Fisiologia do sistema nervoso, endócrino e muscular

Caro(a) aluno(a), antes de abordarmos o sistema nervoso como um todo, precisamos falar sobre as sinapses. As sinapses são fundamentais para que qualquer atividade corporal aconteça, pois é a maneira pela qual se levam informações ao sistema nervoso central ou do sistema nervoso central aos tecidos. Também podemos representar sinapses como conhecimento, aprendizagem ou formação de memórias (LENT, 2013).

Posto isso, vamos ao mecanismo sináptico. Os potenciais de ação propagam-se por uma fibra nervosa até o seu término e deverá ser levada a uma próxima fibra nervosa, ou seja, passada de um neurônio para outro. O que vem a ser potencial de ação? É uma inversão do que chamamos de potencial de membrana, que percorre toda a membrana de uma célula. Estes são essenciais para a vida, já que transportam informações rapidamente dentro e entre os tecidos corporais (POWERS; HOWLEY, 2016).

Isso mesmo, é similar à brincadeira infantil de “telefone sem fio”, que deveríamos “cochichar” uma informação para um colega e este deveria transmitir a outra pessoa e, assim, sucessivamente, por várias pessoas. Ao final da brincadeira, fazíamos a comparação da informação inicial com aquela que chegou à última pessoa.

Parece simplista demais, não é mesmo!? Mas é o que ocorre em nosso corpo, já que uma informação surge de uma estrutura neurológica, sendo comunicada por vários neurônios até chegar ao tecido-alvo. A única diferença com a brincadeira é que os códigos da informação inicial chegam da mesma maneira ao destino final.

A abordagem técnica requer um pouco mais de informações. Para isso, imagine dois neurônios, um ao lado do outro. O final do primeiro neurônio chamaremos de botão pré-sináptico e o início do segundo neurônio de pós-sináptico. No botão pré-sináptico, existem pequenas bolsas, chamadas vesículas sinápticas, que armazenam neurotransmissores, estruturas de comunicação, ou seja, os transmissores de informação. No botão pós-sináptico, existem receptores que receberão os neurotransmissores. Por fim, no meio intracelular, existem muitos íons de potássio e, no meio extracelular, existem sódio e cálcio. O impulso nervoso chega à terminação da célula nervosa (botão pré-sináptico), seja de neurônio para neurônio ou na junção neuromuscular (comunicação entre neurônio e fibras musculares). Conforme a eletricidade percorre a fibra nervosa e aproxima-se de seu final, os canais voltagem-dependentes de cálcio abrem-se no final do neurônio, assim o cálcio disponível fora da célula entra no botão pré-sináptico. Por alguma razão, esse evento permite que as vesículas sinápticas se movimentem em direção à membrana, liguem-se a ela e, por exocitose, liberem os neurotransmissores no espaço sináptico (meio extracelular entre os dois neurônios), conforme indicam os autores Guyton e Hall (2011).

Com os neurotransmissores disponíveis entre as células nervosas ou tecidos-alvo, como o músculo, a sequência do mecanismo sináptico depende da ligação desses neurotransmissores (sejam excitatórios ou inibitórios) com os receptores presentes no botão pós-sináptico. Essa ligação, mediada por uma ação enzimática, permitirá a abertura dos canais voltagem-dependentes de sódio (também presentes no meio extracelular). Desse modo, a rápida difusão do sódio para o interior do próximo neurônio irá despolarizar a célula nervosa, levando a informação adiante. Para concluir o mecanismo sináptico, os neurotransmissores utilizados devem ser recaptados pelo botão pré-sináptico para ressintetizá-los para um próximo comando (GUYTON, HALL, 2011).

Resumindo, a despolarização é a primeira fase do potencial de ação, a qual ocorre aumento na permeabilidade aos íons sódio na membrana celular, o que propicia um fluxo grande de íons sódio para dentro da célula (KATCH; KATCH; MCARDLE, 2016).

Caro(a) aluno(a), os neurônios apresentam características específicas, quanto à transmissão neural, mas, antes de discutirmos esses aspectos, proponho a você uma reflexão: ao brincar com uma criança que, recentemente, começou a andar, no caso de jogar uma bola para ela segurar ou pegar, provavelmente, a criança irá ver a bola indo em sua direção, irá correr de encontro ao objeto com os bracinhos para cima e, ao realizar o movimento de abaixar para segurar a bola, possivelmente esse brinquedo passará por entre suas pernas. Agora, pergunto a você: se a criança viu a bola, criou uma estratégia para segurar a bola, por qual razão o movimento foi tardio?

