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Prof. Paulo Barbosa
O tecido muscular estriado esquelético constitui a maior parte da musculatura do corpo dos vertebrados.
Esta musculatura recobre totalmente o esqueleto e está presa aos ossos, daí ser chamada de esquelética. Este tipo de tecido, apresenta contração voluntária (que depende da vontade do indivíduo).
Um músculo esquelético é um pacote de longas fibras. Cada uma delas é uma célula dotada de muitos núcleos, chamado miócitos multinucleados. Um fibra muscular pode medir vários centímetros de comprimento, por 50 mm de espessura.
É a Parte carnosa do músculo, constituída por fibras musculares, responsáveis pela contração exercida pelo mesmo.
É uma estrutura formada por tecido conjuntivo. Membrana que envolve grupos musculares, geralmente apresenta-se em forma de lâminas ou em leques.
(Tecido conjuntivo ou tecido conectivo caracteriza-se por apresentar variados tipos celulares, que são separados por uma matriz extracelular composta de fibras e substância fundamental. Também se refere ao grupo de tecidos orgânicos responsáveis por unir, ligar, nutrir, proteger e sustentar os outros tecidos.)
São as extremidades dos músculos, através das quais os músculos se fixam ao esqueleto ou em qualquer outra estrutura. Os tendões podem ser: fusiformes ou laminares. Os laminares, em algumas regiões podem ser denominados de aponevroses.
Fáscia Superficial: Separa os músculos da pele.
Fáscia Muscular: É uma lâmina ou faixa larga de tecido conjuntivo fibroso, que, abaixo da pele, circunda os músculos e outros órgãos do corpo.
Epimísio: É a camada mais externa de tecido conjuntivo, circunda todo o músculo.
Perimísio: Circunda grupos de 10 a 100 ou mais fibras musculares individuais, separando-as em feixes chamados fascículos. Os fascículos podem ser vistos a olho nu.
Endomísio: É um fino revestimento de tecido conjuntivo que penetra no interior de cada fascículo e separa as fibras musculares individuais de seus vizinhos.
Elasticidade: capacidade da fibra muscular para retornar ao seu comprimento de repouso depois que a força de alongamento do músculo é removida (HAMILL e KNUTEZEN, 1999).
1) O componente elástico em paralelo proporcionado pelas membranas musculares fornece resistência quando um músculo é estirado passivamente; e
2) O componente elástico em série, localizado nos tendões, que atua como uma mola armazenando energia elástica quando um músculo sob tensão é estirado (ex: flexão dos joelhos antes do salto).
As células musculares são conhecidas como fibras musculares ou também como miócitos. São células alongadas, podendo ter um ou mais núcleos. Elas irão formar os tecidos musculares, que poderão ser de três tipos: muscular estriado cardíaco, muscular estriado esquelético ou muscular liso, cada um possuindo características funcionais e morfológicas próprias.
É uma célula gigantesca e muito alongada (por vezes com vários centímetros). A sua estrutura complexa compreende:
- os elementos habituais de qualquer célula, inúmeros núcleos, ADN, aparelho de Golgi, inclusões;
- elementos específicos: unidade contráctil, equipamento mitocondrial, a membrana e suas ramificações, ou rede canalicular.
A unidade contráctil é a miofibrila, esta é uma acumulação da sub-unidade contrátil, o sarcómero, que confere a esta um aspeto alongado e muito estreito. Cada sarcómero está separado dos seus vizinhos por uma estria Z. De uma estria Z para a outra, encontram-se sucessivamente uma semi-banda I, uma banda A, e mais uma semi-banda I.
Foi esta alternância de zonas escuras e claras, que fez com que a fibra muscular fosse designada por estriada (fig 1).
Foi possível determinar quimicamente que a banda I é constituída por filamentos da proteína actina (esferas ligadas) e que a banda A contém outra proteína, a miosina (filamentos enrolados uns nos outros).
Numa extremidade do filamento destaca-se em ângulo recto, uma cabeça,
Nessa cabeça da molécula foi possível evidenciar a presença de uma
enzima importante: a ATPase.
Os músculos esqueléticos encontram-se inervados por uma abundante rede de nervos que penetra nas massas musculares junto dos vasos sanguíneos, ramificando-se ao longo do interior do tecido. Dado que estes nervos são constituídos por fibras sensitivas e neurónios motores, tanto podem transmitir estímulos sensitivos, originados nas próprias massas musculares e destinados ao sistema nervoso central, como estímulos motores, provenientes do encéfalo ou da medula espinal, percorrendo o trajecto inverso.
Cada um dos neurónios motores pertencentes a estes nervos tem tendência para se ramificar e, consequentemente, entrar em contacto directo com uma determinada quantidade de fibras musculares. O ponto de união entre estas ramificações das fibras nervosas e a membrana das fibras musculares denomina-se placa motora.
Mitocôndria
As mitocôndrias são organelas complexas presentes apenas em células eucarióticas.
A sua função é produzir a maior parte da energia das células, através do processo chamado de respiração celular.
O tamanho, a forma, a quantidade e a distribuição das mitocôndrias variam de acordo com o tipo de célula. Elas ainda possuem o seu próprio material genético.
