Sarcómero
Sarcómero (português europeu) ou sarcômero (português brasileiro), designado miómero ou miômero, é um dos componentes básicos do músculo estriado que permite a contração muscular. Cada sarcómero é constituído por um complexo de proteínas, entre as quais actina e miosina, alinhados em série para formar uma estrutura cilíndrica designada miofibrila, no interior das células musculares.
As proteínas dos sarcómeros organizam-se em bandas com características particulares, que ao microscópio dão um aspecto estriado ao músculo esquelético e ao músculo cardíaco, visível na imagem ao lado. O músculo liso organiza-se de uma forma diferente, e não possui sarcómeros
Bandas
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A observação de fibras musculares estriadas ao microscópio electrónico permitiu identificar um padrão repetitivo de bandas e linhas. Estas correspondem a múltiplos sarcómeros, alinhados em série.
A zona em que um sarcómero se liga ao seguinte traduz-se por uma linha mais escura, designada linha (ou disco) Z (do alemão Zwischenscheibe - disco entre algo, no caso entre um sarcômero e outro ). Um sarcómero corresponde ao espaço que separa duas linhas Z consecutivas.
De cada lado da linha Z encontra-se uma banda clara, denominada banda I (de isotrópico, quando observada sob luz polarizada), composta por filamentos finos de actina. Entre as bandas I encontra-se a banda A (de anisotrópico), mais escura, onde ocorre uma sobreposição de filamentos finos com filamentos espessos de miosina. No centro da banda A está a linha M (do alemão, Mittelscheibe - disco do meio) , e a circundá-la encontra-se uma faixa estreita, mais clara, designada banda H (do alemão heller - mais clara), onde se encontram filamentos de miosina.[1][2]
A titina estende-se da linha Z, onde esta ligada ao filamento fino, para a linha M, onde acredita-se que haja interação com o filamento grosso.[1][2][3]
Quando é feito um corte transversal na banda A, na região onde há sobreposição dos filamentos finos e grossos, observa-se que um filamento grosso encontra-se envolvido por seis filamentos finos.[1][2] É nesta zona que se vai iniciar a contração muscular, através da interação entre filamentos finos e grossos.
Filamentos
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Os sarcómeros são constituidos principalmente por dois tipos de filamentos:[2]
- Filamento espesso
- É composto pela proteína miosina (mais especificamente miosina II).
- Filamento fino
- É formado por monómeros de actina, nebulina, tropomiosina e troponina.
Além destes filamentos, está presente uma proteína gigante denominada titina, que possui um alto grau de elasticidade. A sua função é a de evitar que ocorra um estiramento excessivo do músculo. Fixa a miosina ao disco Z.
Contração muscular
editarA contração muscular refere-se ao deslizamento da actina sobre a miosina.
Ativação
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Para entender a contração do sarcômero é necessário primeiro compreender alguns aspectos da estrutura do filamento de actina. A proteína tropomiosina que está presente do filamento fino cobre o sitio de ligação da miosina presente na molécula de actina (figura 5). Para permitir a contração da célula muscular, a tropomiosina deve ser movida para “descobrir” os sítios de ligação com a miosina presentes ao longo do filamento fino. Os íons cálcio ligam-se com as moléculas de troponinas (que estão espalhadas ao longo da proteína tropomiosina - veja na figura 5) que, por conseguinte, altera a "posição" da tropomiosina em relação a actina, forçando a revelação dos sítios de ligação na mesma. Portanto o cálcio é fundamental para o inicio de uma contração muscular, sua concentração no sarcoplasma é controlada pelo retículo sarcoplasmático (uma forma especializada do retículo endoplasmático). Conseqüentemente a contração muscular termina quando o cálcio é bombeado de volta para o retículo sarcoplasmático.
O músculo estriado só se contrai quando um impulso nervoso é recebido de um neurônio motor. Durante a estimulação da célula muscular, o neurônio motor libera um neurotransmissor chamado acetilcolina na junção neuromuscular (a sinapse entre o botão terminal do neurônio e a célula muscular). O potencial de ação dissipa-se ao longo do túbulo T (Transverso) até que alcance o retículo sarcoplasmático; o potencial de ação gerado na célula muscular muda a permeabilidade do retículo sarcoplasmático, permitindo o fluxo de íons cálcio para o sarcômero. Como foi abordado no parágrafo anterior, altas concentrações de cálcio no sarcômero permite que a cabeça da miosina tenha acesso ao sitio de ligação correspondente na actina, desencadeando a contração muscular que é o deslizamento da actina sobre a miosina causando encurtamento dos sarcômeros, e conseqüentemente, o encurtamento do músculo. É importante ressaltar que no músculo cardíaco boa parte do cálcio necessário para a contração provem do liquido extra celular (LEC) enquanto que no músculo esquelético é quase que exclusivamente fornecido pelo retículo sarcoplasmático.
Nível molecular da contração
editarA banda A, banda I, linha Z e a linha H (em músculo relaxado) são os únicos componentes visíveis ao microscópio óptico. Na contração muscular, a banda A mantém seu comprimento (1,6micrômetros no músculo esquelético de mamíferos) enquanto que a banda I é contraída.
Deve-se ter em mente que a cabeça da miosina tem dois sítios principais: um que interage com a actina e outro que se liga com um ATP, este último é uma ATPase.
As quatro fases do processo de contração muscular são:
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Etapa 1: Em repouso, a cabeça da miosina esta ligada a uma molécula de ATP em uma configuração de baixa energia e, neste momento, possui baixa afinidade pela actina. -
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Etapa 3: Ligar com a actina faz a cabeça da miosina liberar o ADP e o íon de fosfato inorgânico retornando a configuração de baixa-energia, tracionando a actina em direção ao centro do sarcômero. -
Etapa 4: Com a ligação de uma nova molécula de ATP em seu respectivo sitio na miosina, ela perde a afinidade pela actina e desfaz o complexo actomiosina. Depois pode haver um novo ciclo ou a contração pode cessar dependendo da concentração de cálcio no sarcoplasma.
Cada ciclo causa um encurtamento no sarcômero de aproximadamente 10 nm que ocorrem em torno de 5 vezes por segundo (se for uma contração rápida), deve-se ter em mente que este ciclo se refere a apenas uma cabeça de miosina e cada filamento grosso possui cerca de 500 cabeças.
O rigor mortis deve-se a perturbação na quarta etapa que é causada pela falta de ATP, este tem duas implicações: sem ATP não é possível retirar o cálcio do sarcoplasma, com isso os sítios de ligação da actina vão estar expostos; e sem ATP o complexo actomiosina não pode ser desfeito. Em outras palavras o ciclo da contração para na 3º etapa fazendo com que o músculo fique enrijecido.
Armazenamento de energia
editarA maioria das células musculares só armazena ATP para um número reduzido de contração muscular. Quando em repouso sob boas condições nutricionais, as células musculares armazenam glicogênio e creatina fosfato, assim em exercícios intensos e de curta duração a renovação de ATP fica por conta da glicólise anaeróbica e creatina fosfato. Por outro lado, quando a célula muscular é submetida a exercícios prolongados, quase todo ATP provem de fontes aeróbicas.
Referências
Ver também
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