Falta de coordenação? Falta de experiência? Muitas poderiam ser as respostas, certo!? Mas, a partir dessa leitura, sua resposta será direcionada ao processo maturacional; em outras palavras, pela formação de bainha de mielina. Se os neurônios são condutores de eletricidade, proponho a seguinte analogia: se, porventura, algum eletrodoméstico de sua casa estiver com o fio desencapado, você jogará todo o equipamento no lixo? Certamente não! Acredito que passaria uma fita isolante para não tomar choques ao encostar nesse fio, estou certo!?

Guyton e Hall (2011) apontam que, nos neurônios, a bainha de mielina é a fita isolante colocada sobre o axônio do neurônio em intervalos de cerca de 1 a 3 mm, ao longo de toda a extensão do axônio, que é interrompida pelos nodos de Ranvier, os quais podem ser facilmente despolarizados pela entrada do sódio. A bainha de mielina é formada por uma célula de Schwann, a qual produz uma camada de gordura, que irá diminuir a permeabilidade do íon de sódio por esta região.

Para continuarmos a discutir o exemplo anteriormente apresentado, a criança não consegue, na maioria das vezes, segurar a bola, pois ainda está passando por um processo de maturação neuronal (formação da bainha de mielina em regiões específicas do cérebro). Um neurônio amielínico desprovido de bainha de mielina conduz o sinal elétrico neural a uma velocidade aproximada de 0,5 m/s, ou seja, a criança viu a bola, tomou uma decisão, mas até essa informação chegar ao músculo, a bola já passou.

Com o passar dos meses ou anos, somando a contínua formação de bainha de mielina, as células mais calibrosas chegam a conduzir eletricidade a, aproximadamente, 100 m/s (o comprimento de um campo de futebol em um segundo).  A velocidade de condução da eletricidade aumenta em proporção direta com o diâmetro nas fibras mielínicas e com a raiz quadrada do diâmetro da fibra nas amielínicas (POWER; HOWLEY, 2016).

Os íons não possuem a capacidade de fluir com intensidade significativa por meio da bainha de mielina dos nervos mielinizados, porém fluem com facilidade pelos nodos de Ranvier. Nos nodos é que ocorrem os potenciais de ação, que são conduzidos de um nodo para outro, o que chamamos de condução saltatória (LENT, 2013). A condução saltatória é importante por fazer com que a despolarização salte por sobre longos trechos, ao longo do eixo da fibra nervosa. Este mecanismo aumenta a velocidade da transmissão neural nas fibras mielinizadas. A condução saltatória pode conservar energia para o axônio, já que apenas os nodos despolarizam, o que permite perda de íons cerca de 100 vezes menor do que a necessária, caso não ocorresse a condução saltatória. Isso resulta na exigência de pouca atividade metabólica para o restabelecimento das diferenças de concentração de sódio e potássio, por meio da membrana celular, após uma série de impulsos nervosos (GUYTON; HALL, 2011).

Devido à formação desta camada isolante, aumenta-se a velocidade de condução elétrica, fazendo com que as informações sejam rapidamente comunicadas. Neste momento, é possível perceber a facilidade de segurar a bola ou em quaisquer ações motoras e cognitivas.

O sistema nervoso

Iniciamos esta sessão com a seguinte indagação: o que ou quem controla o funcionamento corporal? Isso mesmo, o Sistema Nervoso, que opera juntamente com o Sistema Endócrino, controlando a maior parte das funções corporais, desde o controle muscular até a funções metabólicas do corpo humano (GUYTON; HALL, 2011); (LENT, 2013); (CURI, 2017).

A figura a seguir apresenta a organização do Sistema Nervoso e, apoiando-se nela, ficará mais fácil o entendimento dos conhecimentos de comando e controle das funções corporais.

Para que seja possível esse controle, são necessárias redes neuronais complexas, que somam, aproximadamente, 90 bilhões de neurônios, e não 100 bilhões, como é difundido na sociedade (PIVETTA, 2008).

Em grande parte, essas células nervosas compõem o Sistema Nervoso Central (SNC), o qual envia informações (vias eferentes) ou recebe informações da periferia corporal a serem analisadas (vias aferentes). Evidentemente, essas informações deixam o SNC em direção aos tecidos-alvo ou vice-versa por meio de potenciais elétricos e sinapses (KATCH; KATCH; MCARDLE, 2016).

