Sistema muscular

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Musculatura estriada, lisa e cardíaca
Prof. Dr. Mauro Cesar Isoldi
Fisiologia I - Farmácia
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Características
 
Excitabilidade: capacidade de receber e responder a estímulos;
Contratilidade: capacidade de encurtar-se e espessar-se;
Extensibilidade: capacidade de distender-se;
Elasticidade: capacidade de voltar à posição original após a contração/extensão.
 
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Características
 
Origem: mesodérmica;
Tipos (todos com lâmina basal):
Muscular estriado esquelético: contração vigorosa, rápida e voluntária;
Muscular estriado cardíaco: contração vigorosa, rítmica e involuntária;
Muscular liso: contração lenta e involuntária.
Funções:
- Movimento (do corpo e de substâncias dentro do corpo);
Estabilização das posições do corpo;
Produção de calor.
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Propriedades dos músculos:
Elasticidade ------------------- Distensão
Contratilidade ----------------- Contração (Isotônica, Isométrica e Isocinética)
Tonicidade -------------------- Tônus
“Os músculos são os motores que permitem as alavancas do esqueleto moverem-se ou mudar de posição”.
O SISTEMA MUSCULOESQUELÉTICO
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TIPOS DE MÚSCULOS
Tecido Muscular Estriados ou Esquelético
	- Responsáveis pelos movimentos voluntários;
Tecido Muscular Liso ou Visceral
- Pertence à vida de nutrição (digestão, excreção, etc); involuntários;
Músculo Cardíaco ou Miocárdio
	- Vermelho e estriado, porém, involuntário.
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Musculo estriado esquelético
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ESTRUTURA DO SISTEMA MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
 Movimento e a manutenção da postura;
 Produção de calor;
 Proteção e a alteração da pressão para auxiliar a circulação; 
 Absorventes de choques para proteger o corpo.
I - FUNÇÕES DO MÚSCULO ESTRIADO OU ESQUELÉTICO
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Músculo Esquelético
Características gerais
	- Maior tecido do organismo (40-45% do peso corporal);
	- apenas 1% das fibras têm mais de um axônio;
	- diâmetro das fibras varia de 10-80 mm;
	- não tem capacidade mitótica.
 
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II - MICROESTRURA DOS MÚSCULOS ESQUELÉTICOS
O tecido muscular não é constituído apenas por FIBRAS MUSCULARES. Há também o TECIDO CONJUNTIVO que as envolve e se prolongam, formando os TENDÕES ou APONEUROSES que fixam o músculo a um osso.
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Músculo Esquelético
2) Membranas conjuntivas
	- Epimísio: tecido conjuntivo fibroso que envolve vários fascículos musculares;
	- perimísio: tecido conjuntivo que envolve um fascículo muscular;
	- endomísio: tecido conjuntivo frouxo (com fibras elásticas e reticulares) que envolve cada fibra muscular.
JUNÇÃO MIOTENDÍNEA: região de membranas entre o músculo e o tendão que transmite a força para os tendões.
 
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“O SARCÔMERO É A UNIDADE CONTRÁTIL BÁSICA DO MÚSCULO”.
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Músculo Esquelético
3) Célula muscular (fibra)
	- Célula multinucleada com núcleos na periferia;
	- Tamanho celular: 1-40 mm de comprimento;
	- Sarcolema: membrana celular;
	- sarcoplasma: citoplasma;
	- organelas principais: muitas mitocôndrias e gotículas de glicogênio, REL desenvolvido, mioglobina e muitas miofibrilas.
 
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 Músculo Esquelético
3) Célula muscular (fibra) 
 SARCÔMERO (UNIDADE 
MORFOFUNCIONAL INTRA-CELULAR)
Limites: entre duas linhas Z
BANDA A: faixa escura
 banda H (clara) com linha M 
 faixa escura (actina e miosina)
BANDA I: faixa clara
 linha Z (escura)
 faixas claras (actina)
 
