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Estrutura e Função Estrutura e Função MuscularMuscular
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Função do músculo esquelético
• Funções:
– força para a locomoção e respiração;
– Força para a sustentação corporal (postura);
– Produção de calor durante períodos de exposição
ao frio.
Rasch, 1991; McArdle Rasch, 1991; McArdle et alet al., 1999., 1999
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Organização do músculo esquelético
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Túbulos Transversos - Retículo Sarcoplasmático
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Estrutura e Função Estrutura e Função do Sistema do Sistema
NervosoNervoso
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Potencial de repouso da membrana
1. Anions2. Permeabilidades da
membrana3. Forças de difusão4. Forças elétricas
Fatores determinantes
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Bomba de
Na+/K+
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Potencial de ação
Threshold for voltage-sensitivesodium channels
Potassium channelsopen
Na/K Pump re-establishes RMP
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Potêncial de
Propagação
Direction of AP
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Condução saltatóriaImpulso salta de um nodo ao outro, maior velocidade de condução, menor gasto energético
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Junção neuromuscular
Acetilcolina é o neurotransmisor
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Unidade Motora
Unidade funcional
do movimento:
motoneurônio e
toas as fibras por
ele inervadas
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Unidade Motora
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Mecanismo de contração
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Filamento de Miosina
Molécula de Miosina
Filamento de Actina
Características Moleculares dos Filamentos
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Contração
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Interação “Actina-Miosina” - Ação do Cálcio
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Recrutamento de unidades motoras
• Principio do tudo ou nada
– Se um motoneurônio é recrutado, ele ativara todas
as suas fibras.
• Principio do tamanho
– Quanto maior o calibre do neurônio, maior seu
limiar para ativação.
– Portanto, neurônios menos calibrosos são
recrutados primeiro. Neurônios mais calibrosos
requerem um grande estimulo para ser recrutado.
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Grau de força
• Recrutamento
– Unidade motora: motoneurônio e todas as fibras
inervadas
– Tamanho da unidade motora varia entre os
músculos em relação a função muscular
• Frequência de estímulos
– Somação temporal
– Tetânica
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Recrutamento muscular e produção de força
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Contratações tetânicas
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Frequência de disparos neuronal e força de contração
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Relação
comprimen
to- tensão
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RELAÇÃO FORÇA-VELOCIDADE
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Controle motor
Atividade reflexae
Centro encefálicos superiores
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Fibras musculares intrafusais (FI)=Fibras musculares que ficam dentro do fuso muscular
Fibras musculares intrafusais (FI)=Fibras musculares que ficam dentro do fuso muscular
Fibras musculares extra-fusais (FE)=Fibras musculares esqueléticas ficam situadas fora do fuso muscular
Fibras musculares extra-fusais (FE)=Fibras musculares esqueléticas ficam situadas fora do fuso muscular
Motoneurônios γ
Fibras aferentes Ib
Fibras aferentes Ia
Neurônios Motores αNeurônios Motores α
ORGAO TENDINOSO DE GOLGIVariação da tensão mecânica sobre os tendões Em série com as FE
Órgãos sensoriais muscularesFUSO MUSCULARVariação do comprimento das fibras muscularese a sua velocidade de mudança
Atividade reflexaReceptores proprioceptivos musculares
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Contração
Estiramento
Receptores muscularesFusos muscularesdetectam a variação do comprimento muscular
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Quais são as funções dos Fusos Musculares?
A carga (1) estira as FE (2) e as fibras do fuso muscular (3). O estiramento da região central do fuso estimula as terminações aferentes que disparam potenciais de ação em direção ao SNC. A chegada desse impulsos causam a estimulação dos motoneurônios a do próprio músculo.
O fuso detecta variação do comprimento das FE durante o estiramento e provoca a sua contração.
Estiramento
1
2 3
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Músculo em repousoFuso sensível
Músculo em contraçãoSem a co-ativação gamaFuso perde sensibilidade
Músculo em contraçãoCo-ativação gama
Fuso sensível
E durante a contração das FE? O que aconteceria? Os fusos conseguem detectar a variação do comprimento
das FE?
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Contração Extrafusal
Contração Intrafusal
Vias descendentes
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Ação reflexa das fibras aferentes
• Excita os motoneurônios da musculatura agonista
• Excita os motoneurônios da musculatura sinergista (facilitação)
• Inibe os motoneurônios da musculatura antagonista
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-
A estimulação dos órgãos tendinosos de Golgi modula (podendo inibir) a contração muscular.
Função: Proteção contra contração excessiva Controle sobre o nível de excitação dos motoneurônios
A estimulação dos órgãos tendinosos de Golgi modula (podendo inibir) a contração muscular.
