Alongamento (Reflexo de estiramento)

Aspectos Biomecânicos do Tecido Muscular
Tipos de tecido muscular:
 Músculo não estriado (células fusiformes, mono ou binucleado, de contração
involuntária e lenta);
 Músculo estriado cardíaco (células mononucleadas, unidas por discos
intercalares e de contração involuntária e rítmica);
 Músculo estriado esquelético (formado por feixes de células cilíndricas
alongadas e multinucleadas, sujeitas a controle voluntário)
Os ossos, tendões e ligamentos são chamadas estruturas passivas já que recebem a
atuação de forças externas (gravidade, etc.) e internas (provenientes da contração
muscular). Assim, seu comportamento biomecânico é facilmente estudado e visualizado
por curvas de comportamento biomecânico (deformação e carga).
Para as estruturas ativas, os músculos, isso não ocorre; ele tem diversas propriedades
que atrapalham nesta visualização e o estudo de seu comportamento biomecânico é
mais complexo.
Músculo estriado esquelético
Músculo estriado esquelético é o tecido que, respondendo a um adequado estímulo
neural, apresenta a capacidade de desenvolver tensão ativamente, transformando energia
eletroquímica em energia mecânica.
Funções:
 Relacionadas ao movimento:
o Dinâmicas
 Produzir movimentos, ou seja, movimenta o segmento ósseo
através da carga de tração criada no tecido muscular e transmitida
para o tendão (junção músculo-tendínea) que a transfere para o
tecido ósseo;
o Estáticas
 Estabilidade às articulações (a força interna produzida pela
contração assegura estabilidade para a articulação, juntamente
com a cápsula articular, ligamentos e tendões);
 Manutenção postural.
 Relacionadas à proteção orgânica:
o Absorção de choques
o Redistribuição de cargas
No mecanismo de contra-inclinação, o músculo de segmento se contrai e cria uma carga
de tração nas estruturas passivas no sentido contrário, contrabalanceando a carga de
tração exercida sobre o tecido ósseo quando recebe um choque.
Ex.: quando o indivíduo salta, o tecido ósseo recebe uma carga de tração (na face
posterior) após o choque; além disso, a inércia do movimento provoca uma dinâmica
de força que cria uma carga compressiva (na face anterior) tendendo a levá-lo para
frente; a esta carga o tecido responde facilmente, pois é resistente a cargas
compressivas, já àquela carga a resposta não é tão eficaz, pois tem uma menor
resistência a carga de tração. Assim, neste caso, o tecido muscular atua conforme
descrito acima otimizando o seu comportamento biomecânico (aumentando a sua
resistência a cargas de tração); ela aumenta a sua resistência e rigidez diante desta
carga.
Na face posterior, a carga de tração sofrida pelo segmento ósseo por ação da inércia e
força direcionada para frente após o salto é equilibrada por esta carga de tração
criada no sentido inverso pelo músculo; assim, ele traciona os tendões e ligamentos das
estruturas adjacentes e é criada uma espécie de compressão no osso que ele envolve
fazendo-o voltar ao seu estado original.
O músculo fadigado, no entanto, prejudica a contra-inclinação, pois deixa a contração
muscular menos eficiente.
Assim, as propriedades biomecânicas do tecido ósseo associadas ao funcionamento do
tecido muscular permitem uma melhor resposta a cargas compressivas.
Quanto à absorção de choques, o tecido muscular permite melhores respostas a cargas
desta natureza através do fortalecimento do seu componente elástico.
*** Os tênis na verdade não absorvem impacto; o que eles fazem é uma redução da
percepção da pressão (pois os pés são muito sensíveis à pressão). A questão da escolha
do tênis de acordo com a pisada é mais uma questão econômica do que fisiológica ou
biomecânica.
*** Características do calçado para correr/caminhar:



A região do antepé deve estar mais baixo que o calcanhar (3,5cm);
Solução de continuidade na sola (não pode ser inteiriça; deve haver uma transição que
facilite a pronação e supinação);
Deve ser leve;

Produzido por material que facilite a eliminação de calor.
Propriedades:




Irritabilidade – resposta a estímulos eletroquímicos;
Contratilidade – produzir tensão (encurtamento);
Extensibilidade – alongar-se além do estado de repouso;
Elasticidade – retornar ao comprimento de repouso.
Papel do músculo:
 Agonista – principal responsável pelo movimento;
 Antagonista – ao contrair-se, provoca movimento articular oposto ao agonista;
o Ações:
 Contração do agonista e relaxamento do antagonista (movimento
não opositor);
 Contração do agonista e extensão do antagonista (desacelerar o
movimento);
 Contração do agonista e contração do antagonista (movimentos
precisos).
 Estabilizador – Cria condições adequadas para os movimentos.
