Análise in-vivo das relações força-comprimento e força

RESUMO
FONTANA, Heiliane de B. Análise in-vivo das relações força-comprimento e força-velocidade
do músculo vasto lateral nos níveis do fascículo e da unidade músculo tendínea. 2015. 105 f.
Tese (Doutorado em Ciências do Movimento Humano – Área: Comportamento Motor) –
Universidade do Estado de Santa Catarina. Programa de Pós-Graduação em Ciências do Movimento
Humano, Florianópolis, 2015.
Embora as relações força-comprimento (F-C) e força-velocidade (F-V) de um músculo
possam ser facilmente determinadas in-vitro, a determinação in-vivo é certamente mais complexa, e
baseia-se freqüentemente em medidas de torque e ângulo articular. Uma importante limitação dessa
abordagem reside no fato de as mudanças de comprimento do fascículo muscular não se
relacionarem de maneira simples às da unidade músculo-tendínea (UMT). Dessa forma, a
investigação in-vivo da mecânica músculo-tendão torna-se necessária para a determinação da
expressão dessas propriedades musculares no contexto do movimento humano. Neste trabalho, foi
determinado, in-vivo, a relação F-C (Parte I) e a relação F-V (Parte II) nos níveis do fascículo e da
UMT para contrações voluntárias do músculo vasto lateral (VL) em humanos. A relação F-C foi
obtida para contrações máximas e submáximas e a relação F-V, para diferentes níveis de précontração do músculo. A fim de obter um melhor entendimento do fenômeno, o movimento de
extensão de joelho foi analisado em diferentes amplitudes de acordo com características cinéticas e
cinemáticas do mesmo. As coletas de dados envolveram medições sincronizadas de torque e ângulo
de joelho, bem como arquitetura muscular e EMG do VL durante contrações isométricas (F-C) e
isocinéticas (F-V) de extensores de joelho. Na Parte I, foi demonstrado que a quantidade de
encurtamento dos fascículos em uma contração isométrica depende do comprimento da UMT/ ângulo
articular, resultando em diferentes formatos para a relação F-C entre os níveis do fascículo e da UMT
e entre contrações máximas e submáximas. As relações F-C para contrações submáximas foram
determinadas a partir de níveis percentuais de força (como sugerido na literatura), mas, também,
através de uma nova abordagem baseada em níveis percentuais de ativação (EMG). Com base na
primeira abordagem, por definição, os picos de força para as relações F-C ocorrem em um
comprimento muscular fixo, mas, devido a complacência da UMT, em comprimentos de fascículo
maiores a medida que a força na UMT decresce. Contrariamente, na análise baseada em ativação, os
picos de força ocorrem em um comprimento de fascículo constante, mas em comprimentos
musculares menores a medida que a a força na UMT decresce. Este resultado sugere que o maior
potencial de geração de força submáxima é obtido em comprimento de fascículo próximo ao definido
como ótimo, ou seja, no comprimento onde a sobreposição dos miofilamentos é máxima. Na Parte II
dessa tese, a análise da relação F-V evidenciou que a velocidade de contração do fascículo durante a
extensão “isocinética” de joelho pode ser menor, semelhante ou maior do que a da UMT dependendo
da velocidade articular e de qual parte do movimento é analisada. A velocidade de contração da
UMT aumenta sistematicamente com a velocidade articular, enquanto que os fascículos podem
permanecer com velocidades constantes para uma grande amplitude de velocidade articular. Os
resultados apontam para a crítica natureza da interação entre ângulo articular, força/ativação
muscular, elementos elásticos e mecânica dos fascículos musculares e auxiliam no superação das
restrições encontradas quando se relaciona e se aplica conhecimento obtido nos diferentes níveis de
análise dos músculos.
Palavras-chave: Relação força-comprimento, relação força velocidade, fascículo muscular,
elementos elásticos em série.