A contração muscular é necessária para que possamos mover nossos músculos. Aqui você pode aprender como os músculos são construídos e exatamente como eles se contraem! 

A contração é a tensão ativa, encurtamento ou contração de uma estrutura contrátil , por exemplo, uma célula muscular , tecido muscular ou um órgão muscular ( coração , bexiga ).

No sentido mais restrito, a contração é principalmente o tensionamento ou encurtamento de um músculo através do deslizamento dos filamentos de actina e miosina , conforme definido pela teoria dos filamentos deslizantes .

O oposto da contração é o relaxamento .

Como os ossos do corpo humano se movem? O movimento mecânico do corpo humano ocorre através da contração e relaxamento (relaxamento) dos músculos esqueléticos. Essas contrações musculares são desencadeadas por sinais do sistema nervoso. Todo o processo é conhecido como funciona a contratura muscular e pode ser dividido em três etapas:

(1) Um sinal viaja do sistema nervoso para o sistema muscular, causando reações químicas.

(2) As reações químicas fazem com que as fibras musculares se rearranjem, fazendo com que o músculo encurte – ele se contrai.

(3) Assim que o sinal nervoso não está mais presente, o processo químico se inverte novamente e as fibras musculares se reorganizam para que o músculo relaxe (relaxamento).

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Contração muscular simplesmente explicada

Não apenas quando você levanta algo pesado ou anda, mas sempre que se move, os músculos do seu corpo precisam se contrair.

A contração muscular é a contração ativa   ou tensionamento de seus músculos . Seus músculos fazem trabalho mecânico. 

As forças que atuam no músculo resultam da conversão de energia química em energia mecânica . A energia química vem da quebra da molécula química adenosina trifosfato (ATP).  

 Formas básicas de contração muscular

  • Contração isotônica : A tensão do músculo permanece a mesma, o comprimento do músculo muda.
  • Contração isométrica : O comprimento do músculo permanece o mesmo, mas a tensão muscular muda.

As contrações isotônicas ou não isométricas podem ser subdivididas em:

  • Contração excêntrica : o comprimento do músculo aumenta, então o comprimento do sarcômero aumenta.
  • contração concêntrica : o comprimento do músculo diminui, os comprimentos dos sarcômeros tornam-se menores.

A relação força-velocidade mostra a dependência da força de levantamento que pode ser gerada por um músculo do tipo (concêntrico, isométrico, excêntrico) e da velocidade da contração. Apenas cabeças musculares ou abdome sem tendões podem ser considerados, pois a elasticidade dos tendões influencia o resultado com o aumento da velocidade.

construção muscular

Para ajudá-lo a entender como seus músculos se contraem, vamos primeiro olhar para a estrutura de um músculo, mais especificamente um músculo esquelético . Os músculos esqueléticos são responsáveis ​​por todos os movimentos ativos em seu corpo, como mover os braços e as pernas. Além do músculo esquelético (músculo estriado), você também pode distinguir dois outros tipos de músculos: músculo liso e músculo cardíaco. 

Se você olhar para a seção transversal de um músculo esquelético, verá primeiro várias estruturas grandes – os feixes de fibras musculares. Você pode dividi-los em elementos cada vez menores. De grande a pequeno, um músculo esquelético é estruturado da seguinte forma: 

  • Feixes de fibras musculares: múltiplas fibras musculares circundadas por uma camada de tecido conjuntivo
  • Fibras musculares : células alongadas e multinucleadas (sincício) preenchidas com sarcoplasma (plasma celular de uma célula muscular) e circundadas por sarcolema (membrana celular de uma célula muscular)
  • Miofibrilas : unidades funcionais que permitem o encurtamento; coberto pelo retículo sarcoplasmático ( retículo endoplasmático especial dos músculos)
  • Sarcômeros : componentes sequenciais das miofibrilas
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Estrutura do sarcômero

E como é a menor unidade de células musculares – o sarcômero -?

É constituído pelas três proteínas actina, miosina e titina. Em suas bordas, cada sarcômero é delimitado pelos chamados discos Z (discos intermediários). Filamentos de proteínas semelhantes a fios, os chamados filamentos finos de actina , estão ligados a eles em ambos os lados . No meio estão os filamentos de miosina mais espessos . Eles estão conectados aos discos Z através da proteína elástica titina . Você pode pensar na titina como uma mola molecular que mantém os filamentos de miosina no meio. 

