina C fazendo com que a tropomiosina deslize para expor o sítio ativo da ligação da miosina na Actina. Ou o seja, sobre o papel do cálcio no sistema: Ele entra no botão sináptico, ACH abre canais de cálcio do tipo L e entra CA+ na célula, os canais de rianodina são estimulados liberando CA+ abundante no meio intracelular e o mesmo ao ligar-se na troponina C faz a tropomiosina expor o sítio ativo de ligação da miosina na actina.

Energia para a contração muscular

O primeiro reservatório de energia usado é constituído por fosfocreatina. A fosfocreatina é encontrada em carnes, e é fosforilada durante o repouso em creatina. Como a reação é reversível, durante esforço físico a creatina é desfosforilada e ocorre a regeneração de ATP. A fosfocreatina é convertida em cretinina e eliminada na urina. Este é um processo estritamente anaeróbio e

fornece a energia necessária para esforços de curtíssimo prazo, como corridas de 100 rasos.

O próximo suprimento utilizado é a glicose proveniente da circulação e do glicogÊnio muscular. A entrada de glicose nas células é promovida peça proteína quinase dependente de AMP e a degradação de glicogênio é estimulada pela liberação de Ca+2 que desencadeia a contração e ainda por epinefrina e AMP. A glicose é fosforilada em glicose-6-fosfato e forma ATP pela glicólise. Esta via glicolítica é inicialmente anaeróbica, porque a reserva de oxigênio é pequena e a oferta de oxigênio pela respiração não aumenta de forma imediata, portanto existe a formação de lactato e H+. A glicólise anaeróbia é a principal fonte de energia em corridas de até 1000m. A medida que o fornecimento de O2 cresce, a contribuição da glicólise aeróbia cresce, e conforme a reserva de glicogênio diminui, a contribuição da degradação dos ácidos graxos aumenta.

1. Em repouso: oxidação de ácidos graxos e corpos cetônicos

2. Arrancada rápida: reservas de ATP, creatina-Pi, glicólise anaeróbica do glicogênio muscular

3. Corrida de média distância: glicogênio muscular, metabolizado aerobicamente

4. Maratona: glicogênio hepático e muscular, ácidos graxos, todos metabolizados aerobicamente

O lactato gerado na glicólise anaeróbia difunde-se pelos músculos para a corrente sanguínea, sendo absorvido pelo fígado.