Sistema Muscular: órgãos e funções!

Em Dicas de ciências por André M. Coelho

O sistema muscular é importante para proporcionar força e os movimentos dos nossos membros. Entenda as partes desse sistema para seus estudos, facilitando a compreensão das funções, componentes, e suas partes. Vamos então com as explicações simples desse sistema muscular?

O que é o sistema muscular?

O sistema muscular é responsável pelo movimento do corpo humano. Anexados aos ossos do sistema esquelético, estão cerca de 700 músculos nomeados que compõem aproximadamente metade do peso corporal de uma pessoa. Cada um desses músculos é um órgão distinto construído de tecido muscular esquelético, vasos sanguíneos, tendões e nervos. O tecido muscular também é encontrado dentro do coração, órgãos digestivos e vasos sanguíneos. Nestes órgãos, os músculos servem para mover substâncias por todo o corpo.

Partes do sistema muscular humano

Tipos Musculares

Existem três tipos de tecido muscular: visceral, cardíaco e esquelético.

Músculo Visceral

O músculo visceral é encontrado dentro de órgãos como o estômago, intestinos e vasos sanguíneos. O mais fraco de todos os tecidos musculares, o músculo visceral, faz com que os órgãos se contraiam para mover substâncias através do órgão. Como o músculo visceral é controlado pela parte inconsciente do cérebro, é conhecido como músculo involuntário – não pode ser controlado diretamente pela mente consciente. O termo “músculo liso” é freqüentemente usado para descrever o músculo visceral, porque ele tem uma aparência muito lisa e uniforme quando visto sob um microscópio. Esta aparência suave contrasta com a aparência das bandas cardíacas e esqueléticas.

Músculo cardíaco

Encontrado apenas no coração, o músculo cardíaco é responsável por bombear o sangue por todo o corpo. O tecido muscular cardíaco não pode ser controlado conscientemente, por isso é um músculo involuntário. Enquanto hormônios e sinais do cérebro ajustam a taxa de contração, o músculo cardíaco se estimula a se contrair. O marcapasso natural do coração é feito de tecido muscular cardíaco que estimula outras células musculares cardíacas a se contraírem. Por causa de sua auto-estimulação, o músculo cardíaco é considerado ser auto-rítmico ou intrinsecamente controlado.

As células do tecido muscular cardíaco são estriadas – isto é, elas parecem ter listras claras e escuras quando vistas sob um microscópio de luz. O arranjo de fibras de proteínas dentro das células provoca essas bandas claras e escuras. Estrias indicam que uma célula muscular é muito forte, ao contrário dos músculos viscerais.

As células do músculo cardíaco são células ramificadas em forma de X ou Y firmemente ligadas entre si por junções especiais chamadas discos intercalados. Discos intercalados são compostos de projeções em forma de dedos de duas células vizinhas que se interligam e fornecem uma forte ligação entre as células. A estrutura ramificada e os discos intercalados permitem que as células musculares resistam a altas pressões sangüíneas e ao esforço de bombear sangue ao longo da vida. Essas características também ajudam a espalhar rapidamente os sinais eletroquímicos de uma célula para outra, de modo que o coração possa bater como uma unidade.

Músculo esquelético

O músculo esquelético é o único tecido muscular voluntário no corpo humano – é controlado conscientemente. Toda ação física que uma pessoa realiza conscientemente (por exemplo, falando, caminhando ou escrevendo) requer músculo esquelético. A função do músculo esquelético é contrair para mover partes do corpo para mais perto do osso ao qual o músculo está ligado. A maioria dos músculos esqueléticos está presa a dois ossos ao longo de uma articulação, de modo que o músculo serve para mover partes desses ossos mais próximas umas das outras.

As células do músculo esquelético se formam quando muitas células progenitoras menores se juntam para formar fibras longas, retas e multinucleadas. Estriados como o músculo cardíaco, essas fibras musculares esqueléticas são muito fortes. O músculo esquelético deriva seu nome do fato de que esses músculos sempre se conectam ao esqueleto em pelo menos um lugar.

