UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES ONIVALDO CASSIANO JUNIOR ESTEIRA ERGOMÉTRICA PARA TREINAMENTO COM VIBRAÇÃO DINÂMICA (TVD)

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1 UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES ONIVALDO CASSIANO JUNIOR ESTEIRA ERGOMÉTRICA PARA TREINAMENTO COM VIBRAÇÃO DINÂMICA (TVD) Mogi das Cruzes, SP 2010

2 UNIVERSIDADE DE MOGI DAS CRUZES ONIVALDO CASSIANO JUNIOR ESTEIRA ERGOMÉTRICA PARA TREINAMENTO COM VIBRAÇÃO DINÂMICA (TVD) Dissertação apresentada à Universidade de Mogi das Cruzes, como parte dos requisitos para obtenção do título de Mestre no Programa de Pós-Graduação em Engenharia Biomédica. Área de concentração: Instrumentação Biomédica Orientador: Prof. Dr. Flávio Cezar Amate Mogi das Cruzes, SP 2010

3 FINANCIAMENTO FICHA CATALOGRÁFICA Universidade de Mogi das Cruzes - Biblioteca Central Cassiano Junior, Onivaldo Ergométrica para treinamento com vibração dinâmica (TVD) / Onivaldo Cassiano Junior f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Biomédica) - Universidade de Mogi das Cruzes, 2010 Área de concentração: Instrumentação Biomédica Orientador: Profº Drº Flavio Cezar Amate 1. Treino vibratório 2. Ativação neuro muscular 3. Esteira ergométrica I. Amate, Flavio Cezar CDD

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5 DEDICATÓRIA Aos meus pais, Marli Lopes Cassiano e Onivaldo Cassiano (in memória), que sempre me apoiaram financeiramente e emocionalmente se não fosse o apoio deles, eu não teria começado e nem terminado este sonho que se tornou realidade.

6 AGRADECIMENTOS Aos meus irmãos Fernando Henrique Cassiano e Enio Roberto Cassiano, a Josiane Cristina do Amaral que muito me ajudou, a Vanessa Cavalcanti Henriques pela sua compreensão e meus amigos Diogo, Diego, Tailan, Alexandre, Yuke, Caio, Terige, Helio, Alessandro, Felipe, Jaqueline, Meire e Rico. Aos professores Fumagalli, Jean, Luiz Carlos e, principalmente, ao meu orientador Prof. Flávio com quem muito aprendi nestes dois anos.

7 RESUMO Desde a segunda metade dos anos 80 tem-se desenvolvido um fica de treinamento baseado na utilização dos estímulos vibratórios visando melhor desempenho da musculatura humana. Neste tipo de treinamento ocorre uma modificação do reflexo tônico determinado por uma contração muscular reflexa por meio de uma plataforma vibratória, onde indivíduo permanece em uma posição estática sobre placas de vibração com frequências que variam de 15 a 44 Hz, deslocamentos de 3 a 10 mm e aceleração de 3,5 a 15 g. Neste trabalho foi desenvolvido um protótipo de uma esteira ergométrica para treinamento com vibração dinâmica (TVD). A aplicação de um treinamento vibratório beneficia as funções do organismo relacionadas ao sistema muscular, endócrino, cardiovascular e ósseo contribuindo para qualidade de vida na melhor idade. O equipamento desenvolvido utiliza uma esteira ergométrica motorizada adaptada com uma plataforma vibratória composta por um motovibrador que produz movimentos sinusoidais perpendicular a base onde o indivíduo realiza a caminhada. A avaliação do protótipo foi realizada através de um modelo matemático do equipamento e comparado com os dados adquiridos pelos instrumentos de medidas, acelerômetro e relógio comparador, divididos da seguinte forma: força g, frequência, mensuração da amplitude, estabilidade estrutural e resistência do protótipo. A execução dos testes de estabilidade e resistência mostrou que o protótipo teve uma baixa variação da força g no desvio padrão e a amplitude máxima foi de 3 mm, o que é aceitável e contempla os limites das pesquisas realizadas e pré estabelecidos pela norma que regula trabalhos com vibração para seres humanos. De acordo com os resultados obtidos não houve variações significativas da frequência e amplitude durante os testes executados. A composição dos métodos de exercícios, vibração de corpo inteiro e uma atividade aeróbica como a caminhada pôde ser executada de forma fácil e segura. Palavras chave: Treino Vibratório, Ativação Neuromuscular e Ergométrica. Esteira

