Videoaula: Unidade motora

Desde que acordamos e fazemos o nosso alongamento matinal até nos acomodarmos na cama antes de irmos dormir, a principal coisa que nos arrasta ao longo do dia são os nossos músculos. Nós realizamos movimentos amplos e difíceis como correr para o ônibus ou malhar na academia, e movimentos mais finos e delicados como enviar mensagens para o seu namorado chamando para um café. Os nossos músculos, grandes e pequenos, são os responsáveis por isso. Na nossa videoaula de hoje, sobre a unidade motora, nós vamos ver como os nervos e os músculos trabalham em conjunto para realizar esses movimentos.

Antes de começarmos, eu gostaria de dar uma rápida visão geral do que vamos falar nesta videoaula. A unidade motora é constituída por um neurônio motor e por todas as fibras musculares esqueléticas que ele inerva. Por isso, hoje eu vou explorar esta ilustração que você pode ver aqui, começando por falar do neurônio motor e da sua composição, e passando depois para o músculo esquelético e suas fibras. E como nós amamos histologia, eu vou mostrar para você como são algumas dessas estruturas vistas ao microscópio. Para que os nossos músculos esqueléticos realizem as suas funções eles precisam de nervos que lhes digam o que fazer e quando o fazer.

Vamos então começar com o neurônio motor e as estruturas associadas a ele. A primeira estrutura que nós vamos ver é a medula espinal, que contém o corpo celular do nosso neurônio motor. Mais especificamente, o corpo celular do neurônio motor encontra-se no corno anterior ou ventral da medula espinal.

Em seguida, nós vamos falar sobre as raízes nervosas, começando pela raiz anterior ou ventral do nervo espinal. A raiz ventral contém fibras eferentes, que transportam impulsos elétricos para longe do sistema nervoso central em direção às suas estruturas alvo, como o músculo esquelético. Nós estamos particularmente interessados nesta estrutura porque os neurônios motores que controlam os músculos esqueléticos estão localizados nas raízes ventrais. Nós também temos uma raiz posterior ou dorsal do nervo espinal. A raiz dorsal contém fibras aferentes que levam a informação sensitiva do tronco e dos membros para o sistema nervoso central.

Os corpos celulares destas fibras nervosas não estão localizados na substância cinzenta central da medula espinal, mas sim numa estrutura denominada gânglio espinal ou gânglio da raiz dorsal. As raízes ventral e dorsal unem-se para formar os nervos espinais, que nós podemos ver aqui destacados em verde. O nervo espinal contém uma mistura de fibras, motoras, sensitivas e autonômicas. Cada nervo espinal pode ser dividido em fascículos nervosos, que são feixes de fibras nervosas envoltos por uma bainha de tecido conjuntivo conhecida como o perineuro.

Ok, é hora de falar sobre o personagem do momento - o neurônio motor. Cada neurônio motor pode ser dividido em um corpo celular e um axônio. Na nossa ilustração nós podemos ver o corpo celular, que como eu mencionei anteriormente, está localizado no corno anterior da medula espinal. O axônio do neurônio motor forma uma das muitas fibras nervosas que nós vemos em cada fascículo nervoso. O axônio transmite impulsos elétricos do corpo celular em direção às fibras nervosas que ele inerva. Em torno do axônio do neurônio motor nós podemos ver a bainha de mielina que é formada pelas células de Schwann. Uma das principais funções da mielina é isolar o axônio, assegurando que os impulsos nervosos são transmitidos de forma rápida e eficiente para as estruturas alvo.

Cada neurônio motor está dividido em vários ramos terminais que formam sinapses com as fibras musculares nas junções neuromusculares, também conhecidas como junções mioneurais. Aqui, o impulso elétrico é transmitido do neurônio motor para a fibra muscular, que é uma célula muscular, para gerar contrações musculares. Os músculos maiores, como o bíceps braquial, geralmente têm mais fibras musculares por unidade motora, enquanto os músculos menores, como os músculos extraoculares, geralmente têm menos fibras musculares por unidade motora. Músculos com um maior quantidade de neurônios motores por fibras musculares, ou mais unidades motoras, conseguem realizar movimentos motores mais finos e precisos.

Ok, vamos continuar e falar sobre o músculo esquelético e as suas fibras. O músculo esquelético também é conhecido como músculo voluntário, porque ele está sujeito ao controle voluntário pelo sistema nervoso somático. Então, todos os movimentos que você pensa em realizar são desempenhados por músculos esqueléticos. A maioria dos músculos esqueléticos estão fixados aos ossos, como nós podemos ver aqui na nossa ilustração. Como você já sabe, os ossos do esqueleto estão ligados uns aos outros através de articulações, e se um músculo cruza uma articulação, ele desempenha movimentos nessa articulação. Os músculos estão ligados a ossos através de tendões, que são compostos predominantemente por colágeno. Os tendões são extremamente fortes, o que permite que eles suportem as tensões geradas pela contração muscular. Você pode aprender mais sobre a unidade motora na nossa unidade de estudos sobre esse tema.

