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Sistema Muscular

Sistema Muscular
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ESTRUTURAS DO TECIDO MUSCULAR

O tecido muscular é formado por conjuntos de fibras musculares. Na maioria dos músculos, se estendem por todo o comprimento do músculo, e cada uma é inervada por apenas uma junção neuro-muscular, localizada no meio da fibra. As fibras são formadas por milhares de miofibrilas, agrupadas em unidades funcionais denominadas sarcômeros.

Tecido muscular
Tecido muscular
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Fibra muscular
Fibra muscular vista no microscópio

Músculos da Coxa (feito a partir de peça real, com recursos de computação gráfica).
Músculos da Coxa
Feito a partir de peça real, com recursos de computação gráfica

PROCESSO DE CONTRAÇÃO MUSCULAR

Após a descoberta dos filamentos protéicos (actina e miosina), alguns pesquisadores passaram a acreditar que a contração muscular se daria por encurtamento desses filamentos. Mais tarde surgiu a teoria dos filamentos deslizantes.

Segundo essa teoria, os filamentos não se encurtam, mas deslizam uns sobre os outros. Após receber um estímulo químico – gerado anteriormente por um impulso nervoso, os filamentos mais finos ligam-se à extremidade dos mais grossos (denominada cabeça). Assim, os filamentos grossos sofrem uma deformação – com gasto de energia, que resulta no deslocamento horizontal do conjunto. Após esse deslocamento, há o desligamento dos filamentos. O processo se repete entre vários filamentos, até quando persistir a ação química proporcionada pelo estímulo elétrico, o que garante a contração muscular. O tempo de resposta de uma fibra muscular gira em torno de 3 ms.

A substância que proporciona a deformação protéica necessária para o ligamento dos filamentos finos e grossos é o cátion de cálcio (Ca 2+). Ele se encontra estocado dentro dos retículos sarcoplasmáticos, nos túbulos longitudinais. O potencial de ação age diretamente sobre as paredes do túbulo longitudinal, fazendo com que liberem cálcio. Entretanto, o cálcio não permanece no interior das miofibrilas por muito tempo: tão logo a corrente elétrica causadas pelo potencial de ação tenha passado, os túbulos longitudinais reabsorvem quase que imediatamente os íons de cálcio. No fim desse pulso, o cálcio é bombeado de volta, com conseqüente gasto de energia, e o músculo relaxa imediatamente.

O impulso elétrico, além de controlar o início e o término do processo, também faz uma modulação na amplitude da contração: quanto maior a sua freqüência, mais intensa será a contração das fibras musculares. Quando o músculo é estimulado a altas freqüências, ele não é mais capaz de relaxar entre contrações sucessivas: isso causa fusão das contrações; com estímulos a 100 Hz, por exemplo, ocorre uma única contração sustentada, que é chamada de "tétano fundido". Gerado no cérebro ou na medula, o estímulo nervoso percorre um caminho pré-determinado na rede de neurônios até atingir o alvo: a placa motora, onde ele age. A interface nervo/músculo é denominada junção neuro-muscular. Aqui o potencial elétrico é denominado potencial de ação.

Esse potencial de ação é propagado rapidamente pela superfície da fibra e conduzido para o seu interior pelos túbulos "T". Eles recebem essa denominação devido ao seu formato, ideal para penetrar nas regiões mais profundas da fibra muscular.

Uma Unidade Motora é o conjunto formado por um motoneurônio – neurônio que se liga à placa motora, com as fibras musculares por ele inervadas. Já foi demonstrado que durante o aumento progressivo de força de uma contração muscular, unidades motoras progressivamente maiores vão sendo recrutadas.

Há uma relação entre tempo de resposta e resistência à fadiga: quanto mais rápida a resposta, mais suscetível à fadiga é o músculo, e vice-versa. A panturrilha, por exemplo, tem contração lenta, embora resista mais. Os músculos extra-oculares, por outro lado, são mais rápidos, e mais fatigáveis também.

Os músculos não são capazes de se contrair e relaxar de modo suficientemente rápido para acompanhar variações grandes na freqüência de disparo de estímulos aplicados ao nervo motor. É como se houvesse, na entrada do sistema muscular, um filtro passa-baixas, permitindo somente as respostas a estímulos de baixas freqüências. Quando há a necessidade de realização de movimentos bruscos, ocorre uma engenhosa alternância na contração de músculos antagonistas.

ARCO REFLEXO

O arco reflexo medular representa o nível mais simples, na hierarquia dos mecanismos de controle motor. A medula espinhal recebe estímulos sensoriais do músculo, e envia impulsos motores para ele. Um exemplo de arco reflexo é o "reflexo patelar", no qual há uma súbita contração do músculo mediante um estímulo direcionado ao tendão do joelho.

