quarta-feira, 8 de maio de 2013

interrelação entre rotas metabólicas

Interrelação entre as rotas metabólicas


Durante o exercício as vias metabólicas de obtenção de energia interagem de forma dinâmica visando a homeostase energética do corpo. Dentro desse processo todas as rotas são acionadas, todavia não na mesma intensidade, isso irá variar de acordo com a duração do exercício e sua intensidade.

As rotas metabólicas são:

  • ATP-CP, via veloz de obtenção de ATP, importante para provas de curta duração e alta intensidade;
  • Ciclo da glicólise, via de velocidade intermediária e média duração, excelente para provas de velocidade resistiva;
  • Beta-oxidação de ácidos graxos, via lenta, importante para exercícios de longa duração e baixa intensidade.


Nos primeiros 20 segundos de exercício a energia obtida pelo sistema ATP-CP é a principal fonte de ATP, quanto menor for a intensidade do exercício menor será a exigência dessa via energética e maior será a utilização do metabolismo de ácidos graxos desde o início do exercício.
Passados os primeiros 20 segundos a rota da glicólise será o principal mecanismo para produção de ATP, enquanto isso o sistema ATP-CP vai caindo de produtividade, dando início a etapa aneróbica lática de produção de energia.
A partir dos 3 minutos é a beta-oxidação de ácidos graxos o principal mecanismo de produção de ATP e obtenção de energia no exercício, em consequência a produção de ATP pela via glicolítica diminui, dando início a fase aeróbica do exercício.
Essas interrelações são ilustradas no esquema abaixo:


Controle Motor

Controle Motor



O Controle do Movimento


Classificação do Movimento Humano

Para facilitar a compreensão deste tema, dividimos os movimentos em três classes distintas, a que correspondem mecanismos de controle específicos: Os movimentos reflexos, os movimentos voluntários e os movimentos balísticos. Os movimentos balísticos, apesar de se incluirem na classe dos movimentos voluntários, merecem um tratamento diferenciado, pelas suas características próprias, como vamos ver.

Controle dos movimentos reflexos

Designam-se movimentos reflexos aqueles que são desencadeados por uma ordem motora da medula, sem recorrer ao encéfalo. Apesar de a generalidade das pessoas desconhecer que a Medula tem esta capacidade, a verdade é que os reflexos são desencadeados sem haver nenhuma interferência do cérebro. O exemplo clássico deste tipo de movimentos é a reação à queimadura, em que retiramos de imediato o segmento afetado, sem que seja necessário “pensar no assunto”.
Tipos de reflexo:
Reflexo Miotático
- predomina nos músculos extensores, embora também exista nos músculos flexores (a excepção dos músculos abaixadores da mandíbulas). - regula essencialmente o comprimento do músculo, em função da tração a que é submetido, ou seja, é essencial na regulação da postura (aspecto tônico . - permite o ajustamento do corpo necessário à execução de movimentos voluntários (aspecto físico).
Princípio da inervação recíproca de Sherinton:
A contração de um músculo acompanha-se da facilitação dos seus agonistas e inibição dos seus antagonistas.
Reflexo miotático inverso
Corresponde a um período de tempo eletricamente silencioso de abolição do tônus e inibição da contração de um músculo após a sua estimulação. Origina-se nos receptores de Golgi e desencadeia-se por estiramento passivo intenso ou mais frequentemente nas condições fisiológicas por contração ligeira do músculo. É um reflexo bi-sináptico.
O reflexo miotático não age sempre no mesmo sentido, pode ser de flexão ou extensão; não tem grande nível de divergência e convergência.
Reflexos de flexão
- Age sempre no mesmo sentido, - Contrai os flexores e inibe os extensores;
- Caracteriza-se por grande nível de divergência e convergência: pode ser desencadeado por múltiplos receptores num vasto espaço corporal e a resposta inclui um grande nº de músculos; - Latência diminuída quando a intensidade do estímulo aumenta;
- As suas vias são polissinápticas;
- Aferências variáveis: fibras cutâneas ou mucosas, fibras de origem articular, fibras de origem muscular extrafusonal dos grupos I, II, e IV - Segundo a natureza dos receptores pode ser um reflexo nociceptivo ou não nociceptivo.