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Músculo Esquelético
3) Célula muscular (fibra) - MIOFIBRILAS
Actina: duas actinas F (monômeros de actina G);
Tropomiosina: duas cadeias enroladas situadas nos sulcos das actinas F;
Troponina: polímero de três monômeros, TNT (unido à tropomiosina), TNC (se liga ao cálcio) e TNI (cobre local da actina se unir à miosina);
Miosina: bastão com cabeça. Na banda H só há bastão. 
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CONSTITUIÇÃO HISTOLÓGICA DA 
FIBRA MUSCULAR
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COMPONENTES DO MÚSCULO
	COMPONENTES ELÁSTICOS:
	 São aqueles que retornam a sua forma original após o relaxamento. Ex:		Miofilamentos e o tecido conjuntivo.
COMPONENTES PLÁSTICOS: 
São aqueles que não retornam à forma original cessada a contração, se não houver influência externa. Ex:
		Mitocôndrias (30-35% volume muscular), 
		Retículo Sarcoplasmático
		Sistema Tubular (5% do volume muscular)
“PELA MANHÃ, QUANDO NOS ESPREGUIÇAMOS, HÁ UMA DEFORMAÇÃO DOS COMPONENTES PLÁSTICOS DOS MÚSCULOS”.
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FORMA DOS MÚSCULOS
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O ARRANJO DAS FIBRAS EM UM MÚSCULO
FUSIFORME= bíceps, reto abdominal, sartório.
UNIPENADOS = semimembranoso
BIPENADOS = reto femoral
MULTIPENADOS = deltóide
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IV - AÇÃO MUSCULAR
TIPO DE AÇÃO		FUNÇÃO		FORÇA EXTERNA		TRABALHO
					 OPOSTA 		 EXTERNO 								
CONCÊNTRICA		Aceleração	Menor			Positivo
EXCÊNTRICA		Desaceleração	Maior			Negativo
ISOMÉTRICA		Fixação		Igual			Nulo
							 RASC & BURKE, 1977
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V – CLASSIFICAÇÃO DOS MÚSCULOS
AGONISTA = É o músculo responsável pela ação muscular desejada. 
Ex. Flexão docotovelo = bíceps braquial, braquial e braquiorradial 
b) ANTAGONISTA = Tem efeito contrário do agonista, freia o movimento no retorno a posição inicial.
Ex: Flexão do tronco: Agonista = mm do abdômem	Antagonista = mm eretores da espinha
c) 	SINERGISTA = Músculos que exercem a mesma função; auxiliam na produção da ação desejada de um músculo agonista.
d) 	ESTABILIZADOR, FIXADOR OU SUSTENTADOR = Estabiliza uma articulação para outro músculo (agonista) realizar o movimento. Referem-se a músculos isometricamente ativos para manter o membro movendo-se, quando o músculo de referência se contrai.
e) 	NEUTRALIZADOR = Cria um torque para opor uma ação indesejada de um outro músculo; Impedem que outros músculos, senão os desejados, executem a ação.
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VI – MECÂNICA DE CONTRAÇÃO
“A ação responsável pela contração do músculo ocorre dentro do sarcômero, com as pontes cruzadas dos filamentos de miosina, puxam, soltam e reconectam-se aos locais específicos no filamento de actina”.
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Músculo Esquelético
4) Contração muscular
		Deslizamentos dos filamentos grossos e finos entre si, aumentando a zona de sobreposição.
REPOUSO: cabeça da miosina com ATP estocado
ATIVADO: estímulo nervoso – despolarização da membrana do REL – liberação de cálcio – união do cálcio com TNC – actina se liga à miosina – ativação do ATP + energia – deformação da cabeça da miosina – movimento da actina. 
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Músculo Esquelético
5) Retículo sarcoplasmático (Conjunto de cisternas com cálcio)
-	Túbulos transversais “T”: invaginações da membrana que envolvem as junções A-I e levam despolarização até o RS;
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Tríade: um túbulo T e duas cisternas de RS.
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Túbulos T
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SISTEMA NERVOSO E CONTROLE DA ATIVIDADE MUSCULAR
UNIDADE MOTORA = UNIDADE BÁSICA NEUROMUSCULAR
 250 milhões de fibras musculares para 420 mil nervos motores.
OLHO = 1 motoneurônio enerva 10 fibras musculares
QUADRÍCEPS = 1 motoneurônio enerva 150 fibras musculares
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Músculo Esquelético
6) Placa motora
sinapse do com fibra muscular;
Perda da mielina;
Dilatação do axônio.
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7) Unidade motora
 Conjunto de fibras musculares inervadas por uma fibra nervosa. Influi na força de contração.
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“ Séries repetidas de estímulo recebido do neurônio motor resultam em séries repetidas de respostas bruscas da fibra muscular, se o tempo entre cada estímulo sucessivo é longo o suficiente”.
O CONTROLE MOTOR
“Um estímulo simples do neurônio motor resulta em brusca resposta da fibra”.
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TETANIA
“Resulta de uma freqüência rápida (tempo menor entre cada estímulo), existindo ainda tensão na fibra quando ocorrer o próximo estímulo. Um estímulo continuado manterá a tensão no músculo alta até que ocorra a fadiga”.*
Músculo Esquelético
6) Sarcoplasma
Glicogênio; - mioglobina; - pouco REG.	
		
