Acoplamento Excitação-contração

Acoplamento excitação-contração

A contração muscular é regulada por mudanças na conformação dos filamentos finos. A ativação da contração muscular depende da presença de íons cálcio no meio intracelular

O músculo esquelético é ativado por uma série de eventos altamente organizados que são coletivamente denominados acoplamento excitação-contração.

Fisiologicamente, o AEC é o processo no qual a despolarização da membrana citoplasmática induz, pela ativação de sensores de voltagem do sarcolema, a liberação de íons cálcio de estoques do retículo sarcoplasmático.

As duas principais proteínas envolvidas neste processo de AEC são os receptores dihidropiridínicos (DHPRs) e os receptores rianodínicos (RyRs). Ambos são canais de Ca2+, mas a proteína-receptora DHP está presente na membrana do túbulo-T do músculo esquelético e tem a função de sensor de voltagem do sarcolema e de canal de Ca2+ tipo-L, enquanto os RyRs estão presentes na membrana do RS.

No músculo esquelético, a ativação inicia-se quando um potencial de ação gerado no neurônio motor é propagado até os terminais axônicos, resultando na liberação do neurotransmissor acetilcolina (ACh) na fenda sináptica. A ACh difunde-se em direção à membrana sarcoplasmática, e liga-se a sua molécula receptora. Esta molécula receptora é um canal

iônico não seletivo, que quando ativado pela ACh permite o influxo de Na+ e efluxo de K+ levando a despolarização do sarcolema.

O potencial de ação propaga-se pelo interior da fibra por um sistema de membranas tubulares chamados túbulos transversos ou túbulos T que invaginam-se transversalmente para o interior da célula. Os receptores DHPRs presentes na membrana destes túbulos detectam a despolarização da membrana através de seu sensor de voltagem, ativando, através de uma mudança conformacional os receptores RyRs e, assim, pomovendo a liberação de íons Ca2+ do RS. Estes íons se ligam a troponina C ativando o aparato contrátil actina-miosina, ocorrendo assim, a contração muscular.

O AEC é finalizado quando a [Ca2+] citosólica retorna aos níveis de repouso, com sua recaptação pela SERCA, inibição do RyR e ligação do Ca2+ à calsequestrina (CSQ). Este liga-se a essa proteína na membrana longitudinal do RS.

No estudo foi avaliado o efeito do aumento da tonicidade do meio obtido com adição de betaína, sacarose e TMAO (óxido de trimetilamina) na transmissão neuromuscular e no processo de AEC de músculo esquelético de mamíferos. A betaína é um osmólito estabilizador da classe das metilaminas, pois em condições hiperosmóticas, ela protege a atividade da miosina ATPase de músculo esquelético na presença

de baixa concentração de uréia plasmática tão bem quanto previne mudanças estruturais na miosina em altas concentrações de uréia.

Concluiu-se que os osmólitos estudados parecem ser compatíveis com a espécie estudada; uma vez que a contratilidade do músculo foi mantida quando na presença destes osmólitos em soluções contendo concentrações menores que 100 mM.

A betaína e a sacarore parecem estabilizar o AEC quando presentes em baixas concentrações (< 100 mM), visto que a contratura potássica e cafeínica foram potencializadas em preparações de músculo intacto. Já em concentrações maiores que 100 mM ambos os osmólitos diminuíram a capacidade máxima de produção de força de forma dose dependente quando o músculo era estimulado eletricamente direta ou indiretamente, confirmando o efeito deletério do aumento da tonicidade do meio extracelular sobre as células, independente do osmólito utilizado.

Em fibras musculares esqueléticas desmembranadas com saponina, a sacarose (100 mM) potencializou a contratura cafeínica. Indicando que além do efeito potencializador a nível de transmissão do sinal dos DHPRs para os RyRs, ela também possui efeito potencializador sobre a liberação de cálcio do RS. Já a betaína não mostrou este último efeito.

O TMAO e a sacarose diminuíram a produção de força muscular

(abalo) quando a contração era induzida por EEI, de forma dose dependente. O TMAO promoveu aumento na contração basal nos mesmos experimentos que está relacionado a um efeito provavelmente a nível de placa motora, pois quando a fibra foi estimulada diretamente não houve aumento da contração basal. O mesmo efeito não foi observado com a adição de sacarose. A amplitude máxima de contração foi elevada com a adição de TMAO e não com sacarose, sendo provavelmente este efeito conseqüência do aumento da contração basal.

Os dados obtidos neste trabalho demonstram que a tonicidade não é o único fator responsável pelas alterações no processo de transmissão neuromuscular ou do processo de AEC, e que estas alterações dependem do osmólito empregado.