O Sarcomere é a Unidade Fundamental
O que significa dizer que os músculos se contraem? A resposta curta é – sem trocadilhos – os músculos encurtam quando se contraem. Isso levanta a questão de como os músculos encurtam e, portanto, se contraem. Para responder a essa pergunta, devemos primeiro examinar os componentes do sarcômero , que é a unidade funcional fundamental do músculo estriado – isto é, os músculos esquelético e cardíaco.
Dizer que o sarcômero é a unidade funcional significa que todos os componentes necessários para a contração estão contidos em cada sarcômero. Na verdade, o músculo é composto de milhões de minúsculos sarcômeros, e cada sarcômero encurta, resultando em contração muscular. É importante observar que os músculos lisos não contêm sarcômeros. Em vez disso, cada músculo liso é como um sarcômero gigante. Nesta lição, descreveremos os componentes básicos de um sarcômero e como eles interagem para contrair nossos músculos estriados.
Arranjo de músculo estriado
Antes de examinarmos o conteúdo de um sarcômero individual, vamos dar uma olhada em como os sarcômeros são organizados no contexto de uma célula muscular estriada – ou seja, uma fibra muscular. As fibras musculares são compostas por centenas a milhares de organelas contráteis chamadas miofibrilas . As miofibrilas são embaladas firmemente juntas em um arranjo paralelo, da mesma forma que as salsichas Vienna são embaladas em uma lata. Se você tirar uma única salsicha, representará uma única miofibrila.
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Arranjo de sarcômero
Agora, vamos dar uma olhada em uma miofibrila individual dentro da célula muscular. Nesse nível, podemos ver que os sarcômeros estão intrincados de ponta a ponta, percorrendo o comprimento de cada miofibrila.
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Uma determinada miofibrila contém aproximadamente 10.000 sarcômeros, cada um dos quais com cerca de 3 micrômetros de comprimento. Embora cada sarcômero seja pequeno, vários sarcômeros somados abrangem o comprimento da fibra muscular. Cada sarcômero consiste em feixes grossos e finos de proteínas denominadas miofilamentos .
Se ampliarmos uma parte dos miofilamentos, podemos identificar as moléculas que os compõem. Filamentos grossos contêm miosina, enquanto filamentos finos contêm actina. A actina e a miosina coletivamente são chamadas de proteínas contráteis , que causam encurtamento muscular quando interagem uma com a outra. Além disso, os filamentos finos contêm as proteínas regulatórias troponina e tropomiosina, que regulam a interação entre as proteínas contráteis.
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Vamos agora dar uma olhada mais de perto em um sarcômero individual. A imagem inferior é um desenho da micrografia real que você vê acima.
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A banda I é a parte do sarcômero que contém filamentos finos, enquanto a banda A contém uma área de sobreposição entre os filamentos finos e grossos. Como você pode ver, uma única banda I abrange dois sarcômeros vizinhos. Uma linha Z une os sarcômeros vizinhos. Os filamentos finos estão ligados às linhas Z em cada extremidade do sarcômero, enquanto os filamentos grossos residem no meio do sarcômero.
Contração de Sarcomere
Agora que identificamos o sarcômero como a unidade funcional de contração, vamos considerar como os sarcômeros encurtam para causar a contração. Sarcômeros dentro de uma miofibrila podem ser considerados um bando de pessoas de mãos dadas em uma linha. Se todos na fila puxarem os braços para o lado, a fila encurtará. Da mesma forma, músculos inteiros se contraem como resultado do encurtamento de milhões de minúsculos sarcômeros. A imagem abaixo ilustra um sarcômero contraído abaixo de um sarcômero relaxado. Qual é a diferença entre essas imagens?
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No sarcômero contraído, a banda I encurta enquanto a banda A permanece a mesma. Mais especificamente, o comprimento dos filamentos grossos e finos não muda, mas eles deslizam um sobre o outro, aproximando os filamentos finos no meio e os filamentos grossos mais próximos das linhas Z nas laterais do sarcômero.
Cada sarcômero encurta cerca de 1/3 de seu comprimento de repouso. Se um sarcômero individual tiver 3 micrômetros em repouso e 2 micrômetros quando contraído, ele encurta em apenas 1 micrômetro. Um micrômetro não está muito longe. Mas lembre-se, uma miofibrila que percorre toda a extensão da fibra muscular contém cerca de 10.000 sarcômeros. Nesse caso, a fibra muscular seria encurtada em 10.000 micrômetros ou 10 milímetros. Agora isso é perceptível.
Resumo da lição
Em resumo, as fibras musculares estriadas são compostas por miofibrilas , que são pacotes de miofilamentos agrupados em um arranjo paralelo. Esses miofilamentos incluem filamentos grossos que são compostos de miosina e filamentos finos compostos de actina, troponina e tropomiosina. A actina e a miosina são as proteínas contráteis e interagem entre si, causando contração, enquanto a troponina e a tropomiosina são proteínas reguladoras que regulam a interação entre a actina e a miosina.
Os miofilamentos são agrupados em unidades funcionais de músculo estriado, conhecidas como sarcômeros . Os sarcômeros são conectados de ponta a ponta por linhas Z ao longo do comprimento de cada miofibrila. Filamentos finos se prendem às linhas Z e constituem a zona I do sarcômero. Os filamentos grossos sobrepor os filamentos finos no meio do sarcómero, fazendo-se a zona A . Os filamentos grossos e finos deslizam um sobre o outro, encurtando o sarcômero e causando a contração muscular.
Resultados de Aprendizagem
No final desta lição, você será capaz de:
- Descreva a estrutura e função de um sarcômero
- Explique como os sarcômeros fazem os músculos se contraírem
- Liste os miofilamentos e proteínas contráteis envolvidas na contração muscular