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Qual é a vida útil das células do músculo esquelético?

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Eu li que as células do músculo esquelético não podem se multiplicar e geralmente não são criadas após o desenvolvimento inicial. No entanto, também li que eles têm uma "vida útil" de 10-15 anos. Será que este tempo de vida realmente se refere à taxa de rotatividade do maioria do material na célula, e que o tempo de vida literal da célula (se contarmos todos os seus componentes, incluindo o núcleo) seria o mesmo do dono?


Celula muscular

UMA celula muscular também é conhecido como um miócito quando se refere a uma célula do músculo cardíaco (cardiomiócito) ou a uma célula do músculo liso, visto que ambas são células pequenas. [1] Uma célula do músculo esquelético é longa e semelhante a um fio com muitos núcleos e é chamada de fibra muscular. [1] As células musculares (incluindo miócitos e fibras musculares) se desenvolvem a partir de células precursoras embrionárias chamadas mioblastos. [2]

Os mioblastos se fundem para formar células do músculo esquelético multinucleadas, conhecidas como sincícios, em um processo conhecido como miogênese. [3] [4] As células do músculo esquelético e do músculo cardíaco contêm miofibrilas e sarcômeros e formam um tecido muscular estriado. [5]

As células do músculo cardíaco formam o músculo cardíaco nas paredes das câmaras cardíacas e têm um único núcleo central. [6] As células do músculo cardíaco são unidas às células vizinhas por discos intercalados e, quando unidas em uma unidade visível, são descritas como um fibra muscular cardíaca. [7]

As células musculares lisas controlam os movimentos involuntários, como as contrações peristálticas no esôfago e no estômago. O músculo liso não tem miofibrilas ou sarcômeros e, portanto, não é estriado. As células musculares lisas possuem um único núcleo.


Existem bem mais de 600 músculos esqueléticos no corpo humano, alguns dos quais são identificados emFigura abaixo. Os músculos esqueléticos variam consideravelmente em tamanho, desde músculos minúsculos dentro do ouvido médio até músculos muito grandes na parte superior da perna.

Músculos esqueléticos. Os músculos esqueléticos permitem que o corpo se mova.

Estrutura dos músculos esqueléticos

Cada músculo esquelético consiste em centenas ou mesmo milhares de fibras musculares. As fibras são agrupadas e envolvidas em tecido conjuntivo, como mostrado Figura abaixo. O tecido conjuntivo apóia e protege as delicadas células musculares e permite que resistam às forças de contração. Ele também fornece caminhos para os nervos e vasos sanguíneos alcançarem os músculos. Os músculos esqueléticos trabalham duro para mover partes do corpo. Eles precisam de um rico suprimento de sangue para fornecer-lhes nutrientes e oxigênio e para transportar seus resíduos.

Estrutura do músculo esquelético. Um músculo esquelético contém feixes de fibras musculares dentro de um & ldquocoat & rdquo de tecido conjuntivo.

Músculos e ossos esqueléticos

Os músculos esqueléticos estão ligados ao esqueleto por tecidos conjuntivos resistentes chamados tendões(Vejo Figura acima de). Muitos músculos esqueléticos estão ligados às extremidades dos ossos que se encontram em um articulação. Os músculos abrangem a articulação e conectam os ossos. Quando os músculos se contraem, eles puxam os ossos, fazendo com que se movam.

Os músculos só podem se contrair. Eles não podem se estender ou alongar ativamente. Portanto, para mover os ossos em direções opostas, os pares de músculos devem trabalhar em oposição. Por exemplo, os músculos bíceps e tríceps da parte superior do braço trabalham em oposição para dobrar e estender o braço na altura do cotovelo (ver Figura abaixo). Que outros movimentos corporais você acha que requerem pares de músculos opostos?

Os músculos tríceps e bíceps na parte superior do braço são músculos opostos.

Usa-o ou perde-o

Em exercícios como levantamento de peso, o músculo esquelético se contrai contra uma força de resistência (ver Figura abaixo). Usar o músculo esquelético dessa forma aumenta seu tamanho e força. Em exercícios como corrida, o músculo cardíaco se contrai mais rápido e o coração bombeia mais sangue. Usar o músculo cardíaco dessa forma aumenta sua força e eficiência. O exercício contínuo é necessário para manter os músculos maiores e mais fortes. Se você não usar um músculo, ele ficará menor e mais fraco, então use-o ou perderá.