A maioria dos músculos esqueléticos está presa a dois ossos através dos tendões. Os tendões são bandas duras de tecido conjuntivo denso e regular, cujas fortes fibras de colágeno prendem firmemente os músculos aos ossos. Os tendões estão sob estresse extremo quando os músculos os puxam, então eles são muito fortes e são tecidos nas cobertas dos músculos e ossos.

Os músculos se movem encurtando seu comprimento, puxando os tendões e movendo os ossos para mais perto um do outro. Um dos ossos é puxado para o outro osso, que permanece parado. O lugar no osso estacionário que é conectado via tendões ao músculo é chamado de origem. O lugar no osso em movimento que é conectado ao músculo via tendões é chamado de inserção. A barriga do músculo é a parte carnuda do músculo entre os tendões que faz a contração real.

O sistema muscular é essencial para a sustentação do corpo e para a movimentação, contribuindo para o nosso organismo funcionar perfeitamente. (Foto: Bel Marra Health)

Qual o nome dos músculos esqueléticos?

Os músculos esqueléticos são nomeados com base em muitos fatores diferentes, incluindo sua localização, origem e inserção, número de origens, forma, tamanho, direção e função.

Localização

Muitos músculos derivam seus nomes de sua região anatômica. O reto abdominal e transverso do abdome, por exemplo, são encontrados na região abdominal. Alguns músculos, como o tibial anterior, recebem o nome da parte do osso (porção anterior da tíbia) à qual estão ligados. Outros músculos usam um híbrido desses dois, como o braquiorradial, que é nomeado após uma região (braquial) e um osso (raio).

Origem e Inserção

Alguns músculos são nomeados com base em sua conexão com um osso estacionário (origem) e um osso em movimento (inserção). Esses músculos tornam-se muito fáceis de identificar quando você sabe os nomes dos ossos aos quais eles estão ligados. Exemplos desse tipo de músculo incluem o esternocleidomastoideo (conectando o esterno e a clavícula ao processo mastoide do crânio) e o occipitofrontal (ligando o osso occipital ao osso frontal).

Número de Origens

Alguns músculos se conectam a mais de um osso ou a mais de um lugar em um osso e, portanto, têm mais de uma origem. Um músculo com duas origens é chamado de bíceps. Um músculo com três origens é um músculo tríceps. Finalmente, um músculo com quatro origens é um músculo quadríceps.

Forma, tamanho e direção

Nós também classificamos os músculos pelas suas formas. Por exemplo, os deltoides têm uma forma delta ou triangular. Os músculos serratus apresentam uma forma serrilhada ou em forma de serra. O principal romboide é uma forma de losango ou diamante. O tamanho do músculo pode ser usado para distinguir entre dois músculos encontrados na mesma região. A região glútea contém três músculos diferenciados por tamanho – o glúteo máximo (grande), glúteo médio (médio) e glúteo mínimo (menor). Finalmente, a direção em que as fibras musculares correm pode ser usada para identificar um músculo. Na região abdominal, existem vários conjuntos de músculos largos e planos. Os músculos cujas fibras correm para cima e para baixo são os rectus abdominis, os que correm transversalmente (da esquerda para a direita) são os abdominais transversais, e os que correm em ângulo são os oblíquos.

Função

Os músculos às vezes são classificados pelo tipo de função que desempenham. A maioria dos músculos dos antebraços é nomeada com base em sua função, porque eles estão localizados na mesma região e têm formas e tamanhos semelhantes. Por exemplo, o grupo flexor do antebraço flexiona o punho e os dedos. O supinador é um músculo que supina o pulso rolando-o para a palma da mão. Na perna, há músculos chamados adutores cujo papel é aduzir (unir) as pernas.