 Neutralizador – Impede ação indesejada.
Ações musculares:
 Modelo mecânico:
o Componente contrátil – responsável pelas propriedades de contratilidade
e irritabilidade do tecido muscular;
o Componentes elásticos– responsáveis pelas propriedades de
extensibilidade e elasticidade do tecido muscular;
 Componentes elásticos em paralelo (fibra muscular, endomísio,
perimísio e epimísio) – limitar o alongamento dos elementos
contráteis;
 Componentes elásticos em série (tecido tendíneo) – limitar a
extensão do componente contrátil (para não perder sua função).
 Tipos de ações:
o Isométrica – músculo está ativo, desenvolve tensão através da atuação
dos componentes contráteis, mas não há mudança perceptível da
articulação;
o Isotônica Concêntrica – há encurtamento do comprimento muscular,
gerando tensão, que vence a resistência externa e produz movimento
(atuação do componente contrátil);
o Isotônica Excêntrica – resistência externa supera a força interna
produzida pelo músculo que se alonga enquanto produz tensão (atuação
dos componentes contráteis e elásticos – assim, tem maior capacidade de
produzir tensão).
Estrutura:
 Macroscópica
 Microscópica
3º Ciclo
Cap PM Merlin
04 de setembro de 2009
Estrutura Biomecânica do tecido muscular
 Macroscópica (arquitetura da fibra muscular)
o Peniforme (unipenada e bipenada)
 Não ocorre o acompanhamento;
 Produz mais força que a fusiforme (maior densidade de fibras);
 Aumento da área de seção transversal (mais na bipenada),
ocasiona mais força.
 Ex.: semimembranoso, reto femoral (bipenado), deltóide
(multipenado)
o Fusiforme
 Uma única fibra acompanha todo o prolongamento/comprimento
do músculo (longitudinalmente, do tendão proximal ao distal);
 Produz menor força, mas permite maior amplitude de contração
muscular.
 Ex.: sartório
Ângulo das fibras bipenadas (peniformes)  há uma angulação, sendo que como há
uma maior quantidade de fibras ele produz mais força, entretanto o tendão é mais
exigido, devido ao ângulo, diferentemente do músculo fusiforme (exigência no sentido
suportado pelo tendão)
O arranjo de fibras penado produz um aumento de área de secção. Em comparação ao
arranjo fusiforme, em um mesmo corte na fibra muscular, há uma maior secção. Ou
seja, há mais força (um dos objetivos do treinamento de força é aumentar a secção do
músculo).
Quando o arranjo das fibras é fusiforme, o músculo tende a produzir menos força do que
o peniforme, entretanto a amplitude da contração seria maior.
O arranjo penado coloca uma quantidade de fibras gigantesca no mesmo volume
muscular já que a penação aumenta a área de secção transversal fisiológica. Assim, o
músculo do arranjo penado irá transferir isoladamente menos força para o tendão;
entretanto, devido a maior quantidade de fibras a força será compensada e a exigência
do tendão será maior.
 Microscópica
o Endomísio
o Perimísio
o Epimísio
*** Fascículo  conjunto de fibras // Endomísio  entre as fibras, margeando o
perimísio // Ventre  conjunto de fascículos
Fibra muscular:
 Sarcolema;
 Túbulos transversos;
 Retículo sarcoplasmático;
 Sarcoplasma;
 Miofibrilas.
Miofibrilas:
 Sarcômeros – unidade básica de contração:
o Delimitado pela linha Z;
o Linha I, que desaparece durante a contração;
o Linha A, que muda o feixe de luz;
o Linha H, onde há apenas miosina (meromiosina leve);
o Linha M, onde há apenas a titina.
Linha z (linha entre dois discos). A banda I vem de isotrópico  se dois materiais
respondem da mesma maneira a um mesmo estímulo, eles são isotrópicos (a banda I não
muda o feixe de luz, lá só tem actina). Já a banda A muda o plano de refração da luz, e
por isso é anisotrópica. Na zona H só temos a miosina, porém não se tem as cabeças
(apenas a meromiosina leve).
Os volumes dos sarcômeros são iguais. O que difere entre o fusiforme e o peniforme é a
distribuição macroscópica. O fusiforme encurta muito mais que o peniforme.
A variação do músculo que está em série (fusiforme) é quatro vezes maior do que o
peniforme. Há uma proporção de que quanto maior o número de sarcômeros, maior é a
amplitude.
A proporção de força, no entanto é inversa; no peniforme é quatro vezes maior que no
fusiforme.
Miofilamentos (conjuntos de proteínas):
 Espesso – Miosina (proteína contrátil):
o Meromiosina leve;
o Meromiosina pesada (cabeças, sítios de contração);
A conformação das cabeças de miosina, a orientação espacial e a
distância entre as suas cabeças é sempre a mesma. Girando sempre 120º
já que é um arranjo em espiral.
