ANATOMIA E FISIOLOGIA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO

ANAHY WILDE

R1 MEDICINA ESPORTIVA

HC-FMUSP

Macroscopia

Músculo Esquelético

• Envolto por tecido conjuntivo fibroso• Células cilíndricas > fibras• Fibras longas, finas e multinucleadas paralelas

entre si, com a força de contração dirigida ao longo do eixo longitudinal da fibra.

Níveis de organização

Endomísio: fina camada conjuntiva envolve cada fibra muscular

Perimísio: envolve feixe de até 150fibras - fascículo

Epimísio: camada conjuntiva fibrosa envolve o músculo inteiro

MacroscopiaMúsculo Esquelético

• Essa bainha protetora afunila-se em suas extremidades para formar o denso e resistente tecido conjuntivo dos tendões. Estes conectam ambas extremidades do músculo ao periósteo em uma forte conexão.

• A força da contração muscular é transmitida do tecido conjuntivo aos tendões, e estes exercem tração sobre o osso no ponto de inserção.

• A origem do músculo refere-se ao local onde o tendão une-se a uma parte esquelética relativamente estável, em geral a extremidade proximal ou fixa do sistema de alavanca ou aquela mais próxima da linha média do corpo; a inserção é o ponto de junção muscular distal ao osso .

• O colágeno proteico representa cerca de 70% da

massa seca do tendão.

Microscopia

Debaixo do endomísio e circundando cada fibra muscular existe o sarcolema, composto por uma membrana plasmática e uma membrana basal.

A membrana plasmática conduz a onda de despolarização sobre a superfície da fibra, mantendo o isolamento entre as fibras. A membrana basal contém material proteico.

Entre essas duas membranas estão as células satélites, células-tronco miogênicas, são mioblastos normalmente quiescentes que funcionam no crescimento celular regenerativo, nas possíveis adaptações ao treinamento e na recuperação após lesão.

Microestrutura• Uma fibra multinucleada contém unidades funcionais menores, as

miofibrilas, que por sua vez possuem os miofilamentos, que são conjuntos ordenados das proteínas actina e miosina.

• Outras 12 a 15 proteínas desempenham função estrutural ou afetam a interação entre os filamentos proteicos durante a contração muscular, por exemplo troponina, tropomiosina...

Microscopia

O protoplasma aquoso da célula – sarcoplasma – contém enzimas, gordura, glicogênio, núcleos, genes, mitocôndrias, organelas especializadas. O retículo sarcoplasmático é uma rede longitudinal semelhante a uma treliça de canais tubulares e vesículas, mantém a integridade estrutural da célula. Ele permite que a onda de despolarização se propague rapidamente da superfície externa da célula para o meio ambiente interno através dos túbulos T, de modo a desencadear a contração muscular.O retículo sarcoplasmático que circunda cada miofibrila contém as “bombas” biológicas que removem o cálcio do sarcoplasma da fibra. Isso produz um gradiente de concentração do cálcio – mais alto no retículo sarcoplasmático, mais baixo no sarcoplasma que circunda o filamento.

MicroestruturaSarcômero

• Faixas alternantes claras e escuras ao longo da fibra muscular, conferem aspecto estriado característico.

• A faixa I representa a área mais clara, a faixa A representa a área mais escura. A linha Z divide ao meio a faixa I e adere ao sarcolema > estabilidade

• Sarcômero é a unidade

básica de repetição

entre duas linhas Z.

• Representa a unidade

funcional de uma

fibra muscular.

Microestrutura• Actina mais fina• Miosina mais espessa, bipolar• Se entrelaçam • Modelo do filamento deslizante: um músculo se encurta ou se

alonga porque os filamentos espessos e finos deslizam uns sobre os outros, sem qualquer modificação em seu comprimento.

Contração Muscular

Sequência de eventos

MicroestruturaSarcômero

• Sarcômero tem comprimento

ótimo para geração de força,

representa o ponto de maior

interação entre as pontes de

actina e miosina.

Músculo Esquelético Composição química

• Água 75%• Proteína 20%• 5% sais, fosfatos de alta energia, lactato,

minerais, enzimas, íons• Dentre as proteínas: miosina 60%, actina e

tropomiosina. • Mioglobina é a proteína conjugada fixadora

de oxigênio.

Músculo Esquelético Suprimento Sanguíneo

• Artérias e veias paralelas às fibras musculares, se ramificam e garantem rico suprimento sanguíneo.

• A microcirculação é responsável por garantir aporte de O2, nutrientes e hormônios, além de remover produtos do metabolismo, calor.

Músculo Esquelético Suprimento Sanguíneo

• No exercício intenso, a captação de O2 pelo músculo pode aumentar 70 vezes. Ocorre dilatação rápida dos capilares previamente inativos.

• A distribuição do fluxo sanguíneo diminui na contração muscular e aumenta no relaxamento. Em uma contração muscular persistente e de alta força, a energia será proveniente de fontes anaeróbias, os fosfatos de alta energia e a glicólise anaeróbia.

• Atletas de endurance tem até 40% maior capilarização, relacionada ao aumento do VO2 máx.

Alinhamento das fibras musculares

• Alinhamento e comprimento do sarcômero definem a força e potência de um músculo.

• Fibras fusiformes correm paralelas ao eixo longitudinal do músculo e se afunilam na porção tendinosa (ex bíceps braquial)

• Fibras peniformes ou em formato de leque formam um ângulo obliquo de penação que varia em até 30º.