Grupos de ação no músculo esquelético?

Os músculos esqueléticos raramente trabalham sozinhos para realizar movimentos no corpo. Mais frequentemente trabalham em grupos para produzir movimentos precisos. O músculo que produz qualquer movimento particular do corpo é conhecido como um agonista ou motor primário. O agonista sempre combina com um músculo antagonista que produz o efeito oposto nos mesmos ossos. Por exemplo, o músculo bíceps braquial flexiona o braço no cotovelo. Como antagonista desse movimento, o músculo tríceps braquial estende o braço ao cotovelo. Quando o tríceps está estendendo o braço, o bíceps seria considerado o antagonista.

Além do emparelhamento agonista / antagonista, outros músculos trabalham para apoiar os movimentos do agonista. Os sinergistas são músculos que ajudam a estabilizar um movimento e reduzem movimentos estranhos. Eles geralmente são encontrados em regiões próximas ao agonista e freqüentemente se conectam aos mesmos ossos. Como os músculos esqueléticos movem a inserção para mais perto da origem imóvel, os músculos fixadores auxiliam no movimento, mantendo a origem estável. Se você levantar algo pesado com os braços, os fixadores na região do porta-malas mantêm o corpo ereto e imóvel para que você mantenha o equilíbrio enquanto levanta.

Histologia dos músculos esqueléticos

As fibras musculares esqueléticas diferem dramaticamente dos outros tecidos do corpo devido às suas funções altamente especializadas. Muitas das organelas que compõem as fibras musculares são exclusivas desse tipo de célula.

O sarcolema é a membrana celular das fibras musculares. O sarcolema atua como condutor de sinais eletroquímicos que estimulam as células musculares. Ligados ao sarcolema estão os túbulos transversos (túbulos-T) que ajudam a transportar esses sinais eletroquímicos para o meio da fibra muscular. O retículo sarcoplasmático serve como uma instalação de armazenamento para íons de cálcio (Ca2 +) que são vitais para a contração muscular. As mitocôndrias, as “casas de força” da célula, são abundantes nas células musculares para quebrar os açúcares e fornecer energia na forma de ATP para os músculos ativos. A maior parte da estrutura da fibra muscular é composta de miofibrilas, que são as estruturas contráteis da célula. As miofibrilas são constituídas de muitas fibras de proteínas organizadas em subunidades de repetição chamadas sarcômeros. O sarcômero é a unidade funcional das fibras musculares. (Veja Macronutrientes para mais informações sobre os papéis dos açúcares e proteínas.)

Estrutura Sarcomere

Sarcomeres são feitos de dois tipos de fibras de proteína: filamentos grossos e filamentos finos.

Filamentos grossos são feitos de muitas unidades ligadas da proteína miosina. A miosina é a proteína que faz com que os músculos se contraiam.

Filamentos finos são feitos de três proteínas:

Actina

A actina forma uma estrutura helicoidal que compõe o grosso da massa do filamento fino. A Actina contém sítios de ligação à miosina que permitem que a miosina se conecte e mova a actina durante a contração muscular.
Tropomiosina. A tropomiosina é uma fibra proteica longa que envolve a actina e cobre os locais de ligação da miosina na actina.

Troponina

Ligada fortemente à tropomiosina, a troponina afasta a tropomiosina dos locais de ligação da miosina durante a contração muscular.

Fisiologia do Sistema Muscular

A principal função do sistema muscular é o movimento. Os músculos são o único tecido no corpo que tem a capacidade de se contrair e, portanto, mover as outras partes do corpo.

Relacionado à função do movimento está a segunda função do sistema muscular: a manutenção da postura e a posição do corpo. Os músculos geralmente se contraem para manter o corpo imóvel ou em uma determinada posição, em vez de causar movimento. Os músculos responsáveis pela postura do corpo têm a maior resistência de todos os músculos do corpo – seguram o corpo durante todo o dia sem se cansarem.

