Caso Clínico 2 - Uma questão Morfofuncional

Descrição:

José Silva, um jovem senhor de 51 anos de idade, resolveu, de uma hora para outra, frequentar uma academia. Ficou 1 hora na esteira. Nos dias seguintes, não aguentava de dor nas pernas. Pensou muito se não haveria uma outra maneira de fazer exercícios.

Questões:

1 - Como o acúmulo de ácido lático causa a dor?
2 - Estudar o mecanismo da dor
3 - Quais as reservas energéticas musculares?
4 - Hipótese de lesão muscular/extravasamento de substâncias do meio intracelular
5 - Qual o mecanismo da distensão muscular?
6 - Fisiologia do mecanismo de contração muscular/histologia e bioquímica do tecido muscular

o GUYTON de fisiologia tem uma parte que fala exatamente o que Priscila Pedrosa comentou hj na sala:
´´durante uma prática esportiva, o fluxo sangüíneo muscular aumenta de até 25 vezes, o consumo total de oxigênio aumenta de até 20 vezes, a produção corporal de calor, igualmente, aumenta de até 20 vezes, e o débito cardíaco de até 6 vezes.`` Assim, haverá, durante o exercício, um estímulo das vias circulatórias; nesse mesmo livro, ele indica, para o coração, que os corredores de maratona, por exemplo, podem atingir débitos cardíacos cerca de 40% maiores do que os não-treinados, daí, a prática de exercício estimula não só a hipertrofia (causada pelo aumento do número de fibras e pelo aumento, até certo ponto, do diâmetro das fibras acompanhados pelo aumento -25 a 40%- nos componentes do sistema metabólico do fosfageno- ATP e fosfocreatina-) de músculos esqueléticos, mas também do músculo cardíaco.

Outra coisa que eu vi algumas vezes na internet é que a contribuição do lactato na dor é controversa, enquanto uns afirmam com certeza outros negam.

´´a Dor Muscular Tardia, vem nas 24 a 56 horas depois da atividade e apesar de discutida a verdadeira causa, depende quase que diretamente da intensidade, duração de esforço e do tipo de exercício realizado. Sendo assim, a principal causa pode estar relacionada a microtraumatismos e inflamação aguda das fibras musculares, estiramento excessivo do tecido conjuntivo do músculo, alteração no mecanismo celular de entrada e saída de cálcio ou vários fatores conjugados.``
´´ Ao contrário do que se divulga em textos leigos, a Dor Muscular Tardia não está relacionada à concentração de lactato sangüíneo e sim com o tipo de contração muscular. MacArdle (1998) cita que as contrações excêntricas, como por exemplo correr na descida, não aumentam tanto a concentração de lactato mas geram dores musculares. ``

Contribuição de Raissa
"Sendo assim, a principal causa pode estar relacionada a microtraumatismos e inflamação aguda das fibras musculares, estiramento excessivo do tecido conjuntivo do músculo, alteração no mecanismo celular de entrada e saída de cálcio ou vários fatores conjugados.``"
Quem pode me ajudar esclarecendo por que ocorreu microtraumatismo e inflamação nos músculos de "seu zé"? a esteira não estava em alta velocidade e os passos não eram largos.

Há uma hipótese. Como já se sabe, os receptores de dor são estimulados quando tecidos estão sendo lesionados. Diversos tipos de estímulos lesivos podem causar dor como isquemia - os músculos estavam com déficit de oxigênio - , calor intenso - pode ser o atrito entre as fibras - e irritação química - talvez o aumento da acidez. O rompimento das fibras, acredita-se, libera alguma substância de seu interior que causa a dor. A bradicinina tem sido citada especialmente como esse agente, mas não há certeza. Guyton diz também, só para complementar o que Rayssa disse, que a dor de queimação contínua, como ele a chama, faz com que o próprio corpo entre em reação muito ativa, mas subconsciente à propria dor. Pode fazer com que a pessoa lute ou fuja - ou, no caso de Seu Zé, continue a fazer exercícios -, mas também pode fazer com que ela grite e se contorça na agonia do sofrimento.

a dor parece est'a ate certo ponto compreendida, mais os microtraumatismo ? alguem conseguiu descobrir por quel ele ocorreu ou ocorre em exercicios repetitivos?