Estrutura de Miócitos

Os miócitos podem ser incrivelmente grandes, com diâmetros de até 100 micrômetros e comprimentos de até 30 centímetros. O sarcoplasma é rico em glicogênio e mioglobina, que armazenam a glicose e o oxigênio necessários para a geração de energia, e é quase totalmente preenchido com miofibrilas, as fibras longas compostas de
miofilamentos que facilitam a contração muscular.

O sarcolema dos miócitos contém numerosas invaginações (pontuações) chamadas túbulos transversais, que geralmente são perpendiculares ao comprimento do miócito. Os túbulos transversais desempenham um papel importante no fornecimento ao miócito de íons Ca +, que são essenciais para a contração muscular.

Cada miócito contém múltiplos núcleos devido à sua derivação de múltiplos mioblastos, células progenitoras que dão origem aos miócitos. Esses mioblastos estão localizados na periferia do miócito e achatados de forma
para não impactar a contração do miócito.

Figura ( PageIndex <1> ): Miócito: célula do músculo esquelético: Uma célula do músculo esquelético é envolvida por uma membrana plasmática chamada sarcolema com um citoplasma chamado sarcoplasma. Uma fibra muscular é composta de muitas miofibrilas, agrupadas em unidades ordenadas.


Variação relacionada à fibra e à idade na frequência da célula satélite

Células satélites foram inicialmente identificadas nos músculos da perna de rã por microscopia eletrônica [1], e subsequentemente foram identificadas em todos os vertebrados superiores. Em humanos e camundongos, essas células mononucleares quiescentes [18], não fibrilares, são mais abundantes no nascimento (estimadas em 32% dos núcleos sublaminares) [19]. A frequência diminui no pós-natal, estabilizando-se entre 1 a 5% dos núcleos do músculo esquelético em camundongos adultos [2]. A frequência das células satélite varia em diferentes músculos, provavelmente em função da variação na composição do tipo de fibra (ou seja, fibras oxidativas lentas, oxidativas rápidas ou glicolíticas rápidas). Por exemplo, o músculo sóleo de camundongo, que é predominantemente composto de fibras oxidativas lentas, tem um número maior de células satélite do que o músculo extensor longo dos dedos (EDL), que contém principalmente fibras glicolíticas rápidas. Além disso, o número absoluto de células-satélite aumenta no sóleo, mas não o EDL entre 1 e 12 meses de idade, embora a proporção de células-satélite diminua em ambos os tipos de músculos com o aumento da idade [20]. Em humanos, a proporção de células satélites nos músculos esqueléticos também diminui com a idade, o que pode explicar a diminuição da eficiência da regeneração muscular em indivíduos mais velhos [21]. Células satélites de músculos envelhecidos também apresentam capacidade proliferativa e de fusão reduzida, bem como tendência de acumular gordura, tudo o que provavelmente contribui para a deterioração da capacidade de regeneração [22, 23]. Que o treinamento de resistência pode compensar o declínio no número de células satélites com a idade sugere que uma regeneração mais pobre não é simplesmente um resultado do potencial replicativo limitado de células satélites mais velhas [24].


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Qual é a vida útil das células do músculo esquelético? - Biologia

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Os músculos esqueléticos, tecidos estriados sob o controle voluntário do sistema nervoso somático, são fixados aos ossos por meio de fibras colágenas chamadas tendões. Eles são envolvidos por um tecido conjuntivo chamado epimísio, que distingue o músculo das estruturas circundantes.

Dentro de cada músculo esquelético, como o bíceps braquial, existem numerosos feixes de células, chamados fascículos, que também são circundados por fáscia conectiva, perimísio. Cada fascículo contém várias células musculares, que são individualmente envolvidas por uma membrana plasmática conhecida como sarcolema. Uma única célula muscular pode ser subdividida em miofibrilas, filamentos compostos de actina e misosina, a unidade funcional conhecida como sarcômero.

20.5: Anatomia do músculo esquelético

O músculo esquelético é o tipo de músculo mais abundante no corpo. Os tendões são o tecido conjuntivo que liga o músculo esquelético aos ossos. Os músculos esqueléticos puxam os tendões, que por sua vez puxam os ossos para realizar movimentos voluntários.

