Biofísica das Fibras, Notas de estudo de Biotecnologia

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UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMI-ÁRIDO DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS ANIMAIS CURSO: BIOTECNOLOGIA DISCIPLINA: BIOFÍSICA DISCENTES: CAMILA MÍRYAN FERREIRA DE OLIVEIRA LARA CANDICE COSTA DE MORAIS Biofísica das Fibras  Estruturas finas e alongadas, como filamentos;  Tipos e Funções:  Fibras musculares componentes dos músculos, estão envolvidas na sustentação e movimento;  Fibras nervosas formadoras dos nervos, são responsáveis pela transmissão do impulso nervoso;  Fibras ópticas presentes no músculo ciliar, atuam no mecanismo de acomodação; Músculo – formado por feixe de fibras  FIBRAS  Milhares de miofibrilas  Organizadas em sarcômeros  Filamentos protéicos no citoplasma  ACTINA E MIOSINA  Contração e Distenção  Inervadas por uma junção neuromuscular Myosin molecule ne a de , Myosin eo Actin filament o. “Troponin Tropomyosin Monomers Actina G AS VR SR E EA Actina F Filamento de miosina Sarcômero Junção neuromuscular 1. Axônio 2. Junção 3. Fibra Muscular 4. Miofibrila  Vermelhas Está associada à alta concentração de enzimas de metabolismo aeróbio, de mioglobina, e com a densidade de vascularização.  Altamente fadigáveis  Moderada resistência à fadiga  Grande resistência à fadiga 1. Oxidativas  Grande quantidade de mitocôndrias 2. Glicolíticas  Pouca quantidade de mitocôndrias Baseado na análise da reação para a enzima succinato dehidrogenase (SDH) SDH Metabolismo aeróbio Encontrada na mitocôndria Portando, dependendo da quantidade de mitocôndrias no citoplasma... Depende das diferentes intensidades de coloração das fibras, devido a suas diferenças próprias na sensitividade ao pH.  Tipo I - apresentam grande atividade quando colocadas em meio ácido.  Tipo II - são ativadas quando colocadas em meio básico. CLASSIFICAÇÃO Dé Músculo Cardíaco Ds cos JÁ prio, Músculo Esquelético Músculo Liso  Fibra Lisa  Contração lenta e involuntária  Fibra estriada esquelética  Contração rápida e voluntária  Fibra estriada cardíaca  Contração rápida e involuntária Classificação Multiunitária • Cada fibra se comporta de maneira independente • Não se contraem espontaneamente • Contração desencadeada por uma terminação nervosa • Exemplos: músculo eretor do pêlo Unitária ou Visceral • Fibras comportam-se como uma única estrutura • Impulso transmitido de célula à célula • Exemplo: músculo intestinal Semelhante ao músculo esquelético Semelhante ao músculo cardíaco  Contraem-se mais rapidamente, e em casos normais, sua contração dura pouco.  Pobres em mioglobina  Formam a massa dos músculos esqueléticos, e como um tipo especial, do miocárdio  A musculatura estriada é cerca de 40% da massa corporal humana. Músculo estriado  Inúmeros núcleos  Comprimentos que vão de 1 mm a 60 cm.  Faixas alternadas transversais mais claras  Banda A  Que contém uma zona de sobreposição de filamentos finos e espessos  Faixas alternadas transversais escuras  Zona H  Que contém apenas filamentos finos  Arranjo regular de microfilamentos  Estriação característica Banda A: faixa central escura Banda I: faixa branca ao lado da banda A Linha Z: linha mais escura no centro de cada banda Banda H: faixa clara no centro de cada banda A Banda H: vai desaparecendo a medida que a contração ocorre  Estruturas da fibra com nomenclatura especial  Sarcolema – membrana plasmática;  Citoplasma - sarcoplasma;  Mitocôndrias - sarcossomos;  Núcleo - cariossarco.  Grande número de mitocôndrias  Grande energia (ATP) para contrair-se  Depois da formação do músculo (diferenciação), não se divide mais  Aumentando somente de tamanho FIBRA MUSCULAR INVAGINAC. TUBULOS T RETICULO SARCOPLASMÁTICO — CISTERNA TERMINAL TUBULO T SARCOLEMA SARCOPLASMA MIOFIBRILLAS FIBRA MUSCULAR ESTRIADA o Esquelética = VÍDEO LOS MUSCULOS  Célula com bifurcações  Um único núcleo  Central e não periférico  Realizam contrações rápidas  Ainda que involuntária  Menores e ramificadas  Discos intercalares  Conexão elétrica das células Estímulo CONTRAÇÃO!Célula 1 Célula 2 Célula 3 Marcapasso Cardíaco El Sistema Eléctrico del Corazón Nódulo Sinoatrial su sigla en fuido “ SA) a az de Bachmann re, Ramificación tm izquierda del Tracto É Haz Internodular. Anterior Tracto Internodular Mediano Vías de Conducción Tracto Internodular Posterior Nódulo Atrioventricular Ramificación Derecha (su sigla en inglés es NA) del Haz Determinado pela demanda funcional a qual o