Eu estava lendo alguns artigos na internet e em suma diziam que os microtraumatismos eram assim desencadeados:
Com um exercício intenso, não praticado regurlamente, como com seu Zé, iria ocorrer um estresse mecânico nas fibras musculares, ocasionado, por exemplo com o acúmulo de ácido lático. Esse estresse levaria a uma tensão fibrilar,o que iria acarretar danos ao sarcolema, aos túbulos transversos, às miofibrilas e na estrutura citoesquelética como um todo. Essa cascata de acontecimentos iria ocasionar a formção de microtraumatismos. Esses microtraumatismos iriam ocasionar a liberação de íons cálcio pelo retículo sarcoplasmático para o meio intracelular, que em grande quantidade iriam inibir a respiração celular realizada na mitocôndria, consequentemente iria cessar a produção de energia pela célula, o que iria fazer deteriorar-se. A progressiva deteriorização do sarcolema ( microtraumatismo ) no período pós-exercício, com a difusão dos meios intracelulares para o meio extracelular atrairiam monócitos, que se converteriam em macrófagos, para a área da lesão. Passaria a ocorrer, dessa forma, uma produção de histaminas e quininas no interstício, o que formaria um edema, elevando a pressão tecidual que excitariam os receptores de dor. A dor é tida tardia por causa do intervalo de tempo que o sistema imunológico demora para combater a lesão tecidual.

DOR MUSCULAR

Após ficarmos por bastante tempo sem praticar exercícios e voltamos a praticá-los, ou quando começamos uma nova rotina de exercícios, a maioria de nós experimenta dor e rigidez nas articulações e nos músculos exercitados. Atividades físicas incomuns ou atividades que não estamos acostumados causam dor surda no músculo, mas o que seria esta dor e como ela é gerada?

O que é a dor?

A dor é um mecanismo de proteção ativado diante da possibilidade de ocorrência, ou após o aparecimento, de lesões, e faz com que o indivíduo reaja para remover o estímulo álgico (de dor). Os receptores da dor são terminações nervosas livres suscetíveis a estímulos mecânicos, térmicos e químicos.

Uma dor temporária (dor aguda) pode persistir por várias horas imediatamente após um exercício extraordinário, enquanto uma dor residual (dor crônica), ou dor muscular de início tardio (DMIT), pode aparecer a seguir e durar por 2 a 4 dias.


Possíveis causas da dor

A causa exata da dor muscular é de início desconhecida. No entanto, segundo Foss (2000), foram levantadas três teorias diferentes:

- Teoria da Ruptura (laceração) Tecidual. Essa teoria propõe que o dano tecidual, como ruptura (lacerações minúsculas) de fibras musculares, ou dano de seus componentes contráteis, pode explicar a mialgia (dor muscular);

- Teoria do Espasmo. Nesta teoria, são sugeridos três estágios de ação: (a) o exercício produz isquemia dentro dos músculos ativos; (b) a isquemia resulta acúmulo de uma "substância dolorosa" desconhecida que estimula as terminações nervosas do músculo responsáveis pela percepção da dor; e (c) a dor desencadeia um espasmo muscular reflexo que causa mais isquemia, e o ciclo todo se repete;

- Teoria do Tecido Conjuntivo. Essa teoria sugere que os tecidos conjuntivos, incluindo os tendões, são lesados durante a contração, causando assim dor muscular. Convém lembrar que, durante as contrações excêntricas, o músculo alonga-se sob tensão, distendendo assim os elementos do tecido conjuntivo associados tanto aos tendões quanto às fibras musculares;

