A capacidade de movimentação é atribuída à existência de células específicas, que se tornaram altamente diferenciadas de forma a desempenhar quase exclusivamente uma função contrátil. O processo contrátil foi aproveitado pelo organismo para permitir vários tipos de movimentos e atividades necessárias à sua sobrevivência. Essas necessidades variadas são atendidas por três tipos de músculo: Músculo esquelético, liso e cardíaco.
As fibras musculares dos músculos esquelético e cardíaco estão dispostos em um configuração ordenada específica, que estabelece uma sequência repetida de bandas homogêneas ao longo de seu comprimento, por isso recebem a nomenclatura de tecido muscular estriado. Apenas o tecido muscular liso não apresenta em sua composição as estrias transversais, conferindo o aspecto liso.
O tecido muscular apresenta três tipos específicos:
Tecido Muscular Esquelético: Células longas, multinucleadas e estriadas. Apresentam contração forte, rápida, descontínua e de controle voluntário. São células revestidas pelo tecido conjuntivo que se ligam aos ossos. Tecido Muscular Cardíaco: Constituído por células ramificadas e interconectadas. Contração rápida, forte, contínua e de controle involuntário. Tecido Muscular Liso: As células desse tecido não possuem estriações. Contração fraca, lenta e controle involuntário.
Tecido Muscular Estriado Esquelético miniaturadaimagem|290x290px|Músculo estriado esquelético de língua. (Hematoxilina-eosina) (HE) 1. Tecido conjuntivo-Perimísio; 2. Tecido conjuntivo-Endomísio; 3. Fibra muscular(transversal); 4. Fibra muscular(longitudinal) Os músculos estriados esqueléticos são conjuntos de centenas ou milhares de células alongadas, multinucleadas e estriadas. Suas células (miócitos) também chamadas de fibras musculares são agrupadas em feixes envolvidos por uma camada de tecido conjuntivo. Esse tecido é rígido nas extremidades formando os tendões que ligam os músculos aos ossos.
ESTRUTURA A estrutura muscular possui uma membrana envolvendo cada uma das fibras, são células alongadas e contínuas. As miofibras são polinucleadas com o núcleo localizado na periferia das fibras. Ocorrem faixas claras e escuras, dispostas no sentido transversal (estrias). Essas estrias resultam do arranjo de filamentos muito finos que formam as fibrilas, que, por sua vez, se dispõem ao sentido longitudinal da fibra. Possuem contrações rápidas, podendo ser voluntária ou involuntária (no caso do músculo cardíaco).
As células musculares têm origem mesodérmica, são produzidas durante a vida embrionária pela fusão de várias células, em forma de sincícios. Depois que os músculos estão formados, suas células nunca mais se dividem, apenas aumentam de volume, proveniente do treinamento físico, o estado de nutrição. Devido a formação de novas miofibrilas o tamanho do músculo aumenta de tamanho.
O músculo apresentam a ocorrência dos túbulos transversos, que são invaginações do sarcolema em forma de tubos, abertos para o exterior, que invadem o sarcoplasma sendo encarregados de levar os impulsos (potencial de ação) para o interior da fibra.
Os tecidos musculares possuem mitocôndrias, uma vez que necessita gerar grande quantidade de energia (ATP) para poder contrair-se. As mitocôndrias ocupam 2% do volume do citoplasma no tecido esquelético, enquanto no músculo cardíaco, as mitocôndrias ocupam 40% do volume do citoplasma.
Algumas estruturas celulares das fibras musculares recebem nomes especiais: a membrana plasmática é chamada de sarcolema; o citoplasma, sarcoplasma; as mitocôndrias, sarcossomas; e o núcleo, cariossarco.
Os músculos são envolvidos por uma camada de tecido conjuntivo recebendo o nome de tecido esquelético por se unirem aos ossos, como os músculos das pernas, dos braços, do tronco e da face.
