O tecido muscular apresenta como principal função a movimentação do corpo, realizada através da contração das células especializadas desse tecido. A contração celular depende de dois miofilamentos :

• Miofilamentos finos: formados pela proteína actina. Cada filamento de actina, actina F, é formado pela união de diversas moléculas de actina globular, actina G.
• Miofilamentos espessos: são constituídos por miosina II, cerca de 200 a 300 moléculas são necessárias. Possuem um arranjo padrão de cauda, formada pela organização paralela de parte das moléculas, e de cabeça, porção projetada para fora.

O citoplasma das células musculares, chamado de sarcoplasma é repleto dessas fibras que possuem função mecânica de produzir trabalho. A classificação muscular é baseada na morfologia da célula:      

Músculo estriado: exibe estriações transversais

Músculo liso: não apresenta estriações

O músculo estriado ainda apresenta subclassificação de acordo com o local encontrado:

       Esquelético: associado aos ossos e mantem a postura e posição corporal.

       Estriado visceral: idêntico ao esquelético, mas é restrito aos tecidos moles.

       Cardíaco: é uma variante do músculo estriado encontrado nas paredes do coração.

A fibra muscular é, na verdade, um sincício de mioblastos fusionados, por isso são multinucleadas e apresentam um formato diagonal em cortes transversais. Apesar de apresentar muitos núcleos, eles são sempre observados na periferia da célula, abaixo da membrana plasmática, que é chamada de sarcolema nesse tecido. O tamanho de cada fibra pode variar de acordo com sua função. Cada fibra apresenta um revestimento de tecido conjuntivo que é contínuo com o tendão inserido no osso.  Esse revestimento depende da estrutura muscular associada, pode ser classificado em:

• Endomísio: película fina que reveste cada fibra muscular, pequenos vasos e nervos acompanham essa estrutura no sentido longitudinal do músculo.
• Perimísio: camada mais espessa que reveste um fascículo/feixe muscular e possuem nervos e vasos mais calibrosos.
• Epimísio: revestimento de tecido conjuntivo denso que que circunda um conjunto de fascículos, isto é, cobre o músculo inteiro ou um grupo de músculos formando compartimentos musculares, associado ao epimísio existem os principais vasos e nervos do músculo.

A classificação dos músculos pode ser feita pela velocidade de contração e atividade metabólica em tipo I, tipo IIa e tipo IIb:

• Fibras oxidativas lentas (tipo I): são pequenas e vermelhas em amostras frescas, devido a elevada concentração de mioglobina. As fibras desse tipo são de contração curta lenta e resistentes à fadiga. Apesar de sua resistência, possuem menor tensão e velocidade de contração que as demais devido, principalmente, ao elevado tempo de reação da miosina ATPase.
• Fibras glicolíticas oxidativas rápidas (tipo IIa): possuem tamanho médio, uma reserva de glicogênio e são capazes de fazer glicólise anaeróbica. A velocidade de reação da ATPase da miosina é alta, por isso são unidades motoras rápidas, de alta tensão muscular e de alta resistência à fadiga.
• Fibras glicolíticas rápidas (tipo IIb): são grandes e mais claras, rósea, com menos mioglobina que as demais. Apesar da baixa quantidade de enzimas oxidativas, apresentam alta atividade enzimática anaeróbica. Constituem unidades motoras de contração rápida, mas propensas à fadiga devido a produção de ácido lático, que provocam alta tensão muscular com a reação ATPase da miosina mais rápida de todas as fibras.

As miofibrilas são a subunidade estrutural da célula muscular. Estão dispostas longitudinalmente por todo o comprimento da célula. Cada miofibrila é composta por diversos miofilamentos circundados por mitocôndrias e retículos endoplasmáticos lisos, denominado retículo sarcoplasmático.