Já McArdle (1998), cita as três teorias de Foss e complementa com mais três:

- Alterações na pressão osmótica que causam retenção de líquidos nos tecidos circundantes;

- Alteração no mecanismo celular para a regulação do cálcio; ou seja, as alterações no pH, nos níveis dos fosfatos de alta energia, no equilíbrio iônico ou na temperatura observadas com um exercício incomum podem produzir grandes alterações na estrutura e função do retículo sarcoplasmático. Isso resulta em uma depressão no ritmo de captação de Ca2+ assim como em sua velocidade de liberação, produzindo um aumento na concentração de Ca2+ livre quando penetra rapidamente no citosol das fibras lesadas. Essa sobrecarga de Ca2+ intracelular pode contribuir para o processo autolítico, que degrada as estruturas com e sem potencial contrátil dentro do músculo lesado. Isso é responsável por uma redução na capacidade de produzir força e por uma eventual dor muscular;

Referências Bibliográficas:

CAILLIET, René. Tecidos Moles: Dor e Incapacidade. São Paulo. Manole, 1979.

CLARKSON P.M., NOSAKA K., BRAUM B. Muscle function after exercise-induced muscle damage and rapid adaptation, Medicine and Science in Sports and Exercise. Vol.24, nº5, p:512-520, 1992.

FOSS, M.L.; KETEYIAN, S.J. Bases Fisiológicas do Exercício e do Esporte. 6ª ed. Rio de Janeiro. Guanabara Koogan, 2000.

GENTIL, Paulo. Bases Científicas do Treinamento de Hipertrofia. Rio de Janeiro: Sprint, 2005.

GUYTON, Arthur C. Neurociência Básica: Anatomia e Fisiologia. 2. ed. Rio de Janeiro. Guanabara Koogan, 1993.

MCARDLE, William D.; KATCH, Frank I. e KATCH, Victor I. Fisiologia do Exercício – Energia, Nutrição e Desempenho Humano. Rio de Janeiro. Guanabara Koogan, 1998.

Uma dúvida que me surgiu ao ler as observações de Renato e Raphael foi como o Ca2+ age na mitocôndria para que afete a respiração celular e cause autólise.
De acordo com o Devlin, o excesso de Ca2+ no citosol afeta a membrana mitocondrial externa, criando um poro que levará à saída do citocromo c. A diminuição de citocromo c na membrana aumentará a concentração de transportadores de elétrons, inibindo os processos em que são produzidos e a produção de energia.
De acordo com artigos na internet, o Ca2+ é um cofator de enzimas como proteases e fosfolipases, que degradam a membrana plasmática e as internas.

"Devido ao fato de toda vez que uma atividade física é realizada de forma muito intensa, ocorre o aumento da concentração de lactato (conhecida como acidose metabólica), por isso muitos pesquisadores associavam altas concentrações de lactato com as dores musculares pós treinamento mas, esta acidose metabólica desaparece completamente da musculatura cerca de 1 a 2 horas após o término das atividades ( concentração de lactato em repouso é cerca de 0,7 a 1,0 mmol/l) , independente da intensidade do treinamento."

reforçando o que já foi dito.. a dor muscular tardia provavelmente não é provocada pelo acúmulo de lactato, mas pela lesão nas fibras musculares, que ocorre porque as ações de alongamento provocam uma extensão além do normal de alguns sarcômeros, causando, desta forma, danos aos mesmos.

"quando as fibras musculares sofrem uma exigência mecânica acima do seu limite, elas ficam mais expostas a dor, pois, segundo FRIDEN et al (1981), a dor muscular tem como origem um microtraumatismo principalmente no tecido conjuntivo muscular, através do excesso de exigência muscular local, onde são induzidas alterações das estruturas musculares que levam a um grave prejuízo da função contrátil e são atingidas principalmente as Bandas “Z” (elas são o ponto mais fraco dentro do sarcômero)."