Controle dos movimentos voluntários

Os impulsos nervosos que provocam os movimentos voluntários têm origem no córtex cerebral (na zona conhecida por córtex motor) e são conduzidos para a medula. No entanto, antes de deixarem o encéfalo, ramos colaterais enviam uma cópia da ordem motora (cópia de eferência) aos núcleos da ponte e daí ao cerebelo, que compara essa informação com a informação proprioceptiva que recebe; isto é: informação relativa ao estado do aparelho locomotor, posição, pressão, dor, etc. Seguidamente (se necessário), origina um estímulo corretivo que atinge o córtex  alterando a ordem motora de acordo com as necessidades do aparelho locomotor. Para além deste controle, o córtex motor também pode introduzir correções, de acordo com outros estímulos, como o visual.
controle motor

Movimentos Balísticos

São os movimentos rápidos em que não há tempo para introduzir correções durante a execução. Estes movimento são pré-programados e a ordem motora é executada (independentemente das consequências…) até ao final do movimento. Tal como nos outros movimentos voluntários, a cópia de eferência (cópia da ordem motora, enviada ao cerebelo) também existe e todo o mecanismo descrito anteriormente se mantém; no entanto, não há; tempo para realizar nenhuma correção  Por vezes, apercebemo-nos desta realidade, quando executamos um movimento balístico (como atirar uma pedra!…) e sentimos, logo ao executar o movimento, que alguma coisa não correu bem… mas já é tarde para evitar que o vidro se parta!
Em casos mais sérios, podemos sentir uma dor sem sermos capazes de travar o movimento a tempo de evitar uma lesão grave. Por isso é que o treino com recurso a este tipo de movimentos é mais arriscado.

Engrama


Definição: Traço permanente deixado por um estímulo no tecido nervoso; circuito nervoso globalmente facilitado, resultante de aprendizado, experiência ou treinamento, no qual as sinapses interneurais se tornam mais amplas, mais secretantes de neurotransmissores e mais ricas em receptores pós-sinápticos e, portanto, capazes de transmitir mais rapidamente e intensamente seus potenciais de ação, tal como se admite que ocorra para o estabelecimento da memória consolidada.

Tem como sinônimo “traço de memória”.



Introdução: Para entendermos o engrama cerebral, é preciso identificar o que é memória. Se considerarmos memória como capacidade de reter, recuperar armazenar e evocar informações disponíveis (retenção de informações aprendidas), o engrama cerebral – ou traço de memória – seria o traço permanente deixado por um estímulo no protoplasma tecidual; a representação física ou a localização de uma memória.

Uma habilidade aprendida e executada várias vezes deixa uma marcação no córtex motor. Sua capacidade de “memorizar” seqüências de movimentos freqüentemente executadas é conhecida como engrama. Os engramas utilizados para movimentos extremamente rápidos são chamados de engramas motores. Quando temos uma situação parecida com a que está “memorizada” no cérebro, estes engramas lançam mão dos mecanismos de ajuste para adequar o movimento aprendido anteriormente ao movimento necessário no momento.







Anatomofisiologia da memória:



1°) aprendizagem: registro ou recepção; corresponde à análise da informação através de uma modalidade sensorial particular (visual, auditiva, somestésica, olfativa). Esta etapa depende da percepção e da atenção;



2°) memória imediata ou de curto prazo: em dois minutos a mensagem sensorial pode ser reproduzida. Não traduz realmente um fenômeno de memória, mas uma propriedade particular das áreas corticais especializadas que guardam transitoriamente o traço do evento sensorial recente;


3°) conservação: estocagem ou consolidação; consiste na conservação da informação de uma forma mais permanente, sendo responsável pela memória de médios e longos prazos. Esta fase é reforçada pela repetição ou pela associação com outros dados já estocados na memória. A informação é tratada e codificada, sendo consolidado o traço mnésico (engrama). A fragilidade das recordações recentes é sempre maior que a das recordações antigas, sugerindo uma localização diferente ou uma certa estratificação da estocagem em função do tempo. Parece haver uma certa independência entre a estocagem de curto e a de longo prazo.