músculo está submetido  Estudos comprovaram que todas as fibras teriam fenótipo de fibra rápida  A não ser que sejam submetidas a condições de alongamento ou tensão isométrica A. O sóleo, músculo estático, encontra-se em constante atividade, para lutar contra a tendência da tíbia de desequilibrar-se à frente, sob ação da gravidade. CL B. O gastrocnêmio, músculo dinâmico, contrai-se durante a marcha, de forma intermitente, para garantir que o calcâneo eleve- se do chão a cada impulso. CR  A porcentagem dos tipos de fibras em um músculo varia durante toda a vida  Hormônios  Tireóide, testosterona  Alteração na demanda funcional  Músculos submetidos a desuso  Músculos submetidos a hipertrofia de uso Fibra Lenta Fibra Rápida Fibra RápidaFibra Lenta O estímulo se propaga por meio de uma sinapse especial, a placa neural ou placa motora; A placa neural libera um neurotransmissor, a acetilcolina, que despolariza as fibras musculares, gerando um potencial de ação; A despolarização induz a rápida saída de íons de Ca+ das cisternas do reticulo sarcoplasmatico; Com o estímulo, as membranas do RS tornam-se permeáveis aos íons cálcio, permitindo que penetram nos sarcômeros e coloquem-se em contato com as moléculas de actina e de miosina. Estímulo Membrana plasmática Sistema T Liberação Citoplasma de cat+ . Reticulo endoplasmático hiofikirila Atividade ATPásica Concentração da miúsina FIBRA MUSCULAR Transmissão do impulso/ Junção Neuromuscular Placa motora  Membrana plasmática pré-sináptica | j f , , [ia Mieima Mitocôndria Vesículas sinápticas - «— Membrana plasmática -— Grânulos do neurotransmissor Fibra muscular CRNUECA — Miofibrila Normal Neuromuscular Junction Dir MUSCLE CELL p=”,  Contração isométrica  Sem alteração no tamanho do músculo  Há contração, mas não há deslocamento  Não há trabalho  Todo energia é dissipada em forma de calor  Exemplo: tentamos levantar um peso e não conseguimos  Contração isotônica  Comprimento do músculo diminui  Há trabalho físico  Encurtamento de até 1/3  Exemplo: levantamento de peso Membrana plasmática da fibra contém canais iônicos  Transportam substâncias hidrofílicas, por difusão  Diferentes conformações  Aberto e fechado  Seletividade iônica  A distribuição desigual de íons pela membrana, causada pelo fluxo dos mesmos pelos canais iônios, gera uma diferença de potencial. POTENCIAL DE REPOUSO FIBRAS NERVOSAS  Sistema Nervoso  Monitora e coordena todas as atividades de um organismo.  Sistema Nervoso Central (SNC) e Sistema Nervoso Periférico (SNP):  SNC - encéfalo e pela medula espinhal;  SNP - nervos e gânglios.  Células principais: Neurônios Neurônios  Altamente especializadas;  Responsáveis pelos impulsos nervosos;  Estrutura:  Corpo celular Axônios;  Prolongamentos citoplasmátios Dendritos; Rede Nervosa Nervo Feixe Fibras Bainha de mielina ENVOLTÓRIOS CELULARES Axônios Bainha de Mielina Neurofibra Endoneuro Feixe Perineuro Nervo Epineuro Na pele do dedo | | Leva impulsos à Leva impulsos do neurônio . c medula espinhal semsona! 30 neurônio motor da v Sensor de dor Neurônio sensorial | Neurômio de associação | Músculo bice 84 Flesona q am sc pr Neurônio motor Medula espinha! Leva impulsos da meduls espinhal ao músculo Nervos  Cranianos  Partem do encéfalo.  Raquidianos  Partem da medula espinhal. Sistema Nervoso Periférico  Anatomia  Bainha de mielina Oligodendrócitos (antigas células de Schwann) Fibras amielínicas Fibras mielínicas Uma “camada” Várias “camadas”  Um tronco nervoso típico contém cerca de duas vezes mais fibras amielínicas do que mielínicas.  Impulso Nervoso  Célula percebe as mínimas variações que ocorrem em torno de si;  Reagem com uma alteração elétrica que percorre sua membrana;  Essa alteração elétrica é o impulso nervoso.  Transmissão do Impulso Nervoso  Cadeia neuronal transmite informações a outros receptores;  Ocorre pela despolarização e repolarização dos neurônios; Modificações na permeabilidade da membrana plasmática Bomba de sódio e potássio POTENCIAL DE MEMBRANA Estimulo — » Despolarização da membrana, pravocendo impulso nervoso (1:N.) E =. FESSS TITS  Transmissão do Impulso Nervoso  Os sinais neurais são transmitidos por meio de potenciais de ação, que são variações muito rápidas do potencial de membrana.  