Contração Muscular

A contração das fibras musculares esqueléticas é estimulada por fibras nervosas motoras, que entram no perimísio e originam numerosas terminações. Próximo à superfície da célula muscular, o axônio perde a bainha de mielina e dilata-se, formando a junção neuromuscular (ou placa motora).

O impulso nervoso é transmitido com a liberação de acetilcolina do terminal axônico. Essa substância difunde-se através da fenda sináptica e prende-se a receptores na membrana da célula muscular, tornando-a permeável ao Na+, o que resulta na despolarização da membrana.A membrana plasmática leva a despolarização para o interior da célula através de invaginações que envolvem as junções das bandas A e I no músculo estriado esquelético e situam-se na linha Z no músculo estriado cardíaco. Essas invaginações compõem o sistema de túbulos transversais (ou túbulos T).

No músculo estriado esquelético, em cada lado do túbulo T, há uma expansão do retículo sarcoplasmático, a cisterna terminal. O conjunto de um túbulo T e duas expansões do retículo sarcoplasmático é conhecido como tríade. No músculo estriado cardíaco, entretanto, há díades devido à associação de um túbulo T com uma expansão lateral do retículo sarcoplasmático (por ser pequena, não é considerada como cisterna terminal).

Na tríade, a despolarização dos túbulos T é transmitida através de pontes proteicas ao retículo sarcoplasmático, promovendo a abertura dos canais de Ca2+ com a consequente saída desse íon para o citoplasma. Na célula muscular cardíaca, o Ca2+ deve ser transportado ativamente do líquido extracelular.Sem Ca2+ no meio extracelular, o músculo cardíaco para de se contrair em um minuto, enquanto o músculo esquelético pode continuar a se contrair por horas.

O Ca2+ liga-se à troponina. Essa proteína é constituída por três polipeptídeos: troponina C, que se liga ao Ca2+, a troponina T, que se liga à tropomiosina, e a troponina I, que se une à actina e inibe a sua interação com a miosina.

A tropomiosina é uma proteína longa que se enrola nos filamentos de actina para estabilizá-los. Quando a subunidade troponina C se liga a quatro íons de Ca2+, a troponina sofre mudança conformacional, empurrando a tropomiosina para dentro do sulco do filamento de actina, liberando o sítio de ligação da actina à miosina.

 A miosina-II tem uma porção alongada, em bastão, formada por duas cadeias pesadas (cada qual é uma ∞-hélice) enroladas em uma espiral e, na extremidade, duas porções globulares, com atividade ATPásica. A porção alongada é denominada cauda, e as porções globulares correspondem à cabeça. A cada cabeça aderem duas cadeias leves, com papel estrutural na estabilização da miosina. As cabeças dispõem-se em espiral ao longo do filamento de miosina.

A quebra de ATP faz com que a cabeça e parte da cauda dobrem-se, levando junto a actina. A ligação e a quebra de outra molécula de ATP promovem a dissociação entre a actina e a miosina. O ciclo de ligação e dissociação repete-se várias vezes, promovendo o deslizamento dos filamentos finos e espessos uns em relação aos outros.

 Na contração muscular, há o encurtamento dos sarcômeros e assim de toda a fibra, devido à maior sobreposição dos filamentos de actina aos de miosina. As bandas I e H tornam-se mais estreitas, enquanto a banda A não altera a sua extensão.

O relaxamento do músculo estriado esquelético ocorre quando cessa o impulso nervoso, e os íons Ca2+ são retirados do citoplasma, através de bombas de Ca2+ (Ca 2+-ATPases), para o retículo sarcoplasmático, onde se ligam à proteína calsequestrina. Com osníveis citosólicos de Ca2+ reduzidos, a TnC perde aqueles ligados, e a troponina leva a tropomiosina a inibir o sítio de ligação da actina à miosina.

