Estrutura e partes do Sarcomere, funções e histologia

Um sarcômero é a unidade funcional fundamental do músculo estriado, isto é, do músculo esquelético e cardíaco. O músculo esquelético é o tipo de músculo que é usado no movimento voluntário e o músculo cardíaco é o músculo que faz parte do coração.

Dizer que o sarcômero é a unidade funcional significa que todos os componentes necessários para a contração estão contidos em cada sarcômero. De fato, o músculo estriado é composto de milhões de pequenos sarcômeros que encurtam, individualmente, a cada contração muscular.

Aqui está o objetivo principal do sarcômero. Os sarcômeros são capazes de iniciar grandes movimentos, contraindo em uníssono. Sua estrutura única permite que essas pequenas unidades coordenem as contrações dos músculos.

De fato, as propriedades contráteis do músculo são uma característica definidora dos animais, uma vez que o movimento dos animais é notavelmente suave e complexo. A locomoção requer uma mudança no comprimento do músculo à medida que ele se flexiona, o que requer uma estrutura molecular que permita o encurtamento muscular.

Índice

• 1 estrutura e peças
  • 1.1 Miofibrilas
  • 1.2 Miosina e actina
  • 1.3 Miofilamentos
• 2 funções
  • 2.1 Participação da miosina
  • 2.2 União de miosina e actiba
• 3 Histologia
  • 3.1 Banda A
  • 3.2 Zona H
  • 3.3 Banda I
  • 3,4 discos Z
  • 3,5 linha M
• 4 referências

Estrutura e peças

Se o tecido do músculo esquelético é examinado de perto, uma aparência listrada chamada estriação é observada. Essas "listras" representam um padrão de bandas alternadas, claras e escuras, correspondentes a diferentes filamentos de proteínas. Ou seja, essas faixas são formadas por fibras de proteínas entrelaçadas que compõem cada sarcômero.

Miofibrilas

As fibras musculares são compostas de centenas a milhares de organelas contráteis chamadas miofibrilas; Estas miofibrilas estão dispostas em paralelo para formar tecido muscular. No entanto, as miofibrilas em si são essencialmente polímeros, isto é, unidades repetitivas de sarcômeros.

As miofibrilas são estruturas fibrosas e longas, e são feitas de dois tipos de filamentos de proteínas que são empilhados um em cima do outro.

Miosina e actina

A miosina é uma fibra espessa com uma cabeça globular, e a actina é um filamento mais fino que interage com a miosina durante o processo de contração muscular.

Uma dada miofibrila contém aproximadamente 10.000 sarcômeros, cada um com aproximadamente 3 micrômetros de comprimento. Embora cada sarcômero seja pequeno, vários sarcômeros agregados abrangem o comprimento da fibra muscular.

Miofilamentos

Cada sarcômero consiste de feixes espessos e finos das proteínas mencionadas acima, que juntas são chamadas de miofilamentos.

Ao expandir uma parte dos miofilamentos, você pode identificar as moléculas que as formam. Os filamentos grossos são feitos de miosina, enquanto os filamentos finos são feitos de actina.

Actina e miosina são as proteínas contráteis que causam encurtamento muscular quando interagem entre si. Além disso, os filamentos finos contêm outras proteínas com função reguladora chamada troponina e tropomiosina, que regulam a interação entre proteínas contráteis.

Funções

A principal função do sarcômero é permitir que uma célula muscular se contraia. Para isso, o sarcômero deve ser encurtado em resposta a um impulso nervoso.

Os filamentos grossos e finos não encurtam, mas deslizam um ao redor do outro, o que faz com que o sarcômero encurte enquanto os filamentos retêm o mesmo comprimento. Este processo é conhecido como o modelo de filamento deslizante da contração muscular.

O deslizamento do filamento gera tensão muscular, que é, sem dúvida, a principal contribuição do sarcômero. Esta ação dá aos músculos sua força física.

Uma rápida analogia é a maneira como uma escada longa pode ser estendida ou dobrada, dependendo das nossas necessidades, sem encurtar fisicamente suas partes metálicas.

Envolvimento da miosina

Felizmente, pesquisas recentes oferecem uma boa idéia de como esse deslizamento funciona. A teoria do filamento deslizante foi modificada para incluir como a miosina é capaz de puxar a actina para encurtar o comprimento do sarcômero.

