Estrutura e Fisiologia do Sarcómero e Potenciais de Ação

Estrutura do Sarcómero

Cada sarcómero estende-se de um disco Z ao disco Z imediato.

Disco Z

Rede filamentosa de proteínas que forma uma estrutura em forma de disco, que faz a ligação dos miofilamentos de actina. O arranjo dos miofilamentos de actina e dos miofilamentos de miosina dá à miofibrilha uma aparência em bandas ou estriada quando vista longitudinalmente.

Bandas do Sarcómero

• Banda I (isotrópica ou banda clara): Inclui um disco Z e estende-se de cada lado do disco Z para as extremidades dos miofilamentos de miosina. Contém apenas miofilamentos de actina.
• Banda A (anisotrópica ou banda escura): Estende-se ao comprimento dos miofilamentos de miosina num sarcómero. Contém miofilamentos de miosina rodeados por miofilamentos de actina.
• Banda H: Localizada no centro de cada banda A. Contém apenas miofilamentos de miosina.
• Linha M: Banda escura no meio da zona H. Consiste em delicados filamentos que se ligam ao centro dos miofilamentos de miosina.

Mecanismo de Contração e Relaxamento

Os miofilamentos de actina e miosina não mudam de comprimento durante a contração muscular esquelética. Em vez disso, estes deslizam ao longo uns dos outros de uma forma que leva ao encurtamento do sarcómero. Quando os sarcómeros encurtam, as miofibrilhas, as fibras musculares, os feixes e os músculos encurtam, produzindo a contração muscular.

Durante o relaxamento muscular os sarcómeros alongam-se. Para isso é necessária a aplicação ao músculo de alguma força, de modo a levar ao alongamento do sarcómero. Esta força é habitualmente produzida por outro músculo ou pela gravidade.

Fisiologia das Fibras do Músculo Esquelético

Os axónios das células nervosas estendem-se do encéfalo e da medula espinal para as fibras dos músculos esqueléticos. O sistema nervoso controla as contrações dos músculos esqueléticos através de sinais elétricos, chamados potenciais de ação, que são transmitidos ao longo dos neurónios até às fibras musculares. Os potenciais de ação transmitidos pelos neurónios estimulam a produção de potenciais de ação nas fibras musculares, que as levam a contrair.

Potenciais de Membrana

As membranas celulares são polarizadas, o que significa que existe uma diferença de carga, o potencial de membrana em repouso, através da membrana celular. A membrana fica polarizada quando a tendência para os iões K⁺ para se difundirem para fora da célula é resistida pelas cargas negativas das moléculas no interior da célula.

Canais Iónicos e Potenciais de Ação

O potencial de ação é a reversão do potencial da membrana em repouso, de modo que o interior da membrana celular se torna positivo. Os canais iónicos são responsáveis pela produção de potenciais de ação. Dois tipos de canais de membrana produzem potenciais de ação: os canais com portão de ligando e os canais com portão de voltagem.

Fases do Potencial de Ação

Constituído por duas fases: despolarização e repolarização.

A diferença de carga através da membrana celular é o potencial de membrana em repouso.

• Despolarização: Dá-se quando o interior da membrana celular se torna menos negativo. Esta fase é desencadeada se a despolarização altera o potencial de membrana para um valor chamado limiar de estimulação. Resulta de um aumento da permeabilidade da membrana celular ao Na⁺. Se a polarização atingir o limiar, produz-se um potencial de ação de tipo tudo ou nada. A fase de despolarização de um potencial de ação resulta da abertura de muitos canais de Na⁺, de uma forma tudo ou nada.
• Repolarização: É o regresso do potencial de membrana ao valor de repouso. A fase de repolarização de um potencial de ação ocorre quando os canais de Na⁺ encerram e os canais de K⁺ se abrem por curtos instantes.

A propagação dos potenciais de ação ao longo da membrana celular dos neurónios e das fibras musculares esqueléticas ocorre de uma forma tudo ou nada.