Função: Proteção contra contração excessiva Controle sobre o nível de excitação dos motoneurônios
Durante a contração muscular além da co-ativaçâo gama nos fusos musculares, os órgãos tendinosos de Golgi também são estimulados.
As fibras aferentes Ib disparam Potenciais de ação e as informações são levadas, excitam os interneuronios inibitórios que fazem sinapse com os motoneurônios em atividade.
Resultado: relaxamento do músculo
Quais são as funções dos Órgãos Tendinosos de Golgi?
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Conexões medulares das fibras aferentes Ib
• Inibe os motoneurônios da musculatura agonista
• Inibe os motoneurônios da musculatura sinergista
• Excita os motoneurônios da musculatura antagonista
• Objetivo – opor ao desenvolvimento de uma tensão excessiva da musculatura
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Tipos de Fibras Musculares
• A musculatura esquelética contém dois tipos
principais de fibras: as de contração lenta ou I
(CL) e as de contração rápida ou II (CR).
• As fibras de CR podem ainda ser divididas em
fibras de contração rápida do tipo A (CRa) e as
do tipo B ou X (CRb).
• As diferenças na velocidade de contração são
decorrentes principalmente das variadas formas
de miosina ATPase.
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• A miosina ATPase é a enzima que quebra o ATP para liberar energia, e está presente na cabeça da miosina (ou ponte cruzada).
• As fibras de CL possuem uma forma lenta de miosina ATPase e as fibras de CR uma forma rápida.
• Em resposta a um estimulo neural a fibra de CR tem capacidade de quebrar ATP mais rapidamente e consequentemente mais energia estará disponível.
• As fibras de CR apresentam um reticulo sarcoplasmático mais desenvolvido do que as fibras de CL, favorecendo na liberação do cálcio para o interior da fibra muscular.
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• Os genes que herdamos de nossos pais
determinam quais neurônios motores inervarão
nossas fibras musculares.
• Após o estabelecimento da inervação, as fibras
musculares diferenciam-se (tornam-se
especializadas) de acordo com o tipo de neurônio
que as estimulam.
• As unidades motoras são recrutadas por ordem de
tamanho do motoneurônio com os neurônios
menores sendo recrutados primeiro.
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Padrão de recrutamento
CL
CRa
CRb
Força Muscular
Fibras utilizadas
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Tipos de Fibras
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• Adaptação neural
– Padrões de recrutamento neural
mais eficientes (+ fibras e/ou +
coordenadas ?)
– Maior ativação do sistema nervoso
central.
– Melhor sincronização de unidades
motoras (sistema de co-ativação
entre agonistas e antagonistas)
– Diminuição da inibição autogênica
dos órgãos tendinosos de golgi.
Adaptações fisiológicas determinadas pelo treinamento resistido
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Controle Neural
• O sistema nervoso aumenta a força muscular com:
1. Recrutando mais unidades motoras
2. Aumentando a taxa de disparo das unidades motoras
• Tarefas submáximas envolvem a utilização de uma menor quantidade de massa muscular (unidades motoras).
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• Adaptação muscular.
– Hiperplasia: modelos animais ocorre, em
humanos têm alguns indícios.
– Hipertrofia: Aumento no tamanho, número
de filamentos e sarcômeros.
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FIBER HYPERTROPHY AFTER TRAINING
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Relação Força X Diâmetro
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Adaptações Metabólicas
• Aumento de substrato energético– Creatina Fosfato– Glicogênio Muscular
• Aumento no número de enzimas Anaeróbias– Creatina Kinase (anaeróbio alático)– Enzimas do Glicólise/glicogenólise
anaeróbia
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Distribuição de fibras em atletas
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Controle Neural
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Lesão muscular
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Lesão Muscular
Antes e após a Maratona
Rompimento das linhas Z
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1. Dano estrutural
2. Prejuízos na manutenção da homeostase do cálcio resultando em necrose
4. Inflamação e acúmulo de substâncias que estimulam as terminações nervosas causando dor e desconforto
Seqüência de eventos na dor muscular tardia
3. Aumento da atividade dos macrófagos
Causa uma redução na produção de força devido a prejuízos estruturais, falha no processo de excitação-contração, e perda de proteína contrátil.
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Diminuição da força após a lesão
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Resposta atrasada ou tardia à lesão
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Dever de casa. • Explique os mecanismos de contração muscular, a partir
da geração do potencial de ação e junção neuromuscular.
• Quais fatores afetam a força de contração muscular do músculo esquelético e como.
• Quais os tipos de fibras musculares e suas diferenças.
• Quais as adaptações musculares ao exercício resistido (musculação).
• Como e porque ocorrem as micro lesões musculares.