Biofísica das Sinapses e
Contração Muscular
NEURÔNIOS
• Estruturas constituídas por axônios e
dendritos que levam mensagens ao sistema
nervoso central e trazem comandos aos
diversos órgãos ou tecidos
• Responsáveis pela transmissão de impulso
elétrico
NEURÔNIOS
• Existem neurônios amielínicos e mielínicos
• Amielínicos : a membrana do axônio está em
contato direto com os tecidos vizinhos
• Mielínicos : a membrana do axônio é
envolvida pela célula de Schawnn –
membrana lipoproteica chamada mielina
Mielina e nódulos de Ranvier
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• Condução Saltatória:
Nervos Mielínicos – troca iônica ocorre apenas
nos nódulos de ranvier:
O impulso salta sobre as bainhas de mielina
Portanto: velocidade de condução maior que
nos nervos Amielínicos ( 200m/s X 1m/s)
Gasto de energia também é menor
Condução Ortodrômica e Antidrômica
• Estimulação nervosa – impulso elétrico
caminha nos 2 sentidos
• A condução no sentido programado do nervo :
Ortodrômica
• A condução em sentido contrário do
programado para o nervo:
Antidrômica
Sinapses
• Sinapses são responsáveis por transmitir as
informações de uma célula para outra – região de
contato muito próximo entre a extremidade do
axônio e a superfície de outras células
• Transmissão de impulso nervoso entre 2 nervos, ou
entre um nervo e um efetor ( músculo e glândulas
por exemplo ).
• Mecanismo natural que impede a condução
antidrômica
transmite em uma direção
http://neuromed91.blogspot.com.br/2010/07/sinapses-nervosas.html
Sinapses
• Impulso ou transmissão da informação é feita
por mediadores químicos ( neurotransmissor,
ex.: acetilcolina, norepinefrina, dopamina,
serotonina) ou contato elétrico
• Sinapses elétricas: período de latência menor
• Sinapses químicas: período de latência maior
• Como ocorre:
Sinapse excitatória ex. acetilcolina
Sinapse inibitória ex. glicina
• O impulso elétrico passa pelo axônio atinge o
botão sináptico e promove a liberação dos
neurotransmissores pelas vesículas contidas
dentro do botão
Sinapse Excitatória
Sinapse Inibitória
Na hiperpolarização a diferença de potencial aumenta
pois muitos elétrons se deslocaram para dentro da
célula do neurônio seguinte e isto dificulta a
propagação do potencial de ação - inibição
Contração Muscular
Tipos de Músculos
• Músculo – feixe de fibras
• Fibras lisas – contraem-se mais lentamente
Ex. Tubo digestivo
• Fibras estriadas – contraem-se mais
rapidamente – a contração dura pouco
Ex. Miocárido
Relações energéticas
• Músculo transforma Energia Elétrica Potencial em
calor e trabalho mecânico
• Repouso : energia em estado potencial
• Contração: liberação de calor através de reações
químicas e pelo atrito entre as fibras
• Movimento gerado – Trabalho mecânico do
músculo
Calor e trabalho muscular podem ser
medidos - eficiência mecânica( Ef)
• A eficiência mecânica indica quanto da
energia virou trabalho e quanto se
desprendeu como calor:
• Ef = trabalho realizado
Energia gasta
EX. Um músculo realiza certo trabalho e o calor
desprendido foi de 850 J. O trabalho mecânico
foi levantar massa de 30 Kg a 1 metro de altura.
Qual a Ef e o calor produzido??
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Trabalho realizado= massa/força/energia
Newton – unidade de medida de força:
0,1Kg = 1newton
Joule – unidade de medida da energia
realizada
• Joule - é obtido quando a Força de 1 newton
se desloca 1 metro.
• Portanto levantar 100g ( 0,1kg ) a 1 metro de
altura é realizar trabalho de 1 Joule
• 0,1Kg = 1n=1J
• Ef = 300 ( regra de 3) = 0,35 ( 35%)
850
• Assim a Ef foi de 35% e o calor produzido:
• C= 850 – 300 = 550J ( 65% )
Portanto:
• A contração muscular gera produção de calor
e trabalho mecânico
Actina
Miosina
CONTRAÇÃO MUSCULAR
• Para que ocorra a contração muscular o sistema
depende da disponibilidade dos íons cálcio e o
relaxamento muscular depende da ausência ou
diminuição deste íon.
• O retículo sarcoplasmático é quem regula o fluxo de íons
cálcio, para a realização dos ciclos de contração
muscular.
• Podemos dizer que a contração muscular acontece
quando ocorre a interação da actina e a miosina, que
são proteínas contráteis dos músculos. Essa interação
ocorre na presença de cálcio intracelular e energia (ATP )
Tipos de Contração Muscular
1. Contração Isométrica:
Músculo se contrai mas o comprimento do
músculo não se altera
Ex. Tenta levantar peso e não consegue
Não há trabalho físico
A energia gasta é dissipada como calor
2. Contração Isotônica
O músculo se contrai e seu comprimento
diminui. Levanta o peso e consegue
Há trabalho físico, além da liberação de calor
Mecanismos de contração Muscular
1. Início da contração :
a) Potencial de ação percorre um axônio
motor até suas terminações nas fibras musculares
(Transmissão do impulso nervoso)
b)Liberação do neurotransmissor ( Acth)
c)Despolarização das fibras – entrada de na+
d)Potencial de ação na fibra muscular
e) Despolarização das fibras musculares
f) Retículo sarcoplasmático libera ions ca 2+
para as miofibrilas
2. Contração:
a)Saída de Ca 2+ das cisternas do retículo
sarcoplasmático para o fluido circundante ( nas
miofibrilas )
b)Atividade ATPásica
c)Liberação de energia
d)Mudança de conformação – estrutura
encolhe
deslizamento actina/miosina
3. Relaxamento
a)Cessa o estímulo nervoso
b)Retículo sarcoplasmático retira o Ca 2+
do fluido circundante, através de processo ativo
c)Gasto de ATP
d)Contração desativada
e)Músculos voltam a posição inicial
Exercícios
1- O que é uma sinapse?
2- Descrever a condução saltatória
3- Justificar as vantagens de uma fibra mielinada
sobre a não-mielinada
4- Fazer um esquema da condução do impulso
ortodrômico e antidrômico
6- A transmissão da informação nas sinapses pode
ser ( certo ou errado ):
Mediadora química ( )
Elétrica ( )
Mista ( )
7 – A transmissão do impulso através de
mediadores químicos é:
a) Imediata ( )
b) Demora certo tempo ( )
8 – A natureza do neurtotransmissor determina
se a sinapse é _________________ ou
______________
9- Explicar o mecanismo de inibição e excitação
nas sinapses.
10 – Na contração muscular pode haver ( certo
ou errado )
a) Somente produção de calor ( )
b) Produção de calor e trabalho ( )
c) Produção só de trabalho
11- O que é contração isométrica? E isotônica?
12- Descrever as fases da contração muscular:
início/ contração/ relaxamento.
Segundo Mcardle, uma contração isométrica pode
gerar uma quantidade considerável de força, apesar da
ausência de alongamento ou encurtamento perceptivo
dos sarcômeros musculares e do subsequente
movimento articular.
Referências bibliográficas:
JARMEY, Chris. Músculos : uma abordagem concisa; Barueri, SP : Manole, 2008.
MACARDLE, William D.; KATCH, Frank I.; KATCH, Victor L. Fisiologia do exercício –
Energia, nutrição e desempenho humano, Rio de Janeiro, RJ, : Editora Guanabara
Koogan, 2003.