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Quais etapas da contração muscular requerem íons de cálcio?

A contração muscular é um processo complexo que requer a interação de múltiplas proteínas, incluindo actina e miosina. Os íons cálcio (Ca2+) desempenham um papel crucial em diversas etapas da contração muscular, particularmente no processo de acoplamento excitação-contração (EC), que liga o sinal elétrico do nervo à resposta mecânica do músculo:

1. Propagação do potencial de ação:
- Quando um potencial de ação atinge a junção neuromuscular, provoca a liberação de acetilcolina (ACh) da terminação nervosa.
- A ACh liga-se a receptores na membrana da célula muscular, levando à abertura de canais iônicos e ao influxo de íons sódio (Na+) e cálcio (Ca2+) na fibra muscular.

2. Liberação de cálcio do retículo sarcoplasmático:
- O influxo de íons Ca2+ durante o potencial de ação desencadeia a liberação de maior quantidade de Ca2+ do retículo sarcoplasmático (RS), um sistema especializado de membrana intracelular.
- Esta liberação ocorre através da abertura de canais especializados conhecidos como receptores de rianodina (RyRs) na membrana SR.

3. Ligação de cálcio à troponina:
- O aumento da concentração de Ca2+ na fibra muscular permite-lhe ligar-se à troponina, um complexo proteico regulador que controla a interação entre os filamentos de actina e miosina.
- Quando o Ca2+ se liga à troponina, induz uma alteração conformacional que expõe o local de ligação da miosina nos filamentos de actina.

4. Formação de pontes cruzadas entre actina e miosina:
- Após a exposição do local de ligação à miosina, as cabeças de miosina, que se projetam dos filamentos grossos, podem ligar-se aos filamentos de actina para formar pontes cruzadas.
- Esta ligação leva à formação de um complexo gerador de força entre as cabeças de actina e miosina.

5. Golpe de força e contração muscular:
- A hidrólise do ATP (trifosfato de adenosina) ocorre dentro da cabeça da miosina, causando uma mudança conformacional que gera força.
- Essa mudança conformacional, conhecida como golpe de força, puxa os filamentos de actina em direção ao centro do sarcômero (a unidade básica da contração muscular), resultando em encurtamento e contração muscular.

6. Relaxamento:
- Após a cessação do potencial de ação, os íons cálcio são ativamente bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático por bombas de cálcio (bombas SERCA).
- À medida que os níveis de Ca2+ diminuem, a troponina sofre outra alteração conformacional, bloqueando o local de ligação da miosina na actina, o que causa a quebra das pontes cruzadas e o relaxamento da fibra muscular.

Portanto, os íons cálcio são essenciais em diversas etapas durante a contração muscular, particularmente no desencadeamento da liberação de Ca2+ do retículo sarcoplasmático, regulando a interação entre os filamentos de actina e miosina e iniciando o golpe de força para o encurtamento muscular.