Os músculos esqueléticos são circundados por uma camada de tecido conjuntivo chamada epimísio, que ajuda a proteger o músculo. Abaixo do epimísio, uma camada adicional de tecido conjuntivo, chamada perimísio, envolve e agrupa subunidades do músculo esquelético chamadas fascículos.

Cada fascículo é um feixe de células do músculo esquelético, ou miócitos, que costumam ser chamados de fibras musculares esqueléticas devido ao seu tamanho e aparência cilíndrica. Entre as fibras musculares existe uma camada adicional de tecido conjuntivo chamada endomísio.

A membrana da fibra muscular é chamada de sarcolema. Cada fibra muscular é composta por várias cadeias em forma de bastão chamadas miofibrilas, que se estendem por toda a extensão da fibra muscular e se contraem. As miofibrilas contêm subunidades chamadas sarcômeros, que são constituídas por actina e miosina em filamentos finos e grossos, respectivamente.

A actina contém locais de ligação à miosina que permitem que filamentos finos e grossos se conectem, formando pontes cruzadas. Para que um músculo se contraia, as proteínas acessórias que cobrem os locais de ligação da miosina em filamentos finos devem ser deslocadas para permitir a formação de pontes cruzadas. Durante a contração muscular, as pontes cruzadas são repetidamente quebradas e formadas em locais de ligação mais adiante ao longo da actina.

Rall, Jack A. & ldquoGeração da vida em um tubo de ensaio: Albert Szent-Gyorgyi, Bruno Straub e a descoberta da actina. & Rdquo Avanços na educação em fisiologia 42, não. 2 (20 de abril de 2018): 277 e ndash88. [Fonte]


Tipos

Figura 2. As células musculares lisas não têm estrias, enquanto as células musculares esqueléticas têm. As células do músculo cardíaco têm estrias, mas, ao contrário das células esqueléticas multinucleadas, têm apenas um núcleo. O tecido muscular cardíaco também tem discos intercalados, regiões especializadas que correm ao longo da membrana plasmática que unem as células musculares cardíacas adjacentes e auxiliam na passagem de um impulso elétrico de uma célula para outra.

  • Músculo liso ou & # 8220 músculo involuntário & # 8221 consiste em células musculares fusiformes encontradas dentro das paredes de órgãos e estruturas como esôfago, estômago, intestinos, brônquios, útero, ureteres, bexiga e vasos sanguíneos. As células musculares lisas contêm apenas um núcleo e nenhuma estria.
  • Músculo cardíaco também é um & # 8220 músculo involuntário & # 8221, mas é estriado na estrutura e na aparência. Como o músculo liso, as células do músculo cardíaco contêm apenas um núcleo. O músculo cardíaco é encontrado apenas no coração.
  • Músculo esquelético ou & # 8220 músculo voluntário & # 8221 é ancorado por tendões ao osso e é usado para efetuar o movimento do esqueleto, como a locomoção. As células do músculo esquelético são multinucleadas com os núcleos localizados perifericamente. O músculo esquelético é chamado de & # 8216striado & # 8217 devido à aparência listrada longitudinalmente à microscopia de luz. As funções do músculo esquelético incluem:
    • Suporte do corpo
    • Auxilia no movimento ósseo
    • Ajuda a manter uma temperatura constante em todo o corpo
    • Auxilia na movimentação dos vasos cardiovasculares e linfáticos por meio de contrações
    • Proteção dos órgãos internos e contribuindo para a estabilidade das articulações

    Os músculos cardíacos e esqueléticos são estriados por conterem sarcômeros e são agrupados em arranjos altamente regulares de feixes de músculos lisos. O músculo estriado é freqüentemente usado em rajadas curtas e intensas, enquanto o músculo liso sustenta contrações mais longas ou quase permanentes.

