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Celula muscular

Última atualização em 19 de agosto de 2022

Definição de células musculares

Uma célula muscular, conhecida tecnicamente como miócito, é uma célula animal especializada que pode diminuir seu comprimento usando uma série de proteínas motoras especialmente organizadas dentro da célula. Enquanto várias proteínas associadas ajudam, a actina e a miosina formam filamentos espessos e finos que passam um pelo outro para contrair pequenas unidades de uma célula muscular. Essas unidades são chamadas de sarcômeros, e muitas delas correm de ponta a ponta em uma fibra maior chamada miofibril. Uma única célula muscular contém muitos núcleos, pressionados contra a membrana celular. Uma célula muscular é uma célula longa em comparação com outras formas de células, e muitas células musculares se conectam para formar as fibras longas encontradas no tecido muscular.

Estrutura de uma célula muscular

Como visto na imagem abaixo, uma célula muscular é um pacote compacto de muitas miofibrilas. Cada miofibril é feita de muitos sarcômeros reunidos e anexados de ponta a ponta. Uma forma especializada do retículo endoplasmático, conhecido como retículo sarcoplasmático, se estende dentro e ao redor desses feixes de miofibrilas. O retículo sarcoplasmático (SR para curta) concentra um produto químico necessário para que as células musculares se contraam e é ativado por sinais das células nervosas. Os sinais viajam através dos túbulos transversais (t túbulos na figura abaixo) após serem recebidos de um nervo e ativa o SR. As mitocôndrias são densamente embaladas em todas as células musculares, para fornecer um fluxo constante de ATP. Toda a célula é coberta em uma membrana celular especializada conhecida como sarcolema. O sarcolema tem abertura especial que permite que impulsos nervosos sejam transmitidos para túbulos transversais.

Abaixo está uma visão explodida de cada sarcômere. Cada sarcômere é feito principalmente de filamentos grossos e finos. Filamentos espessos são feitos de unidades repetidas de uma proteína conhecida como miosina. A miosina tem pequenas cabeças que podem se ligar a um filamento de actina. As unidades repetidas da actina da proteína compõem o filamento fino. A actina é apoiada por várias proteínas acessórias que dão à estabilidade dos fios e permitem que o músculo seja controlado pelos impulsos nervosos.

Os filamentos de actina são suportados em cada extremidade por proteínas especializadas. A proteína Capz mantém a actina na placa Z, enquanto a tropomodulina se conecta ao final de cada filamento de actina. A nebulina conecta CAPZ à tropomodulina, fornecendo uma estrutura estrutural para manter os filamentos de actina rígidos. Outra proteína grande, a titina, conecta as placas Z e impede que o sarcômere seja sobrecarregado quando não está se contraindo. Essas proteínas não podem ser vistas na imagem abaixo.

A actina é coberta por duas proteínas adicionais, troponina e tropomiosina. A troponina é a pequena bola amarela na imagem abaixo, enquanto a tropomiosina é a proteína semelhante a um fio que segue o filamento de actina. As proteínas da miosina também podem ser vistas. As cabeças se estendem para cima de uma fibra espessa feita de muitas caudas de miosina feridas.

Função de uma célula muscular

Para ativar um músculo, o cérebro envia um impulso por um nervo. O impulso nervoso viaja pelas células nervosas até a junção neuromuscular, onde uma célula nervosa encontra uma célula muscular. O impulso é transferido para a célula nervosa e viaja por canais especializados no sarcolema para atingir os túbulos transversais. A energia nos túbulos transversais faz com que o SR libere o CA2+ que ele acumulou, inundando o citoplasma com cálcio. O CA2+ tem um efeito especial nas proteínas associadas à actina.

A troponina, quando não estiver na presença de Ca2+, se ligará à tropomiosina e fará com que ela cubra os locais de ligação à miosina no filamento de actina. Isso significa que, sem CA2+, a célula muscular será relaxada. Quando o Ca2+ é introduzido no citosol, a troponina libera tropomiosina e a tropomiosina deslizará para fora do caminho. Isso permite que as cabeças da miosina se anexem ao filamento de actina. Quando isso acontece, a miosina pode usar a energia obtida do ATP para rastejar ao longo do filamento de actina. Quando muitos sarcômeros estão fazendo isso ao mesmo tempo, todo o músculo se contrai.

