TODO MOVIMENTO HUMANO, DO PISCAR DE OLHOS À
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SISTEMA MUSCULAR O músculo é o único tecido do corpo humano capaz de produzir FORÇA, i.e.; BIOMECÂNICAMENTE, O MÚSCULO É A ÚNICA ESTRUTURA ATIVA DO CORPO Transforma Energia Química em energia mecânica TIPOS DE MÚSCULOS (~ 40 % DA MASSA CORPORAL) LISO (involuntário) vísceras e paredes dos vasos sanguíneos CARDÍACO (involuntário) músculo do coração ESQUELÉTICO (voluntário) ~ 215 pares de músculos esqueléticos CARACTERÍSTICAS BIOMECÂNICAS 1. EXTENSIBILIDADE: capacidade de aumentar o seu comprimento 2. ELASTICIDADE: capacidade de retornar a seu comprimento original após a deformação 3. IRRITABILIDADE: capacidade de gerar tensão quando estimulado (potenciais de ação) 4. CAPACIDADE DE GERAR TENSÃO MUSCULARES ALAVANCAS TORQUES SISTEMA MUSCULAR O Músculo é o único tecido do corpo humano capaz de produzir FORÇA, i.e., BIOMECANICAMENTE, O MÚSCULO É A ÚNICA ESTRUTURA ATIVA DO CORPO MÚSCULOS DO CORPO (~ 40% massa corporal): LISO: involuntário (paredes de vasos sanguíneos e de órgãos internos) CARDÍACO: involuntário, estriado (músculo do coração) ESQUELÉTICO: voluntário, estriado, ligam-se ao esqueleto O Movimento humano no cotidiano e a performance esportiva são possíveis através da produção de FORÇA pelos músculos voluntários agindo em sistemas de alavanca no esqueleto = Geração de TORQUES REPRESENTAÇÃO ESQUEMÁTICA DA ESTRUTURA MUSCULAR ESTRUTURA E FUNÇÃO DO MÚSCULO O m. esquelético é constituido por unidades estruturais de tamanho decrescente. Unidade básica (célula) - fibras musculares (50 m diam., 10 cm comp.) As fibras musculares contém estruturas menores = MIOFIBRILAS. Envolvendo as miofibrilas há o citoplasma da célula muscular = sarcoplasma (túbulos T) Miofibrilas são formadas por unidades ainda menores = SARCÔMEROS, as unidades contráteis do m. esquelético. (miosina - filamento espesso, actina filamento fino) A UNIDADE MOTORA Coordena a contração de todas as fibras MOTONEURÔNIO + FIBRAS MUSCULARES Cada inervação é feita por uma sinapse localizada nas placas motoras ESQUEMA DA UNIDADE MOTORA EXCITAÇÃO E CONTRAÇÃO 1. Quando uma unidade motora é ativada, potenciais de ação viajam pelo axônio e são distribuídos ao mesmo tempo por todas as fibras na unidade motora. 2. O impulso elétrico que atravessa a placa pode ser registrado = ELETROMIOGRAFIA (EMG). A eletromiografia é um importante método de medição para a biomecânica. 3. Quando o sinal elétrico atinge a membrana muscular, ele a despolariza, e o sinal viaja pelos túbulos T, onde os íons de Cálcio são liberados pelo retículo sarcoplasmático ativando os complexos de troponina, que acionam o processo de contração. 4. Deslizamento simultâneo de dezenas de milhares de sarcômeros em série e em paralelo gera considerável mudança no comprimento e desenvolvimento de força na fibra muscular. PRINCÍPIO DO TUDO OU NADA Quando uma unidade motora é estimulada, uma quantidade mínima de estimulação, chamada limiar, é requerida para elicitar uma contração. Se a estimulação é menor que este limiar, nenhuma ação muscular ocorre. FIBRAS MUSCULARES CLASSIFICAÇÃO DAS FIBRAS contração lenta contração rápida a Tipo I Tipo IIa velocidade de LENTA RÁPIDA contração resistência à fadiga