Miofibrilas e sarcômero

O líquido citoplasmático dentro das células musculares é amplamente ocupado pelas miofibrilas, que constituem o componente contrátil.

Cada fibra muscular é composta por cerca de 1000 miofibrilas, envolvidas pelo retículo sarcoplasmático; As miofibrilas estendem-se ao longo de todo o comprimento da fibra e são organizadas em longos feixes longitudinais.

Cada miofibrila tem uma espessura entre 0,5 e 2 µm, para um comprimento que varia de 10 a 100 mícrons (1 mícron = 1/1000 mm).

Como previsto, as miofibrilas são circundadas pelo retículo sarcoplasmático, um sistema complexo de vesículas e túbulos que dá origem ao sistema sarcotubular. O objetivo dessa estrutura é acumular o cálcio necessário para a contração.

Indo cada vez mais para o microscópico, descobrimos que as miofibrilas são compostas por miofilamentos paralelos, que são de dois tipos: grossos e finos. Uma linha característica ao longo do eixo maior da miofibrila também pode ser observada, devido à alternância regular de bandas claras e escuras.

As faixas escuras são chamadas de faixas ou discos A
As faixas de luz são chamadas de faixas I
Cada banda I é dividida em duas por uma linha Z
Cada banda A é dividida em duas por uma faixa, denominada H, colocada em sua parte central.

O trecho de miofibrila entre duas linhas Z adjacentes

(1/2 banda I + banda A + 1/2 banda I)

leva o nome de SARCOMERO

O sarcômero é a unidade estrutural e funcional da miofibrila, ou seja, a menor unidade do músculo capaz de se contrair.

Dentro de uma única miofibrila os vários sarcômeros se sucedem, como se formassem uma pilha alta de cilindros. No músculo, além disso, as fibras são dispostas paralelamente, de modo que os respectivos sarcômeros estejam alinhados. Em outras palavras, próximos a uma linha Z de uma miofibrila, há sempre uma linha Z da miofibrila adjacente; essa simetria significa que, como um todo, toda a fibra muscular aparece estriada transversalmente.

Miofilamentos

Observado ao microscópio eletrônico, cada sarcômero parece ser formado por um feixe de filamentos, dispostos longitudinalmente e paralelos uns aos outros. Os componentes desses miofilamentos são duas proteínas, chamadas actina e miosina.

No centro de cada sarcômero há cerca de mil filamentos grossos, consistindo de miosina. Em suas extremidades, essas moléculas de proteína derivam relações com filamentos finos, feitos de "outra proteína", a actina.

Em uma célula de fibra muscular esquelética, esses elementos contráteis (filamentos grossos e finos) são colocados em registro e são parcialmente interdigitados (sobrepostos).

O feixe de filamentos grossos (miosínicos) está localizado no centro do sarcômero e constitui a banda A;
O feixe de filamentos delgados, constituído de actina, localiza-se nos pólos do sarcômero e constitui as duas meias bandas I, que chegam até os discos Z.

Essa estrutura complexa é a base da contração muscular, possibilitada pelo deslizamento de filamentos finos sobre os grossos.

Durante a contração, o sarcômero encurta devido à aproximação dos dois filamentos Z:

enquanto o comprimento dos filamentos e da banda A permanecem inalterados, ocorre uma redução da banda I e da banda H.

A generalização do fenômeno determina o encurtamento das miofibrilas, fibras musculares, fascículos e de todo o músculo. É interessante notar que cada sarcômero pode encurtar até no máximo 50% de seu comprimento em repouso.

Durante a contração muscular, as pontes de actomiosina são continuamente formadas e dissolvidas, desde que uma quantidade suficiente de íons de cálcio e ATP estejam disponíveis; abordaremos melhor esse aspecto no próximo artigo.

A TENSÃO DESENVOLVIDA POR UMA FIBRA MUSCULAR É "DIRETAMENTE PROPORCIONAL AO NÚMERO DE PONTES CRUZADAS QUE SÃO FORMADAS ENTRE FILAMENTOS ESPESSOS E FINOS.

Conseqüentemente, um músculo que está muito alongado ou muito contraído desenvolve menos força do que um músculo que se contrai a partir de um grau ideal de alongamento.

Relação comprimento-tensão na contração muscular. A imagem mostra a tensão gerada por um músculo com base no seu comprimento antes do início do exercício / contração muscular. Focamos nossa atenção na curva de força ativa (contração muscular), deixando de fora a vermelha referente à força total e a azul um. relativo à força passiva (devido aos componentes não contráteis do sarcômero - conectina / titina); em particular, seguindo a tendência da curva em relação à força ativa, notamos que:

A) não há força ativa, uma vez que não há contato entre as cabeças da miosina e a actina
Entre A) e B): há um aumento linear da força ativa devido ao aumento dos sítios de ligação da actina para as cabeças da miosina
Entre B) e C): a força ativa atinge seu pico máximo e permanece relativamente estável; nesta fase, de fato, todas as cabeças da miosina estão ligadas à
Entre C) e D): a força ativa começa a diminuir conforme a sobreposição das cadeias de actina reduz os locais de ligação disponíveis para as cabeças de miosina
E): uma vez que a miosina colide com o disco Z, não há força ativa uma vez que todas as cabeças da miosina estão ligadas à actina; além disso, a miosina é comprimida nos discos Z e atua como uma mola que se opõe à contração com uma força proporcional a o grau de compressão (portanto, de encurtamento muscular)