Músculo esquelético

As estrias transversais são a principal característica do músculo estriado. Essas estrias se apresentam como bandas claras e escuras, respectivamente, banda I (isotrópica) e banda A(anisotrópica). Ambas as bandas são dividas ao meio por outras linhas e bandas, as bandas I, claras, são dividas ao meio pela linha Z, ao passo que as bandas A, escuras são divididas por uma região menos escura, chamada banda H, que por sua vez é dividida por uma linha escura novamente chamada linha M.

A miofibrila apresenta como unidade básica e funcional, o sarcômero. Cada sarcômero é limitado lateralmente pelas linhas Z, podem ser estendidos e contraídos, mas mede geralmente entre 2 a 3 micrometros. A banda A ocupa o centro do sarcômero com os filamentos espessos de miosina, enquanto a banda I é formada principalmente por filamentos finos de actina que vão das linhas Z até a banda H “dentro” da banda A. a linha Z é responsável por unir os filamentos finos através da proteína alfa-actina.

• Os filamentos de actina são formados pela união entre diversos monômeros de actina G. Esses monômeros formam uma estrutura fibrosa em hélice, chamada de actina F. Cada uma das actinas G são polarizadas, orientadas na mesma direção, sendo uma extremidade ligada na linha Z e a outra é direcionada para o limite da linha M, e é coberta pela proteína tropomodulina.
• Os sulcos na hélice formada pela actina F são cobertos pela tropomiosina, uma proteína filamentosa formada pela dupla-hélice de dois polipeptídios, que está associada ao fenômeno da contração, recobrindo os sítios de ligação do filamento de actina F no repouso.
• Associado coma tropomiosina, regulando sua atividade, está a troponina com suas subunidades:

                   Troponina C se liga ao íon Ca²⁺ e é a menor subunidade.

                   Troponina I se liga a actina e inibe a ligação com a miosina.

                   Troponina T se liga à tropomiosina e tem função de ancoragem entre essas moléculas.

O principal componente do filamento espesso é a molécula de miosina II. Essa molécula possui uma estrutura de quatro cadeias leves e duas pesadas, além da formação padrão de cabeça, braço e cauda. As cadeias pesadas fazem parte da cauda, enquanto as cadeias leves fazem parte do braço. A cabeça da actina possui dois sítios de ligação, um para o ATP e outro para a actina. A cauda está agregada de modo a manter a estrutura estável. Na linha M, não há projeções globulares, isto é, não existem ‘cabeças’, essa região é chamada de zona desnuda.

Proteínas acessórias são aquelas responsáveis por estabilizar, fixar e alinhar os filamentos de modo a tornar o fenômeno da contração um processo coordenado. São exemplos dessas proteínas:

• Titina: ajuda a manter as linhas M centralizadas. Se ligam nas linhas Z e porção mediana dos filamentos de miosina, atuando como uma mola que impede o estiramento excessivo do sarcômero.
• Alfa-actinina: são proteínas que fazem a ligação entre as linhas Z e os filamentos de actina, além de manter o arranjo paralelo dessas fibras.
• Desmina: é uma proteína de adesão responsável pela união entre as miofibrilas através da ligação entre as linhas Z, e entre as linhas e a o sarcolema.
• Proteínas da linha M: fixam as proteínas de titina com o a proteína de miosina II.
• Proteína ligante da miosina C: atua na estabilização dos filamentos espessos, além de interagir também a titina.

Durante a contração, os miofilamentos conservam seu tamanho, apesar do encurtamento do sarcômero. Isso ocorre porque há uma sobreposição, de modo que a banda I encurta pela movimentação da actina sobre a miosina.