Agora nós vamos ver como o músculo esquelético está empacotado dentro do corpo. Começando do exterior e indo para dentro, a primeira camada de tecido conjuntivo que nós podemos ver é a fáscia profunda do músculo esquelético. Essa é uma camada de tecido conjuntivo denso que envolve músculos individuais ou grupos de músculos para separá-los em compartimentos fasciais. Por exemplo, se nós olharmos para esta secção transversal nós podemos ver que a coxa está dividida nos compartimentos fasciais anterior, posterior, e medial por estas camadas de fáscia profunda.

A próxima camada que nós vemos é o epimísio que envolve todo o ventre muscular e é composto por tecido conjuntivo denso irregular. Vamos ampliar e ver como fica isso no microscópio. Aqui nós podemos ver as fibras musculares rosadas com os seus núcleos roxos, e em torno delas está este tecido conjuntivo irregular destacado em verde, que é o epimísio. Profundamente ao epimísio, nós temos o perimísio, também conhecido como tecido conjuntivo interfascicular, que divide o ventre muscular em fascículos. Se nós olharmos para a nossa lâmina histológica, podemos ver como o perimísio é contínuo com o epimísio, sendo essencialmente sua extensão.

A última camada de tecido conjuntivo que nós vamos mencionar é o endomísio, que divide os fascículos musculares em fibras musculares individuais. Novamente, nós podemos ver isto muito bem ao microscópio. Aqui nós temos uma fibra muscular individual, e em torno dela podemos ver o endomísio. Ok, antes de continuarmos, vamos resumir rapidamente o que acabamos de aprender. O ventre muscular é envolto pelo epimísio. O ventre muscular é depois dividido em fascículos musculares pelo perimísio. Nós podemos ver um bom exemplo de um fascículo muscular nesta lâmina histológica aqui. Os fascículos musculares são ainda divididos em fibras musculares individuais pelo endomísio. Novamente, nós podemos ver como essas fibras musculares individuais são ao microscópio.

Agora que nós já vimos como o músculo esquelético está organizado, vamos ver as fibras musculares em maiores detalhes. Cada fibra muscular esquelética é uma célula comprida e multinucleada conhecida como miócito, que é formada pela fusão de mioblastos. Na nossa lâmina histológica anterior nós vimos essas fibras numa secção transversal, mas nesta imagem nós podemos apreciar melhor quão compridas estas fibras musculares são. Aqui nós conseguimos ver o núcleo das fibras musculares esqueléticas destacado em verde. Nessa ilustração pode parecer que cada fibra muscular tem apenas um núcleo. Contudo, se voltarmos ao nosso slide anterior podemos ver que elas são, na verdade, multinucleadas com núcleos roxos pontilhados ao longo do seu comprimento.

A nossa próxima lâmina histológica mostra as fibras musculares numa secção transversal. Eu estou mostrando este slide novamente para podermos ver como os núcleos das células musculares estão localizados na periferia da fibra muscular, o que é característico deste tipo de tecido muscular. As fibras musculares são compostas por miofibrilas constituídas por unidades contráteis conhecidas como sarcômeros. Nós podemos ver como cada fibra muscular é composta por numerosas miofibrilas na nossa lâmina histológica. Dentro da miofibrila, há várias proteínas que interagem umas com as outras para gerar contrações. Estas proteínas estão organizadas em miofilamentos grossos e finos que dão ao músculo esquelético a sua aparência estriada no microscópio.

Os filamentos grossos são compostos por miosina e os filamentos finos são compostos por actina. Como eu mencionei anteriormente, os sarcômeros são as unidades contráteis encontradas no músculo esquelético.

Vamos ver os componentes do sarcômero em maiores detalhes. Destacadas em verde, podemos ver as linhas Z, que dividem cada miofibrila numa série de sarcômeros. Elas marcam o início e o fim de cada sarcômero. As linhas Z também funcionam como um ponto de ancoragem para os filamentos finos. Se olharmos para esta lâmina histológica, podemos ver bem estas estruturas. Aqui está um sarcômero e aqui está outro, e entre eles podemos ver a linha Z.

Em seguida vamos ver a banda A, que é marcada ou medida pelo comprimento de um filamento grosso de miosina mas também contém filamentos finos de actina sobrepostos. Se nós olharmos para as fibras musculares esqueléticas no microscópio, nós podemos ver que elas têm uma aparência estriada, que as distingue dos outros tipos musculares. Nós mencionamos anteriormente que isto é devido à organização dos miofilamentos. Aqui nós podemos ver as bandas A, que se coram mais escuras do que as bandas alternadas, mais claras.

As bandas mais claras são chamadas de bandas I, e são formadas por miofilamentos finos de actina. As bandas I não contêm todo o comprimento dos filamentos finos mas são as secções dos filamentos finos onde não há filamentos grossos. Portanto, não há miosina nesta região. Nós também podemos ver estas bandas na nossa lâmina histológica. Como nós vamos ver mais à frente nessa videoaula, os filamentos grossos e finos se interdigitam uns com os outros. Contudo, a região central mais clara da banda A não contém filamentos finos e é chamada de zona H.