Outra função relacionada ao movimento é o movimento de substâncias dentro do corpo. Os músculos cardíaco e visceral são os principais responsáveis pelo transporte de substâncias como sangue ou alimentos de uma parte do corpo para outra.

A função final do tecido muscular é a geração de calor corporal. Como resultado da alta taxa metabólica de contração muscular, nosso sistema muscular produz uma grande quantidade de calor residual. Muitas pequenas contrações musculares dentro do corpo produzem nosso calor natural do corpo. Quando nos exercitamos mais do que o normal, as contrações musculares extras levam a um aumento da temperatura corporal e, eventualmente, à sudorese.

Músculos esqueléticos como alavancas

Músculos esqueléticos trabalham juntos com ossos e articulações para formar sistemas de alavanca. O músculo age como força de esforço; a articulação atua como fulcro; o osso que o músculo move age como a alavanca; e o objeto sendo movido age como a carga.

Existem três classes de alavancas, mas a grande maioria das alavancas no corpo são alavancas de terceira classe. Uma alavanca de terceira classe é um sistema no qual o fulcro está no final da alavanca e o esforço está entre o fulcro e a carga na outra extremidade da alavanca. As alavancas da terceira classe no corpo servem para aumentar a distância movida pela carga em comparação com a distância que o músculo contrai.

A desvantagem desse aumento na distância é que a força necessária para mover a carga deve ser maior que a massa da carga. Por exemplo, o bíceps braquial do braço puxa o rádio do antebraço, causando flexão na articulação do cotovelo em um sistema de alavanca de terceira classe. Uma mudança muito pequena no comprimento do bíceps causa um movimento muito maior do antebraço e da mão, mas a força aplicada pelo bíceps deve ser maior do que a carga movida pelo músculo.

As células nervosas chamadas neurônios motores controlam os músculos esqueléticos. Cada neurônio motor controla várias células musculares em um grupo conhecido como unidade motora. Quando um neurônio motor recebe um sinal do cérebro, ele estimula todas as células musculares em sua unidade motora ao mesmo tempo.

O tamanho das unidades motoras varia em todo o corpo, dependendo da função de um músculo. Músculos que executam movimentos finos – como os dos olhos ou dedos – têm muito poucas fibras musculares em cada unidade motora para melhorar a precisão do controle do cérebro sobre essas estruturas. Músculos que precisam de muita força para desempenhar sua função – como músculos da perna ou do braço – têm muitas células musculares em cada unidade motora. Uma das maneiras pelas quais o corpo pode controlar a força de cada músculo é determinar quantas unidades motoras serão ativadas para uma determinada função. Isso explica por que os mesmos músculos usados para pegar um lápis também são usados para pegar uma bola de boliche.

Ciclo de Contração

Os músculos se contraem quando estimulados por sinais de seus neurônios motores. Os neurônios motores entram em contato com as células musculares em um ponto chamado Junção Neuromuscular (JNM). Os neurônios motores liberam neurotransmissores químicos no NMJ que se ligam a uma parte especial do sarcolema conhecida como placa terminal motora. A placa motora contém muitos canais iônicos que se abrem em resposta a neurotransmissores e permitem a entrada de íons positivos na fibra muscular. Os íons positivos formam um gradiente eletroquímico para formar dentro da célula, que se espalha por todo o sarcolema e os túbulos-T, abrindo ainda mais canais iônicos.

Quando os íons positivos atingem o retículo sarcoplasmático, os íons Ca2 + são liberados e deixados fluir para as miofibrilas. Os íons de Ca2 + se ligam à troponina, o que faz com que a molécula de troponina mude de forma e mova moléculas próximas de tropomiosina. A tropomiosina é removida dos locais de ligação da miosina nas moléculas de actina, permitindo que a actina e a miosina se liguem.