O encurtamento do sarcômero depende do ciclo das ligações cruzadas. A partir da deflagração do potencial de ação na célula muscular, ocorre o influxo de Ca²⁺ para o sarcoplasma. Esse íon atua sobre a troponina, que interage com a tropomiosina para liberar o sítio de ligação da cabeça de miosina. Após a ligação entre miosina e actina, a energia da hidrólise de ATP é convertida no movimento de deslizamento, iniciando o ciclo.  Esse processo pode ser melhor descrito por cinco etapas:

1. Fixação: a cabeça da molécula de miosina está ligada ao filamento de actina de maneira rígida. Essa posição é chamada de conformação original ou não inclinada, nesse estágio não há ligação da cabeça com o ATP.
2. Liberação: a cabeça de miosina se liga ao ATP, e o resultado disso é a diminuição da afinidade entre as duas moléculas. Desse modo, a liberação é o desacoplamento entre a actina e a miosina.
3. Inclinação: ocorre o movimento de recuperação da cabeça de miosina, movimento provocado pela rotação do braço. Nesse estágio, a hidrólise do ATP ocorre, e a miosina está ligada aos produtos da reação(ADP e fosfato inorgânico).
4. Geração de força: nesse estágio ocorre a ligação da cabeça de miosina com outro ponto da actina de maneira ainda instável. A miosina perde o fosfato inorgânico e, com isso, sua afinidade com a actina aumenta, provocando uma ligação mais estável. Depois disso, há a conversão da energia química em mecânica, a cabeça de miosina gera uma força (produção de tensão) que faz o filamento fino deslizar sobre o espesso. Nesse estágio a miosina perde o ADP também.
5. Refixação: é a etapa em que a ligação entre os dois miofilamentos volta a ser rígida e um novo ciclo pode ocorrer no sarcômero.

A regulação da contração depende diretamente do cálcio, retículo sarcoplasmático e do sistema T. O íon desencadeia o potencial de ação, o retículo e os túbulos transversos são responsáveis por retirar o cálcio presente do sarcoplasma para que a contração seja encerrada. O retículo sarcoplasmático forma uma rede de tubos que revestem os sarcômeros, estando em contato com os miofilamentos mais externos da miofibrila, os ramos dessa organela se anastomosam em uma espécie de anel que circunda junção das bandas A e I, onde o cálcio é armazenado. O íon sequestrado pela ATPase ativada por Ca²⁺ é armazenado no lúmen do retículo e mantido lá pela ação da calsequestrina, uma proteína ácida que tem alta afinidade com o cálcio. No entanto, a liberação do cálcio na contração muscular depende de canais de rianodina. Já o sistema T ou túbulos transversos são invaginações do sarcolema que penetram dentro da fibra, e fazem contato também com as bandas dos sarcômeros. No fim dessas invaginações há diversas proteínas sensíveis a mudança de voltagem, conhecidos como receptores sensíveis à di-hidropiridina, ligadas aos canais de rianodina, portanto atuam no aumento da concentração de cálcio no sarcoplasma.

Na junção neuromuscular, o axônio se ramifica e se direciona para a região receptora na célula muscular e lá, essas terminações secretam o neurotransmissor acetilcolina, necessária para a despolarização do sarcolema. Os receptores colinérgicos específicos para esse neurotransmissor estão espalhados por toda a membrana da prega juncional da fibra muscular. Quando as vesículas sinápticas liberam a acetilcolina, ela se liga aos receptores nicotínicos acoplados com um canal de sódio, e quando essa união ocorre, o canal abre e o sarcolema é despolarizado. O excesso de acetilcolina é degradado por uma enzima acetilcolinesterase, impedindo que continue a estimular a fibra muscular.

A união entre um neurônio e um grupo de fibras musculares é chamada de unidade motora, uma vez que um neurônio se ramifica para inervar diversas fibras.  A razão entre a quantidade de neurônios e a quantidade de fibras inervadas é maior conforme mais preciso é o movimento do músculo.

O sistema somatossensorial fornece informações sensitivas sobre o músculo, estiramento e tensão. O fuso muscular é responsável por essa função, portanto, se comporta como um proprioceptor. Essas células estão presente em todos os músculos esqueléticos, na região anatômica do ventre muscular. Os tendões possuem um sistema semelhante, que é realizado pelos órgãos tendíneos de Golgi que monitoram a tensão no tendão, e consequentemente no músculo.

