Músculos esqueléticos, fibras, miofibrilas e miosina, filamentos de actina

Os músculos são as unidades motoras do corpo. Isso significa que faz com que diferentes partes do corpo se movam e permite que as substâncias se movam dentro das cavidades ocas do corpo. Existem basicamente três tipos de músculos no corpo humano –músculo esqueléticoestá preso aos ossos (controle voluntário),músculo lisodentro das paredes de diferentes órgãos do corpo (controle involuntário) emúsculo cardíacoque é responsável pela contração cardíaca (involuntária). Independentemente do tipo de músculo, tudo tem o mesmo efeito – produz força e, portanto, movimento.

Partes dos músculos esqueléticos

Uma quebra simples da estrutura muscular é que cada músculo é composto por uma coleção de fibras musculares (células musculares. Cada uma dessas células é composta de estruturas menores conhecidas como miofibrilas que, por sua vez, são compostas de microfilamentos, actina e miosina.

Fibras musculares

A maior unidade dos músculos são as fibras musculares (células musculares ou miócitos). Existem várias centenas a milhares de fibras que constituem um único músculo, cada uma das quais se estende por todo o comprimento do músculo. A extremidade de cada fibra muscular se conecta a uma fibra tendínea que, coletivamente, constitui os tendões do músculo. As fibras musculares são finas e medem entre 10 a 80 micrômetros de diâmetro. A fibra é cercada por uma membrana fina conhecida como sarcolema, que é inervada por uma ou mais terminações nervosas. Dentro da fibra está o sarcoplasma contendo um grande número de mitocôndrias e retículo sarcoplasmático.

Miofibrilas

Cada fibra muscular é composta por centenas a milhares de miofibrilas. Essas miofibrilas são uma combinação de dois microfilamentos de proteínas conhecidos como miosina e actina. Outras proteínas também constituem essas longas miofibrilas tubulares. O principal componente estrutural dos miofribrilos, nomeadamente os microfilamentos, são os filamentos mais espessos de miosina e os filamentos mais finos de actina. O padrão interligado desses microfilamentos dá às miofibrilas um padrão alternado de claro e escuro.

Entre as miofibrilas que compõem a fibra muscular está o sarcoplasma, um fluido que é essencialmente o citoplasma da fibra muscular (célula). Ele contém grandes quantidades de diferentes eletrólitos que são necessários às miofibrilas para o processo de contração muscular. Ao lado das miofibrilas estão numerosas mitocôndrias que fornecem energia para a contração muscular.

Actina e Miosina

As bandas claras (bandas I) são filamentos de actina, enquanto as bandas escuras (bandas A) são onde os filamentos de actina e miosina se sobrepõem.  Os filamentos de actina estendem-se de ambos os lados do disco Z (linhas Z) para interdigitar parcialmente com os filamentos de miosina. Os próprios discos Z são um tipo de banda de proteína diferente da actina e da miosina. Esses discos Z estendem-se através de miofibrilas sucessivas, fixando-os assim a cada miofibrila ao longo de toda a fibra muscular.

O espaço entre dois discos Z sucessivos é chamado de sarcômero. Até certo ponto, pode ser visto como a menor unidade funcional do músculo. O comprimento do sarcômero diminui drasticamente quando uma fibra muscular se contrai. As proteínas de titina são moléculas densas que mantêm os filamentos de actina e miosina no lugar entre si. É um tipo de proteína elástica que permite o funcionamento de toda a unidade contrátil. Essas linhas são a razão pela qual o músculo esquelético tem uma aparência estriada.

Contração Muscular

Todo o processo de contração muscular é um processo bioquímico complexo. No entanto, pode ser simplesmente descrito como um mecanismo de filamento deslizante. Os microfilamentos de actina deslizam entre os filamentos de miosina, puxando assim toda a fibra muscular de cada extremidade e tornando-a mais curta. Em outras palavras, o músculo está em estado de contração.

Isso é iniciado por um impulso dos nervos. O processo é o seguinte:

• Quando o impulso atinge as terminações nervosas, ele secreta o neurotransmissor conhecido como acetilcolina.
• Os canais na parte da membrana da fibra muscular onde a acetilcolina é liberada se abrem e permitem a entrada de sódio.
• Isso inicia um potencial de ação ao longo da membrana da fibra muscular.
• A despolarização da membrana permite que o potencial de ação se estenda para dentro da fibra.
• Isso faz com que o retículo sarcoplasmático libere grandes quantidades de íons de cálcio armazenados nele.
• São esses íons de cálcio que desencadeiam as forças de atração entre a actina e a miosina. No entanto, como esses filamentos ficam lado a lado, mas são mantidos em suas respectivas posições, as forças atrativas fazem com que os filamentos de actina deslizem entre os filamentos de miosina.
• Os íons cálcio são quase imediatamente bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático e todo o processo cessa. Portanto, a contração muscular termina em uma fração de segundo.

O processo de contração muscular requer quantidades significativas de energia e isso é fornecido pelo grande número de mitocôndrias situadas ao lado das miofibrilas.