4°) evocação ou recordação: consiste na recuperação da informação estocada.
Ainda não está esclarecido o mecanismo da memória, ou seja, a formação do engrama (representação física de uma memória). A aquisição mnésica em duas etapas sucessivas (registro e consolidação) sugere a existência de dois mecanismos fisiológicos. Investigações recentes sugerem que a fase de memorização (registro) depende de um processo de caráter eletrofisiológico, enquanto a fase de consolidação dependeria de um processo bioquímico. Na primeira fase da memória, o processo seria devido á atividade elétrica em circuitos reverberatórios, possibilitando uma persistência da atividade neuronal após a informação. Essa reverberação da excitação constitui-se num engrama dinâmico. Este engrama dinâmico não pode explicar a memória de longo prazo, pois esta persiste mesmo após a supressão transitória da atividade neuronal normal do cérebro, como ocorre no estado de coma e nas crises convulsivas. Neste caso, a codificação da memória dependeria de uma mudança estrutural do neurônio, constituindo-se num verdadeiro engrama. Parece que este engrama depende de alguma mudança funcional ou mesmo morfológica ao nível da sinapse. A ativação (exercício de aprendizagem) determinaria a formação de novas sinapses e a hipertrofia das já existentes.

Assim, o traço (engrama) que deixa as experiências sucessivas é inscrito na rede sináptica do córtex cerebral. As possibilidades de uma informação ser gravada estão ligadas à vivência afetivas associadas a esta informação. Desta forma explica-se o papel do circuito hipocampo - corpo mamilar – tálamo – giro do cíngulo (sistema límbico) no funcionamento da memória.

A memorização (formação de engramas) ocorreria principalmente no sistema hipocampo – corpo mamilar e posteriormente os engramas seriam transferidos para o neocórtex. 
Portanto, a memória não pode ser atribuída a uma região encefálica determinada, mas dependente de múltiplos circuitos neuronais inatos e adquiridos, localizados no circuito de Papez – verdadeiro sistema ativador da memória – e em outras estruturas corticais e subcorticais.



Localização da memória:



Um tema acerca do qual se sabe muito pouco é o da localização das memórias. São elas localizadas numa região específica ou distribuídas pelo encéfalo? O Psicólogo Donald Hebb propôs um armazenamento distribuído para a memória. Há evidências de que não exista uma região única para a memória e que muitas partes do encéfalo participem da representação de um único evento. Isto não significa que todas as regiões sejam igualmente envolvidas no armazenamento da informação: diferentes áreas armazenam diferentes aspectos das memórias. 

Estudos de lesões, em humanos e em animais de laboratório, bem como as novas técnicas de imageamento funcional têm estabelecido, por exemplo, que as regiões do córtex cerebral que estão envolvidas na percepção e no processamento da cor, da forma e do tamanho dos objetos estão próximas – se não forem idênticas – às regiões importantes para a memória de objetos. Acredita-se que o engrama de uma memória declarativa esteja distribuído entre diferentes regiões encefálicas e que estas regiões são aquelas especializadas para determinados tipos de percepção e processamento da informação. Essa distribuição das memórias em diferentes regiões encefálicas também depende do tipo de memória e do tempo decorrido após a aquisição da informação.



A maneira pela qual a memória é processa no cérebro demandou estudos como: (I) os estudos em cachorros de Ivan Pavlov, fisiologista russo cuja conclusão foi de que o aprendizado através de condicionamento clássico ocorre no córtex cerebral; (II) a pesquisa acerca do engrama, de Karl Lashley, cuja teoria destacou que os traços da memória se formam no cérebro quando o aprendizado acontece. Seus estudos trouxeram duas importantes teorias: a) os princípios de ação em massa, provando que a quantidade removida de córtex cerebral era importante para as habilidades de aprendizagem de ratos, e b) a equipotencialidade, provando que todas as áreas do córtex são igualmente importantes para o aprendizado, e que nenhuma área seria mais importante que outra. Lashley nunca foi capaz de provar a existência do engrama e concluiu que uma palavra final não era possível.

Pesquisas ainda procuram o engrama e dão substância à teoria de Lashley.
O estudo de Hebb, a teoria de comunidades celulares (cell assemblies), de 1949, apresenta a mais satisfatória visão teórica da natureza geral do engrama, sustentando a visão de que ocorrem mudanças, durante o desenvolvimento do aprendizado, entre interconexões neurais em amplas áreas do cérebro.

Os estudos de William James provam a existência de pelo menos dois tipos de memória: a memória primária ou, consciente, e a memória secundária ou memória permanente, inconsciente, mas que pode ser trazida à consciência se desejado. Não se sabe se estes dois aspectos diferentes processos ou o mesmo processo sobre diferentes aspectos de tempo.