Na região encefálica, existem áreas de processamento específico, ou seja, cada ponto do nosso encéfalo apresenta funções de armazenamento e processamento específicos. Sabendo disso, analise a seguinte questão: em qual ponto do SNC estão armazenadas as memórias motoras? Pois bem, para nunca mais esquecer: sabe aquela região acima da cabeça de uma criança que, no início da vida, é toda mole, a moleirinha? Isso mesmo, abaixo dela está o córtex motor, responsável pelo processamento e armazenamento das informações motoras, as quais, em momentos oportunos, serão levadas de modo eferente ao tecido muscular, para a realização de uma tarefa. Desse mesmo modo ocorre com outras informações, como as que sobem ao SNC a serem analisadas, como as percepções táteis, visuais, auditivas, etc.

Conforme a estrutura ou organização do Sistema Nervoso apresentada na figura anterior, Guyton e Hall (2011) subdividem o SNC em três níveis de funcionalidade específicos: (1) nível medular, (2) nível cerebral inferior e (3) nível cerebral superior ou nível cortical.

Estimado(a) aluno(a), imagine a seguinte situação: em um lance esportivo, mais especificamente uma bola chutada ou cabeceada praticamente à queima-roupa no futebol de campo, o goleiro enxerga a bola e salta para tentar uma defesa milagrosa, evitando o gol da equipe adversária. Neste momento, o narrador esportivo irá elogiar a ação do goleiro e seu puro reflexo. Agora, pergunto-lhe, para esse exemplo, a defesa do goleiro foi mesmo um reflexo?

Errado! Concorda comigo que, se o goleiro viu a bola, uma informação sensorial saiu de seus olhos com o intuito de processar a informação no córtex visual? Pois bem, se isso realmente ocorrer, será uma ação de base voluntária, com análise superior ou cortical; esse é o nível que nos apoiamos em nossas memórias conscientes ou declarativas para tomarmos decisões diversas.

Lent (2013) indica que as memórias podem ser subdivididas em memórias declarativas e procedimentais. As memórias conscientes (declarativas) também podem ser classificadas como semânticas e episódicas. Por outro lado, as memórias de acesso inconsciente (procedimentais) estão diretamente relacionadas à aprendizagem motora, ficando evidenciadas em movimentos automatizados, já não sendo necessário um alto nível de atenção para a execução das ações corporais.  

Sobre o exemplo antes mencionado, acredito que deva estar indagando-se: mas, se isso não é reflexo, o que será, então? Todas as informações pré-analisadas a nível medular, ou seja, informações que chegam de maneira aferente até a medula corporal e dela voltam como informação efetora? Para esclarecer melhor, imagine outro exemplo: no caso de colocar a sua mão sobre uma superfície muito quente, os termorreceptores em sua pele irão perceber que está muito quente e, assim, enviará a informação para uma estrutura chamada interneurônio, presente na medula, a qual irá analisar a informação e decidir se envia a informação para a base encefálica ou não. Agora, suponha que foi decidido direcionar a informação para a base voluntária do SNC, que, por sua vez, analisará e decidirá se deve retirar a mão dessa superfície quente. Então, uma informação será enviada aos músculos para a contração muscular (FOSS; KETEYIAN, 2010).

Mesmo que sejam rápidas essas análises, possivelmente, a mão já estará queimada. Para que isso não ocorra, a informação não sobe ao nível cortical superior, pois o interneurônio decide enviar um arco reflexo, ou seja, a informação volta da própria “coluna”, e não das memórias armazenadas no cérebro. O narrador acabou com todo o treinamento e esforço de anos para desenvolver sua velocidade de reação frente a situações esportivas adversas.

Os reflexos controlam muitas funções corporais, como movimentos gastrointestinais, movimentos de marcha, controle dos vasos sanguíneos, dentre muitos outros. Contudo, ainda nos falta um nível, o cerebral inferior que, se preferir, pode interpretá-lo como nível subconsciente ou primitivo, localizado na base do encéfalo (GUYTON; HALL, 2011).

No tronco encefálico, o bulbo e a ponte são responsáveis, principalmente, pelo controle da pressão arterial e da respiração. O controle do equilíbrio é função combinada de partes do cerebelo correticular dom a substância bulbo, ponte e mesencéfalo. A salivação, em resposta ao sabor dos alimentos e o lamber dos lábios, que são reflexos da alimentação, é controlada por centros localizados no bulbo, ponte, mesencéfalo, amígdala e hipotálamo. Muitas respostas emocionais, tais como a raiva, a excitação, as atividades sexuais, a reação à dor ou ao prazer, podem ocorrer em animais sem córtex cerebral (LENT, 2013); (KATCH; KATCH; MCARDLE, 2016).

Assim, cada parte do sistema nervoso executa funções específicas. Muitas funções integrativas são bem desenvolvidas na medula espinhal e muitas das funções subconscientes originam-se e são inteiramente executadas nas regiões cerebrais inferiores. No entanto, é o nível cortical superior que abre o mundo para o nosso pensamento.

