A contração do músculo esquelético está diretamente relacionada com a interação entre as proteínas miosina e actina.
Os músculos são estruturas formadas por tecido muscular que desempenham importante papel na locomoção e na contração de órgãos. Existem três tipos de tecido muscular no nosso organismo: estriado esquelético, estriado cardíaco e não estriado. O músculo estriado esquelético é caracterizado por ter contração voluntária, ou seja, que ocorre de acordo com a nossa vontade. Os músculos não estriados e cardíacos, por sua vez, apresentam contração involuntária.
A contração dos músculos esqueléticos é um processo que resulta no encurtamento das fibras musculares, estruturas alongadas que apresentam duas proteínas contráteis: a miosina e a actina. A miosina é responsável por formar os filamentos grossos, enquanto a actina forma os filamentos finos. Esses dois filamentos juntos são chamados de miofibrilas.
As miofibrilas estão organizadas em bandas claras e escuras, que formam o padrão característico dos músculos estriados. A banda clara, também denominada de banda I, é formada por filamentos finos (actina). Já a banda A, também chamada de escura, é formada por filamentos finos intercalados com filamentos grossos (miosina). As unidades contráteis lateralmente são delimitadas pela linha Z, que é formada por alfa-actina. Na região central da banda I, encontra-se uma lâmina escura denominada linha Z, e no centro da banda A encontra-se uma zona clara denominada zona H. Duas linhas Z, delimitando duas bandas I e uma banda A central, formam um sarcômero.
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Observe atentamente a estrutura de um sarcômero
Para que ocorra a contração de fibras musculares esqueléticas, elas devem sofrer estímulos nervosos. Esses estímulos desencadeiam a liberação de acetilcolina na fenda sináptica, que leva à despolarização da membrana da célula muscular. Esse processo resulta na abertura dos canais de Ca2+, fazendo com que eles sejam lançados no citoplasma pelo retículo endoplasmático, também denominado, nessas células, de sarcoplasmático. Na região do citoplasma, o cálcio forma um complexo com proteínas responsáveis pela contração. Esse processo desencadeia a interação entre miosina e actina.
Na presença de Ca2+, as extremidades dilatadas da miosina fazem ligação com as moléculas de actina próximas e dobram-se com rapidez. Isso faz com que o filamento de actina seja deslocado para o centro, levando à aproximação das duas linhas Z, o que diminui o tamanho do sarcômero. Se vários sarcômeros contraem-se ao mesmo tempo, observa-se a contração de todo um músculo.
Cessado o estímulo, o cálcio é rebombeado para o interior do retículo sarcoplasmático, diminuindo-se, assim, os níveis dessa substância no citoplasma da célula. Com isso, observa-se o relaxamento do músculo e o fim do processo de contração muscular.
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Na contração muscular, a actina desliza sobre os filamentos da miosina, que conservam seus comprimentos originais. A contração se inicia na faixa ansiotrópica, ou A, onde a actina e a miosina se sobrepõem. Durante a contração, a faixa isotrópica (I) diminui de tamanho, enquanto os filamentos de actina penetram na faixa A. Concomitantemente, a faixa H, formada somente pelos filamento grossos (miosina) também se reduz, à medida que esses filamentos são sobrepostos pelos filamentos finos (actina). Isso irá resultar em um grande encurtamento do sarcômero.
A contração muscular depende da disponibilidade de íons cálcio e o relaxamento muscular está na dependência da ausência destes íons. O fluxo de íons cálcio é regulado pelo retículo sarcoplasmático (RS), para a realização rápida dos ciclos de contração muscular. O RS é uma rede de cisternas do retículo endoplasmático liso, que envolve e separa em feixes cilíndricos grupos de miofilamentos.
Quando despolarizado, o RS libera os íons cálcio passivamente até os filamentos finos e grossos. Ao ser polarizado novamente, o RS transporta o íon cálcio de volta às cisternas, interrompendo a atividade contrátil.
A contração uniforme de cada fibra muscular é responsabilidade do sistema de túbulos T. Esse sistema é constituído por uma rede complexa de
invaginações tubulares do sarcolema da fibra muscular.
Nervos motores controlam a contração normal das fibras musculares esqueléticas. Ramificados dentro do tecido conjuntivo do perimísio neste local de inervação, o nervo perde sua bainha de mielina e forma a dilatação que se situa dentro de uma depressão da superfície da fibra muscular. Esta estrutura é chamada de placa neural ou junção mioneural, onde o axônio possui inúmeras mitocôndrias e vesículas sinápticas, e libera acetilcolina, que se difunde através da fenda sináptica, da placa motora e vai se prender a receptores específicos aos sarcolemas das dobras juncionais.
Uma fibra nervosa pode inervar uma única fibra muscular, ou se ramificar e inervar até 160 fibras musculares, formando uma unidade motora. O número de unidades motoras em determinado músculo é relacionado com a delicadeza de movimentos requerida do músculo.
Assista no vídeo abaixo (em inglês) o mecanismo de contração muscular.
Fontes:
Levada, Miriam M. O., Fieri,
Walcir J. e Pivesso, Mara Sandra G.. Apontamentos Teóricos de Citologia, Histologia e Embriologia, São Paulo: Catálise Editora, 1996.
Guyton, Arthur C. e Hall, John E.. Tratado de Fisiologia Médica, Rio de Janeiro: Elsevier, 2006.
Texto originalmente publicado em //www.infoescola.com/fisiologia/contracao-muscular/