Conseqüências de alguns danos nos engramas causados por lesões cerebrais



Lesão na área pré-frontal:

• Dificuldade de escolha de opções e estratégias comportamentais mais adequadas à situação física e social do indivíduo, assim como a capacidade de alterá-las quando tais situações se modificam;

• Dificuldade de manutenção da atenção. Lesões na área pré-frontal causam distração; ou seja, o indivíduo tem dificuldade de se concentrar e fixar voluntariamente a atenção, já que a capacidade de seguir seqüências ordenadas de pensamentos depende fundamentalmente da área pré-frontal;

• Dificuldade de controle do comportamento emocional.


Lesão na área têmporo-parietal:

• Dificuldade na percepção espacial, não permitindo ao indivíduo determinar as relações entre os objetos no espaço extra-pessoal. Também não permite que se tenha uma imagem das partes componentes do próprio corpo, razão pela qual já foi também denominada área do “esquema ou engrama corporal”;

• Desorientação espacial generalizada, que faz com que o indivíduo não mais consiga deslocar-se de casa para o trabalho e, nos casos mais graves, nem mesmo dirigir-se de uma cadeira para a cama.

Histofisiologia Neuromuscular

Histofisiologia neuromuscular




 Conhecendo o tecido muscular esquelético
O tecido muscular estriado esquelético constitui a maior parte da musculatura do corpo dos vertebrados, formando o que se chama popularmente de carne. Essa musculatura recobre totalmente o esqueleto e está presa aos ossos, daí ser chamada de esquelética. Esse tipo de tecido apresentacontração voluntária (que depende da vontade do indivíduo).
Um músculo esquelético é um pacote de longas fibras. Cada uma delas é uma célula dotada de muitos núcleos, chamado miócitos multinucleados. Um fibra muscular pode medir vários centímetros de comprimento, por 50 mm de espessura.


A célula muscular estriada apresenta, no seu citoplasma, pacotes de finíssimas fibras contráteis, asmiofibrilas, dispostas longitudinalmente. Cada miofibrila corresponde a um conjunto de dois tipos principais de proteínas: as miosina, espessas, e as actinas, finas. Esses proteínas estão organizados de tal modo que originam bandas transversais, claras e escuras, características das células musculares estriadas, tanto as esqueléticas como as cardíacas.


Os filamentos de miosina formam bandas escuras, chamadas anisotrópicas (banda A), e os de actina, bandas claras, chamadas isotrópicas (banda I).
No centro de cada banda I aparece uma linha mais escura, chamada linha Z. O intervalo entre duas linhas Z consecutivas constitui um miômetro ou sarcômero e correspondem à unidade contrátil da célula muscular.
No centro de cada banda A existe uma faixa mais clara, chamada banda H, bem visível nas células musculares relaxadas e que vai desaparecendo à medida que a contração muscular ocorre.

Na contração muscular, os miofilamentos não diminuem de tamanho, mas os sarcômeros ficam mais curtos e toda a célula muscular se contrai.
O encurtamento dos sarcômeros ocorre em função do deslizamento dos miofilamentos finos sobre os grosso, havendo maior sobreposição entre eles: a banda I diminui de tamanho, pois os filamentos de actina deslizam sobre os de miosina, penetram na banda A e reduzem a largura da banda H.
A membrana plasmática da célula muscular estriada esquelética costuma ser chamada sarcolema (do grego, sarcos, carne).