    O músculo esquelético é dividido em vários subtipos:

    1. Tipo I, oxidativo lento, contração lenta, ou & # 8220red & # 8221 músculo é denso com capilares e é rico em mitocôndrias e mioglobina, dando ao tecido muscular sua cor vermelha característica. Ele pode transportar mais oxigênio e manter a atividade aeróbica.
    2. Tipo II, contração rápida, o músculo tem três tipos principais que são, em ordem crescente de velocidade contrátil:
      1. O tipo IIa, que, como o músculo lento, é aeróbio, rico em mitocôndrias e capilares e tem aparência vermelha.
      2. Tipo IIx (também conhecido como tipo IId), que é menos denso nas mitocôndrias e na mioglobina. Este é o tipo de músculo mais rápido em humanos. Ele pode se contrair mais rapidamente e com uma quantidade maior de força do que o músculo oxidativo, mas pode sustentar apenas curtas explosões anaeróbicas de atividade antes que a contração muscular se torne dolorosa (geralmente atribuída a um acúmulo de ácido láctico). N.B. em alguns livros e artigos este músculo em humanos era, confusamente, chamado de tipo IIB
      3. Tipo IIb, que é anaeróbio, glicolítico, músculo & # 8220white & # 8221 que é ainda menos denso nas mitocôndrias e mioglobina. Em pequenos animais, como roedores ou coelhos, este é o principal tipo de músculo rápido, explicando a cor pálida de sua carne.

      Para a maioria dos músculos esqueléticos, a contração ocorre como resultado do esforço consciente originado no cérebro. O cérebro envia sinais, na forma de potenciais de ação, através do sistema nervoso para o neurônio motor que inerva a fibra muscular. No entanto, alguns músculos (como o coração) não se contraem como resultado de um esforço consciente. Estes são considerados autônomos. Além disso, nem sempre é necessário que os sinais se originem do cérebro. Os reflexos são reações musculares rápidas e inconscientes que ocorrem devido a estímulos físicos inesperados. Os potenciais de ação para os reflexos se originam na medula espinhal, e não no cérebro.

      Existem três tipos gerais de contrações musculares, combinando com os tipos de músculos: contrações do músculo esquelético, contrações do músculo cardíaco e contrações do músculo liso.


      Músculo esquelético

      A maior parte do tecido muscular do nosso corpo é do tipo esquelético. Nos homens, os músculos esqueléticos organizam cerca de 40% do peso corporal. Existem cerca de 656 números de músculos voluntários no corpo humano. Os músculos esqueléticos estão ligados aos ossos por meio de tendões que se encontram nas extremidades dos músculos. Um tendão é um tecido conjuntivo fibroso branco semelhante a um cordão, mas de natureza não elástica. Alguns tendões são expandidos e achatados, formando estruturas semelhantes a folhas membranosas conhecidas como aponeuroses.
      Cada músculo anatômico é composto por um grande número de células alongadas que permanecem paralelas ao longo eixo do músculo e agrupadas em vários feixes que são chamados fascículos. Todo o músculo, os fascículos individuais e as fibras musculares individuais permanecem participados por coberturas de tecido conjuntivo. Eles são conhecidos como epimísio, perimísio e endomísio respectivamente. Essas coberturas estão interligadas. Eles estão formando uma estrutura contínua que serve para unir as fibras individuais e integrar sua ação.

      Estrutura do músculo esquelético:

      O músculo esquelético é composto por várias fibras musculares. Cada fibra muscular é uma única célula alongada. Eles são de forma cilíndrica. As fibras não são ramificadas, não tendo nenhuma ponte sincicial entre elas. A membrana celular de uma fibra muscular é denominada sarcolema. Ao microscópio comum, as fibras do músculo esquelético parecem ser estriadas diagonalmente devido à presença de faixas diagonais claras e escuras alternadas ao longo de seu comprimento. Por esse motivo, os músculos esqueléticos também são chamados de músculos estriados. Cada fibra do músculo esquelético é multinucleada. Os núcleos são achatados e ovais ou alongados e ficam perifericamente na célula, isto é, logo abaixo do sarcolema da fibra muscular. O citoplasma da fibra muscular é divisível em três partes. Esses são : -
      [1J Sarcoplasma,
      [2] Myofibrij
      [3] Sistema sarcotubular.

      Sarcoplasma:

      O sarcoplasma é a parte fluida do citoplasma das células musculares semelhante ao citoplasma de outras células, contendo várias mitocôndrias, pequenos corpos de Golgi, retículo endoplasmático etc. O retículo endoplasmático liso das células musculares é altamente desenvolvido e é denominado retículo sarcoplasmático. Ao contrário do citoplasma de outras células, o sarcoplasma das células musculares armazena glicogênio, que é um polissacarídeo, e mioglobina, que é um pigmento semelhante à hemoglobina.