Dentro da zona H há uma linha M fina, que é o ponto de fixação dos filamentos grossos de miosina. Ok, agora que já estamos familiarizados com a estrutura do sarcômero, vamos ver como é que os miofilamentos interagem uns com os outros para gerar contrações musculares. O modelo do deslizamento dos filamentos descreve o mecanismo da contração muscular esquelética, onde os filamentos grossos de miosina deslizam sobre os filamentos finos de actina enquanto os dois grupos de filamentos mantêm um comprimento relativamente constante.

Então, no nosso diagrama, nós podemos ver os filamentos grossos de miosina, que marcam o comprimento da banda A escura, e nós podemos ver a região mais clara da banda A chamada de zona H, que não contém filamentos finos de actina. Os filamentos de actina formam as bandas I mais claras, que nós vemos aqui. Note a falta de filamentos de miosina nesta região. Os sarcômeros originam contrações no tecido muscular quando os filamentos de miosina deslizam entre os filamentos de actina, empurrando os filamentos para junto uns dos outros, assim.

Durante a contração, a banda I encurta e a zona H se estreita. Isto ocorre devido a um aumento no nível de sobreposição ou interdigitação dos filamentos grossos e finos, enquanto a banda A permanece igual, já que o comprimento dos filamentos grossos não se altera. A contração aproxima as linhas Z e leva a uma diminuição do comprimento total do sarcômero. As linhas Z marcam o início e o fim de cada sarcômero, e funcionam como ponto de ancoragem para os filamentos de actina, enquanto a linha M é o ponto de fixação dos filamentos de miosina.

Agora que já nos familiarizamos com a unidade motora e com os seus compartimentos neuromusculares, vamos à clínica. Nas notas clínicas de hoje, nós vamos falar sobre a miopatia por acúmulo de actina, que é uma doença autossômica dominante rara. Esta doença é causada por uma mutação no gene que codifica a actina. Isto leva a uma formação anormal da actina e a uma contração muscular deficiente resultando em fraqueza muscular. A maioria dos casos não são herdados e afetam indivíduos sem história da doença na sua família. As pessoas com miopatia por acúmulo de actina apresentam fraqueza muscular severa e baixo tônus muscular. A maioria dos indivíduos não sobrevive após a infância, já que o diafragma, que é o principal músculo da respiração, não consegue funcionar de forma eficiente. Os que sobrevivem têm um atraso no desenvolvimento das habilidades motoras, como sentar, engatinhar, ficar de pé, e andar.

Antes de terminarmos o nosso tutorial vamos resumir rapidamente o que aprendemos hoje. Primeiro vimos a unidade motora e as suas estruturas associadas, começando pela medula espinal, que contém os corpos celulares do neurônio motor.

Depois vimos a raiz ventral do nervo espinal, que contém o axônio do neurônio motor, e a raiz dorsal do nervo espinal, que está envolvida na transmissão da informação sensitiva para o encéfalo. Estas duas raízes se unem para formar o nervo espinal, que é dividido em fascículos nervosos.

Depois olhamos para o próprio neurônio motor, que é composto por um corpo celular e um axônio. Esse axônio é envolto por mielina e divide-se em múltiplos ramos terminais que formam sinapses com múltiplas fibras nas junções neuromusculares.

Em seguida nós falamos sobre o músculo esquelético e suas fibras. Nós vimos que a maioria dos músculos esqueléticos estão ligados aos ossos por tendões.

Depois vimos como o músculo esquelético é empacotado, começando com a fáscia profunda do músculo esquelético, que separa os músculos em compartimentos fasciais. Continuando internamente, nós vimos o epimísio, que envolve o ventre muscular, o perimísio, que divide o ventre em fascículos e o endomísio, que divide os fascículos em fibras musculares individuais.

Em seguida, nós prestamos mais atenção às fibras musculares, vimos que elas são células multinucleadas formadas pela fusão de mioblastos. As fibras musculares são compostas por miofibrilas que consistem em miofilamentos grossos e finos. Os filamentos grossos são compostos por miosina e os finos são compostos por actina. Cada miofibrila é dividida numa série de sarcômeros pelas linhas Z. Os sarcômeros são unidades contráteis encontradas no músculo esquelético que consistem em bandas A, as quais têm o comprimento dos filamentos de miosina, e bandas I, que são a parte dos filamentos finos que não está sobreposta com os filamentos grossos.

Nós depois vimos a zona H, que é a região da banda A que não contém actina, e a linha M, que é o ponto de fixação da miosina. Nas nossas notas clínicas nós discutimos a miopatia por acúmulo de actina, que é uma doença autossômica dominante causada por uma mutação no gene que codifica a actina.

E isso nos trás ao final da nossa videoaula sobre a unidade motora. Eu espero que você tenha gostado.

Obrigada por assistir e bons estudos!