Se não for fornecido ATP para a dissociação entre a actina e a miosina e para o recolhimento dos íons Ca2+ para o retículo sarcoplasmático, o músculo estriado esquelético mantém-se contraído, por isso a rigidez muscular após a morte, chamada de rigor mortis.

Para evitar que um único estímulo desencadeie respostas múltiplas, a acetilcolinesterase, localizada na lâmina basal que reveste as fendas sinápticas, degrada a acetilcolina em acetato e colina, permitindo assim o restabelecimento do potencial de repouso. A colina é transportada de volta para o axônio e será usada para a síntese de acetilcolina.

Não há, no coração, terminações nervosas comparáveis às placas motoras do músculo estriado esquelético. O coração recebe nervos que formam plexos na base do órgão, e as células são capazes de autoestimulação, independentemente do impulso nervoso. Cada célula tem seu ritmo, mas, como se comunicam por junções gap, as células que têm um ritmo mais acelerado conduzem as demais.

 No músculo liso, também não há placas motoras. No tecido conjuntivo entre as células musculares, as terminações axônicas formam dilatações e liberam os neurotransmissores acetilcolina ou noradrenalina, que geralmente têm ação antagônica, estimulando ou deprimindo a atividade contrátil do músculo. As junções comunicantes permitem a transmissão da despolarização da membrana entre as células.

 As células musculares lisas não possuem túbulos T, e seu retículo endoplasmático liso é pouco desenvolvido no armazenamento de Ca2+. Com a despolarização da membrana, canais transportadores de Ca2+ são ativados, e esses íons entram na célula e se ligam à proteína calmodulina (não há troponina).

 O complexo cálcio-calmodulina ativa a enzima que fosforila a cadeia leve da miosina (quinase da cadeia leve de miosina). A fosforilação provoca uma mudança na constituição da miosina e permite que ela se ligue à actina. A miosina e a actina do músculo liso são isoformas diferentes daquelas do músculo estriado. A fosforilação ocorre lentamente, o que faz com que a contração do músculo liso demore mais que a dos músculos esquelético e cardíaco.

 A enzima quinase da cadeia leve da miosina também é ativada pelo AMPc. Por exemplo, o estrógeno, por aumentar o AMPc, promove a contração da musculatura uterina, enquanto a progesterona, que diminui os seus níveis, relaxa a musculatura. Como os filamentos contráteis estão intercruzados nas células, o seu deslizamento faz com que elas se encurtem e se tornem globulares, reduzindo o diâmetro da luz do órgão.

 A diminuição do nível de Ca2+ no citoplasma resulta na dissociação do complexo calmodulina-cálcio, causando a inativação da enzima quinase da cadeia leve da miosina. A subsequente defosforilação das cadeias leves de miosina pela fosfatase da cadeia leve de miosina faz com que a miosina não possa se ligar à actina, tendo-se o relaxamento do músculo.

Diferente das células dos músculos estriados esquelético e cardíaco, onde a resposta de contração é sempre do tipo "tudo ou nada", as células do músculo liso podem sofrer contração parcial. Como a fibra nervosa pode se ramificar, a precisão do movimento depende do menor número de fibras musculares inervadas por ela. Por exemplo, cada neurônio motor inerva três células do músculo dos olhos, enquanto, nos músculos das pernas, até 100 células são inervadas por um neurônio. O neurônio motor e a(s) fibra(s) muscular(es) inervada(s) constituem uma unidade motora.

 Eletromicrografia do músculo estriado esquelético, onde são indicadas as bandas A, I e H e as linhas M e Z. Ainda são assinaladas as mitocôndrias (mit) e o glicogênio (G).Fonte: http://www.ufrgs.br/livrodehisto/pdfs/5Muscular.pdf

Imagem ao microscópio eletrônico da junção neuromuscular: as vesículas do axônio (A) fusionam-se na fenda sináptica, liberando os neurotransmissores para modular a contração celular muscular (M). C – tecido conjuntivo. 32.000x. Fonte: http://www.ufrgs.br/livrodehisto/pdfs/5Muscular.pdf