      Miofibrila:

      Em um sarcômero, a região entre os terminais dos filamentos de miosina e a linha Z de cada lado é a meia banda I, onde apenas os filamentos de actina estão presentes. A região que cobre todo o comprimento dos filamentos de miosina é a banda A (onde os filamentos de actina também estão presentes ao redor da miosina) e a parte central dos filamentos de miosina (que não é coberta por filamentos de actina) estabelece a banda H.
      Nas miofibrilas, além das duas proteínas musculares principais, actina e miosina, duas outras proteínas chamadas tropomiosina e troponina também são encontradas, que permanecem ligadas aos filamentos de actina.

      Sistema sarcotubular:

      O sarcoplasma das células musculares possui um sistema de túbulos especialmente desenvolvido, conhecido como sistema sarcotubular. Também é designado como o sistema condutor das células musculares esqueléticas porque ajuda na transmissão do impulso por todas as células musculares. O sistema sarcotubular consiste em dois tipos de túbulos - túbulos transversais e túbulos longitudinais.
      Túbulos transversaisO sarcolema das fibras musculares invagina transversalmente em intervalos para formar algumas estruturas tubulares, chamadas de túbulos transversais. Nas fibras do músculo esquelético de mamíferos, os túbulos transversais passam pela junção das bandas A e I, por outro lado, nos músculos esqueléticos de anfíbios, os túbulos transversais passam pelas linhas Z.

      Túbulos longitudinais-

      The smooth endoplasmic reticulum of muscle cells are specially developed and modified into some tubules that remain arranged longitudinally between the adjacent transverse tubules. These are called longitudinal tubules or in short L-tubules. The L-tubules arborize to form a reticulum (or network) at the center of the sarcomere, hence they are collectively called sarcoplasmic reticulum. The peripheral ends of the L-tubules expand to form terminal cisternae that remain in contact with the transverse-tubules.


      Skeletal System Function

      Apoio, suporte

      The first and most apparent function of the skeletal system is to provide a framework for the body. The presence of a firm bony skeleton allows the organism to have a distinctive shape adapted towards a particular lifestyle. For instance, in a fast-moving animal like the cheetah, the skeleton contains long, thin limb bones and an extremely flexible spine. The structure of the skeleton also allows it to absorb the impact of running at high speeds.

      The bones of birds are hollow, light and create a streamlined body adapted for flight. Many animals even have sexual dimorphism in their skeletons. In humans, while this dimorphism is fairly limited, there are differences in the angle of the pelvic bones, to accommodate pregnancy.

      Integration with the Muscular System

      Proteção

      The next obvious function of the skeletal system is the role it plays protecting the fragile internal organs. In humans, this is seen in the skull, which surrounds the brain completely. It is also exhibited by the ribcage, which surrounds the lungs and heart but still allows for expansion. Even invertebrates like snails and prawns often have hard exoskeletons to protect themselves from predators.

      The rigid endoskeleton allows the body to rise up above the ground or stand upright, and bears the weight of the organism, and provides the scaffolding for movement. Muscles generate the force required to move bones at joints. Muscle fibers contain actin and myosin, two protein filaments that can slide past each other to change the length of the muscle. When a nerve impulse arrives at the neuromuscular junction, it signals the muscle to contract. The force generated by the contracting muscle either pulls two bones together or apart, based on the nature of the interaction between the muscle and joint.

      Blood Cell Production

      The central part of a bone contains the bone marrow, the primary site for blood cell production in adult humans. There are two types of bone marrow in adults. Around 50% is red bone marrow containing hematopoietic stem cells and supportive tissue. The rest is yellow bone marrow made of fat and its proportion increases with age.

      Bone marrow will revert to a higher proportion of red marrow if the body suffers an injury and needs to create more red blood cells. The bone marrow composition also changes during pregnancy and lactation in mammals. Over the course of gestation, blood volume increases by about 1.5 liters, and even the concentration of red blood cells and white blood cells increase.

      Production of other Cell Types

      In addition to producing red blood cells, bone marrow within the skeletal system is the production site of a number of other cells. These include lymphocytes, which are immune cells that travel the lymphatic system. In addition to providing immune functions, the skeletal system is also responsible for hosting stem cells which can differentiate into muscle cells, cartilage-producing cells, and cells that create bone (osteoblasts).

