Fisiologia Muscular: Breve Descrição

Editado pelo Dr. Gianfranco De Angelis

É "desanimador ver instrutores e personal trainers em academias dando explicações" empíricas "sobre vários tópicos: massa muscular (hipertrofia), aumento de força, resistência, etc., sem mesmo ter um conhecimento aproximado da estrutura histológica e fisiologia dos músculos .

Poucos têm apenas um conhecimento mais ou menos aprofundado da anatomia macroscópica, como se bastasse saber onde está o bíceps ou peitoral, ignorando a estrutura histológica e menos ainda a bioquímica e fisiologia dos músculos. Faça uma discussão breve e simples do assunto, acessível até mesmo para leigos das ciências biológicas.

Estrutura histológica

O tecido muscular difere dos demais tecidos (nervoso, ósseo, conjuntivo) por uma característica óbvia: a contratilidade, ou seja, o tecido muscular é capaz de se contrair ou encurtar seu comprimento. Antes de ver como ele encurta e por quais mecanismos, vamos falar sobre sua estrutura. Temos três tipos de tecido muscular, diferentes histológica e funcionalmente: tecido muscular estriado esquelético, tecido muscular liso e tecido muscular cardíaco. A principal diferença funcional entre o primeiro e os outros dois é que enquanto o primeiro é governado pela vontade, os outros dois são independentes da vontade. O primeiro são os músculos que movem os ossos, os músculos que treinamos com halteres, halteres e máquinas. O segundo tipo é dado pelos músculos das vísceras, como os músculos do estômago, intestinos, etc. que, como vemos todos os dias, não são controlados pela vontade.O terceiro tipo é o cardíaco: o coração é também feito de músculos, de fato, é capaz de se contrair, em particular, o músculo cardíaco também é estriado, portanto semelhante ao esquelético, porém, uma diferença importante, sua contração rítmica independe da vontade.
O músculo estriado esquelético é o responsável pelas atividades motoras voluntárias e, portanto, pelas atividades esportivas. O músculo estriado é constituído por células, como todas as outras estruturas e sistemas do organismo; a célula é a menor unidade capaz de vida autônoma. No organismo humano existem bilhões de células e quase todas têm uma parte central chamada núcleo, rodeado por uma substância gelatinosa chamada citoplasma. As células que constituem o músculo são chamadas de fibras musculares: são elementos alongados, dispostos longitudinalmente ao eixo do músculo e agrupados em faixas. As principais características da fibra muscular estriada são três:

1. É muito grande, o comprimento pode atingir alguns centímetros, o diâmetro é de 10-100 mícrons (1 mícron = 1/1000 de mm.) As outras células do organismo são, com algumas exceções, de dimensões microscópicas.
2. Possui muitos núcleos (quase todas as células têm apenas um) e, portanto, é chamado de "sincício polinuclear".
3. É estriado transversalmente, ou seja, apresenta uma alternância de faixas claras e escuras. A fibra muscular possui em seu citoplasma formações alongadas, dispostas longitudinalmente ao eixo da fibra e, portanto, também ao do músculo, chamadas miofibrilas, podemos considerá-las como cordões alongados colocados no interior da célula das estrias de toda a fibra.
   Vamos pegar uma miofibrila e estudá-la: ela tem bandas escuras, chamadas bandas A, e bandas claras chamadas I, no meio da banda I c "há uma linha escura chamada linha Z. O espaço entre uma linha Z e a outra é chamado sarcômero, que representa o elemento contrátil e a menor unidade funcional do músculo; na prática, a fibra encurta porque seus sarcômeros estão encurtados.

Agora vamos ver como é feita a miofibrila, isso é o que se chama de ultraestrutura do músculo. É feito de filamentos, alguns grandes chamados filamentos de miosina, outros finos chamados filamentos de actina. Os grandes se encaixam com os finos de tal forma que a banda A é formada pelo filamento grande (por isso é mais escuro), o a banda I é, em vez disso, formada por aquela parte do filamento fino que não está presa ao filamento pesado (sendo formada pelo filamento fino é mais leve).

