O músculo e suas estruturas – parte 2

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Para continuar os estudos sobre o músculo e suas estruturas, o professor Raphael Soares traz o segundo post para o #BlogDoIESPE .

 

Olá a todos!

Como vocês estão? Espero e desejo que estejam muito bem.

Hoje gostaria de convidá-los a continuarmos a nossa conversa sobre o primeiro post: O músculo e suas estruturas. Nele apresentei informações sobre a anatomia do Sistema Muscular e iniciamos o estudo da Fisiologia Muscular, que será nosso foco neste post de hoje.

Aproveite para também baixar a primeira parte do meu e-book gratuito sobre músculos e adaptações ao treinamento e se aprofundar nos estudos!

 

Fibra muscular e seus componentes

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Não sei se vão concordar comigo, mas essa estrutura é linda! A organização é altamente especializada e cada componente tem uma função extremamente importante.

Ok, mas por que entender cada uma delas? Simples, todas essas estruturas sofrem adaptações e são muito importantes para garantir a execução dos treinos e permitir as adaptações ao exercício.

Para ficar mais didático, pensei iniciarmos o estudo de cada estrutura de fora para dentro, ok? Então vem comigo…

 

Sarcolema

A fibra muscular é revestida por uma membrana delicada chamada de sarcolema. Consiste de uma membrana celular verdadeira, de uma fina camada de material similar ao da membrana envolve os capilares sanguíneos; contém também finas fibrilas colágenas. Nas extremidades das fibras musculares, essas camadas superficiais do sarcolema se fundem com as fibras tendinosas que, por sua vez, se reúnem em feixes para formar as fáscias musculares (pode relembrar no primeiro post – Envoltórios do músculo esquelético), consequentemente, formando os tendões, para então se inserirem nos ossos.

É no sarcolema que encontramos a junção neuromuscular, que nada mais é que aproximação do neurônio motor, ou motoneurônio, à célula muscular; sendo assim, o sarcolema é responsável por capitar e disseminar os impulsos nervosos que chegam do sistema nervoso até a fibra muscular, estimulando-a e promovendo a contração muscular. Este processo de contração muscular é muito complexo e falaremos dele com mais detalhes num próximo post, mas antes é preciso conhecer todas as estruturas da fibra muscular e a funções de cada uma delas.

 

Núcleos

Os núcleos são alongados na direção das fibras e estão localizados logo abaixo do sarcolema, e diferente das outras células do nosso corpo, eles estão localizados na periferia da célula. Esta figura traz uma lâmina de microscópio onde podemos identificar os núcleos como sendo a maior parte dos pontos escuros.

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Imagem mostra o interior da fibra múscular

Bom, disse a maior parte porque também temos a presença de células satélites que falaremos no item seguinte.

São numerosos e o seu número depende do comprimento da fibra. Numa fibra de vários centímetros de comprimento podem existir várias centenas de núcleos.

Para entender a sua localização é só olhar no desenho acima e ver que todo o interior da fibra muscular é preenchido por estruturas responsáveis pela contração muscular e, se eles não ficassem alojados na periferia, seriam esmagados durante o processo da contração muscular.

O núcleo é o centro controlador da célula. De modo resumido, o núcleo contém grande quantidade de ácido desoxirribonucleico (DNA), a que se chamou, por muitos anos, genes. Os genes determinam as características das enzimas protéicas do citoplasma e, por esse meio, regulam as atividades citoplasmáticas. Também controlam a reprodução celular; os genes, primeiro, se reproduzem e, após isso, a célula se divide por processo especial, chamado mitose, para formar duas células filhas, cada uma recebendo um dos dois conjuntos de genes.

 

Células satélites

O pesquisador Alexander Mauro descreveu a existência das células satélites em tecido muscular de rãs na década de 60, que mais tarde também foram confirmadas no tecido muscular de seres humanos.

As células satélites são pequenas células que possuem a capacidade de reconstrução muscular, por isso a literatura científica nos apresenta estas células como miogênicas, porém em estado quiescente.

O que é estado quiescente? Apesar de ser uma palavra que não vemos todos os dias, não é nada complicado, apenas significa que essas células estão quietas, como se estivessem hibernando. Mas na presença de alguns estímulos, elas são ativadas. Os estímulos podem ser por exemplo um trauma na musculatura, provocando rupturas nas fibras musculares e, nesse momento, passam a exprimir vários marcadores miogênicos. Esses marcadores modificam a atividade da célula, produzindo uma diferenciação, multiplicação e migração dessas células para o local do trauma, e uma vez lá, farão a recuperação da musculatura lesada. Esse mesmo processo é observado na hipertrofia muscular, porém ainda não é hora de falarmos sobre isso.