Alguns músculos possuem, em suas entranhas, o fuso neuro-muscular. A ele são ligadas fibras nervosas que se dirigem à medula espinhal.

Ao receber os impulsos elétricos provenientes de um fuso neuro-muscular, a medula gera potenciais de ação nos axônios motores, e o músculo irá se contrair, retornando ao comprimento inicial. As fibras intra-fusais são capazes de gerar potenciais de ação com freqüências que refletem fielmente tanto o comprimento inicial e final do músculo que se alonga (aspectos estáticos do alongamento), quanto a velocidade com que se processa tal alongamento (aspectos dinâmicos do alongamento).

Como vemos, o arco reflexo simples visa fornecer um mecanismo de manutenção do comprimento do músculo dentro de parâmetros constantes. O arco reflexo simples, é, pois, um exemplo de mecanismo servo, com realimentação.

Músculo
Desenho esquemático da malha de controle que envolve músculo, tendão, fuso muscular e fibras nervosas

TIPOS DE CONTRAÇÃO MUSCULAR Contração Muscular Isométrica

Nesse tipo de contração, o comprimento do músculo não se altera –não ocorre deslizamento das miofibrilas nem realização de trabalho. O gasto de energia é menor.

Contração Muscular Isotônica

Aqui há o encurtamento do músculo, mas a tensão sobre ele permanece constante. Acontece na movimentação de uma carga, o que envolve princípios de inércia: o peso deve ser primeiramente acelerado – o movimento continua mesmo após o término da contração. Sua duração é maior que a contração isométrica. Os músculos podem contrair-se tanto isométrica quanto isotonicamente. Mas a maioria das contrações é uma mistura dos dois tipos.

FADIGA MUSCULAR

A contração forte e prolongada de um músculo leva-o ao estado de fadiga muscular. Isso decorre da incapacidade dos processos metabólicos e contráteis das fibras musculares em continuarem proporcionando o mesmo trabalho. O nervo continua a funcionar adequadamente, os impulsos nervosos passam normalmente através da junção neuro-muscular, mas a contração vai se tornando cada vez mais débil por causa do decaimento do fornecimento de energia pelas mitocôndrias das fibras musculares. A interrupção do fluxo sangüíneo para um músculo leva-o rapidamente à fadiga em aproximadamente um minuto, devido à evidente perda de suprimento nutritivo.

HIPERTROFIA E ATROFIA MUSCULARES Hipertrofia

Ocorre quando há atividade muscular excessiva ou forçada, culminando, a médio ou a longo prazo, num aumento do tamanho do músculo.

Atrofia

Ocorre sempre que um músculo não é usado, ou quando o é apenas para contrações muito fracas. Assim, quando um membro é imobilizado por muito tempo, como acontece em fraturas e paralisias, o músculo em questão se atrofia.

Uma maneira de realizar hipertrofia ou evitar a atrofia de músculos é a utilização da ginástica passiva. Ela é realizada através de aparelhos que geram pulsos elétricos sincronizados e com a intensidade certa – sinais devem chegar com amplitudes maiores que 80mV na membrana da fibra muscular, para causar despolarização da membrana e conseqüente disparo do processo de contração muscular. Esses pulsos são aplicados diretamente sobre o músculo, através de eletrodos ligados à superfície da pele. Porém, o efeito não é o mesmo. Além da atenuação do sinal devido à passagem pela pele – o que pode ser corrigido através de um aumento da amplitude do sinal aplicado, o sinal não atinge de modo satisfatório o interior das fibras. Como resultado, o músculo não é exercitado por igual.

MÚSCULOS X MALHAS DE CONTROLE

O sistema muscular apresenta diversas malhas de controle cujo controlador é o sistema nervoso central – quer seja a medula, em movimentos involuntários, quer seja o cérebro, quando abordados movimentos voluntários. Os atuadores, para todas as malhas de controle dentro do sistema, sempre serão as fibras musculares. As "medições" – informações sobre o estado atual da "máquina", são feitas periodicamente, no caso de malhas realimentadas. Os elementos responsáveis por esta etapa do processo são o aparelho tendinoso de Golgi e o fuso neuro-muscular, se considerarmos elementos apenas do sistema muscular. Sua ação limita-se a malhas de controle para movimentos involuntários. Para movimentos voluntários, observam-se órgãos não pertencentes ao sistema, como olhos e pele. Em controle de arco reflexo de dor (movimento involuntário), os sensores de dor sob a pele fazem o papel dos medidores.

Fonte: www.icb.ufmg.br

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