• Músculo solear: ângulo de penação de 25º, vasto medial: 5º.

Alinhamento das fibras musculares• O ângulo de penação tem significado funcional pois define o numero de sarcômeros por área

muscular em corte transversal (AFCT)• Músculo fusiforme: fibras têm comprimento igual ao do músculo, e a geração de força pela

fibra é transmitida diretamente ao tendão. Este arranjo facilita o encurtamento rápido do músculo.

• Músculo peniforme: nenhuma fibra percorre todo o comprimento do músculo, cada fibra muscular continua sendo curta embora o músculo como um todo possa alcançar um grande comprimento.

• Um ângulo de penação acarreta um grande aumento na capacidade total de compactação das fibras em uma menor área de corte transversal.

• Os músculos com maior penação, apesar de serem mais lentos em sua velocidade contrátil, geram maior força e potência que os músculos fusiformes, pois mais sarcômeros contribuem para a ação muscular.

• Músculos penados

têm menor amplitude

de movimento

Alinhamento das fibras musculares

Um músculo bipenado possui dois conjuntos de fibras localizadas obliquamente de ambos os lados de um tendão – por exemplo gastrocnêmio e reto femoral.

Há também os multipenados como o deltoide.

• Arranjo fusiforme complexo: Músculo com fibras em série, paralelas ao eixo longitudinal, mas que não ocupam todo o comprimento do músculo, exibe fibras que terminam na parte média do ventre muscular e que se afunilam para interagir com a matriz de tecido conjuntivo e ou com as fibras musculares adjacentes. Esse arranjo permite a compactação paralela de fibras relativamente curtas dentro de um músculo longo (ex sartório, 50cm comprimento). Essa especialização estrutural com diversas terminações intrafasciculares cria também uma tensão lateral em vários pontos ao longo da superfície da fibra.

• A relação do comprimento de cada fibra para o comprimento total de um músculo em geral varia entre 0,2 e 0,6. Isso significa que as fibras individuais dos músculos mais longos, como MMSS e MMII, são muito mais curtas que o comprimento total do músculo.

• Os quadríceps e os flexores plantares exibem uma alta produção de força em virtude de suas baixas relações de comprimento das fibras para comprimento do músculo (CF:CM) e das áreas de corte transversal relativamente grandes.

• Em contrapartida, os ITBs e dorsiflexores mostram uma arquitetura apropriada para uma alta velocidade contrátil, em virtude de suas relações CF:CM relativamente altas e de seu CF longo.

Quadríceps: ângulo de penação 4-6º,

comprimento 68mm, AFCT 21cm2.

Gera 50% mais força que os ITBs.

Isquiotibiais: comprimento 111mm,

AFCT 11cm2.

Seu desenho torna possível o encurtamento

rápido. Maior suscetibilidade de lacerações.

• Curva força – comprimento: o músculo fusiforme mostra um menor rendimento de força máxima, por causa das fibras individuais mais longas e AFCT menor.

• Ocorre o oposto para o músculo peniforme com suas fibras mais curtas e sua AFCT mais extensa – essas fibras geram aproximadamente o dobro de força do que os músculos fusiformes.

• Curva força-velocidade: o músculo fusiforme com fibras mais longas exibe uma velocidade contrátil mais alta.

Tipos de fibras musculares

Fibras de contração rápida – tipo II

• Geração rápida de energia• Sistema glicolítico bem desenvolvido• A ativação dessas fibras predomina nas

atividades de alta velocidade anaeróbicas • Esportes com paradas e arranques

Fibras de contração rápida – tipo II

Três subtipos: IIa, IIx (antigas IIb) e um novo subtipo do tipo IIb.

• IIa - capacidade moderadamente bem desenvolvida para a transferência de energia a partir de fontes tanto aeróbias quanto anaeróbias. São as fibras rápidas-oxidativas-glicolíticas (ROG)

• IIb - possui o maior potencial anaeróbico e a velocidade de encurtamento mais rápida, é a “verdadeira” fibra rápida glicolítica (RG)

• IIx – intermediária entre a e b em termos fisiológicos e metabólicos

Tipos de fibras musculares

Fibras de contração lenta – tipo I

• Geram energia a partir do sistema aeróbio• Capacidade glicolítica menos desenvolvida• Mitocôndrias grandes e numerosas• Altamente resistentes à fadiga, apropriadas

para o exercício aeróbico prolongado.• Fibras LO (lentas-oxidativas)

Tipos de fibras musculares• Em geral 45 a 55% dos músculos de MMSS e MMII são de contração

lenta. Dentre as rápidas, há equidade entre os tipos IIa e IIb.• Não há diferenças entre os sexos.• A tendência na distribuição dos tipos de fibras se mantém constante

entre os principais grupos de músculos do corpo.• Atletas de endurance possuem predominantemente fibras de contração

lenta nos principais músculos envolvidos em seu esporte. Nos velocistas, predominam as fibras de contração rápida.

• Atletas de potência possuem distribuição equivalente entre os dois tipos de fibras.

• O treinamento de força e de potência induz um aumento de tamanho do aparelho contrátil da fibra – actina e miosina – e do conteúdo total de glicogênio.

• O treinamento com exercícios tem o potencial de alterar as características metabólicas das fibras musculares.

Bibliografia

• Fisiologia do Exercício – McArdle cap 18

Obrigada!