As moléculas de ATP potencializam as proteínas miosinas nos filamentos espessos para dobrar e puxar as moléculas de actina nos filamentos finos. Proteínas de miosina agem como remos em um barco, puxando os filamentos finos para mais perto do centro de um sarcômero. Enquanto os filamentos finos são unidos, o sarcômero encurta e contrai. As miofibrilas de fibras musculares são feitas de muitos sarcômeros seguidos, de modo que quando todos os sarcômeros se contraem, as células musculares encurtam com uma grande força em relação ao seu tamanho.

Os músculos continuam contraindo enquanto são estimulados por um neurotransmissor. Quando um neurônio motor interrompe a liberação do neurotransmissor, o processo de contração se inverte. O cálcio retorna ao retículo sarcoplasmático; troponina e tropomiosina retornam às suas posições de repouso; e a actina e a miosina são impedidas de se ligar. Os sarcômeros retornam ao seu estado de repouso alongado uma vez que a força da miosina que puxa a actina tenha parado.

Certas condições ou distúrbios, como a mioclonia, podem afetar a contração normal dos músculos. Você pode aprender sobre problemas de saúde musculoesqueléticos em nossa seção dedicada a doenças e condições. Além disso, saiba mais sobre os avanços nos testes de saúde de DNA que nos ajudam a entender o risco genético de desenvolver distonia primária de início precoce.

Tipos de Contração Muscular

A força da contração de um músculo pode ser controlada por dois fatores: o número de unidades motoras envolvidas na contração e a quantidade de estímulo do sistema nervoso. Um único impulso nervoso de um neurônio motor fará com que uma unidade motora se contraia brevemente antes de relaxar. Essa pequena contração é conhecida como contração de contração muscular. Se o neurônio motor fornece vários sinais dentro de um curto período de tempo, a força e a duração da contração muscular aumentam. Esse fenômeno é conhecido como soma temporal. Se o neurônio motor fornece muitos impulsos nervosos em rápida sucessão, o músculo pode entrar no estado de tétano ou uma contração completa e duradoura. Um músculo permanecerá no tétano até que a taxa do sinal nervoso diminua ou até que o músculo fique muito fatigado para manter o tétano.

Nem todas as contrações musculares produzem movimento. Contrações isométricas são contrações leves que aumentam a tensão no músculo sem exercer força suficiente para mover uma parte do corpo. Quando as pessoas tensionam seus corpos devido ao estresse, elas estão realizando uma contração isométrica. Manter um objeto imóvel e manter a postura também é o resultado de contrações isométricas. Uma contração que produz movimento é uma contração isotônica. Contrações isotônicas são necessárias para desenvolver massa muscular através do levantamento de peso.

O tônus muscular é uma condição natural na qual o músculo esquelético permanece parcialmente contraído em todos os momentos. O tônus muscular proporciona uma ligeira tensão no músculo para evitar danos aos músculos e articulações causados por movimentos repentinos e também ajuda a manter a postura do corpo. Todos os músculos mantêm alguma quantidade de tônus muscular em todos os momentos, a menos que o músculo tenha sido desconectado do sistema nervoso central devido a danos nos nervos.

Tipos funcionais de fibras musculares esqueléticas

As fibras musculares esqueléticas podem ser divididas em dois tipos com base em como elas produzem e usam energia: tipo I e tipo II.

As fibras do tipo I são muito lentas e deliberadas em suas contrações. Eles são muito resistentes à fadiga porque usam a respiração aeróbica para produzir energia a partir do açúcar. Encontramos fibras do tipo I nos músculos do corpo em busca de vigor e postura. Perto das regiões da coluna e pescoço, concentrações muito altas de fibras Tipo I mantêm o corpo ao longo do dia.

As fibras do tipo II são divididas em dois subgrupos: Tipo II A e Tipo II B.

Tipo II As fibras são mais rápidas e mais fortes que as fibras do Tipo I, mas não têm tanta resistência. Tipo II As fibras são encontradas em todo o corpo, mas especialmente nas pernas, onde trabalham para sustentar o corpo durante um longo dia de caminhada e de pé.