Os filamentos de miosina e actina são os principais responsáveis ​​pelo encurtamento do músculo. Eles tornam o tecido muscular contrátil (capaz de se contrair). Para fazer isso, eles deslizam um pelo outro sem alterar seu comprimento. Você, portanto, também chama o princípio de teoria dos filamentos deslizantes . 

processo de contração muscular

Mas como exatamente um músculo funciona? No nível molecular, você pode explicar a contração de um músculo usando o chamado ciclo de ponte cruzada . O nome vem do fato de que as cabeças de miosina criam uma conexão cruzada entre os filamentos de actina e miosina. 

Agora você aprenderá passo a passo como deslizar um pelo outro funciona. 

  1. Estado de repouso (músculo relaxado): 
    – A actina é cercada pelos fios da proteína  troponina e tropomiosina . Os fios de tropomiosina cobrem assim o sítio de ligação da miosina na actina.
    – A cabeça da miosina ligou-se ao ATP e está em um ângulo de 90° em relação ao filamento de actina. 
  2. Ativação :
    – Um sinal nervoso leva à liberação de íons cálcio (Ca 2+ ) do retículo sarcoplasmático.
    – O cálcio ativa a atividade enzimática da miosina (= ATPase). Isso divide o ATP em difosfato de adenosina (ADP) e um resíduo de fosfato (P i ) (hidrólise). A miosina armazena a energia liberada e fica em estado tenso. 
    – Os íons Ca 2+ também se ligam à troponina e levam a uma mudança conformacional. Isso libera o sítio de ligação da miosina.
  3. Pontes cruzadas e contração :
    – A miosina pode se ligar à actina e formar uma conexão cruzada .
    – A cabeça da miosina libera sequencialmente Pi e ADP no citosol e libera a energia. Isso leva a uma inclinação da cabeça em um ângulo de 45°. Você pode imaginá-lo como uma remada . Ao fazer isso, a miosina puxa os filamentos de actina em direção ao centro e o músculo se contrai.
  4. Retorno ao estado inicial :
    – Novo ATP se acumula na cabeça da miosina. Como resultado, a miosina e a actina se separam e a posição de repouso é alcançada novamente. 

Agora você também pode explicar o efeito do rigor mortis . Com isso você quer dizer o enrijecimento dos músculos após a morte. Isso acontece porque não há mais ATP disponível para quebrar a ligação das fibras de miosina e actina novamente. 

tipos de contração muscular

Você pode distinguir vários tipos de contração muscular com base em vários fatores. 

Com base na relação entre tensão muscular e comprimento muscular, você distingue três tipos de contração:

  • Contração isotônica (igualmente tensa) : O músculo encurta, mas a tensão permanece a mesma. Quando você segura um peso na mão e levanta enquanto dobra o braço.
  • Contração isométrica (no mesmo grau) : Em contraste com a contração isotônica, o comprimento do músculo permanece o mesmo com a mudança de tensão (força crescente). Quando você tenta levantar um objeto “muito pesado”, mas não consegue movê-lo.
  • Contração auxotônica (tensão variável) : Aqui, tanto o comprimento quanto a tensão do músculo mudam. Esta é a contração mais comum em quase todos os movimentos da vida cotidiana. Por exemplo, quando você corre ou joga uma bola. 

Dependendo da mudança no comprimento do músculo, você pode distinguir entre dois outros tipos: 

  • contração concêntrica (superação) : Uma resistência é superada, alterando assim a tensão intramuscular e o músculo encurta. Quando você faz um pull-up, os músculos do bíceps do braço encurtam. 
  • contração excêntrica (cedendo) : o músculo cede à resistência e retarda um movimento. Como resultado, alonga/estica. Quando você se abaixa após a barra, os músculos do braço diminuem a velocidade.

potencial da placa terminal

Você viu durante o curso da contração muscular que ela é iniciada pela liberação de íons de cálcio na célula muscular. 

E como a célula controla isso? Um sinal de uma célula nervosa desencadeia a abertura de canais de íons de cálcio dependentes de voltagem na membrana da célula muscular. Isso leva à liberação de íons de cálcio do retículo sarcoplasmático. Isso então leva à contração muscular. Você entende o sinal como uma mudança na voltagem na membrana celular, que você também chama de potencial da placa terminal .

Ele se espalha na célula muscular através de túbulos especiais (invaginações na membrana). Isso significa que há uma resposta mecânica (contração) através de um sinal elétrico. Então você pode falar de um acoplamento eletromecânico das células.