7) Fontes de energia (para bombear Na+ e K+ e movimentar filamentos).
- Calor gerado: 85% usado para aquecer o corpo.
Glicogênio/lipídios – glicose (via aeróbica ou via anaeróbica) – ATP/fosfocreatina – ATP;
Tipos de fibras: tipo I (contração lenta e contínua) e tipo II (contração rápida e descontínua). Determinado pelos nervos.
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Músculo Esquelético
Tipos de fibras: tipo I (contração lenta e contínua) e tipo II (contração rápida e descontínua)
				rápida		lenta
Maratonista		18%		82%
Homem comum 	55%		45%
Velocista		63%		37%
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Músculo Esquelético
8) Regeneração
Regeneração pelas células satélites;
Células satélites podem se fundir com as fibras musculares e causar hipertrofia;
Áreas lesionadas são preenchidas por novos mioblastos e tecido conjuntivo.
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FORÇA DE CONTRAÇÃO MUSCULAR
A força máxima que um músculo é capaz de desenvolver depende de vários fatores relacionados ao seu estado.”
WEINECK, 1991.
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ÁREA DA SEÇÃO TRANSVERSAL FISIOLÓGICA
“O aumento do número de sarcômeros em paralelo à fibra muscular, aumenta o número de miofibrilas e, conseqüentemente a força muscular”.
“A área de seção transversal fisiológica do músculo ativo dará uma indicação da força de tração máxima que um músculo é capaz de produzir, mas é dependente do comprimento do músculo durante a contração”.
COMPRIMENTO MUSCULAR
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“
O pré-estiramento muscular, em até 15-25% de seu comprimento, cria condições ideais para a realização de uma contração eficaz, alcançando altos índices de força. 
O alongamento demasiado do músculo (mais de 30-35%) provoca uma redução na força em função do afastamento entre os miofilamentos de actina e miosina, dificultando a formação da ligação actomiosínica. 
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PRÉ-ALONGAMENTO
“ Quanto menor o tempo entre o alongamento do músculo e a contração concêntrica subseqüente, maior a força de contração”.
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TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES
FÁSICO
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“É possível se aplicar ao músculo quatro modos de trabalho, os quais correspondem a diferentes resultados, relacionados ao desenvolvimento em comprimento do ventre e dos tendões do músculo interessado” (LAPIERRE, 1982).
CONTRAÇÃO COMPLETA E ESTIRAMENTO COMPLETO (CURSO TOTAL)
CONTRAÇÃO INCOMPLETA E ESTIRAMENTO COMPLETO (CURSO EXTERNO)
CONTRAÇÃO COMPLETA, ESTIRAMENTO INCOMPLETO (CURSO INTERNO)
CONTRAÇÃO INCOMPLETA, ESTIRAMENTO INCOMPLETO
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Conceitos de força
 	A capacidade de vencer, suportar ou atenuar uma resistência mediante a atividade muscular (PLATONOV & BULATOVA, 2003). 
CLASSIFICAÇÃO E TIPOS DE FORÇA
2. Tipos de força muscular
A. Força máxima ou pura = capacidade máxima do indivíduo em uma contração voluntária máxima.
B. Força-velocidade ou explosiva = capacidade do sistema neuro-muscular em mobilizar o potencial funcional para manifestar elevados níveis de força no menor período de tempo possível.
C. Força-resistência ou resistência muscular = capacidade de manter índices de força relativamente altos durante o maior período de tempo possível. 
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EFEITOS DO TREINAMENTO DE FORÇA
A adaptação do organismo ao treinamento de força está relacionada às transformações ocorridas:
Músculos = hipertrofia e aumento da densidade dos elementos contráteis dentro a célula muscular;.
Sistema. Nervoso = ramificação dos motoneurônios e no aumento das células nos gânglios; Freqüência dos impulsos, melhor capacidade funcional ou coordenação inter e intramuscular. 
Tecido ósseo = aumento da densidade óssea, sua maior elasticidade, e hipertrofia das saliências ósseas de inserção nos tendões. 
Reservas energéticas =Reservas de fosfagênios – ATP, de glicogênio muscular e hepático, eficácia da circulação sanguínea periférica, 
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REFLEXOS DE PROTEÇÃO MUSCULAR