Influência do íon cálcio no surgimento das lesões musculares esqueléticas:
Nas células em geral verifica-se aocorrência de aproximadamente 70 a 80% de água, 10 a 20% de proteínas, 2% de lipídios, 1% de carboidratos e vários íons, principalmente potássio, magnésio, fosfato, sulfato, bicarbonato e pequenas quantidades dos íons sódio, cloro e cálcio. Ao contrário do que ocorre no meio intracelular, onde existe aproximadamente 10-7 mM de Ca2+, o meio extracelular possui grandes quantidades deste íon, cerca de 1-2 mM. Quando o Ca2+ é liberado no sarcoplasma, desencadeia diversos processos biológicos, uma vez que atinge proteínas ligadoras de cálcio que podem interagir com as chamadas proteínas-alvo, modificando-as em sua atividade. As lesões musculares e morte celular ocorrem devido à quebra da homeostase celular ao íon Ca2+, ou seja, ao mau funcionamento dos mecanismos responsáveis por
manterem baixas as concentrações deste íon, no interior da célula . A tensão provocada pelo exercício físico ativa os canais de cálcio da membrana, facilitando a penetração deste no interior das fibras musculares.


A respeito das distensões musculares: são aquelas onde há ruptura de fibras musculares, na junção músculo-tendão, no tendão ou na inserção óssea de uma unidade músculo-tendínea.



Bibliografia


FRIDÉN, J., M. SJÖSTRÖM, B. EKBOLM: A Morphological study of delayed muscle soreness. Experientia 37 – 506, 1981.
WEINECK, J. Biologia do Esporte. Ed. Manole, Rio de Janeiro, 1991.

Tentando responder a pergunta de Raphael sobre a autólise provocada pela liberação de citocromo c na célula , eu encontrei o seguinte artigo :

"A maioria das alterações morfológicas observadas por Kerr, Wyllie e Durrie (1972), é causada por uma série de cisteíno proteases, chamadas caspases, que são ativadas especificamente em células em apoptose (COHEN, 1997; MINKO; KOPECKOVÁ; KOPECEK, 2001). Estas enzimas possuem um resíduo de cisteína no sítio ativo e clivam substratos que possuem resíduos de ácido aspártico em sequências específicas. A especificidade pelos seus respectivos substratos é determinada por quatro resíduos amino-terminal no sítio de clivagem (JACOBSON; EVAN, 1994; STENNICKE; SALVESEN, 1998; THORNBERRY; LAZEBNIK, 1998; HENGARTNER, 2000). A ativação das caspases promove o aparecimento das alterações celulares que caracterizam a apoptose, como desmontagem da membrana nuclear e do arcabouço de lâminas, hipercondensação da cromatina e degradação proteolítica das estruturas nucleares e citoplasmáticas. Estas alterações são comuns a todas as células em apoptose explícita, independentemente do agente indutor do processo. Isso significa que a ação destas caspases representa uma via final comum que opera em todas as células programadas para morrer (THORNBERRY; LAZEBNIK, 1998; HENGARTNER, 2000).
Sinalização da Morte Celular por Apoptose
Evidências atuais sugerem que há várias rotas distintas para a ativação de caspases, dependendo do estímulo que desencadeia a maquinaria de morte (Figura 2) (SLEE; ADRAIN; MARTIN, 1999; SLEE et al., 1999; HENGARTNER, 2000), sendo que, em geral, duas vias distintas podem estar ativas. A apoptose iniciada via receptores de morte (Figura 2 (A)) tais como Fas, também chamado de CD95 ou Apo-1 e TNF-R1 (receptor fator de necrose tumoral), requerem pró-caspase-8 ou –10 no complexo.
A via receptor na membrana celular é desencadeada por membros da super-família de receptores de morte celular (tal como CD95/Fas/Apo-1). Ligantes específicos sinalizam agregação e formação de um complexo indutor de morte, que recruta pró-caspases através de proteínas de domínio de morte associada ao receptor. A via mitocondrial é frequentemente ativada em resposta a danos no DNA, envolvendo a ativação de um membro pró-apoptótico da família Bcl-2 (Bax, Bid). Membros pró- e anti-apoptótico da família Bcl-2 regulam a liberação de citocromo c a partir da membrana mitocondrial interna. Este associa-se com Apaf-1, dATP e pró-caspase-9, formando apoptossomo. Caspases subsequentes são ativadas, culminando na clivagem de substratos específicos e morte celular por apoptose."