As cristas mitocondriais projetam-se para a parte interna da mitocôndria, um espaço central chamado matriz mitocondrial, que é preenchida por uma substância viscosa onde estão enzimas respiratórias que participam do processo de produção de energia.
Para que ocorra a contração muscular, o sistema depende da disponibilidade dos íons cálcio, e o relaxamento muscular depende da ausência ou diminuição deste íons.
Podemos dizer que a contração muscular acontece quando ocorre a interação da actina e a miosina, que são proteínas contráteis dos músculos.
Essa interação ocorre na presença de cálcio intracelular e energia.
A energia necessária para a contração muscular vem da hidrólise do ATP. Já a disponibilidade de cálcio vem da liberação deste íon do retículo sarcoplasmático, quando despolarizado.
O cálcio possui a importante função de expor um sítio de ligação da miosina na proteína actina
A adenosina trifosfato, também conhecido como ATP, é uma molécula que transporta energia nas células. É a principal moeda de energia da célula.
O ATP é o principal transportador de energia que é usado para todas as atividades celulares. Quando o ATP é hidrolisado e convertido em difosfato de adenosina (ADP), a energia é libertada.
A respiração aeróbia produz ATP (juntamente com dióxido de carbono e água) a partir de glicose e oxigênio.
A mioglobina está presente nos músculos e é responsável por se ligar ao oxigênio e o armazenar até que haja necessidade.
Assim, durante a realização de atividade física, por exemplo, o oxigênio armazenado pela mioglobina é liberado para gerar energia. No entanto, na presença de qualquer situação que comprometa os músculos, pode haver liberação de mioglobina e de outras proteínas na circulação.
A mioglobina está presente em todos os músculos estriados do corpo, incluindo o cardíaco, sendo, portanto, também utilizado como marcador de lesão cardíaca.
Dessa forma, a medição de mioglobina no sangue é pedida quando existe suspeita de uma lesão muscular causada por:
- Distrofia muscular;
- Pancada grave nos músculos;
- Inflamação muscular;
- Convulsões;
- Enfarte do miocárdio.
O glicogênio muscular é o elemento que permite o bom funcionamento do corpo humano. Originado em moléculas de glicose, ele armazena a energia do músculo e tem como função central atuar como uma reserva energética.
Além de ser importante para a distribuição de energia, o glicogênio também atua como uma proteção para a massa muscular, já que evita a degradação da mesma.
Existem relevantes benefícios de manter bons níveis de glicogênio. Os principais são:
- o glicogênio muscular ajuda na lipólise, ou seja, na queima de gordura durante a prática de exercício físico;
- também favorece o anabolismo muscular, que é a construção do tecido muscular;
- evita o catabolismo muscular, que é o uso das fibras musculares para a obtenção de energia.
Do ponto de vista físico, o sistema muscular pode ser considerado como uma máquina capaz de produzir energia mecânica à custa de reações químicas.
A bioenergética estuda essas reações através da aplicação de princípios básicos da termodinâmica aos sistemas biológicos.
Energia pode definir-se como a capacidade de um sistema para produzir trabalho. Existem várias formas intertransformáveis de energia. Por exemplo, a energia química contida nas macromoléculas alimentares é convertida em outros tipos energéticos necessários a uma multiplicidade de tarefas biológicas, nomeadamente à conversão de energia química em mecânica operada a nível muscular
esquelético.
Para o normal funcionamento do metabolismo, é necessária energia. Esta encontra-se armazenada em todas as células humanas sob a forma de ATP (trifosfato de adenosina). Logo, o ATP é a forma como o organismo armazena a energia química nas células.
O ATP é um nucleótido de adenina composto por três radicais fosfato. A energia gera-se por hidrólise da molécula de ATP, através da quebra de um radical fosfato.
O músculo é um tecido especialmente adaptado para a transformação de
energia química (ATP) em mecânica (tensão muscular decorrente do mecanismo fisiológico da contração muscular). No processo de transformação de energia química em mecânica consideram-se três vias possíveis: a via anaeróbia aláctica, a anaeróbia láctica e a aeróbia. Estas utilizam, respetivamente, os sistemas de produção de energia ATP-CP, o glicolítico e o oxidativo.
De facto, é necessário que o ATP seja continuamente ressintetizado por forma a assegurar uma concentração muscular estável, sem quebras energéticas significativas. A concentração média de ATP no tecido muscular fresco é da ordem dos 6 mM.Kg –1.
O sistema ATP-CP caracteriza-se por uma rápida regeneração de ATP. Possui, porém, uma duração máxima bastante curta, isto porque as reservas de PCr (fosfocreatina ou creatina-fosfato) diminuem e a sua reposição é lenta.
A via metabólica ATP-CP é o sistema energético mais simples e designa-se anaeróbio aláctico por não utilizar oxigénio e não produzir ácido láctico. É predominante em esforços muito intensos e de duração breve (até 20 segundos aproximadamente).
No sistema anaeróbio aláctico, a ressíntese do ATP depende da ação da creatina-fosfato (fosfocreatina, PCr).