Existe outra porção neuronal que auxilia no controle e alterações das funções vitais do corpo humano. É só relacionar esta informação às possibilidades de dobrar a frequência cardíaca em menos de cinco segundos. Também pode-se elevar a pressão arterial a níveis alarmantes ou reduzi-la em segundos, a ponto de levar o indivíduo ao desmaio; é assim, também, para a sudorese, esvaziamento da bexiga, etc.

O Sistema Nervoso Autônomo (SNA) é ativado pela medula espinhal, tronco cerebral e hipotálamo e também pode operar por reflexos viscerais (subconsciente), além do córtex, que pode influenciar diretamente em seu controle (GUYTON; HALL, 2011).

Os sinais eferentes são transmitidos pelo Sistema Nervoso Simpático e Sistema Nervoso Parassimpático. Essas duas porções do SNA atuam de maneiras antagônicas no corpo humano, ou seja, nunca deixam de atuar, a diferença é que, em alguns momentos, para algumas situações, existe maior ativação Simpática e, para outros momentos, maior atuação Parassimpática.

Vamos ao exemplo! Quando estava prestes a realizar a apresentação de um seminário acadêmico, o que acontecia com seu corpo, conforme a hora da apresentação aproximava-se? Sentia frio na barriga, a mão começava a suar mais do que o normal, o coração acelerava e, muitas vezes, a perna ficava trêmula, certo? Pois bem, seu organismo estava preparando-se fisiologicamente para o estresse.

Caro(a) aluno(a), isto que ocorreu em seu organismo só foi possível devido à maior ativação do Sistema Nervoso Simpático, que prepara o organismo para o estresse, gerando um instinto de fuga ou de luta.

Mas vamos voltar ao exemplo anterior. Se você estava preparando-se para o estresse, existia, naquele momento, a necessidade de realizar, de modo amplo, a digestão? Isso mesmo! Não! Quando você acaba de fazer uma refeição satisfatória, é possível que fique sonolento. Por qual razão isso ocorre? É devido à reorganização neural, mediada pelo Sistema Nervoso Parassimpático, que estimula atividades relaxantes (repouso).

Neste momento, seu corpo não precisará organizar-se para o estresse, para correr ou fugir, tampouco necessitará de sangue, nutrientes e oxigênio em níveis altos para membros inferiores ou superiores. Agora, precisa realizar a digestão, ou seja, o fluxo de sangue e demanda energética de seu corpo será direcionado para a área visceral (SILVERTHORN, 2017).

Para facilitar o entendimento, apresento, agora, algumas alterações fisiológicas que ocorrem em virtude da atuação do SNA.

Quando o Sistema Nervoso Simpático é mais atuante, ocorrem as seguintes alterações: aumento da frequência cardíaca, taquipneia, vasodilatação musculoesquelética, vasoconstrição visceral, ativação das glândulas sudoríparas, dilatação da pupila (midríase), dentre outros.

Mas o que ocorre quando o Sistema Nervoso Parassimpático é mais atuante? Acontece o oposto, pois a frequência cardíaca diminui, ocorre bradipneia, fechamento da pupila, etc.

Vale ressalvar que o Sistema Nervoso Simpático e o Sistema Nervoso Parassimpático são atuantes sobre os mesmos órgãos corporais, pois ambos atuam sobre os olhos, estimulam ou inibem a salivação, influenciam nos batimentos cardíacos, dificultam ou facilitam o aporte de oxigênio para os pulmões, estimulam ou inibem a atividade gastrointestinal, atuam sobre os órgãos sexuais, etc. (DARIO et al., 2016; FERREIRA et al., 2017 ).

Evidentemente, por tratar-se de um mecanismo neuronal que estimula os órgãos corporais para que estes atuem, é fundamental a liberação de neurotransmissores entre neurônios ou tecidos-alvo. Desse modo, devemos pensar em acetilcolina, o qual é liberado em fibras colinérgicas e, por outro lado, elencar norepinefrina e epinefrina (adrenalina) para as fibras adrenérgicas (GUYTON; HALL, 2011).

Para entendermos melhor, imagine neurônios deixando o SNC e chegando a um gânglio (um emaranhado de células neuronais). Estes são chamados de neurônios pré-ganglionares. Existem, também, aqueles neurônios que deixam os gânglios e conectam-se aos tecidos corporais, como o coração. Estes são denominados neurônios pós-ganglionares (SILVERTHORN, 2017); (CURI, 2017).

