Fisiologia Muscular: Contração, Fibras e Metabolismo

Frequência do Estímulo e Tensão Muscular

A duração da contração é maior que a duração do potencial de ação. É possível, então, que outro disparo de potencial de ação aconteça enquanto o músculo ainda está contraindo, desde que a membrana esteja repolarizada.

Somação de Contrações

Se o músculo é estimulado uma segunda vez antes de estar totalmente relaxado, a força de contração aumenta. Portanto, a força do abalo é amplificada quando a frequência do estímulo aumenta.

Tensão Máxima e Tétano

Um músculo estimulado pela segunda vez terá a força de contração aumentada. Nesse momento, o cálcio intracelular começa a retornar ao nível basal de antes da contração.

Se os estímulos forem repetidos regularmente com uma frequência alta, as contrações individuais se fundem em uma única contração sustentada denominada tétano. Em um alto nível de estimulação, o Ca++ é mantido alto por todo o período de contração. A quantidade de força desenvolvida excede em muito a observada durante o abalo. A tensão da contração tetânica é de 3 a 5 vezes maior que a da contração isolada.

Tipos de Fibras Musculares

Existem dois tipos principais de fibras musculares: Branca e Vermelha.

As duas principais diferenças entre os tipos de fibras são a velocidade de contração e o tipo de metabolismo para a obtenção de energia. A proporção dos dois tipos de fibras varia dependendo da função do músculo e da genética da pessoa, o que está relacionado à aptidão para certos tipos de exercício.

*Observação: As fibras da mesma unidade motora sempre serão do mesmo tipo, mas elas ficam misturadas no músculo. Uma fibra não se transforma na outra naturalmente. O neurônio motor libera fatores tróficos (ainda não identificados) que influenciam no fenótipo da fibra. A transformação de um tipo de fibra para outro só pode ocorrer experimentalmente.

Fibra Muscular Branca (Rápida, Anaeróbica, Glicolítica - Tipo II)

• Apresenta maior quantidade de glicogênio e fosfocreatina armazenada.
• Diâmetro maior.
• Apresenta isoformas diferentes de proteínas que atuam na contração. A miosina, por exemplo, nesse tipo de fibra, quebra o ATP muito mais rapidamente para realizar o movimento de deslizamento.
• Demora mais para entrar em fadiga, devido à quantidade de glicogênio do músculo.

Fibra Muscular Vermelha (Lenta, Aeróbica, Oxidativa - Tipo I)

• Apresenta maior quantidade de gordura.
• Mais mitocôndrias, mais enzimas, maior capilarização, mais mioglobinas.
• Entram em fadiga mais lentamente.
• Apresenta isoformas de proteínas atuantes na contração mais lentas, por exemplo, a miosina.
• Capazes de manter contrações relativamente prolongadas, devido a isoformas da troponina com maior afinidade por Ca++ e a recaptação de Ca++ ser mais lenta.

*Por que as cores diferentes das fibras? Maior quantidade de mitocôndrias e mioglobinas nas fibras vermelhas.

O Metabolismo das Fibras Musculares

Quando o músculo entra em exercício, a demanda metabólica é muito maior (até 200 vezes maior). Assim, todas as vias bioquímicas para a obtenção de energia são ativadas. Quando o músculo realiza uma contração mais intensa, o metabolismo deve funcionar mais rápido para a reposição de ATP. No entanto, se a via predominante depende de oxigênio, a demanda pode não ser imediatamente suficiente.

Durante o início do exercício, a via metabólica mais utilizada é a via anaeróbia através da fosfocreatina. Depois, há a predominância da via anaeróbia glicolítica até que o corpo alcance o estado estável, no qual a via predominante é a via aeróbica (oxidativa).

A fibra muscular armazena seu próprio combustível para a produção de energia:

• Em exercícios mais longos e menos intensos, os principais combustíveis utilizados são do metabolismo aeróbio: gordura e carboidrato.
• No caso de exercícios intensos, a fibra muscular utiliza como combustível glicogênio muscular e fosfocreatina (metabolismo anaeróbio).

Resumo do Combustível:

• Exercício moderado: Gordura e Glicose.
• Exercício intenso: Glicogênio e Fosfocreatina.

Metabolismo Aeróbico (Necessita de Oxigênio)

O metabolismo aeróbico apresenta várias etapas (típico de exercícios longos):

1. Início: Glicólise (quebra de glicose) ou beta-oxidação (oxidação de gordura). Essa etapa produz moléculas de Acetil-CoA.
2. Ciclo de Krebs: O Acetil-CoA é oxidado, gerando moléculas de NADH e FADH carregadas de elétrons.
3. Cadeia Transportadora de Elétrons: NADH e FADH retornam à sua forma original, gerando um gradiente de prótons. O retorno desses prótons (H+) para o interior da célula ativa a ATPase, sintetizando moléculas de ATP. Nessa etapa, o oxigênio é o aceptor final de elétrons.

Metabolismo Anaeróbico (Não Necessita de Oxigênio)

Em alguns tipos de exercício, essa via é mais ativa, como em corridas curtas (50 m, 100 m), arremesso de peso e salto em altura. Através desse tipo de metabolismo, o músculo estriado esquelético é capaz de produzir energia a partir de duas vias:

1. Via Glicolítica: Através da fermentação, há reabastecimento de FADH e NADH, com produção de ácido lático.
2. Via da Fosfocreatina: A creatina é armazenada no músculo e é utilizada para regenerar o ATP.

Vantagem da Fosfocreatina

É a forma mais rápida da célula muscular produzir ATP, entretanto, é limitada devido à quantidade de fosfocreatina no músculo.

Quando é necessária a ação da fosfocreatina como produtora de ATP, uma enzima denominada creatina quinase cliva o fosfato da molécula (Pi + ADP = ATP). Quando o músculo está em repouso, essa enzima faz o caminho contrário, fosforilando a creatina a partir de ATP. Trata-se, portanto, de uma reação reversível.