No entanto, ao contrário do que se verifica na energia que resulta da hidrólise do ATP, neste caso, a proveniente da creatina-fosfato não serve para assegurar a contração muscular mas sim para a contínua ressíntese de ATP através da reação inversa (ADP + P + energia → ATP). Desta forma, o tecido muscular assegura a manutenção de níveis metabolicamente adequados em ATP.
Por outro lado, enquanto existir disponibilidade metabólica das reservas
musculares locais em creatina-fosfato, o ATP é ressintetizado de forma rápida.
Constitui a segunda via de ressíntese de ATP, utilizando para tal a degradação do glicogénio (forma como a glicose é armazenada nos músculos).
Para a obtenção da energia necessária à ressíntese do ATP, permitindo a continuidade do esforço, o músculo degrada o glicogénio em glicose (glicogenólise) que, por sua vez, através da glicólise se transforma em ácido pirúvico, gerando duas moléculas de ATP.
O ácido pirúvico assim formado tem possibilidade de prosseguir uma via metabólica que lhe permite gerar novas moléculas de ATP.
Para isso, é necessária a presença de oxigénio, uma vez que essa via é oxidativa ou aeróbia. No entanto, o oxigénio pode não estar disponível, ou podem as fibras musculares possuírem caraterísticas que não lhes permitem utilizar de forma eficaz o oxigénio, como é o caso das fibras musculares brancas ou tipo II, também designadas fibras musculares de contração rápida. Nestas circunstâncias, o ácido pirúvico transforma-se em ácido láctico.
Trata-se de um processo de ressíntese de ATP também designado de oxidativo. Comporta uma série de reações bioquímicas em cadeia - ciclo de Krebs - em que os substratos energéticos são completamente oxidados, dando como produtos finais o dióxido de carbono (CO2) e a água (H2O).
O processo oxidativo pode utilizar diferentes substratos energéticos, nomeadamente os glúcidos (açúcares ou hidratos de carbono) e os lípidos (gorduras).
os exercícios aeróbios estão relacionados com os mecanismos de
transporte e utilização do oxigénio.
O processo bioquímico subjacente ao esforço aeróbio intenso no desportista é glicólise aeróbia (metabolização oxidativa da glucose processada nas mitocôndrias). A glicólise tem duas fases: uma citoplasmática onde se formam dois ATP e ácido pirúvico e outra mitocondrial, onde tem lugar o ciclo de Krebs, formando-se 38 ATP.
No esforço aeróbio também é possível utilizarem-se as gorduras (lípidos) como substrato energético. Os ácidos gordos são metabolizados aerobicamente na mitocôndria através de um processo bioquímico designado beta-oxidação.
Um dos primeiros documentos que relataram sobre a classificação da fibras musculares foi produzida em 1873, quando foi utilizado a coloração do músculo, de modo que se pode identificar uma distinção na coloração das fibras musculares, sendo elas classificadas como brancas ou vermelhas, devido a uma reação química durante uma biopsia.
As características das fibras musculares tipo 1 são consistentes com as das fibras musculares que resistem à fadiga. Assim, as fibras do tipo 1 são selecionadas para atividades de baixa intensidade e longa duração.
Dentro do músculo como um todo, as unidades motoras do tipo 1 contraem-se, porém nem todas se contraem ao mesmo tempo.
Nos atletas de endurance, o percentual de fibras tipo 1 é maior, contudo admite-se que isso constitui essencialmente uma predisposição genética, não obstante alguma evidência sugerir que o treino com exercícios prolongados pode alterar o tipo de fibra.
Numa perspectiva metabólica, as fibras tipo 1 são aquelas com frequência denominadas "aeróbias", porque a realização de energia para a contração muscular contínua é proporcionada através da oxidação constante (decomposição química com a utilização de oxigénio) dos substratos energéticos disponíveis (ATP).
Na extremidade oposta, aqueles que conseguem maior sucesso nas tarefas de potência e de velocidade de alta intensidade, possuem habitualmente uma maior produção de fibras musculares do tipo 2 distribuídas através dos principais grupos musculares.
Já que a realização de força é tão importante, as fibras musculares tipo 2 encurtam-se e desenvolvem tensão com uma rapidez consideravelmente maior que as fibras tipo 1.
Estas fibras são consideradas tipicamente como fibras do tipo 2b, que é a "clássica" de contração rápida. Do ponto de vista metabólico, estas fibras anaeróbias clássicas dependem de fontes energéticas de dentro do próprio músculo e não dos combustíveis usados pelas fibras tipo I.
Quando é introduzido um componente de endurance, como nos eventos que duram mais de alguns minutos (corrida de 800 a 1500 m, por exemplo), será recrutado um segundo tipo de fibras de contração rápida, ou tipo 2 A.
As fibras do tipo 2a representam uma transição de espécies entre as necessidades atendidas pelas fibras do tipo 1 e pelas fibras do tipo 2b. Numa perspectiva metabólica, apesar das fibras do tipo 2a possuírem a capacidade de gerar uma grande quantidade de força , elas possuem também alguma capacidade aeróbia, apesar de não ser tão significativa quanto a das fibras tipo 1.