Agora, é possível utilizar os exemplos desta seção e compará-los a situações de conhecimentos prévios. A adrenalina, com base em seu conhecimento, excita ou relaxa? Podemos perceber que esta excita, ou seja, é estimulante. Desse modo, se liberarmos norepinefrina e epinefrina, estamos falando de neurônios pós-ganglionares simpáticos, pois precisamos do estresse fisiológico para algum momento específico. Por outro lado, neurônios pré-ganglionares parassimpáticos e simpáticos, bem como os pós-ganglionares parassimpáticos, liberam o neurotransmissor acetilcolina. Por esta razão, são denominadas fibras colinérgicas.

Aluno(a), o conhecimento sobre o Sistema Nervoso é fascinante e muito amplo, pois existem muitos aspectos que ainda podem ser buscados, analisados e reorganizados. Posto isso, sugiro que amplifique seus conhecimentos sobre os aspectos neuronais. Certamente, isto o ajudará muito profissionalmente.

Agora, você estudará sobre a fisiologia do sistema endócrino (regulação endócrina e hormonal). A importância da organização no corpo está implícita no conceito do corpo como um organismo. Para estarem organizadas, as partes do corpo devem ser reguladas para trabalhar em sintonia umas com as outras e harmonicamente. Esta regulação é desempenhada pelo sistema nervoso, que você já leu anteriormente, e pelo sistema endócrino. O sistema nervoso, por meio da remessa de sinais nervosos pelos nervos periféricos, funciona muito rapidamente, ajustando as atividades dos órgãos internos em segundos. Embora rápidos, esses efeitos são de duração relativamente curta. Um exemplo desses efeitos são as mudanças na pressão sanguínea, respiração e temperatura.

Os hormônios do sistema endócrino exercem efeitos lentos, mas de longa duração e muito importantes à vida. Diferentemente do sistema nervoso, os hormônios do sistema endócrino secretados no sangue agem lentamente e seus efeitos levam minutos, horas ou até dias para desenvolverem-se. Entretanto, esses efeitos são de duração mais longa quando comparados àqueles produzidos pelos nervos. Vale lembrar que os hormônios são substâncias químicas secretadas em quantidades pequenas na corrente sanguínea, por meio das células das glândulas endócrinas. Trafegando na circulação, os hormônios ligam-se com receptores apropriados, os quais estão seletivamente presentes nas células dos seus órgãos-alvo, induzindo os efeitos desejados no crescimento, metabolismo ou função daqueles órgãos (PARKER, 2014).

Os sistemas nervoso e endócrino são capazes de regular as atividades um do outro, bem como agir em concerto ou em consonância para obter as alterações desejadas nas funções do corpo. A vantagem especial desse sistema neuroendócrino de comunicação hormonal é que este permite a mediação dos efeitos de ambos, o ambiente e sistemas cerebrais e o endócrino.

Agora, vamos falar sobre as glândulas endócrinas. Estas são agrupamentos de células endócrinas, com funções hormonais secretoras distintas. As principais glândulas endócrinas incluem: a pineal (que produz melatonina), pituitária anterior (produz o hormônio do crescimento – GH – e as trofinas), pituitária posterior (produz o ADH e ocitocina), tireoide (produz a tiroxina e T3), paratireoide (produz o paratormônio), adrenal ou suprarrenal -  (produz os corticosteroides - cortisol), medula adrenal (produz as catecolaminas), ilhotas pancreáticas (produz a insulina e o glucagon), testículos (produz os esteroides masculinos - testosterona e inibina) e ovários (produzem esteroides femininos - estrogênio e progesterona e a inibina).

O GH, produzido pela glândula pituitária anterior, é chamado hormônio do crescimento ou somatotrofina. Esse hormônio é responsável pelo estímulo ao crescimento e reprodução celular. Ele é considerado um hormônio anabólico e auxilia no aumento da estatura na infância e na adolescência, bem como no ganho de massa muscular e na produção de cartilagem das articulações (TORTORA; DERRICKSON, 2016). Já a testosterona, que é produzida pelos testículos, é o principal hormônio sexual masculino, também considerado um esteroide anabolizante. Este é um hormônio extremamente importante ao desenvolvimento dos testículos e da próstata, assim como para definir as características sexuais, como o aumento da massa muscular, desenvolvimento e maturação dos ossos, bem como o crescimento de pelos corporais (KACH; KACH; MCARDLE, 2016).