8 2 ABSTRACT Since the second half of the 80 has developed a training is based on the use of vibratory stimuli by better performance of the human musculature. In this type of training is a modification of the tonic reflex determined by a reflex muscle contraction through a vibrating platform, where the individual remains in a static position on vibrating plates with frequencies ranging from 15 to 44 Hz, displacement from 30 to 10 mm and acceleration from 3.5 to 15 g. We have developed a prototype of a treadmill for training with dynamic vibration (DTV). The application of a vibrating training benefits the body's functions related to the muscular system, endocrine, cardiovascular and bone contribute to better quality of life in age. The developed device uses a motorized treadmill fitted with a vibrating platform consists of a vibration motor that produces sinusoidal movements perpendicular to the base where the individual performs the walk. The evaluation of the prototype was performed using a mathematical model of the equipment and compared with data acquired by measurement instruments, dial gauge and accelerometer, divided as follows: g force, often measuring the range, structural stability and resistance of the prototype. The tests of stability and strength showed that the prototype had a low g force variation on the standard deviation and the maximum amplitude was 3 mm, which is acceptable and considers the limits of research conducted and pre-established norm that regulates the work with vibration in humans. According to the results no significant variations in the frequency and amplitude during test runs. The composition of the methods of exercise, whole body vibration and an aerobic activity such as walking could be performed easily and safely. Keywords: Vibration Training, Neuromuscular Activation and Treadmill

9 2 LISTA DE ILUSTRAÇÕES Figura 01: Modelo de Plataforma Vibratória com praticante de exercícios físicos Figura 02. Diagrama esquemático ilustrado da regulação da rigidez durante a estimulação da vibração Figura 03. Reflexo de estiramento. 1. Sinal aferente (sensorial) de fibra muscular intrafusal. 2. Sinal eferente (motor) direcionada para as fibras musculares extrafusal. 3. Sinal de motor (eferente) dirigida ao antagonista inibitória. 4. Sinal eferente (motor) até as fibras musculares intrafusal para manter a forma alongada a parte central do fuso Figura 04. Diagrama de corpo livre Figura 05: Esquematização da estrutura da mola Figura 06. Modelo simplificado de transdutor de aceleração com apresentação dos feixes Figura 07: Detalhes do módulo de comunicação Figura 08: Ilustrativo das dimensões do Motovibrador Figura 09: Esteira Athletic Advanced Figura 10: Base da estrutura da esteira (A). Parte lateral da estrutura com fixação dos coxins (B) Figura 11: Base de caminhada de madeira Figura 12: Travessas (calhas) fixadas nas laterais da estrutura da esteira para ostentação da base Figura 13: Molas (A) colocadas nas travessas laterais com apoio de borracha (B) Figura 14: Suporte do motovibrador, fixado na base de madeira (vista inferior) Figura 15: Coxim de amortecimento (A) das vibrações e fixação das travessas Figura 16: Travessa lateral (A), Coxim de amortecimento (B) e Estrutura da esteira (C) unidos Figura 17: Amortecedores de vibração VIBRA STOP STANDARD (A), Haste de regulagem de altura (B)

10 2 Figura 18: Modelo do sinal adquirido pelo osciloscópio durante dos testes Figura 19: Participante caminhando com vibração da plataforma Figura 20: Participante realizando o teste de vibração Figura 21: Acelerômetro MMA7260Q Freescale fixado em baixo da plataforma Figura 22: Imagem do osciloscópio digital Tektronix TDS Figura 23: Relógio comparador colocado na base de madeira Figura 24: Inversor de Frequência CFW-08 WEG (CLP) Figura 25: Sinal adquirido durante o teste (caminhada juntamente vibração) a 20 Hz Figura 26: Sinal adquirido durante o teste (caminhada juntamente vibração) a 25 Hz Figura 27: sinal adquirido durante o teste (caminhada juntamente vibração) a 30 Hz Figura 28: sinal adquirido durante o teste (caminhada juntamente vibração) a 35 Hz

11 LISTA DE TABELAS Tabela 1: Resultados de F 0 conforme variação de Amplitude, Frequência e Aceleração Tabela 2: Teste dos participantes (Frequência e Aceleração g) Tabela 3: Amplitude da plataforma vibratória (só equipamento) Tabela 4: Teste funcional da plataforma vibratória... 57

12 SUMÁRIO RESUMO...1 ABSTRACT...2 LISTA DE ILUSTRAÇÕES INTRODUÇÃO OBJETIVO CONCEITOS TEÓRICOS TERMINAÇÕES NERVOSAS SENSITIVA (RECEPTORES) MOVIMENTOS VIBRATÓRIOS BASES TEÓRICAS DOS MOVIMENTOS VIBRACIONAIS VIBRAÇÃO POR RESSONÂNCIA CONTEXTUALIZAÇÃO MATERIAIS E MÉTODOS INTRODUÇÃO FERRAMENTAS UTILIZADAS DESCRIÇÕES DAS FERRAMENTAS UTILIZADAS CÁLCULOS DO EQUIPAMENTO DESENVOLVIMENTO DO EQUIPAMENTO AVALIAÇÃO RESULTADOS E DISCUSSÕES CONCLUSÕES...59 REFERÊNCIAS... 60