força da UM capacidade oxidativa capacidade glicolítica contração rápida b Tipo IIb RÁPIDA ALTA MODERADA BAIXA BAIXA ALTA ALTA MÉDIA ALTA BAIXA BAIXA ALTA MAIS ALTA NÃO SÃO INTERCAMBIÁVEIS POPULAÇÃO NL 50% RÁPIDA E 50% LENTA (geneticamente determinada) Dependendo do muscúlo, maior composição de fibras de CR (atividades velocidade, potência e rapidez) ou de CL (alta resistência e F) ARQUITETURA DO M. ESQUELÉTICO O arranjo das fibras musculares relativo ao eixo de geração de força ÂNGULO DE PENAÇÃO - ângulo entre o arranjo das fibras musculares e o eixo longitudinal do músculo (paralelas ou oblíquas) fibras paralelas: sartório, reto abdominal, bíceps braquial fibras oblíquas: tibial posterior, reto femoral, deltóide Qto > ângulo < F total, independentemente da F das fibras F total (componente vertical da força) = F fibras . cos Fibras Oblíquas - < F efetiva para movimentar grandes amplitudes, mas como > # fibras por unidade de volume, pode gerar mais Força REGULAÇÃO DO MOVIMENTO Músculos bi ou poli articulados. Desvantegens: são incapazes de se encurtarem ou estirarem até uma distância suficiente para produzir um movimento completo em todas as articulações atravessadas simultaneamente. AGONISTA - Músculo principal na contração muscular. Agonista primário e acessório. Ex.: Na flexão do cotovelo, o m. braquial e o m. bíceps braquial são agonistas primários, o m. braquiorradial, m. extensor radial longo do carpo e o m. pronador redondo são agonistas acessórios. ANTAGONISTA - Músculo que oferece resistência à contração muscular. opõe-se a um movimento. Gera torque em oposição àquele gerado pelo agonista FIXADOR - Imobiliza uma articulação para realizar o movimento de outra articulação. Ex.: o m. rombóide fixa a escápula para movimentar somente o braço. NEUTRALIZADOR - Evita a ação indesejada quando um m. agonista realiza o movimento. Ex.: O m. bíceps braquial produz tanto flexão do cotovelo quanto supinação do antebraço. Se apenas a flexão do cotovelo é desejada o m. pronador redondo age como neutralizador na supinação do antebraço. SINERGIA MUSCULAR Ligações entre estruturas neuro-músculo-esqueléticas antômica e funcionalmente independentes que atuam de forma cooperativa como uma unidade. (BERNSTEIN, 1967) AÇÃO MUSCULAR : O ESTADO DA ATIVIDADE MUSCULAR CLASSIFICAÇÃO DAS AÇÕES MUSCULARES Exercício Ação Muscular ESTÁTICO ISOMÉTRICA DINÂMICO CONCÊNTRICA EXCÊNTRICA Comprimento muscular NÃO MUDA Relação Tmusc - Tres TMUSC = TRES ENCURTA TMUSC > TRES ALONGA TMUSC < TRES A CLASSIFICAÇÃO É FEITA COM BASE NAS CARACTERÍSTICAS EXTERNAS DO MÚSCULO MODELO ESQUEMÁTICO DE UMA CONTRAÇÃO MUSCULAR ISOMÉTRICA (LIEBER, 1992) NA VERDADE, NÃO EXISTE UMA CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA PURA AÇÃO ISOTÔNICA Por causa da variação na vantagem mecânica em função do ângulo da articulação, da diferença de capacidade de desenvolver força máxima com mudança do comprimento e velocidade, nenhuma ação dinâmica de um músculo em exercício envolve desenvolvimento de força constante. Portanto, o termo isotônico é inadequado para a descrição de um exercício humano. termo correto : AUXOTÔNICO AÇÃO ISOCINÉTICA Durante um exercício dinâmico, há movimentos lineares do centro de rotação na articulação e no tendão, por exemplo. Por