A insulina, que é produzida pelo pâncreas, possui importante função na metabolização da glicose, utilizando esta para a produção de energia. A insulina controla a entrada da glicose dentro das células musculares, por exemplo (TORTORA; DERRICKSON, 2016). O cortisol, produzido pela glândula adrenal (suprarrenal), é um esteroide envolvido na resposta ao estresse. Este atua, também, quebrando proteínas e gorduras e auxilia na metabolização de glicose no fígado. As catecolaminas, que são produzidas pela medula adrenal, podem ser exemplificadas pela epinefrina, norepinefrina e a dopamina. As duas primeiras também são chamadas de adrenalina e noradrenalina, respectivamente. Estas são liberadas em diversos momentos no dia, principalmente durante o exercício físico. A adrenalina é o hormônio da “luta e da fuga”, pois é liberada para preparar o organismo para o exercício físico (KACH; KACH; MCARDLE, 2013).

Aluno(a), veja, a seguir, algumas destas glândulas e órgãos endócrinos, que serão abordados a seguir.

Outra categoria de células com funções endócrinas é constituída por aquelas encontradas esparsas, individualmente ou em pequenos agregados, dentro de outros órgãos com funções distintamente não endócrinas. Esses órgãos são o rim (que produz a renina, eritropoetina e o calcitriol), fígado (produz somatomedina), timo (produz timosina), hipotálamo (produz hormônios hipotalâmicos), coração (produz peptídeo natriurético), estômago (produz gastrina) e duodeno (produz secretina, CCK e GIP). Os testículos e ovários podem, também, ser considerados nesta categoria, porque produzem gametas masculino e feminino, como abordado no parágrafo anterior. A presença e a localização das células endócrinas dentro de outro órgão são frequentemente ditadas por uma relação funcional/especial entre o órgão e as células endócrinas nele hospedadas. Quer um exemplo? O rim percebe a pressão sanguínea diminuída e secreta renina para compensar esta deficiência. Você deve estar perguntando-se: como ocorre a interação entre o sistema endócrino, glândula e o alvo?

Os hormônios foram inicialmente concebidos como substâncias secretadas por qualquer glândula endócrina para o sangue, a fim de alcançar um órgão-alvo, com a finalidade de regular ou alterar a atividade daquele órgão. Essa forma puramente hormonal de comunicação ainda se aplica a muitas glândulas endócrinas e seus hormônios – por exemplo, as ilhotas pancreáticas (insulina e glucagon). A comunicação hormonal pode, também, ocorrer entre duas glândulas endócrinas. Por exemplo, a pituitária anterior secreta muitos hormônios tróficos, que estimulam outras glândulas endócrinas (glândulas-alvo) para secretar os próprios hormônios (hormônios de glândulas-alvo).

Porém, muitos tipos de comunicação neuroendócrinas medeiam influências do cérebro sobre funções do corpo: controle neurossecretor direto; interação do tipo cérebro-pituitária anterior-glândula; sistema nervoso autônomo; e o controle dos hormônios endócrinos (PARKER, 2014).

Que os músculos corporais são importantes para a sobrevivência, você sabe, mas eu pergunto: quais são suas principais funções? Locomoção e movimento corporal! Tais funções são realizadas pelas fibras musculares, que são células especializadas, as quais contraem-se sob estimulação apropriada. O sistema muscular transforma energia química em mecânica, por meio da quebra enzimática da Adenosina Trifosfato (ATP) e, para que tudo isso seja possível, aproximadamente 640 músculos compõem o corpo humano (PARKER, 2014).

Agora, outro questionamento: quais tipos de músculos existem no corpo dos seres humanos? Existem três tipos de músculos, cuja classificação é baseada no aspecto e localização de seus constituintes celulares: liso, esquelético e cardíaco.

De acordo com Guyton e Hall (2011) e Silverthorn (2017), o músculo estriado esquelético apresenta células alongadas e com muitos núcleos periféricos. Essa célula muscular tem contração forte, rápida e voluntária. A musculatura estriada cardíaca apresenta células que se ramificam, apresentam núcleos centralizados e sua contração é forte, rápida e evidentemente involuntária. Por fim, sobre os músculos lisos, não temos controle voluntário, pois estes apresentam células fusiformes, com um núcleo centralizado e seu poder de contração é lento.

Após esta introdução sobre o sistema muscular, começamos a melhor apresentar as características dtexessas células musculares. Os músculos lisos ajudam a impulsionar o alimento ao longo do esôfago, estômago e intestino; regulam a entrada de ar nos brônquios; controlam o fluxo do sangue pelas artérias; e auxiliam a esvaziar a bexiga urinária.

Existem dois tipos de músculos lisos, o de uma só unidade (unitário) e o multiunitário (Figura 2.9). No músculo liso de uma só unidade, centenas de milhares de fibras musculares contraem-se juntas, em que as células (fibras) são aderentes entre si, ou seja, contraem como um grande bloco, em que, pela estimulação de uma célula, todas as outras ao seu entorno receberão a informação (GUYTON; HALL, 2011); (CURI, 2017).