Tanto as fibras como todo o músculo são envolvidos por tecido conjuntivo, que contém os nervos e os vasos sanguíneos. Esses levam oxigênio e nutrientes para as células e retiram o gás carbônico e as substâncias tóxicas resultantes do catabolismo celular, assim como dissipam o calor. A camada do tecido conjuntivo que envolve a fibra muscular é o endomísio. O perimísio é o tecido conjuntivo que envolve um conjunto de feixes de fibras. Por fim, o tecido espesso externo ao músculo é a porção do Epimísio
Miofibrilas: Cada fibra muscular contém centenas de milhares de miofibrilas. Cada miofibrila é composta por filamentos de miosina adjacentes aos filamentos de actina, que são longas móleculas de proteínas responsáveis pelas contrações do músculo. Os filamentos de miosina e actina estão parcialmente interdigitados, fazendo com que a miofibrila alterne em faixas escuras e claras. As faixas claras contêm filamentos de actina, sendo conhecidas como faixas I. As faixas escuras contêm filamentos de miosina sendo chamadas de faixas A.
As bandas I de uma miofibrila são áreas mais claras porque contêm apenas filamentos finos. Cada filamento fino se estende parcialmente até as bandas A de cada lado. Como os filamentos grossos e finos sobrepõem-se nas extremidades de cada banda A, essas extremidades apresentam uma aparência mais escura que a região central. As regiões centrais mais claras da banda A são denominadas bandas H. As bandas H centrais contêm apenas filamentos grossos que não são sobrepostos por filamentos finos.
No centro de cada banda I existe uma linha Z escura e fina. O arranjo dos filamentos grossos e finos entre um par de linhas Z forma um padrão repetitivo, o par de duas linhas Z é representada pela subunidade denominada sarcômero.
Sarcômeros: Os sarcômeros são as unidades morfofuncionais das fibras musculares. A estrutura do sarcômero é composta pelo arranjo dos filamentos grossos e finos entre um par de linhas Z. Nesse sentido, existem numerosos sarcômeros no interior de cada miofibrila.
Durante o processo de contração muscular, os filamentos grossos e finos mantêm seus comprimentos originais. Portanto, quando a fibra muscular está contraída, o comprimento do sarcômero é de 2 micrômetros. Nesse comprimento, os filamentos de actina se sobrepõem completamente aos filamentos de miosina, e as pontes dos filamentos de actina estão quase começando a se sobrepor.
Os filamentos finos contêm moléculas de tropomiosina e troponina associadas aos de actina. A molécula de tropomiosina é longa e fina; contém duas cadeias polipeptídicas em hélice enroladas uma na outra e que se unem pelas extremidades para formar filamentos longos, que se enrolam ao longo dos dois filamentos globulares de actina. Além da tropomiosina, a troponina é um complexo de três polipeptídios globulosos chamados de subunidades TnT que se liga fortemente à tropomiosina, TnC apresenta alta afinidade por íons Ca2+ e a TnI que inibe a interação entre actina e miosina. Cada molécula de tropomiosina contém um local específico onde se localiza uma molécula de troponina associada.
Retículo Sarcoplasmático: O retículo sarcoplasmático é um retículo endoplasmático modificado, consiste em tubos interconectados que circundam cada miofribila da célula muscular, localizados no sarcoplasma. Esse retículo tem organização especial que é extremamente importante para regular o armazenamento, a liberação, e a recaptação do cálcio e, portanto, a contração muscular.
Numa fibra muscular relaxada, a maior parte do Ca2+ é armazenada nas porções expandidas do retículo sarcoplasmático denominado cisternas terminais. Quando uma fibra é estimulada a contrair-se por um neurônio motor, o Ca2+ armazenado é liberado do retículo sarcoplasmático, de modo que o íon se ligue à proteína troponina. Quando a fibra deixa de ser estimulada, o Ca2+ do sarcoplasma é transportado ativamente de volta ao retículo sarcoplasmático. Dessa forma, os tipos de fibras musculares com contrações muito rápidas apresentam retículos sarcoplasmáticos especialmente muito extensos.