Nesta teoria, a cabeça globular da miosina está localizada perto da actina em uma área chamada região S1. Esta região é rica em segmentos com dobradiças que podem dobrar e assim facilitar a contração.

A flexão de S1 pode ser a chave para entender como a miosina é capaz de "caminhar" ao longo dos filamentos de actina. Isto é conseguido por ciclos de ligação do fragmento de miosina S1, sua contração e sua liberação final.

União de miosina e actiba

Quando a miosina e a actina se juntam, formam extensões chamadas "pontes cruzadas".Essas pontes cruzadas podem ser formadas e romper com a presença (ou ausência) de ATP, que é a molécula de energia que possibilita a contração.

Quando o ATP se liga ao filamento de actina, ele o move para uma posição que expõe seu local de ligação à miosina. Isto permite que a cabeça globular da miosina se ligue a este local para formar a ponte cruzada.

Essa união faz com que o grupo fosfato do ATP se dissocie e, assim, a miosina inicia sua função. Então, a miosina entra em um estado de energia mais baixa, onde o sarcômero pode ser encurtado.

Para quebrar a ponte cruzada e permitir novamente a ligação da miosina à actina no próximo ciclo, é necessária a ligação de outra molécula de ATP à miosina. Ou seja, a molécula de ATP é necessária tanto para a contração quanto para o relaxamento.

Histologia

Os cortes histológicos do músculo mostram as características anatômicas dos sarcômeros. Filamentos grossos, compostos de miosina, são visíveis e são representados como a banda A de um sarcômero.

Filamentos finos, compostos de actina, se ligam a uma proteína no disco Z (ou linha Z) chamada alfa-actinina, e estão presentes ao longo de toda a extensão da banda I e uma parte da banda A.

A região onde os filamentos grossos e finos se sobrepõem tem uma aparência densa, pois há pouco espaço entre os filamentos. Esta área onde os filamentos finos e grossos se sobrepõem é muito importante para a contração muscular, uma vez que é o local onde o movimento do filamento começa.

Os filamentos finos não se estendem completamente nas bandas A, deixando uma região central da banda A que contém apenas filamentos espessos. Esta região central da banda A parece ligeiramente mais leve que o resto da banda A, e é chamada zona H.

O centro da zona H tem uma linha vertical chamada linha M, onde proteínas acessórias mantêm juntas os filamentos grossos.

Os principais componentes da histologia de um sarcômero estão resumidos abaixo:

Banda A

Zona de filamentos grossos, composta por proteínas de miosina.

Zona H

Zona central da banda A, sem proteínas actínicas sobrepostas quando o músculo está relaxado.

Banda I

Zona de filamentos finos, composta por proteínas actinas (sem miosina).

Discos Z

Estes são os limites entre os sarcômeros adjacentes, formados por proteínas de ligação à actina, perpendiculares ao sarcômero.

Linha M

Zona central formada por proteínas acessórias. Eles estão localizados no centro do filamento espesso de miosina, perpendicular ao sarcômero.

Como mencionado anteriormente, o encolhimento ocorre quando os filamentos espessos deslizam ao longo dos filamentos finos em rápida sucessão para encurtar as miofibrilas. Entretanto, uma distinção crucial a ser lembrada é que os próprios miofilamentos não se contraem; é a ação deslizante que lhes dá o poder de encurtar ou alongar.

Referências

1. Clarke, M. (2004). O filamento deslizante em 50. Natureza, 429(6988), 145.
2. Hale, T. (2004) Fisiologia do Exercício: Uma Abordagem Temática (1ª ed.) Wiley
3. Rhoades, R. & Bell, D. (2013). Fisiologia Médica: Princípios para Clínica Médica (4a ed.) Lippincott Williams e Wilkins.
4. Spudich, J. A. (2001). O modelo de ponte cruzada de miosina. Nature Reviews Biologia de Células Moleculares, 2(5), 387-392.
5. Thibodeau, P. (2013). Anatomia e Fisiologia (8^th). Mosby, Inc.
6. Tortora, G. & Derrickson, B. (2012). Princípios da Anatomia e Fisiologia (13a ed.). John Wiley & Sons Inc.