O músculo é protegido de lesões por dois tipos de células nervosas : o FUSO NEUROMUSCULAR e o FUSO NEURO-TENDINOSO. Se as células musculares forem alongadas, os fusos neuromusculares também são alongados. Se o músculo for alongado demais, essas células enviam para o sistema nervoso central um sinal de que o músculo está passando dos seus limites. Rapidamente, o SNC desencadeia um sinal que faz com que o músculo seja contraído, precavendo assim uma distensão muscular. Esse fenômeno é denominado de REFLEXO MIOTÁTICO. Já os fusos neuro tendinosos funcionam ao contrário dos neuromusculares. Eles informam ao SNC a real tensão exercida pelos músculos. Se a tensão for excessiva, é enviado um impulso do fuso neuro tendinso ao SNC e outro de volta ao músculo. Esse impulso tem a função inibitória e faz com que o músculo se relaxe, diminuindo a tensão. 
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2) AÇÃO MUSCULAR DE CURTA DURAÇÃO (até 3 minutos)	
- A glicose é o combustível predominante
- Via predominante ATP, Creatina P e GLICÓLISE ANAERÓBIA
- As gorduras são usadas em menor proporção.
	- No início do exercício o principal nutriente é o carboidrato, enquanto que, lá pelo final do exercício as gorduras passam a assumir o papel principal.
	- Essa mudança no combustível ocorre gradualmente, a medida que os depósitos de glicogênio muscular e hepático são reduzidos.
	- A principal fonte de ATP provém da via AERÓBIA, quando cessa a glicólise anaeróbia e o steady state é atingido.
3) AÇÃO MUSCULAR PROLONGADA (> 5 minutos)
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CONCENTRAÇÃO DE ENERGIA NO MÚSCULO
			 Concentração	 Energia Total 
			 mmol/gr	 (peso corporal 75kg 
			 m. úmido	 peso muscular 20 kg)
ATP			 5		 4 kJ ou 1 kcal
Creatina P		 17		 15 kJ ou 3,6 Kcal
GLICOGÊNIO		 80		 4.600 kJ ou 1.100 Kcal
GORDURA		 - 300.000 kJ ou 75.000 Kcal
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FLUXO SANGUÍNEO REGIONAL
	O sangue chega aos músculos através das ARTÉRIAS que se dividem em REDES CAPILARES no tecido conectivo que cerca as fibras musculares; Durante o esforço, os capilares abrem-se, permitindo uma maior irrigação sanguínea e durante o repouso permanecem fechados.
	A quantidade de sangue requerida pelos m.m. esqueléticos dependerá do nível de atividade. Durante um esforço máximo haverá um requerimento 100 vezes maior de sangue local em relação à situação de repouso.
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OS MÚSCULOS E OS EFEITOS DO TREINAMENTO
Aumento do número de miofibrilas por fibra muscular.
Acréscimo na quantidade total de proteínas, especialmente nos filamentos de miosina.
Maior densidade capilar por fibra muscular.
Melhoria nos tecidos conectivo, tendinoso e ligamentoso.
Reações bioquímicas que conduzem ao aumento do ATP, CP, glicogênio, mitocôndrias e várias enzimas.
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Musculo estriado cardíaco
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Características gerais
	- Células alongadas (1 a 2 núcleos centrais) dispostas em orientações variadas;
	- Tamanho celular: <0,08 mm de comprimento;
	- contração involuntária, vigorosa e rítmica;
	- músculo com a menor capacidade de regeneração.
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Músculo Cardíaco
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Músculo Cardíaco
 2) Citologia
Maior quantidade de mitocôndrias, mioglobina e glicogênio do que as células esqueléticas;
Túbulos T na linha Z, pouco RS, poucas tríades e muitas díades;
Grânulos com precursor do peptídio
 natriurético atrial.
DISCOS INTERCALARES
porção transversal: desmossomos e
zonas de adesão;
Porção lateral: junções tipo Gap.
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Músculo Cardíaco
3) Contração muscular
Regulação: Sistema gerador e condutor do impulso e pelo sistema nervoso autônomo (ausência de placa motora entre nervos e célula muscular);
Presença de fibras de Purkinje: células na porção final do feixe atrioventricular que contactam as células musculares cardíacas;
Passagem de cálcio para a célula é por transporte ativo;
Sistema gerador e condutor do impulso: células que geram impulso para contração.
 
