Contração muscular – o modelo dos filamentos deslizantes

BiologiaFisiologia humana e animalIdades 16–17

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Veja um sarcômero se contrair pelo modelo dos filamentos deslizantes: um impulso nervoso chega à junção neuromuscular, o retículo sarcoplasmático libera Ca²⁺, o Ca²⁺ se liga à troponina e a tropomiosina se desloca, e as cabeças de miosina formam pontes cruzadas com a actina, fazem o golpe de força e se soltam usando ATP. Altere o fornecimento de Ca²⁺ e de ATP para ver um músculo que não se contrai ou que entra em rigor, meça a banda A, a banda I e a zona H, trace a curva força–comprimento do sarcômero e compare um par antagonista e fibras rápidas e lentas.

Aula: Contração muscular – teoria dos filamentos deslizantes, músculos antagonistas e tipos de fibras

O que mostra

O músculo esquelético se encurta porque os filamentos finos de actina deslizam entre os filamentos grossos de miosina dentro de cada sarcômero. Um impulso nervoso na junção neuromuscular provoca a liberação de íons cálcio pelo retículo sarcoplasmático. O cálcio se liga à troponina, a tropomiosina sai do caminho e as cabeças de miosina se prendem à actina como pontes cruzadas. Cada cabeça faz um golpe de força; depois o ATP se liga e ela se solta, e a hidrólise do ATP a arma de novo. Sem ATP as cabeças ficam presas e surge o rigor. Os filamentos não mudam de comprimento: a banda A fica constante, e a banda I e a zona H encurtam.

Como usar

Na tela Sarcômero, clique em Enviar impulso nervoso ou ajuste a Frequência dos impulsos nervosos e observe as cabeças e o gráfico do comprimento. Diminua o Ca²⁺ liberado por impulso ou clique em Remover o ATP e compare. Em Comprimento–tensão, mova Comprimento do sarcômero e clique em Registrar para montar a tabela. Em Músculos e fibras, use Contrair bíceps e Contrair tríceps, escolha um Tipo de fibra e clique em Iniciar teste de fadiga.

Parâmetros que você pode mudar

  • Tela Sarcômero e ciclo das pontes cruzadas, Curva força–comprimento do sarcômero, Músculos antagonistas, fibras rápidas e lentas
  • Ca²⁺ liberado por impulso 0–100 %
  • ATP disponível 0–100 %
  • Frequência dos impulsos nervosos 0–50 Hz
  • Comprimento do sarcômero (medida da força) 1,2–3,8 µm
  • Tipo de fibra Lenta (tipo I), Rápida (tipo II)

Perguntas para explorar

  1. Por que a banda A mantém o mesmo comprimento enquanto a banda I e a zona H encurtam?
  2. Por que os músculos ficam rígidos depois da morte, quando o ATP acaba?
  3. Por que o sarcômero produz a maior força entre cerca de 2,0 e 2,25 µm?