Alteração na atividade dos canais de passagem de Na+ e K+;  Para produzir um sinal neural, o potencial se desloca, ao longo da fibra nervosa, até atingir o seu término. Como funcionam os nervos pia ETR Vo v) potencial de membrana (m sta potencial de membrana (mvV) Ê o | potencial de ação o fase de -despolarização  Sinapse  A transmissão do impulso nervoso de um neurônio para seu receptor é feita através de uma região denominada sinapse ou sináptica (região de conexão química ou elétrica).  Ocorre junção da parte final do axônio da célula pré-sinaptica, com os dendritos da célula pós- sinaptica, através de um microespaço denominado espaço sináptico  Condução Saltatória em Fibras Mielínicas  Íons não podem fluir com grande intensidade através das espessas bainhas de mielina dos nervos mielínicos;  Transpõem com grande facilidade os nodos de Ranvier;  Logo, a corrente elétrica flui pela parte externa, mas também pelo axoplasma, de nodo a nodo, excitando seqüencialmente os sucessivos nodos.  Condução Saltatória em Fibras Mielínicas  Aumenta a velocidade da transmissão neural na fibra mielinica por até 5 a 50 vezes.  Conserva a energia para o axônio, pois apenas os nodos se polarizam, permitindo perda de íons cerca de 100 vezes menor do que seria necessária, caso não ocorresse esse tipo de condução. o passa rapidamente [..400km/h) a eg cm Neurônio normal — hainha de mielina intacta LA um passe lentamente (» 4km/h) ESSE TO SEDES Nevránio com petesiaio: bainha de miclina alterada cu destruída  Anatomia do Olho – Globo Ocular  Alojado dentro de cavidades ósseas denominadas órbitas;  Órbitas: compostas de partes dos ossos frontal, maxilar, zigomático, esfenóide, etmóide, lacrimal e palatino.  Constituído por diversos meios transparentes (córnea, humor aquoso, cristalino, humor vítreo);  Rodeado externamente por membrana opaca branca, chamada esclera;  Anatomia do Olho  A íris é um diafragma, cuja abertura é a pupila, pela qual a luz penetra no olho;  A retina é uma membrana delgada transparente, sensível à luz, onde se formam imagens reais dos objetos observados pelo olho.  A parte central da retina é a fóvea e apresenta sensibilidade máxima à luz, proporcionando uma visão nítida dos objetos;  É uma ramificação do nervo óptico, onde as células nervosas enviam as informações visuais ao cérebro.  Anatomia do Olho  O cristalino é uma lente biconvexa elástica, que pode variar de forma acionada pelos músculos ciliares;  Divide a região interna do olho em duas câmaras, que contêm os meios humor aquoso e humor vítreo.  Os músculos ciliares são compostos por dois tipos de fibras:  Radiais;  Circulares.  Formação da Imagem  De um objeto real situado diante de uma lente (cristalino), o sistema óptico conjuga uma imagem real sobre um alvo sensível à luz (retina). Cristalino • Objeto varia a sua distância, a imagem continua a formar-se sobre a retina Músculos Ciliares • Entram em ação e alteram as curvaturas das faces do cristalino Fibras Ópticas • Mecanismo de Acomodação Mecanismo de Acomodação  Alteração da forma do cristalino de acordo com a distância da imagem;  O corpo ciliar é um tecido no interior do olho composto pelo músculo ciliar e processos ciliares;  O músculo ciliar é responsável por sustentar o cristalino e alterar sua espessura. V I S Ã O P A R A P E R T O FIBRAS RADIAIS RELAXADAS FIBRAS CIRCULARES CONTRAÍDAS CRISTALINO COM FORMAÇÃO MAIS ESFÉRICA Ligamento suspensor Músculo Ciliar "À Cristalino Contraido Relaxado 4: dt | I Ligamento Ligamento Relaxado Tenso  Alteração da camada de fibras nervosas da retina em usuários crônicos de cloroquina;  Objetivo: analisar a camada de fibras nervosas (CFN) em usuários de cloroquina.  Métodos: 22 pacientes em uso da medicação e 20 para controle, foram submetidos à análise da CFN por polarimetria a laser;  Resultados: alteração de parâmetros em 28 olhos (63,6%) e perda de fibras nervosas em 11 olhos (25%);  Conclusão: comprovou-se a associação entre a alteração da CFN e o uso de cloroquina. FIBRAS DO TEC. CONJUNTIVO =D AC ECA Fibra reticular É Fibra colágena  Fibras colágenas ou conjuntivas  Mais abundantes no tecido conjuntivo  Composta pela proteína colágeno  Formam feixes de fibras brancas  Cruzam, entrelaçam, ramificam  Acidófilas  Localizam-se geralmente em tendões e em volta de músculos ou nervos.  Dão resistência a pele Se a derme não possuísse fibras colágenas, ela se rasgaria ao puxar  Fibras elásticas  Proteína elastina e por microfibrilhas de fibrilhina  Não apresentam estriações  Confere elasticidade e resistência ao tecido  Componente elastina  Mais resistente que o colágeno  Hidrolisada facilmente pela enzima elastase  Prende a pele aos músculos subjacentes  Nos pulmões e parede dos vasos sanguíneos