Os músculos são derivados de mioblastos, que  podem ser categorizados como primordiais e maduros:

• Mioblastos primordiais: formam os miotubos primários (estrutura fibrilar que se estende de um tendão ao outro), que são gerados assim que essas células se fusionam. Posteriormente, os miotubos primários se diferenciam em fibras musculares maduras.
• Mioblastos maduros: formam miotubos secundários na região inervada do músculo em desenvolvimento, estabelecendo contato direto com as terminações nervosas. Assim como os miotubos primários, são formados com a fusão dos mioblastos, mas apresentam mais miofilamentos e um raio menor.

Durante o desenvolvimento embrionário, além dos mioblastos, as células-tronco miogênicas multipotenciais se diferenciam em células-satélites que permanecem periféricos no músculo, e são confundidas com núcleos das fibras quando vistos por MO. São responsáveis pela pouca regeneração muscular, sendo ativadas após uma lesão muscular e convertidas em precursores miogênicos das células musculares. Embora essa capacidade exista, ela é pouco eficientes em determinadas patologias, como em distrofias musculares, uma vez que a velocidade de recuperação é menor que a velocidade de degeneração das fibras.

Músculo cardíaco

Assim como o músculo esquelético, o músculo cardíaco também apresenta estriações transversas visíveis na microscopia. Além das bandas formadoras das estrias, nesse músculo há outra estrutura que atravessa a célula transversalmente, são os discos transversos. Esses discos são os limites entre duas fibras musculares, pois nesse tipo de tecido, as fibras possuem tamanho variável e um arranjo alinhado longitudinalmente cujas fibras se organizam em ‘filas’ paralelas. No entanto, frequentemente esse alinhamento não é exato em uma célula após a outra, um disco intercalar pode fazer contato com duas fibras seguintes, fazendo uma espécie de contato duplo. Nesses discos existem diversos tipos de ligações especializadas entre as células:

• Fáscia de adesão: é o local de ancoragem dos filamentos de actina do sarcômero terminal, isto é, adere a membrana plasmática da fibra com as estruturas mecânicas responsáveis pela contração, com isso a célula pode encolher na contração.
• Desmossomos: atuam na coesão entre as fibras, impedindo a separação entre as fibras após várias contrações, e tem como papel resistir ao tensionamento durante a contração.
• Junções comunicantes: têm como função fazer o transporte iônico entre as células, de modo que ligantes possam passar de uma fibra até a outra, conferindo ao músculo cardíaco uma atuação síncrona, como um sincício.

 Fora os discos, a posição do núcleo é capaz de distinguir uma célula muscular esquelética de uma cardíaca. O núcleo da fibra cardíaca é central e geralmente único, mas não raro é possível ver até duas. Na região nuclear, região justanuclear, as fibras são desviadas formando dois cones de miofibrilas circundando o núcleo e todas as organelas, inclusive os grânulos atriais que secretam o fator natriurético atrial. Os retículos sarcoplasmáticos são menos desenvolvidos e, por isso, o sistema T é mais abundante no músculo cardíaco.

O mecanismo de despolarização e contração do músculo cardíaco é semelhante ao músculo esquelético, exceto pelo fato de que o retículo sarcoplasmático não libera quantidade suficiente de Ca²⁺ para sustentar a contração muscular. Isso justifica um sistema T mais desenvolvido nesse tipo muscular.

Células cardíacas modificadas e especializadas estão presentes no músculo cardíaco, esse tipo celular atua na condução cardíaca no sistema de condução cardíaca. Esse sistema é composto por nós e fibras de condução especializada, chamada de fibras de Purkinje. A despolarização iniciada nos nós é transmitida para as fibras, que por sua vez, conduzem o potencial de ação para as células cardíacas vizinhas.

