Contração Muscular: Ciclo, Acoplamento e Junção Neuromuscular

Ciclo da Contração Muscular

Início da Contração

• O retículo sarcoplasmático libera íons cálcio.
• O cálcio se prende à troponina, causando o afastamento do complexo troponina-tropomiosina.
• Exposição dos sítios fixadores de miosina na actina.

Hidrólise do ATP

• As cabeças da miosina contêm um bolsão fixador de ATP e uma ATPase.
• A ATPase energiza a cabeça da miosina.
• Os produtos da hidrólise do ATP (ADP e um radical fosfato) permanecem ligados à cabeça da miosina.

Fixação da Miosina à Actina: Pontes Cruzadas

• A cabeça energizada da miosina se prende ao sítio fixador de miosina na actina.
• O radical fosfato é liberado.

Movimento de Força

• O bolsão na cabeça da miosina se abre.
• Ocorre rotação das cabeças de miosina.
• Liberação do ADP.
• A cabeça de miosina gera força à medida que gira em direção ao centro do sarcômero, provocando o deslizamento do filamento fino em direção à linha M.

Liberação da Miosina da Actina

• Uma nova molécula de ATP se prende ao bolsão da cabeça da miosina.
• A miosina se solta da actina.
• O ciclo se repete com a ATPase da miosina novamente hidrolisando o ATP.

Acoplamento Excitação-Contração

• O aumento da concentração citosólica de cálcio inicia a contração muscular, e a redução a termina.
• Em uma fibra relaxada, a [Ca2+] no citosol é muito baixa.
• O Retículo Sarcoplasmático (RS) armazena grande quantidade de Ca2+.
• O potencial de ação muscular se propaga pelo sarcolema e pelos túbulos T, abrindo canais de liberação de Ca2+ na membrana do RS.
• Isso aumenta muito a [Ca2+] no citosol.
• O Ca2+ liberado se combina com a troponina e altera sua forma.
• Isso desloca o complexo troponina-tropomiosina para longe dos sítios fixadores de miosina na actina.
• Com esses sítios livres, as cabeças de miosina se prendem a eles, iniciando o ciclo de contração.
• Bombas de cálcio bombeiam ativamente o cálcio para dentro do RS.
• Enquanto os potenciais de ação continuarem a se propagar pelos túbulos T, os canais de liberação de cálcio ficam abertos, e os íons cálcio se difundem para o citosol com maior rapidez do que são transportados de volta para o RS.
• Após o último potencial de ação, os canais liberadores de cálcio se fecham e a [Ca2+] diminui.
• Com o baixo teor de cálcio no citosol, os complexos troponina-tropomiosina deslizam de volta para recobrir os sítios de fixação da miosina, e a fibra muscular relaxa.

Junção Neuromuscular

• Sinapse entre um neurônio motor somático e uma fibra muscular esquelética.
• Neurotransmissor liberado: acetilcolina (Ach).
• Placa motora: região do sarcolema adjacente aos botões sinápticos. Contém 40 milhões de receptores para acetilcolina.

Mecanismo do Potencial de Ação Muscular

Liberação de Acetilcolina (Ach)

• Chegada do impulso nervoso ao botão sináptico.
• Exocitose de muitas vesículas, liberando seu conteúdo de Ach.
• Ach se difunde através da fenda sináptica entre o neurônio motor e a placa motora.