 Proteína funcional – Titina:
o Mola fisiológica, mantém o filamento espesso no centro do sarcômero;
o A titina se liga desde a linha Z até a linha M, fazendo uma ligação não
linear no centro do sarcômero, não deixando ela se deslocar do centro.
 Miofilamento delgado – Actina (proteína contrátil), Troponina e tropomiosina
(proteínas reguladoras)
o Troponiona I – inibe o sítio de ligação com a actina;
o Feixe em dupla hélice.
Copiar do Souza e do D’Ávila
10 de setembro de 2009
Copiar da Maria
17 de setembro de 2009
Revisão  potencial de ação – contração muscular – fusos musculares – órgãos
tendinosos de golgi
O tecido muscular também apresenta características visco-elásticas, mas em repouso
(acomodação da deformação e relaxamento de estresse).
Em atividade, no entanto, o músculo não apresenta tais características e o seu
comportamento é estudado quanto à:
 Relação força-comprimento: descreve a relação entre a máxima força que um
músculo consegue produzir e seu comprimento
14 de outubro de 2009
Receptores Sensoriais
Órgão sensitivo que fornecem informações ao SNC sobre a estrutura interna do
organismo e sobre o meio ambiente externo. Pertencem ao sistema nervoso autônomo.
 Atuação: Transdução – alteração de formas de energia
 Tipos:
o Morfologia:
 Terminações nervosas livres (discos de Merkel – sensores de
pressão)
 Terminações encapsuladas (conjunto de receptores protegidos
por cápsulas de tecido conjuntivo – órgãos tendinosos de Golgi e
Fusos musculares)
o Localização:
 Exteroceptores (Discos de Merkel)
 Interoceptores (Corpúsculo de pucinj)
 Proprioceptores (FM/OTG)
o Função:
 Mecanorreceptores (FM/OTG)
 Fotorreceptores (Olhos)
 Fonorreceptores (Ouvidos)
 Quimiorreceptores (hipotálamo/língua)
 Nociceptores (dor)
Fusos musculares: mecanorreceptores, encapsulados, proprioceptores, com
comprimento de 0,5 mm a 13 mm, formado por conjuntos de fibras musculares
intrafusais, revestidas por cápsula de tecido conjuntivo, dispostos em paralelo com as
fibras musculares extrafusais, reconhecendo alterações de comprimento muscular e taxa
de variação de comprimento.
Fibra saco nuclear: mais longa, liga-se ao tecido conjuntivo da cápsula e ao tecido
conjuntivo da fibra extrafusal. Apresenta grande número de núcleos arranjados na
região equatorial e terminações polares com miofilamentos contráteis.
 Inervação: aferentes (Ia) e eferentes (ɣ)
Fibra cadeia nuclear: liga-se ao tecido conjuntivo da cápsula apenas, núcleos
organizados em fileira na região equatorial e terminações polares com miofilamentos
contráteis.
 Inervação: aferentes (Ia e II) e eferentes (ɣ)
 Respondem ao treinamento de força
Reflexo de estiramento
Pelo alongamento muscular, a fibra é estirada, e o fuso (em paralelo à fibra) reconhece
este alongamento, e mandam um comando de natureza excitatória para provocar a
contração como forma de defesa. Ocorre então o reflexo de estiramento; pois no
alongamento o motoneurônio ɣ e os aferentes (Ia e II) são acionados e mandam a
mensagem de contração ao motoneurônio α.
Facilitação autogênica
Já no caso da contração muscular inicialmente voluntária, há a estimulação de um
motoneurônio α, o fuso muscular se alonga, pois a estimulação do motoneurônio α
estimula o motoneurônio ɣ e ele provoca a contração das extremidades e ocorre o
alongamento da região equatorial, o que aciona os eferentes (seja Ia ou II). Então é
enviada uma mensagem de reforço (co-contração, acionamento de antagonistas, etc.)
ao motoneurônio α (chamada facilitação autogênica).
Há assim o estímulo neural inibitório do antagonista e excitatório do agonista quando
ocorre a contração, pois o organismo detecta o alongamento do fuso
(independentemente de o músculo estar contraído).
21 de outubro de 2009
Existem muitos tipos de neurônios, mas vale citar as características de alguns deles:
Propriedades biomecânicas
de neurônios
∅ (𝒖𝒎)
Diâmetro
α (eferente)
ɣ (eferente)
Ia (aferente)
Ib (aferente)
15
5
13-20
13-20
V (m/s)
Velocidade de
propagação
100
50
80-120
80-110
Excitabilidade
Grande
Pequena
Grande
Grande
II (aferente)
6-12
35-75
04 de novembro de 2009
Órgãos tendinosos de Golgi
Na função de proteção, estas estruturas realizam a equalização de força;
Faz também o controle motor
Pequena
Não copiei... o Davila copiou... passou um monte de aula...