Mecanismo de contração

Agora que conhecemos a estrutura histológica e a ultraestrutura, podemos sugerir o mecanismo de contração. Na contração, os filamentos leves fluem entre os filamentos pesados, de modo que as faixas I diminuem de comprimento; assim, o sarcômero também diminui em comprimento, que é a distância entre uma banda Z e a outra: portanto, a contração ocorre não porque os filamentos se encurtaram, mas porque diminuíram o comprimento do sarcômero por deslizamento. comprimento das miofibrilas, portanto como as miofibrilas constituem a fibra, o comprimento da fibra diminui, conseqüentemente o músculo, que é feito de fibras, é encurtado. Obviamente, para que esses filamentos fluam, é necessária energia e esta é dada por uma substância: l "ATP ( trifosfato de adenosina), que constitui a moeda de energia do organismo. O ATP é formado a partir da oxidação dos alimentos: a energia que o alimento possui é passada para o ATP que a transfere para os filamentos para fazê-los fluir. a contração ocorre também outro elemento é necessário , o íon Ca ++ (Cálcio). A célula muscular mantém grandes estoques dele dentro e o torna disponível para o sarcômero quando a contração deve ocorrer.

Contração muscular do ponto de vista macroscópico

Vimos que o elemento contrátil é o sarcômero, vamos agora examinar todo o músculo e estudá-lo do ponto de vista fisiológico, mas macroscopicamente. Para que um músculo se contraia, deve chegar um estímulo elétrico: esse estímulo vem do motor nervo, a partir da medula espinhal (como ocorre naturalmente), ou pode vir de um nervo motor ressecado e eletricamente estimulado, ou através da estimulação direta do músculo eletricamente. neste ponto, nós o estimulamos eletricamente; o músculo vai se contrair, ou seja, vai encurtar ao levantar o peso; esta contração é chamada de contração isotônica. Se, por outro lado, amarramos o músculo com ambas as extremidades a dois suportes rígidos, ao estimulá-lo o músculo aumentará de tensão sem encurtar: isso se chama contração isométrica. Na prática, se tirarmos a barra do chão e levantá-la, isso será uma contração isotônica; se carregarmos com um peso muito grande e, ao tentar levantá-lo, portanto, ao contrairmos os músculos ao máximo, não o movermos, isso será chamado de contração isométrica. Na contração isotônica, realizamos trabalho mecânico (trabalho = força x deslocamento); na contração isométrica o trabalho mecânico é zero, pois: trabalho = força x deslocamento = 0, deslocamento = 0, trabalho = força x 0 = 0
Se estimularmos o músculo com uma frequência muito alta (ou seja, vários impulsos por segundo), ele desenvolverá uma força muito alta e permanecerá contraído ao máximo: o músculo nesta condição está sob tétano, portanto a contração tetânica significa máxima e contração contínua. Um músculo pode ser contraído pouco ou muito, à vontade; isso é possível por meio de dois mecanismos: 1) Quando um músculo não se contrai um pouco, apenas algumas fibras se contraem; aumentando a intensidade da contração, outras fibras são adicionadas 2) Uma fibra pode se contrair com menos ou mais força dependendo da freqüência de descarga, ou seja, do número de impulsos elétricos que atingem os músculos na unidade de tempo. Ao modular essas duas variáveis, o sistema nervoso central controla a força com que o músculo deve se contrair. Quando comanda uma contração forte, quase todas as fibras do músculo não apenas encurtam, mas todas encurtam com muita força: quando comanda uma contração fraca, apenas algumas fibras encurtam e com uma força menor.

Vamos agora abordar outro aspecto importante da fisiologia muscular: o tônus ​​muscular. O tônus ​​muscular pode ser definido como um estado contínuo de leve contração muscular, que ocorre independentemente da vontade. Qual fator causa esse estado de contração? Antes do nascimento, os músculos têm o mesmo comprimento dos ossos; então, à medida que se desenvolvem, os ossos se alongam mais do que os músculos, de modo que estes são alongados. Quando um músculo é alongado, devido a um reflexo espinhal (reflexo miotático) ele se contrai, portanto, o alongamento contínuo a que o músculo é submetido determina um estado contínuo de contração leve, mas persistente. A causa é um reflexo e, como a principal característica dos reflexos é a voluntariedade, o tônus ​​não é governado pela vontade. O tônus ​​é um fenômeno com base no reflexo nervoso, então se eu cortar o nervo que vai do sistema nervoso central ao músculo, ele fica flácido, perdendo completamente o tônus.

A força de contração de um músculo depende de sua seção transversal e é igual a 4-6 kg.cm2. Mas o princípio é válido em princípio, não há razão de proporcionalidade direta precisa: em um atleta, um músculo ligeiramente menor que o de outro atleta pode ser mais forte. Um músculo aumenta seu volume se for treinado. Com o aumento da resistência (isto é o princípio no qual se baseia a ginástica de peso), deve-se ressaltar que o volume de cada fibra muscular aumenta, enquanto o número de fibras musculares se mantém constante, fenômeno denominado hipertrofia muscular.