Por outro lado, no músculo liso multiunitário, as fibras são independentes de músculo liso e cada célula é revestida por uma membrana isolante, ou seja, os estímulos são individualizados, não sendo propagados para células adjacentes, gerando uma contração independente, por exemplo, músculo ciliar e íris dos olhos (GUYTON; HALL, 2011).

O músculo estriado cardíaco necessita de rápida propagação dos estímulos elétricos e, por esse motivo, existe baixa permeabilidade dos íons de potássio, canais rápidos de sódio e canais lentos de cálcio. Na estrutura cardíaca, ainda existe uma espécie de atalho para acelerar a informação elétrica para todas as células musculares, denominados discos intercalares, que possuem junções comunicantes, com difusão livre de íons que favorecem o potencial de ação. Esse evento auxilia no processo de formação dos sincícios no miocárdio, em que muitas células contraem-se ao mesmo tempo.

Os músculos estriados esqueléticos estão presentes na maior parte do corpo humano, distribuídos em músculos longos, planos, orbiculares, em leque e nos esfíncteres.

Agora, passamos a imaginar a organização de uma fibra muscular. Inicialmente, a estrutura de um músculo estriado esquelético é composta por diversas unidades motoras (Figura 2.11) e cada unidade motora contém dezenas ou centenas de fibras musculares.  É no interior dessas fibras musculares que o processo contrátil irá ocorrer.

Veja, na ilustração a seguir, a junção neuromuscular em tamanho maior.

Para facilitar seu entendimento, observe a Figura 2.13, sobre a organização da fibra muscular e o processo de utilização do ATP pela contração muscular.

As fibras musculares contêm, no seu interior, as miofibrilas e, ainda mais profundamente, encontraremos os miofilamentos de actina e miosina. Estes, com estimulação apropriada, gerarão o mecanismo da contração.

A organização da fibra muscular ainda contém sarcolema (membrana que envolve a fibra); túbulos transversos ou túbulo t; retículo sarcoplasmático (contém íons de cálcio em seu interior); epimísio; e perimísio (tecidos conectivos) (GUYTON; HALL, 2011); (PARKER, 2014). O intervalo entre duas linhas Z forma um sarcômero (Figura 2.14), uma unidade básica da contração. Essas linhas Z, quando afastadas, indicam que a musculatura está relaxada ou alongada. Por outro lado, quando essas linhas aproximam-se, a musculatura estará contraída (CURI, 2017).

Veja, a seguir, uma ilustração microscópica (histológica) do sarcômero.

Conectadas às linhas Z estão os miofilamentos finos de actina (semelhante a um colar de pérolas). Cada miofibrila contém, aproximadamente, 3.000 actinas e 1.500 miosinas (filamentos grossos que se assemelham a um taco de golfe) (GUYTON; HALL, 2011).

Nas actinas, estão presentes a tropomiosina (que inibe a contração muscular) e o complexo de troponina (que contém três sítios de fixação: troponina i (afinidade à actina); troponina t (afinidade à tropomiosina); e troponina c (afinidade ao cálcio)) (PARKER, 2014).

3.1 Contração muscular

Os músculos podem se contrair e alongar. Desse modo, a movimentação corporal é possível. Todas as células musculares podem promover contração, mas isso ocorre de modo diferente nos tipos de músculos corporais. Por exemplo, a musculatura lisa, que apresenta capacidade de contração tônica prolongada, com duração de horas ou dias, não possui troponina, como nos músculos esqueléticos, e sim calmodulina. Será a calmodulina que se ligará ao cálcio, promovendo a fosforilação da cabeça da miosina e, consequentemente, a contração muscular (GUYTON; HALL, 2011).

O músculo esquelético cardíaco apresenta estimulação específica, gerada pelo nodo sinoatrial, uma espécie de bateria. Isso faz o coração funcionar sem comando do Sistema Nervoso Central (SNC), mesmo sofrendo influências via sistema nervoso autônomo (PARKER, 2014).

Acredito que o que gostaria de saber de verdade é como os músculos voluntários contraem-se? Como podemos gerar movimento para superar as cargas impostas nos programas de musculação ou mesmo de treinamentos esportivos diversos?

A contração muscular ocorre pela junção de inúmeros sistemas fisiológicos. Inicialmente, necessitamos de comandos neuronais advindos do SNC. Tal informação eferente percorre as vias neuronais, levando os códigos para a realização da contração muscular, por meio de potenciais de ação, até chegarem às terminações dos axônios motores nas fibras musculares. Esse local pode ser chamado de junção neuromuscular ou placa mioneural (GUYTON; HALL, 2011; PARKER, 2014; SILVERTHORN, 2017; CURI, 2017).