As fibras do tipo II B são ainda mais rápidas e mais fortes que o tipo II A, mas têm ainda menos resistência. As fibras do tipo II B também são muito mais claras que as do tipo I e do tipo II A, devido à falta de mioglobina, um pigmento que armazena oxigênio. Encontramos fibras do Tipo II B por todo o corpo, mas particularmente na parte superior do corpo, onde dão velocidade e força aos braços e ao peito, em detrimento da resistência.

Metabolismo muscular e fadiga

Os músculos obtêm sua energia de diferentes fontes dependendo da situação em que o músculo está trabalhando. Os músculos usam respiração aeróbica quando os chamamos a produzir um nível de força baixo a moderado. A respiração aeróbica requer oxigênio para produzir cerca de 36-38 moléculas de ATP a partir de uma molécula de glicose. A respiração aeróbica é muito eficiente e pode continuar enquanto um músculo recebe quantidades adequadas de oxigênio e glicose para manter a contração. Quando usamos os músculos para produzir um alto nível de força, eles ficam tão contraídos que o oxigênio que transporta sangue não entra no músculo. Essa condição faz com que o músculo crie energia usando a fermentação do ácido láctico, uma forma de respiração anaeróbica. A respiração anaeróbica é muito menos eficiente que a respiração aeróbica – somente 2 ATP são produzidos para cada molécula de glicose. Os músculos se cansam rapidamente enquanto queimam suas reservas de energia sob respiração anaeróbica.

Para manter os músculos trabalhando por um longo período de tempo, as fibras musculares contêm várias moléculas de energia importantes. A mioglobina, um pigmento vermelho encontrado nos músculos, contém ferro e armazena oxigênio de maneira similar à hemoglobina no sangue. O oxigênio da mioglobina permite que os músculos continuem a respiração aeróbica na ausência de oxigênio. Outra substância química que ajuda a manter os músculos funcionando é o fosfato de creatina. Músculos usam energia na forma de ATP, convertendo ATP em ADP para liberar sua energia. O fosfato de creatina doa seu grupo fosfato ao ADP para transformá-lo novamente em ATP, a fim de fornecer energia extra para o músculo. Finalmente, as fibras musculares contêm glicogênio que armazena energia, uma grande macromolécula composta de muitas glicoses ligadas. Músculos ativos quebram a glicose de moléculas de glicogênio para fornecer um suprimento interno de combustível.

Quando os músculos ficam sem energia durante a respiração aeróbica ou anaeróbica, o músculo rapidamente se cansa e perde sua capacidade de se contrair. Essa condição é conhecida como fadiga muscular. Um músculo fatigado contém muito pouco ou nenhum oxigênio, glicose ou ATP, mas tem muitos produtos residuais da respiração, como ácido lático e ADP. O corpo deve ingerir oxigênio extra após o esforço para substituir o oxigênio armazenado na mioglobina na fibra muscular, bem como para alimentar a respiração aeróbica que reconstruirá o suprimento de energia dentro da célula. Débito de oxigênio (ou absorção de oxigênio de recuperação) é o nome do oxigênio extra que o corpo deve absorver para restaurar as células musculares ao seu estado de repouso. Isso explica por que você sente falta de ar por alguns minutos depois de uma atividade extenuante – seu corpo está tentando se restaurar ao seu estado normal.

Dúvidas sobre o sistema muscular? Deixem nos comentários suas perguntas!

Sobre o autor

André é formado em pedagogia, já tendo dado aulas na educação infantil e atuado como professor e coordenador de cursos de inglês. Entendendo como funciona o processo de aprendizagem, decidiu escrever para o blog Múltipla Escolha onde postagens sobre aprendizado, provas, concursos, e muito mais para ajudar seus leitores a aprenderem.

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