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Como os músculos esqueléticos são estimulados a se contrair?

Os músculos esqueléticos são estimulados a se contrair por um processo conhecido como acoplamento excitação-contração, que é uma série de eventos que liga a chegada de um sinal elétrico na junção neuromuscular à geração de força dentro da fibra muscular. Aqui está uma visão geral das etapas envolvidas:

1. Potencial de ação: Quando um neurônio motor é estimulado, ele gera um potencial de ação, que é um impulso elétrico que percorre seu axônio.

2. Junção Neuromuscular: O potencial de ação atinge a junção neuromuscular, que é a sinapse entre o neurônio motor e a fibra muscular.

3. Liberação de neurotransmissores: Na junção neuromuscular, o neurônio motor libera um neurotransmissor chamado acetilcolina (ACh) na fenda sináptica, o espaço entre o neurônio e a fibra muscular.

4. Ligação da ACh aos Receptores: A acetilcolina se liga a receptores específicos na membrana da célula muscular, conhecidos como receptores nicotínicos de acetilcolina. Essa ligação faz com que os receptores se abram e permitam que os íons sódio (Na+) entrem na célula muscular.

5. Despolarização: O influxo de íons sódio leva à despolarização da membrana da célula muscular, o que significa que o interior da célula se torna mais positivo em relação ao exterior.

6. Acoplamento Excitação-Contração: A despolarização da membrana da célula muscular desencadeia o acoplamento excitação-contração. Este processo envolve a liberação de íons cálcio (Ca2+) do retículo sarcoplasmático, o armazenamento interno de cálcio da célula muscular.

7. Ligação de cálcio: Os íons cálcio ligam-se a receptores na superfície do retículo sarcoplasmático, causando alterações conformacionais que resultam na liberação de mais íons cálcio no citoplasma das células musculares.

8. Liberação de cálcio induzida por cálcio: A liberação inicial de íons de cálcio desencadeia um processo denominado liberação de cálcio induzida por cálcio, onde os íons de cálcio se ligam a receptores na superfície do retículo sarcoplasmático, levando à liberação de ainda mais íons de cálcio, amplificando o sinal de cálcio.

9. Cálcio e Troponina: Níveis aumentados de cálcio no citoplasma ligam-se a uma proteína chamada troponina, que faz parte do complexo troponina-tropomiosina. Essa ligação causa alterações conformacionais que expõem os locais de ligação à miosina nos filamentos de actina.

10. Formação de ponte cruzada: Os locais expostos de ligação à miosina nos filamentos de actina permitem a formação de pontes cruzadas entre os filamentos grossos (miosina) e os filamentos finos (actina) dentro da célula muscular.

11. Contração muscular: A formação de pontes cruzadas desencadeia o golpe de força do ciclo de contração muscular, onde as cabeças de miosina se ligam aos filamentos de actina, giram e puxam os filamentos finos em direção ao centro do sarcômero, a unidade básica da contração muscular. Esse deslizamento dos filamentos faz com que o músculo encurte e gere força.

A estimulação contínua do músculo pelo neurônio motor e a subsequente liberação de íons cálcio mantêm a formação de pontes cruzadas e o deslizamento dos filamentos, resultando em contração muscular sustentada. Quando o neurônio motor para de disparar, os íons cálcio são bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático, as pontes cruzadas se desprendem e o músculo relaxa.

Essa sequência de eventos garante controle e coordenação precisos das contrações musculares esqueléticas, permitindo diversos movimentos e ações do corpo humano.