Embora apenas uma pequena porcentagem das cabeças seja anexada a qualquer momento, as muitas cabeças e o uso contínuo do ATP garantem uma contração suave. A miosina rasteja até atingir a placa Z e a contração total foi obtida. O SR está removendo continuamente o Ca2+ do citoplasma e, uma vez que a concentração cai abaixo de um certo nível que a troponina se refere à tropomiosina e o músculo libera.

Enquanto o modelo acima é uma versão generalizada do que acontece no músculo esquelético, processos semelhantes controlam as contrações do músculo cardíaco e liso. No músculo cardíaco, os impulsos são em parte controlados por células de marcapasso que liberam impulsos regularmente. O músculo liso é diferente do músculo esquelético, pois o filamento de actina e miosina não é organizado em feixes convenientes. Enquanto estão organizados de maneira diferente, o músculo liso ainda opera no funcionamento da miosina e da actina. O músculo liso pode obter um sinal para contratar muitas fontes, incluindo o sistema nervoso e as pistas ambientais que as células recebem de outras partes do corpo.

Questionário

1. Certos defeitos cardíacos podem ser herdados geneticamente. Alguns desses defeitos ocorrem porque o código genético responsável pela criação de actina ou miosina é uma variação mutante. Por que isso afetaria o coração? A. Controle de actina e miosina contra as contrações no coração B. Se seus músculos não funcionarem, seu coração não pode bombear sangue suficiente para eles C. O coração precisa do ATP liberado da miosina

Resposta à pergunta nº 1

A está correto. A actina e a miosina controlam as contrações em todos os músculos. Se sua genética contiver uma versão dessas proteínas que não funcionam corretamente, a contração muscular em geral será difícil ou impossível. Algumas variações dos genomas de miosina e actina contêm variedades que funcionam, mas não tão bem quanto a variação normal. Essas variedades podem fazer com que o coração se esforce mais para acompanhar, resultando em um batimento cardíaco irregular e coração de grandes dimensões.

2. Um cientista quer ver o que o músculo fará sem ATP. Ele coloca uma célula muscular em uma placa de Petri, mas remove todo o ATP do prato e da célula. Ele então adiciona Ca2+ ao citoplasma. Qual das seguintes opções acontecerá? A. Nada B. A miosina se apegará à actina C. O músculo se contrairá

Resposta à pergunta nº 2

B está correto. Na presença de Ca2+, a miosina poderá se ligar à actina. O cálcio liberará a troponina e mudará a tropomiosina, revelando o local de ligação para a miosina se conectar. No entanto, a miosina precisa de ATP para balançar as cabeças e rastejar ao longo do filamento de actina. Sem isso, a miosina se vinculará à actina, mas não poderá mover ou contrair a célula. Além disso, muitas outras funções celulares exigem ATP e a célula certamente perecerá.

3. Ao fazer exploração científica, os cientistas descobriram que uma corrente elétrica estimulará uma célula muscular, mesmo que a célula não esteja em um animal vivo. Por que esse é o caso? A. A eletricidade faz com que as proteínas se unem B. A eletricidade é a mesma que um impulso nervoso C. A eletricidade imita o cálcio liberado durante a contração

Resposta à pergunta nº 3

B está correto. Os impulsos nervosos nada mais são do que tensões elétricas sendo transportadas pela membrana celular. Quando uma célula muscular é exposta a certas tensões de eletricidade, o retículo sarcoplasmático libera Ca2+, o mesmo que se um impulso nervoso desencadeasse a contração.

Referências

  • Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C. A., Krieger, M., Scott, M.P., Bretscher, A.,. . . Matsudaira, P. (2008). Biologia de células moleculares 6º. ed. Nova York: W.H. Freeman e companhia.
  • Reece, J.B., Urry, L. A., Cain, M.L., Wasserman, S. A., Minorsky, P. V., & Jackson, R. B. (2014). Campbell Biology, décima edição (vol. 1). Boston: Pearson Learning Solutions.
  • Blausen.com Staff (2014). “Galeria Médica de Blausen Medical 2014”. Wikijournal of Medicine 1 (2). Doi: 10.15347/wjm/2014.010. ISSN 2002-4436.

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