Músculo liso

O músculo liso se apresenta como um feixe de células fusiformes, com os extremos delgados, núcleo único, dotadas de junções comunicantes que possibilitam a comunicação intercelular. Diferentemente dos outros tipos musculares, o músculo liso não apresenta um arranjo estriado formado por filamentos finos e espessos, e isso justifica sua classificação. O sarcoplasma da fibra possui filamentos finos de actina espalhados, esses estão aderidos a estruturas conhecidas como corpos densos, localizados por toda parte da célula. No músculo liso, não há o complexo proteico de troponina regulando o ciclo de pontes cruzadas, no lugar dele há outras proteínas caldesmona e calponina, que dependem da fosforilação da cabeça de miosina e da concentração de Ca²⁺ intracelular. Além disso, os filamentos espessos também são diferentes dos músculos estriados. Os filamentos de miosina possuem as cabeças orientadas no sentido contrário de cada lado, esse tipo é denominado filamento de miosina lateral polar. Por não possuírem uma zona desnuda, os filamentos espessos e finos têm interação máxima entre eles.

Para que haja contração no músculo liso, algumas proteínas são essenciais, como  a quinase das cadeias leves de miosina, responsável por dar início ao ciclo de contração através da fosforilação de uma cadeia leve de miosina. Ademais, a calmodulina também é crucial, pois ela forma um complexo com o Ca²⁺  para se ligar com a quinase das cadeias leves de miosina para ativar essa enzima.

Os corpos densos são estruturas repletas de alfa-actinina, proteína que ancora o sarcolema, filamentos finos e intermediários nessas estruturas, e possuem como função principal a transmissão de força gerada no interior da célula para a membrana na contração. Os filamentos intermediários supracitados fazem a ligação do sarcolema com o citoesqueleto, possibilitando a mudança no formato da célula.

A contração do músculo liso pode ser desencadeada por diversas vias provocadoras, no final, da entrada de Ca²⁺ dentro da célula:

• Impulso mecânico: reflexo miogênico: deriva do estiramento passivo da célula, ativando os canais mecanossensíveis, e permitindo a entrada do íon.
• Despolarização elétrica: atua de modo semelhante aos demais músculos, com a liberação de acetilcolina ou norepinefrina, que desencadeiam posteriormente a abertura dos canais de Ca²⁺ sensíveis à voltagem.
• Estímulo químico: associado por meio de substâncias utilizadoras das vias de segundo mensageiro, como o IP₃ , proteína G e NO atuantes nos receptores no sarcolema.

Na contramão dos demais tipos musculares, no músculo liso não há túbulos transversos, no lugar desses existem apenas cavéolas, pequenas invaginações na membrana, próximas aos REL. O estímulo provoca a abertura dos canais com comporta acoplados com receptores de rianodina, e então o Ca²⁺  armazenado é liberado, se liga à calmodulina formando um complexo ligante com a quinase de cadeia leve de miosina que inicia a contração. Apesar da cabeça de miosina aqui também possui função ATPase, ela tem somente 10% da eficiência dos músculos esqueléticos, tornando a contração muito mais lenta. Apesar da baixa velocidade, as propriedades especiais do músculo liso possibilitam uma contração prolongada, chamamos de estado travado, e deriva da redução na atividade do ATP pela cadeia leve da cabeça de miosina, ora, se o ATP diminui a afinidade da cabeça de miosina com o filamento de actina, então na ausência da molécula energética, ambos os filamentos ficam firmemente aderidos sem o gasto de energia.

A responsividade aos danos aqui é maior, esse tecido apresenta grande atividade mitótica de modo a substituir as células lesadas. Recentemente, foram encontradas evidências de que pericitos são capazes de se diferenciar nesse tipo de músculo após alguma lesão, atuando como células progenitoras. Além desses, diversas outras células, como fibroblastos e células epiteliais podem sofrer diferenciação e executar a função do músculo liso.