Entendendo os aspectos bioquímicos e fisiológicos da contração

Desde o Sistema Nervoso Central é conduzido um impulso nervoso pelos nervos e então nas sinapses com as fibras musculares do musculo que se deseja contrair. Já na fenda pré sináptica podemos dividir as seguintes situações:
1º- Liberação de acetilcolina pela fenda pré-sináptica para a fenda sináptica por despolarização. A fenda pós sináptica tem receptores nicotínicos que intragem com o neurotransmissor fazendo com que o sarcolema (membrana plasmática do músculo) fique permeável ao sódio que entra dspolarizando toda a extensão dos túbulos T. Essa mudança de conformação polar incita os retículos sarcoplasmático à abrirem seus canais para passagem de cálcio para o citosol, este passa a favor do gradiente de concentração pois a concentração no citosol é extremamente menor ao do retículo sarcoplasmático (as tríades possibilitam que esse cálcio entre homogeneamente por toda a fibra muscular).
Para transformar energia em movimento a natureza estruturou o tecido muscular que se conforma em células multinucleadas que formam uma fibra muscular. Essa célula possue diversas ivaginações de sua membrana plamática (sarcolema) que são acompanhadas por retículo sarcoplasmático - têm a função de armazenar Cálcio que é essencial para a contração - a contração não passa de um encurtamento das miofibrilas, e essas são organizadas por diversos sarcômeros seguidos e aderidos pela linha Z. Os sarcômeros, por sua vez, possuem diversos tipos de proteínas, podendo serem subdividas em filamentos grossos e filamentos finos.
- A actina é o principal filamento fino. Sua forma globular (os monômeros de actina também chamados de actina G) dendro da célula se polimerizam formando uma fita helicoidal, tomando a sua forma chamada de actina F, que se adere à linha Z. Duas actinas F se enrrolam em dupla hélice, onde em seus sulcos encontram-se a tropomiosina, que é formada por duas cadeias enrroladas em alfa-hélice que encondem os sitio da actina. Homogeneamente encontram-se ligados aos filamentos de tropomiosinas as troponinas. Estas possuem três subunidades que desempenham funções distintas; a subunidade TnT se liga à tropomiosina, a TnI se liga à actina e a TnC possui um sítio de ligação para o cálcio.
- Como filamento grosso temos a Miosina, que é uma proteína cujas cadeias polipeptídicas organizam-se em uma porção fibrosa (uma parte linear denominada cauda e duas porções globulares denominadas cabeça). Sua cauda é linear e comprida formado por uma dupla hélice, sendo que em uma das extremidades essas hélices dobram-se em duas articulações, sendo que após a segunda estão dispostas duas cabeças que têm função ATPásica. Os pontos de articulação permitem as mudanças de orientação da molecula de miosina em relação ao filamento fino, durante o ciclo de contração muscular.

Sabendo a estrutura do músculo estriado esquelético poderemos entender sua bioquímica e assim compriender a fantática forma que a célula encontrou para fornecer à toda máquina (o corpo) a capacidade de movimentar-se em segundos, podendo assim exercer uma atividade.

Mecanismo da Contração muscular:
Entendemos aqui o porque tanto se fala que o cálcio é essencial na contração muscular. Este mineral está armazenado dendro das células dentro dos retículos sarcoplasmáticos que se distribuem homogeneamente por toda a célula graças aos Túbulos T, podendo assim manifestar o processo de contração por todo o miofilamento; caso contrário haveria contração apenas numa parte do miofilamento próxima ao retículo sarcoplasmático. Graças à despolarização por toda o sarcolema (explicado acima), as cisternas de retículo sarcoplasmático têm sua membrana permeável ao cálcio e a favor do gradiente, elas liberam Cálcio para o sarcoplasma. Esse aumento de concentração de cálcio no sarcoplasma é o responsável pela contração, pois a subunidade TnC da troponina liga-se ao cálcio escondendo a tropomiosina mais adentro do sulco da actina, expondo os sítios de ligação desta. A miosina que possue em sua cabeça uma ATPase já se encontra ligada à um ATP e com essa conformação ela fica bem afínica pela actina, e ao se ligarem (formando uma ponte cruzada), a hidrólise de ATP é realizado liberando ADP e Pi, e então as artiçulações mudam de conformação "puxando" a actina F. Quando ela estabelece sua máxima contração a miosina torna-se novamente afínica ao ATP, e quando ligar-se à um a miosina perde sua afinidade pela actina e se separa dela, voltando à sua conformação normal. Se houver sítio de ligação da actina disponível, repetirá o processo.









Tipos de contrações musculares

Todas as contrações musculares podem ser classificadas como isométricas ou isotônicas. As isométricas ocorrem quando a tensão desenvolvida é dentro do músculo, mas os ângulos articulares permanecem constantes. Elas podem ser imaginadas como estáticas, já que pode ser desenvolvida uma quantidade significativa de tensão no músculo para manter o ângulo articular numa posição relativamente estática ou estável.
As contrações isotônicas envolvem desenvolvimento de tensão por parte do músculo para originar ou controlar o movimento articular e podem ser imaginadas como contrações dinâmicas, já que a variação no grau de tensão dos músculos faz com que os ângulos articulares mudem. O tipo isotônico de contração muscular é ainda subdividido em concêntrico e excêntrico, dependendo se ocorrerá encurtamento ou alongamento.

Conceituando os tipos de contrações:

Contração Concêntrica: o músculo se encurta e traciona outra estrutura, como um tendão, reduzindo o ângulo de uma articulação.

Contração Excêntrica: quando aumenta o comprimento total do músculo durante a contração.

Contração Isométrica: servem para estabilizar as articulações enquanto outras são movidas.
Gera tensão muscular sem realizar movimentos. É responsável pela postura e sustentação de objetos em posição fixa.