Uma das perguntas colocadas em discussão na aula foi “Qual o mecanismo da contração muscular?”. Bem,aí vai um “esqueminha” básico...

1)Um potencial de ação trafega ao longo de um nervo motor até suas terminações nas fibras musculares;

2)Em cada terminação, o nervo secreta uma pequena quantidade de substância neurotransmissora, a acetilcolina;

3) Essa acetilcolina atua sobre uma área localizada na membrana da fibra muscular, abrindo numerosos canais acetilcolina-dependentes dentro de moléculas protéicas na membrana da fibra muscular;

4) A abertura destes canais permite que uma grande quantidade de íons sódio flua para dentro da membrana da fibra muscular no ponto terminal neural. Isso desencadeia potencial de ação na fibra muscular;

5) O potencial de ação cursa ao longo da membrana da fibra muscular da mesma forma como o potencial de ação cursa pelas membranas neurais;

6) O potencial de ação despolariza a membrana da fibra muscular e também passa para profundidade da fibra muscular, onde o faz com que o retículo sarcoplasmático libere para as miofibrilas grande quantidade de íons cálcio, que estavam armazenados no interior do retículo sarcoplasmático;

7) Os íons cálcio provocam grandes forças atrativas entre os filamentos de actina e miosina, fazendo com que eles deslizem entre si, o que constitui o processo contrátil;

Após fração de segundo, os íons cálcio são bombeados de volta para o retículo sarcoplasmático, onde permanecem armazenados até que um novo potencial de ação chegue; essa remoção dos íons cálcio da vizinhança das miofibrilas põe fim à contração.

Aqui será demonstrada a teoria dos filamentos deslizantes, uma série de hipóteses é admitida para explicar como os filamentos deslizantes desenvolvem tensão e encurtam-se, uma delas é a seguinte:

1) Com o sítio de ligação de ATP livre, a miosina se liga fortemente a actina;

2) Quando uma molécula de ATP se liga a miosina, a conformação da miosina e o sítio de ligação se tornam instáveis liberando a actina;

3) Quando a miosina libera a actina, o ATP é parcialmente hidrolizado (transformando-se em ADP) e a cabeça da miosina inclina-se para frente;

4) A religação com a actina provoca a liberação do ADP e a cabeça da miosina se altera novamente voltando a posição de início, pronta para mais um ciclo.

E só mais um complemento sobre LESÕES MUSCULARES...

O músculo esquelético é dividido em dois tipos de fibras, dependendo de sua atividade metabólica e sua função mecânica. As fibras tipo 1, conhecidas como vermelhas, lentas, têm baixa velocidade de contração e grande força de contração. Elas funcionam aerobicamente e são resistentes à fadiga. As fibras tipo 2, conhecidas como fibras rápidas ou brancas, são subdivididas em dois tipos (A e B), de acordo com seu nível de atividade metabólica. Ambos os tipos são fibras de contração rápida e têm elevadas força e velocidade de contração. Acredita-se que a proporção de fibras tipo 1 e 2 nos indivíduos sejam definidas geneticamente, com pouca capacidade de interconversão de um tipo a outro. Já a interconversão entre os tipos 2, A e B, é muito mais comum, dependendo do tipo de treinamento atlético.