esta razão, o termo isocinético é inadequado pra descrever uma contração muscular. Ainda que os movimentos de máquinas de exercício ou ergômetros possam ser controlados a uma velocidade constante, não há garantias que os músculos estão se contraindo com velocidade constante. VANTAGEM MECÂNICA NA AÇÃO MUSCULAR A FORÇA MUSCULAR UTILIZADA PARA REALIZAR UM MOVIMENTO VARIA EM FUNÇÃO DO ÂNGULO DA ARTICULAÇÃO MODELO ESQUEMÁTICO DE AÇÕES MUSCULARES EM FUNÇÃO DO ÂNGULO ARTICULAR PRINCÍPIO DO TAMANHO As fibras musculares são recrutadas numa ordem crescente de tamanho, por que fibras maiores apresentam maior limiar de excitação. TAMANHO DA FIBRA TIPO DE FIBRA Recrutamento das fibras musculares: RELAÇÃO FORÇA X ÁREA DA SECÇÃO TRANSVERSA DO MÚSCULO O efeito mais evidente do treinamento de força, além do próprio aumento da força do indivíduo, é o aumento do tamanho do músculo. A força máxima que um músculo pode gerar é proporcional à área da secção transversa do músculo (28 a 90 N/cm2) Mas, muitos outros fatores afetam a força máxima que o músculo pode gerar: arquitetura do músculo velocidade de contração, comprimento do músculo adaptação do sistema nervoso fatores fisiológicos fatores ambientais ADAPTAÇÃO NEURAL E MUSCULAR DURANTE O TREINAMENTO DE RESISTÊNCIA (SALE, 1988) FORÇA x ÁREA DA SECÇÃO TRANSVERSA Capacidade do músculo produzir força é proporcional à sua área de secção transversa Norman (1977) : 90 N /cm2 SOBRECARGA MUSCULAR CRÔNICA HIPERTROFIA GANHO DE FORÇA OUTROS FATORES DE INFLUÊNCIA Fatores fisiológicos (tipo de fibra) Fatores ambientais Controle neuro-muscular Arquitetura do músculo ADAPTAÇÃO DO MÚSCULO À SOBRECARGA RELAÇÃO FORÇA COMPRIMENTO DO SARCÔMERO RELAÇÃO FORÇA - VELOCIDADE DE CONTRAÇÃO COMPRIMENTO X TENSÃO FORÇA X VELOCIDADE CAPACIDADE DO MÚSCULO DE GERAR TENSÃO É INVERSAMENTE PROPORCIONAL A SUA VELOCIDADE DE CONTRAÇÃO EFEITO DA TEMPERATURA RELAÇÃO COMPRIMENTO X FORÇA X VELOCIDADE DO MÚSCULO ESQUELÉTICO EXTENSIBILIDADE E ELASTICIDADE EXTENSIBILIDADE: COMPONENTE ELÁSTICO EM PARALELO (CEP) ELASTICIDADE: COMPONENTE ELÁSTICO EM SÉRIE (CES) MODELO ESQUEMÁTICO DO TECIDO MUSCULAR (HILL, 1950) COMPONENTE CONTRÁTIL (CC) : Filamentos de Actina e Miosina COMPONENTE ELÁSTICO EM SÉRIE (SEC): Tendões + titina Armazenagem de energia elástica COMPONENTE ELÁSTICO EM PARALELO (PEC): Endomísio + Perimísio + Epimísio Resistência a tensão produzida por forças externas MODELO DO TECIDO MUSCULAR Modelo de HILL foi sendo desenvolvido a partir da incorporação de novas estruturas RELAÇÕES NEUROMUSCULARES ÓRGAOS TENDINOSOS DE GOLGI receptores sensoriais estimulados pela presença de tensão ativa no músculo. inibem o desenvolvimento de tensão no músculo e excita o músculo antagonista. Facilitação Neuromuscular Proprioceptiva FUSOS NEUROMUSCULARES receptores sensoriais estimulados pela presença de estiramento no músculo. reflexo de estiramento ou miotático: os fusos neuromusculares promovem a excitação do músculo estirado. CICLO DE ESTIRAMENTO - ENCURTAMENTO (STRECH-SHORTENING CYCLE) (KOMI, 1984) A COMBINAÇÃO DE AÇÕES EXCÊNTRICAS E CONCÊNTRICAS FORMA UM TIPO NATURAL DE FUNÇÃO MUSCULAR CHAMADO CICLO DE ESTIRAMENTOENCURTAMENTO O ciclo é uma maneira econômica de se realizar um movimento e é a base dos movimentos humanos.