Túbulos Transversos (ou túbulos T) Os túbulos T são formados a partir do sarcolema e mantêm uma continuidade com o mesmo. Os túbulos transversos se abrem para o ambiente extracelular através de poros da superfície celular e são capazes de conduzir potenciais de ação. Nas células musculares, os potenciais de ação podem ser conduzidos para o interior da fibra através da membrana dos túbulos transversos. Nesse sentindo, os potenciais de ação dos túbulos transversos provocam a liberação de Ca2+ do retículo sarcoplasmático.
Mecanismo da Contração O sarcômero em repouso consiste em filamento finos e grossos que se sobrepõem parcialmente. Durante o ciclo de contração, os filamentos conservam seus comprimentos originais. A contração deve-se ao deslizamento dos filamentos uns sobre os outros, o que aumenta o tamanho da zona de sobreposição entre os filamentos e diminui o tamanho do sarcômero.
A contração se inicia na faixa A, no qual os filamentos finos e grossos se sobrepõem. Durante a contração a actina e a miosina interagem da seguinte forma, durante o repouso, a molécula de ATP liga-se à ATPase das cabeças da miosina. Para atacar a molécula de ATP e liberar energia, a miosina necessita da actina, que atua como um cofator. No musculo em repouso a miosina não pode associar à actina, devido a inativação do local de ligação pelo complexo troponia e tropomiosina fixado sobre o filamento de actina. Em contrapartida, quando quando o íon de Ca2+ combinam-se com a unidade TnC da troponina, a configuração espacial das três subunidades de troponina muda e empurra a molécula de tropomiosina. Em consequência, os canais de ligação da actina com a miosina ficam expostos, ocorrendo a interação das cabeças da miosina com a actina. Como resultado da ponte entre a cabeça da miosina e a actina, o ATP libera ADP, Pi (fosfato) e energia. Como a actina está combinada com a miosina, o movimento da cabeça da miosina empurra o filamento da actina, promovendo seu deslizamento sobre o filamento de miosina.
Apesar do filamento grosso possuir um elevado número de cabeças de mosina. Em cada momento da contração, apenas um pequeno número de cabeças da miosina alinha-se com os locais de combinação da actina. À medida que as cabeças da miosina movimentam a actina, novos locais para formação da pontes actina- miosina aparecem. As pontes se desfazem apenas depois que a miosina se une-se à nova molécula de ATP, esta ação determina a volta da cabeça de miosina para sua posição primitiva, preparando-se para um novo ciclo. Uma única contração muscular é o resultado de milhares de ciclos de formação e destruição de pontes de actina-miosina.
Tipos de fibras musculares Os músculos são constituídos por vários tipos de fibras. Essas fibras são agrupadas em dois tipos principais:
Fibras do tipo I: São especializadas em movimentos lentos e aeróbicos, com metabolismo oxidativo. Possuem um menor diâmetro. Essas fibras possuem a coloração avermelhada, devido á alta concentração de mioglobinas. Além disso, é uma fibra de contração lenta, pelo fato de sua ATPase de miosina ser baixa. Fibras do tipo II: São especializadas em contrações rápidas, com metabolismo glicolítico. As dos tipo 2 incluem dois subtipos de fibras musculares, as fibras 2a e 2b. As fibras do tipo 2a representam fibras mistas, por possuir características intermediárias entre os tipos 1 e 2b. Possuem propriedades metabólicas que garantem velocidade e resistência à fadiga. As fibras do tipo 2b são conhecidas como fibras brancas, devido a coloração mais clara recorrente do menor número de mioglobinas. Além disso, contêm poucas mitocôndrias e uma irrigação limitada. Contudo, suas características metabólicas, incluindo influxos grande de cálcio e alta atividade ATPásica, propiciam condições de alta velocidade, ainda que por tempo reduzido.
Tecido Muscular Estriado Cardíaco miniaturadaimagem|301x301px|Tecido muscular cardíaco em corte longitudinal. Núcleos localizados no centro da fibra.