Mecanismos de Lesão Muscular
As lesões musculares podem ocorrer por diversos mecanismos, seja por trauma direto, laceração ou isquemia. Após a lesão, inicia-se a regeneração muscular, com uma reação inflamatória, entre 6 e 24 horas após o trauma. O processo de cicatrização inicia-se cerca de três dias após a lesão, com estabilização em duas semanas. A restauração completa pode levar de 15 a 60 dias para se concretizar. As principais causas de lesão são o treinamento físico inadequado, a retração muscular acentuada, desidratação, nutrição inadequada e a temperatura ambiente desfavorável.
As lesões musculares podem ser classificadas em quatro graus: grau 1 é uma lesão com ruptura de poucas fibras musculares, mantendo-se intacta a fáscia muscular; grau 2 é uma lesão de um moderado número de fibras, também com a fáscia muscular intacta; lesão grau 3 é a lesão de muitas fibras acompanhada de lesão parcial da fáscia; grau 4 é a lesão completa do músculo e da fáscia (ou seja, ruptura da junção músculo-tendínea. A lesão muscular por estiramento pode ocorrer nas contrações concêntricas ou excêntricas, sendo muito mais comum nesta última, com a falha freqüentemente ocorrendo na junção miotendínea.
O diagnóstico é realizado pelo exame clínico, em que se percebe a nítida impotência funcional e pelos exames complementares que podem auxiliar também no tratamento e na prevenção de novas lesões. Exames laboratoriais, como de Sódio, Potássio, Cálcio, Fosfato, Magnésio, VHS, podem ser úteis em determinadas situações, a critério do médico.
É isso pessoal...e sim,esqueci de anotar os sites de onde retirei algumas informações, logo tudo foi por busca no Google.

As lesões danificam a estrutura do retículo sarcoplasmático (endomísio, perimísio e epimísio), fáscias e tendões; são estas estruturas que compõem o interior dos músculos, assim como seus revestimentos e suas junções com os ossos. As lesões rompem o retículo sarcoplasmático interferindo no metabolismo do cálcio, que é responsável pela contração muscular.
As lesões diminuem a capacidade de contração muscular devido à degradação de proteína. Assim como também diminuem a capacidade de relaxamento e alongamento das fibras musculares por ocasionar espasmos dos músculos tônicos.
As lesões provocam dor muscular tardia, rigidez e desconforto. As lesões do sistema muscular podem afetar a propriocepção neuromuscular de uma área produzindo danos funcionais ao invés de danos estruturais. A estrutura pode estar intacta numa avaliação estática, mas com disfunção nos movimentos.
Depois que o tecido é lesado, inicia-se imediatamente o processo de recuperação. A destruição do tecido produz lesão direta nas células de vários tecidos moles. A lesão celular leva a uma alteração metabólica e à liberação de matérias que iniciam a resposta inflamatória. Caracteriza-se sintomaticamente por vermelhidão, edema, dor à palpação e aumento de temperatura. Essa fase inflamatória inicial é critica para todo o processo de recuperação. Caso essa resposta não realize o que se espera dela ou, caso não ceda, a recuperação normal não ocorre.
A inflamação é o processo pelo qual leucócitos e outras células fagocitárias são levados ao tecido lesado. Essa reação celular é geralmente protetora e tende a localizar ou desfazer-se dos subprodutos da lesão (por exemplo, sangue e células danificadas) através da fagocitose, estabelecendo assim um cenário para o reparo. Nessa fase, ocorrem efeitos vasculares locais, distúrbios na troca de fluídos e migração de leucócitos do sangue para os tecidos.

Complementando.. uma maior concentração de Ca++ no meio intracelular aumenta a concentração desse íon na mitocôndria, o que prejudica a respiração celular e a produção de energia e impede a eliminação ativa de íons cálcio, isso leva a degradação do sarcolema que atrae monócitos para a região, onde serão transformados em macrófagos, havendo assim a liberação de prostaglandinas que fazem parte do processo inflamatório, causando dor!

https://www.youtube.com/watch?v=3q_PduV0XpE