Sarcomere: Estrutura e Partes, Funções e Histologia - Ciência - 2023

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UMA sarcômero ou sarcômero é a unidade funcional fundamental do músculo estriado, isto é, do músculo esquelético e cardíaco. O músculo esquelético é o tipo de músculo usado no movimento voluntário, e o músculo cardíaco é o músculo que faz parte do coração.

Dizer que o sarcômero é a unidade funcional significa que todos os componentes necessários para a contração estão contidos em cada sarcômero. Na verdade, o músculo esquelético é composto de milhões de minúsculos sarcômeros que encurtam individualmente a cada contração muscular.

É aqui que reside o objetivo principal do sarcômero. Os sarcômeros são capazes de iniciar grandes movimentos ao se contrair em uníssono. Sua estrutura única permite que essas pequenas unidades coordenem as contrações dos músculos.

Na verdade, as propriedades contráteis dos músculos são uma característica definidora dos animais, uma vez que o movimento dos animais é notavelmente suave e complexo. A locomoção requer uma mudança no comprimento do músculo conforme ele se flexiona, o que requer uma estrutura molecular que permite que o músculo encurte.

Partes do sarcômero (estrutura)

Se você olhar atentamente para o tecido muscular esquelético, verá uma aparência listrada chamada estriação. Essas "listras" representam um padrão de bandas alternadas, claras e escuras, correspondendo a diferentes filamentos de proteínas. Ou seja, essas listras são feitas de fibras de proteína entrelaçadas que compõem cada sarcômero.

Miofibrilas

As fibras musculares são compostas por centenas a milhares de organelas contráteis chamadas miofibrilas; Essas miofibrilas são organizadas em paralelo para formar o tecido muscular. No entanto, as próprias miofibrilas são essencialmente polímeros, isto é, unidades repetitivas de sarcômeros.

As miofibrilas são estruturas longas e fibrosas e são compostas por dois tipos de filamentos de proteína empilhados um sobre o outro.

Miosina e actina

A miosina é uma fibra espessa com cabeça globular e a actina é um filamento mais fino que interage com a miosina durante o processo de contração muscular.

Uma determinada miofibrila contém aproximadamente 10.000 sarcômeros, cada um dos quais com aproximadamente 3 mícrons de comprimento. Embora cada sarcômero seja pequeno, vários sarcômeros agregados abrangem o comprimento da fibra muscular.

Miofilamentos

Cada sarcômero consiste em feixes grossos e finos das proteínas mencionadas acima, que juntas são chamadas de miofilamentos.

Ao ampliar uma porção dos miofilamentos, as moléculas que os compõem podem ser identificadas. Os filamentos grossos são feitos de miosina, enquanto os filamentos finos são feitos de actina.

A actina e a miosina são proteínas contráteis que causam encurtamento muscular quando interagem uma com a outra. Além disso, os filamentos finos contêm outras proteínas com função reguladora chamadas troponina e tropomiosina, que regulam a interação entre as proteínas contráteis.

Funções do Sarcomere

A principal função do sarcômero é permitir que uma célula muscular se contraia. Para fazer isso, o sarcômero deve encurtar em resposta a um impulso nervoso.

Os filamentos grossos e finos não encurtam, mas ao invés disso deslizam um ao redor do outro, fazendo com que o sarcômero encurte enquanto os filamentos permanecem do mesmo comprimento. Esse processo é conhecido como modelo de filamento deslizante de contração muscular.

O deslizamento do filamento gera tensão muscular, que é sem dúvida a principal contribuição do sarcômero. Essa ação dá aos músculos sua força física.

Uma analogia rápida para isso é a maneira como uma longa escada pode ser estendida ou dobrada dependendo de nossas necessidades, sem encurtar fisicamente suas partes de metal.

Envolvimento de miosina

Felizmente, pesquisas recentes oferecem uma boa ideia de como esse lapso funciona. A teoria do filamento deslizante foi modificada para incluir como a miosina é capaz de puxar a actina para encurtar o comprimento do sarcômero.

Nesta teoria, a cabeça globular da miosina está localizada perto da actina em uma área chamada região S1. Essa região é rica em segmentos articulados que podem dobrar e, assim, facilitar a contração.

A flexão S1 pode ser a chave para entender como a miosina é capaz de “caminhar” ao longo dos filamentos de actina. Isso é realizado ciclando o fragmento de miosina S1, sua contração e sua liberação final.

União de miosina e actiba

Quando a miosina e a actina se unem, elas formam extensões chamadas de "pontes cruzadas". Essas pontes cruzadas podem ser formadas e quebradas na presença (ou ausência) de ATP, que é a molécula energética que torna possível a contração.

Quando o ATP se liga ao filamento de actina, ele o move para uma posição que expõe seu local de ligação à miosina. Isso permite que a cabeça globular da miosina se ligue a esse local para formar a ponte cruzada.

Essa ligação faz com que o grupo fosfato do ATP se dissocie e, assim, a miosina comece sua função. A miosina então entra em um estado de baixa energia onde o sarcômero pode encurtar.

Para quebrar a ponte cruzada e permitir a ligação da miosina à actina novamente no próximo ciclo, a ligação de outra molécula de ATP à miosina é necessária. Ou seja, a molécula de ATP é necessária tanto para a contração quanto para o relaxamento.

Histologia

Cortes histológicos do músculo mostram as características anatômicas dos sarcômeros. Os filamentos grossos, compostos de miosina, são visíveis e são representados como a banda A de um sarcômero.

Os filamentos finos, compostos de actina, ligam-se a uma proteína do disco Z (ou linha Z) chamada alfa-actinina e estão presentes em todo o comprimento da banda I e em parte da banda A.

A região onde os filamentos grossos e finos se sobrepõem tem uma aparência densa, pois há pouco espaço entre os filamentos. Esta área onde os filamentos finos e grossos se sobrepõem é muito importante para a contração muscular, pois é o local onde o movimento do filamento começa.

Os filamentos finos não se estendem totalmente para as bandas A, deixando uma região central da banda A que contém apenas filamentos grossos. Esta região central da banda A parece ligeiramente mais clara do que o resto da banda A e é chamada de zona H.

O centro da zona H tem uma linha vertical chamada linha M, onde as proteínas acessórias mantêm os filamentos grossos juntos.

Os principais componentes da histologia de um sarcômero são resumidos abaixo:

Banda A

Zona de filamento espesso, composta por proteínas de miosina.

Zona H

Zona central da banda A, sem sobreposição de proteínas actinas quando o músculo está relaxado.

Banda I

Zona de filamento fino, composta por proteínas actinas (sem miosina).

Discos Z

Eles são os limites entre os sarcômeros adjacentes, constituídos por proteínas de ligação à actina perpendiculares ao sarcômero.

Linha M

Zona central formada por proteínas acessórias. Eles estão localizados no centro do filamento de miosina espesso, perpendicular ao sarcômero.

Como mencionado anteriormente, a contração ocorre quando filamentos grossos deslizam ao longo de filamentos finos em rápida sucessão para encurtar as miofibrilas. Entretanto, uma distinção crucial a ser lembrada é que os próprios miofilamentos não se contraem; é a ação deslizante que lhes dá o poder de encurtar ou alongar.

Referências

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