As células satélites ficam localizadas  entre o sarcolema e a lâmina basal da fibra muscular, logo, são revestidas pela mesma capa envolvente de glicoproteínas e fibras reticulares.  Um dado importante é que o número dessas unidades encontradas num determinado músculo esquelético é inversamente proporcional à idade desse tecido, ou seja, quanto mais idosa a pessoa é, menor é a concentração dessas células, e isso explica por exemplo o maior tempo que o indivíduo idoso precisa para se recuperar de lesões musculares, bem como a necessidade de um intervalo maior entre cada sessão de treinamento, compreende?

Essas células  são mais numerosas nos músculos oxidativos (ricos em fibras tipo I) e desempenham um papel importante na regeneração e no crescimento musculares.

Ainda há muito para falar sobre as células satélites, mas retornaremos nelas quando estivermos explicando o processo de hipertrofia, onde elas são fundamentais para o aumento da massa muscular promovido pelo treinamento contra resistência.

 

Sarcoplasma

O sarcoplasma de uma fibra muscular corresponde ao citoplasma (interior) de outras células do nosso corpo e pode ser definido como o conteúdo que está envolvido pelo sarcolema, excluindo os núcleos e as células satélites.

Um dado muito interessante é que o componente que é encontrado com maior concentração é a água. A água é responsável por 75 a 85% de todo o material encontrado dentro do sarcoplasma. Pensando nessa alta concentração, podemos entender como uma desidratação severa pode afetar não somente as funções do sistema nervoso, mas também de diferentes órgãos como por exemplo os músculos.

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A maratonista Gabriela Andersen-Schiess cambaleando no final da prova nas Olimpíadas de Los Angeles, em 1984.

A hidratação principalmente durante a prática prolongada de exercício durante o verão é algo extremamente importante, por isso, não devemos esquecer de beber água.

Um caso muito famoso que poucas pessoas sabem, ou entenderam de fato o que houve, é o caso da maratonista suíça, Gabriela Andersen-Schiess, que chegou cambaleando ao final da prova da maratona das Olimpíadas de Los Angeles em 1984; segundo o Prof. Dr. Boris Gojanovic, chefe do Swiss Olympic Medical Center, Schiess estava quase que inconsciente. As imagens da atleta são utilizadas até hoje para mostrar o “Espírito Olímpico”, mas, na realidade, não há nada de tão heroico nessas cenas, pois possivelmente ela nem estava plenamente consciente. Ok, e o que isso tem a ver com a hidratação durante o exercício? Bom, ela simplesmente não bebeu água durante a prova, se esqueceu e o resultado disso foi uma desidratação severa que além de fortíssimas câimbras, poderia ter provocado uma parada cardíaca ou lesões graves ao sistema nervoso central.

Felizmente, nenhuma dessas hipóteses aconteceu e Gabriela conseguiu terminar a prova e se recuperar. Durante uma aula da disciplina de fisiopatologia cardíaca no meu mestrado, o Prof. Gojanovic disse sentir vergonha toda vez que ele assistia o final daquela prova, pois, para ele, os médicos da prova e, principalmente, o corpo médico suíço deveriam ter retirado a atleta da competição, mas sinceramente, essa discussão dá pano para a manga. E aí, o que vocês fariam?

Voltando ao sarcoplasma, encontramos também no seu interior, gotículas de gordura, responsáveis por fornecer energia para as funções musculares e, evidentemente, para a contração muscular; grânulos de glicogênios, que são moléculas condensadas de glicose, que também são responsáveis por fornecer energia; organelas constituídas de diferentes cadeias de proteína que formam as miofibrilas, como por exemplo a miosina e actina.

 

 

Retículo sarcoplasmático e túbulos T

O conjunto de retículo sarcoplasmático (RS) e túbulos T formam um sistema de canais e cisternas, delimitado por membranas, que se estendem por todo o sarcoplasma e forma uma rede ao redor de cada miofibrila.

As membranas reticulares do RS são os locais de armazenamento do cálcio das fibras em repouso e o túbulo T é responsável pela transmissão do potencial de ação que provoca a contração muscular para o interior das fibras musculares, atingindo assim todas as organelas contráteis dos músculos. Embora desempenhem funções em conjunto, estas duas estruturas se originam de sistemas de membranas distintos. Os túbulos T se originam do sarcolema, formados por invaginações (dobras) da membrana da fibra muscular para o interior da célula  e o RS de outros tipos celulares.

Essa rede complexa de tubos envolve cada miofibrila no interior do sarcoplasma, como vocês podem ver na representação do esquema abaixo:

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Esquema mostra a organização da Fibra Celular.

 

O volume ocupado pelo RS numa fibra muscular é de cerca de 13% do volume total, podendo variar muito de uma fibra para outra. Os túbulos T ocupam somente 0,3% do volume da fibra.

Quando entramos na parte da contração muscular, propriamente dita, veremos como mais detalhes as funções e como acontece todo o processo de liberação de cálcio no interior do sarcoplasma e as reações que ele ajuda a desencadear.

 

 

Mitocôndria

Ao falar do músculo e suas estruturas, é impossível não estudarmos sobre as Mitocôndrias pois essa organela tem a importante função de fornecer a energia necessária para o funcionamento do músculo.

