Fisiologia da Contração Muscular: Estrutura e Mecanismos

Estrutura da Fibra Muscular

Sarcolema: É a membrana celular da fibra muscular. O sarcolema é formado pela membrana plasmática, por uma camada de material polissacarídeo e por finas fibrilas colágenas que conferem resistência. Nas extremidades das fibras musculares, a camada superficial está fundida com fibras tendinosas que se juntam em feixes para formar os tendões musculares.

Miofibrilas e Sarcômero

Cada fibra muscular é formada por miofibrilas. Cada miofibrila contém 1.500 filamentos de miosina e 3.000 de actina, que são moléculas polimerizadas de proteína responsáveis pela contração muscular. Os filamentos grossos são de miosina e os finos de actina. A superposição desses filamentos cria faixas claras (Faixas I, contendo apenas actina) e escuras (Faixas A, contendo miosina e extremidades de actina).

As pontes cruzadas (pequenas projeções laterais da miosina) interagem com os filamentos de actina para provocar a contração. Os filamentos de actina são fixados à membrana Z. A porção da miofibrila situada entre duas membranas Z sucessivas é o Sarcômero, que possui cerca de 2,0 micra de comprimento, ideal para gerar força de contração.

Sarcoplasma e Retículo Sarcoplasmático

As miofibrilas estão em suspensão no Sarcoplasma, uma matriz rica em constituintes intracelulares, como potássio, magnésio, fosfato e enzimas proteicas. O Retículo Sarcoplasmático é um extenso sistema de membranas essencial para o controle da contração muscular; músculos de contração rápida possuem um retículo mais desenvolvido.

Mecanismo Molecular da Contração Muscular

Mecanismo deslizante: No estado relaxado, os filamentos de actina e miosina estão apenas parcialmente superpostos. No estado contraído, os filamentos de actina são tracionados em direção ao centro do filamento de miosina. Esse deslizamento ocorre devido a forças atrativas (mecânicas, químicas e eletrostáticas) geradas pelas pontes cruzadas. Os íons cálcio ativam essas forças, iniciando a contração.

Componentes dos Filamentos

• Filamento de Miosina: Formado por aproximadamente 200 moléculas de miosina, cujas protuberâncias formam as pontes cruzadas.
• Filamento de Actina: Complexo formado por actina, tropomiosina e troponina. Moléculas de ADP presas à actina atuam como pontos ativos para a reação com as pontes cruzadas.
• Tropomiosina: Fixada à actina, cobre os pontos ativos no estado de repouso, impedindo a interação com a miosina.
• Troponina: Possui forte afinidade por íons cálcio, sendo o fator desencadeante do processo contrátil.

ATP como Fonte de Energia

A contração muscular exige energia proveniente da degradação de ATP em ADP. Após o curso de potência da ponte cruzada, o ATP liga-se à cabeça da miosina, causando seu desligamento do ponto ativo. A energia liberada pela hidrólise do ATP pela ATPase da própria cabeça da miosina "arma" a estrutura para um novo ciclo.

Potencial de Ação e Túbulos Transversos

O início da contração no músculo esquelético ocorre via potenciais de ação. Estes potenciais propagam-se pelos Túbulos Transversos (Túbulos T), sinalizando ao retículo sarcoplasmático a liberação de íons cálcio na vizinhança das miofibrilas, o que desencadeia os eventos químicos da contração.