      Osteoblasts in bone also have an endocrine function, secreting a hormone called osteocalcin. It requires vitamin K to be synthesized and is an anabolic hormone. It mediates an increase in insulin levels and increases the sensitivity of the body to insulin. Osteocalcin contributes to an increase in bone mass and bone mineralization.

      Storing Minerals

      The bones of the skeletal system act as a storehouse for calcium ions, changing the quantum of mineralized deposits within bones to maintain plasma calcium ion concentration within a narrow range. Calcium ions can affect crucial sodium ion channels in the plasma membrane of every cell, thereby affecting overall homeostasis.

      For this reason, changes to the concentration of calcium ions have particularly adverse effects on excitable cells in the nervous system, and in cardiac, skeletal and smooth muscle. Different interacting hormones maintain the balance of calcium ions in the plasma and bones, especially the parathyroid hormone secreted from the parathyroid glands in the neck.


      Myology

      M. Navarro , . A. Carretero , in Morphological Mouse Phenotyping , 2017

      The Skeletal Muscle Fiber

      Skeletal muscle cells ou fibras are highly elongated cells with a very elastic and resistant plasma membrane, called the sarcolemma. Fibers are characterized by the presence of numerous nuclei located at the periphery of the cell, hence muscle fibers are described as a syncytium. These cells present a large number of myofibrils ( Figs. 4-2 e 4-3 ). Myofibrils are divided into contractile units, or sarcomeres, that are delimited by Z lines, giving the typical striated appearance of the muscle fiber. Within the sarcomeres there are thick miosina and thin actin myofilaments, which are responsible for muscle contraction ( Fig. 4-3 ) Thin myofilaments consist mainly of F-actin ( Fig. 4-2 ) and other associated proteins (troponin, tropomyosin) and are anchored in the Z line, which is rich in α-actin. Other proteins are also found in the Z line, such as desmin ( Fig. 4-2 ), which helps maintain the structural and mechanical integrity of the cell, connecting the sarcomere to the sarcolemma and other subcellular structures. Each thick myofilament is formed by several myosin molecules ( Figs. 4-2 e 4-3 ), each of which consists of two heavy chains in turn associated with two light chains. The myosin filaments are anchored in the center of the sarcomere at the M line. The central zone of the sarcomere (the A band), where the myosin is situated, is darker (electron-dense) in transmission electron microscopy. By contrast, the area which contains only actin (the I band), presents a more clear or electron-lucent appearance ( Fig. 4-3 ) The H band is the area at the center of the A band where there is only myosin ( Fig. 4-2 ) In the rest of the A band the actin and myosin filaments are intertwined ( Fig. 4-3 ) In this zone, the movement of the myosin heads slides actin filaments towards the center of the sarcomere, thereby shortening the sarcomere and the muscle fiber to generate force.

      Depending on their rate of contraction, biochemistry and ultrastructure, two basic types of skeletal muscle fiber can be delineated: slow twitch fibers (type I) e fast twitch fibers (type II). Moreover, type II fibers can be subdivided into subtypes such as IIA, IIB and intermediates, depending on their content in myosin heavy chain isoforms. Type I fibers use oxidative phosphorylation as a source of energy and therefore have more mitochondria ( Figs. 4-4 e 4-5 ) Muscles with type I fibers contract more slowly and are more resistant to fatigue. Slow-twitch fibers are also more vascularized and store more lipids and myogloblin in the sarcoplasm. This, coupled with the relatively reduced density of myofibrils, gives a more reddish color to the muscle. By contrast, Type II fibers use in general, anaerobic metabolism to generate ATP. Ultrastructurally, type II fibers contain more glycogen granules and have less mitochondria and lipid droplets than type I fibers ( Figs. 4-4 e 4-5 ) Therefore, muscles that contain mainly type II fibers have a whitish color. In fact, muscles are composed of a mixture of fiber types, being a mosaic of both type I and type II fibers. The percentage of type I and II fibers in the same muscle may vary over time, changing from slow to fast, or vice versa, depending on the degree of exercise.