Particularidades:
RS menos desenvolvido;Cálcio também vem do meio
 extracelular.
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Músculo Cardíaco
4) Regeneração
Baixa capacidade de atividade mitótica para reparar fibras perdidas;
Capacidade de sintetizar miofibrilas e sofrer hipertrofia;
Áreas lesionadas são preenchidas por tecido conjuntivo (fibroblastos).
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Musculo liso
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Músculo Liso
Características gerais
	- Células alongadas (0,02-0,5 mm), fusiformes, sem estriações e com um único central;
	- têm funções contrátil e de síntese;
	- sintetizam colágeno tipo III, fibras elásticas, glicoproteínas, proteoglicanas, fatores de crescimento e hormônio (renina);
	- tem atividade mitótica.
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2) Localização
	- Em volta de órgãos ocos, nas paredes de vasos sangüíneos e constituindo o músculo eretor dos pêlos;
3) Citologia
	- ausência de túbulos T e RS reduzido;
	- invaginações da membrana (cavéolas);
	- zônulas de oclusão e junções tipo Gap;
	- miofilamentos em todas as direções;
	- muitas vesículas de pinocitose;
	- revestimento de fibras reticulares.
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Músculo Liso
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3) Citologia (filamentos)
	a) finos: actina e tropomiosina;
 b) grossos: miosina. Só forma filamento grosso durante a contração muscular;
	c) intermediários: vimentina e desmina, que unem os corpos densos.
CORPOS DENSOS
	Locais de inserção dos filamentos finos. Formandos por a-actina e outras proteínas.
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Músculo Liso
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Músculo Liso
4) Contração muscular
Cálcio extracelular penetra na fibra e se liga à calmodulina (não há troponina C);
A célula pode se contrair total ou parcialmente.
Ca++ -- cálcio+calmodulina – ativação da cinase – fosforilação da miosina – deformação da miosina – união com actina (ATP/ADP) – movimento.
SNA, hormônios e estados fisiológicos podem alterar a ligação cálcio-calmodulina.
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Músculo Liso
5) Controle nervoso
Junções neuro-musculares: dilatações axônicas – tecido conjuntivo – célula muscular;
Relação neuro-muscular: um axônio pode inervar uma célula ou um grupo de células lisas;
Neuro-transmissores: acetilcolina e adrenalina.
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*
FIM
Obrigado!!!
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VELOCIDADE DO ENCURTAMENTO
“Um músculo que se contrai excêntrica ou isometricamente é capaz de produzir mais força que um músculo que se contrai concentricamente”.
“ A capacidade do músculo de gerar tensão é inversamente proporcional a sua velocidade de contração.
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A - Fibras Vermelhas Tipo 1
	Alto teor de mioglobina possibilita uma ação muscular regular, contraem-se lentamente com elevada resistência à fadiga.
B - Fibras Brancas Tipo 2
	De contração rápida, têm tempos de contração mais reduzidos fadigando-se mais rapidamente.
			FREQUÊNCIA DE ESTIMULAÇÃO
	Músculos lentos = 10 Hz
	Músculos rápidos = 50 Hz
HETEROGENEIDADE DAS 
FIBRAS MUSCULARES
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	A intensidade da contração pode ser controlada de duas maneiras:
Variando o número de unidades motoras de um músculo;
Variando a freqüência da descarga excitatória nervosa.
MOTONEURÔNIOS FÁSICOS 
	- Permitem uma alta velocidade de condução
2. MOTONEURÔNIOS TÔNICOS 
	- São mais finos e com menor velocidade de contração. 
LEI DO TUDO OU NADA = A intensidade da contração muscular não é dependente da força do estímulo da mesma. 
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MECANISMOS ENERGÉTICOS
1) REPOUSO:
- A demanda de energia é de 1 MET (Multiples of the Resting Energy Requeriments) que equivale a 3,5 ml/kg/min ou 1 Kcal/kg/h
	- 2/3 do ATP provém das gorduras
	- 1/3 da glicose
	- Via metabólica dominante = AERÓBIA
	- Consumo de O2 = ±3,5 ml/kg/min
	- Nível de lactato sangüíneo = 10 mg/100ml
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