04 de janeiro de 2010
Análise de movimento
 Biomecânica da corrida
o Cinemática
o Cinética
o EMG
Andando, há momentos em que os dois pés estão em contato com o solo, momentos em
que um está tocando o chão e outro está se deslocando (balanço). À medida que
aumentamos a velocidade e passamos da marcha para a corrida há também um tempo de
vôo, em que ambos os pés estão no ar, sem contato com o solo.
Conforme a velocidade aumenta, a fase de vôo aumenta e o contato diminui; esta
diminuição no tempo de intervalo dificulta a absorção muscular do impacto; o impacto
relativo da magnitude de forca que foi gerada é maximizado.
Há dois aspectos biomecânicos muito nítidos na corrida:
 Absorção de energia potencial de forma elástica
 Geração de energia (usando esta energia para produzir movimento)
*** Ex 1 – Análise do movimento do calcanhar na corrida (Novacheck, 1998):
 Quando o tibial anterior contrai concentricamente, ele realiza dorsiflexão; o
torque estará no sentido da perna (levará o pé à perna; inserção no pé é onde
se aplica a força);
 O torque do gastrocnêmio será no sentido oposto (flexão plantar);
 Conforme o tempo passa no ciclo de apoio, aumenta a dorsiflexão e então
ocorre flexão plantar, que também dura um período, atinge o seu máximo (fase
de balanço), depois começa a diminuir e entra em dorsiflexão novamente, que
diminui um pouco antes da nova fase de apoio e dorsiflexão mais intensa;
 No movimento de corrida analisado cientificamente, o tornozelo não apresenta
torque dorsiflexor, somente torque de flexão plantar; disto concluímos que o
movimento de dorsiflexão durante a corrida ocorre por ativação excêntrica;
 Após o contato inicial, que ocorre em dorsiflexão, o segundo momento é uma
flexão plantar (ponta do pé no chão), há um torque para o gastrocnêmio e a sua
contração concêntrica ativa, o que não é imediato (ativação eletromiográfica),
fica sem produzir força num primeiro momento já que o tibial anterior age
excentricamente;
 O tibial anterior é ativado a partir do momento em que se tira o pé do chão; e
ele atua excentricamente diminuindo a velocidade e intensidade da dorsiflexão
até o contato;
 Após o contato e na retirada do pé, supõe que haveria ativação concêntrica do
gastrocnêmio e sóleo (tríceps sural) já que atinge a máxima flexão plantar,
porém na eletromiografia vemos que não há ativação muscular neste momento;
 Há um momento em que ocorre flexão plantar sem que a musculatura
responsável por este movimento esteja ativa; este paradoxo existe na corrida
para quadril, gastrocnêmio, quadríceps, etc.
 A contração excêntrica é de alongamento muscular; ela potencializa a
capacidade do músculo para gerar energia potencial elástica (aumenta a taxa
de energia potencial elástica); esta energia pode ser eliminada na forma de
calor ou transformada em energia de propulsão (ciclo alongamentoencurtamento); para isto a fase excêntrica deve ser curta e logo buscar a fase
concêntrica, aumentando a eficiência mecânica.
 Isto acontece em todos os músculos no ato de correr (sempre ao deixar o solo
não haverá ativação muscular)
Fase/Instante
Movimento
Contato
inicial até o
aplainamento
do pé
Dorsiflexão
inicial que é
diminuída
(DFFP)
Contato inicial
até apoio
médio
(anteriorização
da tíbia)
Apoio médio
até a
Retirada do
pé
Retirada do
pé até o
balanço
médio
Aumento da
dorsiflexão
(anteriorização
da tíbia)
FPDF
Diminuição da
dorsiflexão,
ponto neutro e
início da
flexão plantar
DFFP
Pico de flexão
plantar e início
de sua
retificação
com
dorsiflexão
Ação
muscular
Torque
esperada
esperado
(cinemática)
Ação muscular de
fato (cinética) por
eletromiografia
Torque de
fato
Ação
concêntrica
do G/S
Torque
dos
flexores
plantares
Ação excêntrica do
TA e isométrica do
G/S (sem torque)
Torque do
TA
(diminuição
de
velocidade)
Ação
concêntrica
do TA
Torque
de DF
Ação excêntrica de
gastrocnêmio/sóleo
e isométrica (final)
de TA
Torque de
flexão
plantar
(G/S)
Ação
concêntrica
de G/S
Torque
de FP
Sem ativação
muscular
Perde-se o
torque FP e
não há
outro (nulo)
1º momento
atuação do
G/S
2º momento
ativação de
TA
1º
momento
torque de
G/S
2º
momento
torque de
TA
Ativação de TA
sem torque
(isométrica)
----