Agora, volte aos conhecimentos de sinapses. Se existe uma separação entre neurônio e músculo (espaço ou fenda sináptica), como uma eletricidade contendo informações consegue atravessar esta lacuna existente nas junções neuromusculares? Tal fato é possível por meio de uma sinapse que, mediada por neurotransmissores excitatórios, transmitirá a informação para a fibra muscular.

Conseguiu acompanhar até aqui? Acredito que sim. Evidentemente, após a informação passar para a fibra, o potencial de ação percorrerá a estrutura muscular. No entanto, de acordo com a velocidade de condução elétrica, o estímulo passaria pela fibra muscular tão rápido e de modo superficial que não seria possível levar a informação para o interior da fibra, mais especificamente para os miofilamentos de actina e miosina. Isso geraria, por exemplo, um espasmo muscular (FOSS; KETEYIAN, 2010). Posto isso, pergunto, a você: como a informação elétrica adentraria à fibra muscular?

Começamos com algumas analogias. Imagine que você esteja lavando o banheiro de sua casa. Ao jogar um balde de água sobre o chão, por onde a água escoa, caso não haja uma saída na superfície plana? Comumente, nos ambientes residenciais, há a existência de um ralo, que dá vazão à água acumulada. Agora, voltemos ao mecanismo da contração muscular. Considere que a água mencionada no exemplo anterior será o potencial de ação que percorrerá a fibra muscular e adentrará o interior do músculo estriado esquelético, mais especificamente chegando a miofibrilas por meio de um “ralo” chamado de Túbulos T.

Junto à miofibrila, internamente à fibra muscular, existe uma rede que envolve e abraça a miofibrilas, denominada retículo sarcoplasmático, que contém íons de cálcio (GUYTON; HALL, 2011). Agora, é só ligar os pontos. Se uma eletricidade percorre a fibra muscular, despolariza os túbulos T, que estão conectados à miofibrila e ao retículo sarcoplasmático, desse modo, se induzir um impulso nervoso (eletricidade) nos túbulos T, também induzirá o estímulo elétrico na miofibrila e no retículo sarcoplasmático. Posto isso, como o retículo sarcoplasmático armazena íons de cálcio em seu interior, após ser despolarizado, irá, consequentemente, liberar esses íons para a região dos miofilamentos de actina e miosina.

Agora, guarde essas informações que já retornaremos a elas.

Se pensarmos na organização da fibra muscular, os miofilamentos finos e grossos, actina e miosina, respectivamente, são responsáveis pelo encurtamento dos sarcômeros (contração). A actina apresenta tropomiosina (que inibe a contração muscular) e o complexo de troponina contém três sítios de fixação: troponina i (afinidade à actina); troponina t (afinidade à tropomiosina); e troponina c (afinidade ao cálcio) (GUYTON; HALL, 2011).

Retome a informação de três parágrafos anteriores. Após a despolarização do retículo sarcoplasmático e o cálcio ser bombeado para o interior dos miofilamentos, pense nas primeiras letras. Qual sítio da troponina você acredita que se liga ao cálcio? Isso mesmo, troponina C. Assim que o cálcio conecta-se à troponina C, uma mudança conformacional ocorre no complexo, movimentando a troponina T e, por consequência, a troponina i. Toda esta movimentação deixará à mostra os sítios de fixação para a cabeça da miosina conectar-se e, com gasto de energia (ATP), os miofilamentos de miosina puxam os de actina, gerando o encurtamento do sarcômero, ou seja, contração muscular. Quando o cálcio desprende-se da troponina C e retorna ao retículo sarcoplasmático, ocorre o relaxamento da musculatura.

Achou confuso? Deixo a você, a seguir, um resumo do passo a passo da contração muscular.

a) Potencial de ação percorre um axônio motor até suas terminações na fibra muscular.

b) Libera neurotransmissor (acetilcolina).

c) Abertura de canais proteicos – influxo de sódio.

d) Induz um potencial de ação na fibra muscular.

e) Despolariza a membrana – retículo sarcoplasmático libera íons de cálcio dentro das miofibrilas.

f) O cálcio gera forças atrativas entre actina e miosina = contração muscular (deslizamento).

g) O cálcio é bombeado para o retículo sarcoplasmático.

h) Fim da contração muscular.

Veja, na Figura 2.16, um esquema geral sobre a contração muscular, tanto na contração quanto no relaxamento muscular.

Caro(a) aluno(a), como vimos, a fisiologia neuromuscular é complexa e dinâmica, necessitando do ATP para a realização da contração muscular. É notório que é preciso entender o processo de contração muscular para que se possa compreender, também, o movimento humano.