      Anti-myosin slow or anti-myosin fast chain antibodies can be used to differentiate type I and type II fibers, respectively ( Fig. 4-4 ) In addition, type I and II fibers can be distinguished by preincubation at acidic pH which inhibits the activity of myosin ATPase in the type II fibers ( Fig. 4-4 ) Succinate dehydrogenase (SDH) and the reduced form of nicotinamide adenine dinucleotide (NADH) can also be used to identify the oxidative potential of muscle fibers, which is higher in type I fibers ( Fig. 4-5 ) These histochemical techniques mark mitochondria in the sarcoplasm of muscle fibers ( Fig. 4-5 ) Mitochondria inside muscle fibers can also be visualized directly by transmission electron microscopy and by the use of fluorescent probes that accumulate in functional mitochondria (for example MitoTracker®) ( Fig. 4-5 ) The glycolytic activity of muscle fibers is easily identified by visualizing the activity of glycerol-phosphate dehydrogenase (GPDH). Type II fibers not only have more GPDH activity, but also a greater accumulation of glycogen which can be visualized by PAS staining ( Fig. 4-6 ).

      Muscle fibers are formed by the fusion of myoblasts, some of which remain in the mature muscle as undifferentiated cells known as satellite cells ( Fig. 4-7 ) These cells are responsible for muscle repair and muscle development after birth. Satellite cells are located beneath the basal lamina, but overlying the muscle fibers, and are thus in direct contact with the sarcolemma of muscle fibers. Satellite cells have very little cytoplasm and a nucleus distinguished by the presence of abundant heterochromatin ( Fig. 4-7 ) They express specific markers, such as the transcription factor Pax7, which are not expressed in the nuclei of mature muscle fibers ( Fig. 4-7 ).

      To produce muscle fiber contraction, calcium needs to be released into the sarcoplasm. Calcium is stored in the terminal cisternae of the sarcoplasmic reticulum bound to the acidic protein calsequestrin ( Fig. 4-8 ) Sarcoplasmic reticulum cisternae are in contact with invaginations of the sarcolemma called T tubules, where they form structures known as triads. These are located between the A and I bands of muscle fibers ( Fig. 4-8 ) T tubules can be easily identified in transmission electron microscopy, or by using an anti-GLUT4 antibody, the most important glucose transporter in the muscle fiber ( Fig. 4-8 ) Skeletal muscle plays a crucial role in maintaining blood glucose. Muscle uses glucose for energy during contractile activity and represents the most important tissue for glucose uptake and metabolism during the postprandial period. At rest, GLUT4 is stored in tubulo-vesicular structures located around the nucleus, mainly in the Golgi complex. When stimulated by muscle contractions and/or insulin, GLUT4 is translocated to the plasma membrane and T tubules ( Fig. 4-8 ).

      Skeletal muscles are supplied by arteries and veins that enter and leave the muscle belly at the level of one or more hilum (plural: hila). Artérias musculares eventually form a capillary plexus, which surrounds each of the muscle fibers, although the distribution of the capillary plexus is not equal for each fiber forming the muscle, as capillary density depends on the muscle fiber type ( Fig. 4-9 ) Type I fibers are aerobic and are more vascularized than type II fibers, which are anaerobic. For visualization, the capillary endothelial cells of mouse muscle may be labeled with an anti-PECAM-1 (CD31) antibody.

      Skeletal muscle is innervated by motor neurons which originate in the brain (cranial nerves) and the spinal cord (spinal nerves). Each muscle fiber is innervated by at least one motor neuron axon. The site of contact between the muscle fiber and the axon is a specialized synaptic junction called the motor end-plate, which is responsible for the release of the neurotransmitter acetylcholine ( Fig. 4-9 ) Each motor axon branches before reaching the end-plate contact with each muscle fiber, thereby forming several coordinated axon terminals on adjacent muscle fibers ( Fig. 4-9 ) This set of muscle fibers that are innervated by a single axon is called a motor unit. Muscle fibers act according to the law of «all or nothing», that is they are contracted or relaxed, with no intermediate states between contraction or relaxation. Therefore, the degree of contraction of a muscle depends on the number of muscle fibers that are simultaneously contracted, that is, the number of motor units that are activated.


      Assista o vídeo: Músculo Esquelético 46: Fisiologia da Contração Muscular. Anatomia e etc. (Agosto 2022).