A contração muscular apresenta um grande custo energético e, a mitocôndria é a responsável pela produção do ATP que é hidrolisado para fornecer a energia necessária para desencadear todos os processos de contração e relaxamento dos músculos.

Nas fibras musculares esqueléticas as mitocôndrias são mais abundantes perto dos pólos dos núcleos e imediatamente abaixo do sarcolema, mas também ocorrem no interior da fibra, onde estão distribuídas em fileiras longitudinais entre as miofibrilas, preferivelmente ao lado das linhas Z e na união das bandas A e I. Sua associação íntima com os elementos contráteis situa a fonte de energia química (ATP) próxima aos locais de sua utilização nas miofibrilas.

 

 

Miofibrila e miofilamentos

As miofibrilas são formadas por um agrupamento ordenado de filamentos grossos e finos paralelos entre si, cuja distribuição ao longo da miofibrila é responsável pela formação de bandas. As miofibrilas, por sua vez, também se agrupam de modo que as bandas ou estrias ficam em sincronia, formando faixas claras e escuras que caracterizam o músculo estriado esquelético.

Cada estria encontrada na fibra muscular delimita os sarcômeros, que é a unidade mínima contrátil do músculo. Os comprimentos do sarcômero variam de acordo com o estado de contração do músculo.

Os filamentos grossos, com 10nm de diâmetro e 1,5μm de comprimento são os principais constituintes do sarcômero. Tais filamentos se compõem quase que exclusivamente da proteína miosina e por isso são também chamados de filamentos de miosina, sendo mantidos em posição por conexões transversais delgadas que estabilizam e ancoram os filamentos em posição no centro de cada sarcômero.

Os filamentos finos se compõem basicamente da proteína actina, têm 5nm de espessura e estendem-se por cerca de 1μm em cada direção a partir de cada parede que delimita cada sarcômero.

Os filamentos de actina e miosina interagem entre eles e permite a mágica da contração muscular, mas esse será o assunto para nosso próximo post da série sobre o músculo e suas adaptações ao exercício.

Sei que o assunto é longo e denso, mas ao final, garanto a todos vocês que conseguirão entender e explicar cada componente do Aparelho Locomotor, que é o responsável pela ventilação dos seus pulmões, do bombeamento do sangue, do controle do volume e trânsito de alimentos dentro do trato gastrointestinal e principalmente pelo movimentos voluntários que tanto necessitamos desde os primeiro momentos de nossa vida.

Bom pessoal, nosso post sobre o músculo e suas estruturas – parte 2 está terminando. Se tiver gostado deixe um comentário para mim aqui embaixo, compartilhe com seus amigos e lembre-se de baixar o meu e-book gratuito sobre músculos e adaptações ao treinamento e se aprofundar nos estudos!

 

Grande abraço a todos e nos vemos daqui a alguns dias.

 

Saiba mais:
Mauro A. Satellite cell of skeletal muscle fibers. J Biophys Biochem Cytol. 1961;9:493-5.
Berne R. M., Levy M. N. Physiology. 4th edition. Mosby, Inc., St. Louis, Missouri, 1998
Brooks G. A., Fahey T. D., White T. P. e Baldwin K. M. Exercise Physiology: Human Bioenergetics and its applications. 3rd edition. Macmillan Publishing Company. New York, 2000
Ganong W. F. Review of Medical Physiology. 19th edition. Appleton and Lange, East Norwalk, Connecticut, 1999
Guyton A. C. Tratado de Fisiologia Médica. 10a edição. Interamericana. Rio de Janeiro, 2001
Wilmore J.H. e Costill D. L. Physiology of Sport and Exercise 2nd edition. Human Kinetics. Champaign, Ilinois, 1999
BLOOM, M. & FAWCETT, D. W. Tratado de histologia. 10. ed. Rio de Janeiro, Interamericana, 1977. 940 p.
DARNELL, J.; LODISH, H. & BALTIMORE, D. Molecular cell biology. 2. ed. New York, Scientific American Books, 1990. p.
JUDGE, M.D.; ABERLE, E.D.; FORREST, J.C; HEDRICK, H.B. & MERKEL, R.A. Principles of meat science. 2.ed. Dubuque, Kendall/ Hunt Publishing Company, 1989. 351 p.
PARDI, M.C.; SANTOS, I.F.; SOUZA, E.R. & PARDI, H.S. Ciência, higiene e tecnologia da carne. v.1. Goiânia, Editora da UFG, 1993. 586 p.
RAWN, J. D. Biochemistry. Burlington, Neil Patterson Publishers, 1989. 1105 p.
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Raphael Soares

Raphael Soares

Graduação em Educação Física (UFJF). Pós-Graduado em Fisiologia do Exercício e Grupos Especiais pelo Centro Universitário Estácio de Sá. Mestrado em Master of Science (MSc) in Human Movement and Sports Sciences, Universidade de Lausanne (Suíça).

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