A bioquímica do músculo

Vamos agora abordar o problema das reações que ocorrem nos músculos. Já dissemos que a energia é necessária para que ocorra a contração; a célula conserva essa energia no chamado ATP (trifosfato de adenosina), que, ao dar energia ao músculo, é transformado em ADP (difosfato de adenosina) + Pi (fosfato inorgânico): a reação consiste na remoção de um fosfato. Portanto, a reação que ocorre no músculo é ATP → ADP + Pi + energia. No entanto, os estoques de ATP são poucos e é necessário re-sintetizar este elemento. Portanto, para que o músculo se contraia, também deve ocorrer a reação reversa (ADP + Pi + energia> ATP), para que o músculo sempre tenha ATP disponível. A energia para fazer a ressíntese do ATP acontecer nos é dada pelos alimentos: estes, depois de digeridos e absorvidos, chegam ao músculo pelo sangue, de onde liberam sua energia, justamente para formar o ATP.

A substância energética por excelência é fornecida pelos açúcares, em particular a glicose. A glicose pode ser decomposta na presença de oxigênio (na aerobiose) e é, como dizem incorretamente, "queimada"; a energia liberada é absorvida pelo ATP, enquanto tudo o que resta da glicose é água e dióxido de carbono. 36 moléculas de ATP são obtidas a partir de uma molécula de glicose. Mas a glicose também pode ser atacada na ausência de oxigênio, caso em que se transforma em ácido lático e apenas duas moléculas de ATP são formadas; O ácido láctico então, passando para o sangue, vai para o fígado, onde é novamente transformado em glicose.Este ciclo do ácido láctico é chamado de ciclo de Cori. O que praticamente acontece quando o músculo se contrai? No início, quando o músculo começa a se contrair, o ATP é imediatamente esgotado e, como não ocorreram as adaptações cardiocirculatórias e respiratórias que ocorrerão posteriormente, o oxigênio que chega ao músculo é insuficiente, então a glicose se decompõe na ausência de oxigênio formando ácido lático. Em um segundo momento podemos ter duas situações: 1) Se o esforço continuar levemente, oxigênio é suficiente, então a glicose se oxidará na água e no dióxido de carbono: o ácido láctico não se acumula e os exercícios podem durar horas (este tipo de esforço é, portanto, denominado aeróbio; por exemplo, corrida cross-country). 2) Se o esforço continuar a ser intenso, apesar de muito oxigênio atingir o músculo, muita glicose se dividirá na ausência de oxigênio; muito ácido láctico que vai causar fadiga (falamos de esforço anaeróbio; por exemplo, uma corrida rápida, como 100 metros) .Durante o repouso, o ácido láctico, na presença de oxigênio, volta a se transformar em glicose. No início, mesmo no esforço aeróbio, falta oxigênio: falamos em dívida de oxigênio, que será paga no repouso; esse oxigênio será usado para re-sintetizar a glicose do ácido láctico; na verdade, imediatamente após o esforço consumimos mais oxigênio do que o normal: estamos pagando a dívida. Como você pode ver, citamos a glicose como um exemplo de combustível, porque representa o músculo mais importante; na verdade, mesmo que as gorduras tenham maior quantidade de energia, para oxidá-las é sempre necessário uma certa quantidade de glicídeos e muito mais oxigênio. Na ausência destes há distúrbios consideráveis ​​(cetose e acidose) .As proteínas podem ser utilizadas como combustível, porém, por serem as únicas utilizadas para treinar os músculos, nelas prevalece a função plástica. Os lipídios têm a característica de, para o mesmo peso, possuírem mais energia do que os açúcares e as proteínas: são idealmente usados ​​como Então, os glicídeos são o combustível, as proteínas são as matérias-primas, os lipídios são as reservas.

Tentei neste artigo sobre fisiologia muscular ser o mais claro possível, sem negligenciar no mínimo o rigor científico: acredito que terei alcançado um resultado excelente se tiver estimulado os profissionais do fitness a se interessarem mais seriamente pela fisiologia, porque Acredito que noções fundamentais de fisiologia e anatomia devem ser uma herança cultural indispensável para tentar compreender de alguma forma este maravilhoso corpo humano.