13 11 1 INTRODUÇÃO A caminhada é uma modalidade de atividade física de intensidade baixa a moderada que mais agrada as pessoas, e por ser de fácil realização é uma das atividades físicas mais praticadas no mundo. Com a prática da caminhada, sabe-se que ocorrem melhoras em várias funções do organismo, tais como: circulação, sistema cardiorrespiratório, sistema endócrino, sistema musculoesquelético e etc. Segundo Conroy e Earle (1994), o efeito do exercício sobre o tecido ósseo é localizado e depende da intensidade, tipo, frequência e duração da atividade física, sendo mais benéficas às atividades que suportem peso, como a caminhada ou corrida. Conforme Runge et al. (2000), a medicina geriátrica centra-se na independência funcional e na melhora da qualidade de vida dos idosos. Tratando as doenças e a prevenção ou minimização do declínio funcional causado por doenças ou pela idade. Para a geriatria a mobilidade é funcional e o funcionamento muscular é fundamental para a mobilidade. A osteoporose é considerada mundialmente, um problema de saúde pública que invalida ou incapacita grande número de pessoas, principalmente mulheres nas últimas décadas da vida, sendo uma enfermidade multifatorial que, à parte do papel dos estrógenos, os fatores de risco mais importantes são ambientais (falta de atividade física e inadequada ingestão de cálcio) e, portanto, facilmente modificáveis (MATSUDO e MATSUDO, 1991). Segundo Zerbini (1998), a osteoporose é uma doença ósseo-sistêmica, caracterizada pela diminuição da massa óssea e deterioração da micro arquitetura do tecido ósseo com o conseqüente aumento da fragilidade do osso e suscetibilidade de fraturas. Numerosos estudos indicam que a atividade física de alto impacto, ou que exija alta produção de força, pode ter um efeito benéfico na DMO, devido à deformação desse tecido, ocorrida durante a atividade (CADORE et al., 2005). Conforme os resultados do Berlin Aging Study (1996), os déficits de mobilidade, andar e equilíbrio foram considerados como determinantes mais importantes da dependência funcional e a função muscular dos membros

14 12 inferiores foi considerada, a componente individual mais importante para a competência locomotora. Segundo Cadore et al. (2005), deve se centrar na potência muscular o produto força x velocidade e na velocidade da produção de força. Então sempre que um membro esta para se mover este gera potência, produto da força com a velocidade. A força gerada pelos músculos está fortemente ligada ao desenvolvimento de massa óssea e de força óssea, tal como o paradigma de Utah (RUNGE et al., 2000). Portanto, a força muscular, está ligada tanto à força óssea como às quedas. Sendo que a função muscular tem sido considerada como um dos principais fatores de risco para quedas e faturas de quadril nos idosos. A incidência de fratura da anca aumenta exponencialmente com a idade. Na literatura científica podemos constatar que mais de 90% das fraturas da anca resultam de uma queda. Não é possível entender as denominadas fraturas da anca osteoporóticas debatendo apenas os fatores relacionados com os ossos sem prestar atenção nas quedas. Desde a segunda metade dos anos 80, tem-se desenvolvendo uma forma de treinamento baseado na utilização dos estímulos vibratórios, utilizadas pela primeira vez em treinamentos russos. Neste tipo de treinamento ocorre uma modificação do reflexo tônico vibratório que determina uma contração muscular reflexa originado de um estímulo local do músculo e seu tendão mediante vibração (NAZAROV e SPIVAK, 1985). O treinamento vibratório de corpo inteiro (VCI) é um dos tipos de exercício que está sendo testado atualmente em desportos, geriatria e reabilitação. Ele é transmitido para o corpo através de estímulos mecânicos onde estimulam por sua vez os receptores sensoriais, mais provavelmente os fusos musculares. Isto conduz a uma ativação dos motoneurónios alfa e inicia contrações musculares comparáveis ao reflexo tônico vibratório. Os aspectos biomecânicos da terapia e treino vibracionais são frequentemente utilizados no mundo da medicina no tratamento e prevenção de diferentes tipos de doenças e lesões. Nessas terapias é utilizado um tipo de plataforma e o usuário permanece total ou parcial sobre ela. O emprego deste método vem obtendo sucesso no tratamento da osteoporose, artrose,

15 13 esclerose múltipla, reumatismo e lesões por esforço repetitivo. Tem também grandes potencialidades para a reabilitação, assim como para requalificação das capacidades físicas dos menos jovens. Pesquisas científicas sobre os efeitos locais da tecnologia vibratória assim como os da Vibração Integral do Corpo (Whole Body Vibration) estão sendo realizadas por todo o mundo recorrendo a plataformas vibratórias. Uma quantidade crescente destes estudos e as suas conclusões têm sido publicados em importantes jornais médicos dedicados à investigação clínica científica. Portanto, fica evidenciado a importância do estímulo vibratório para aceleração do corpo, podendo assim melhorar a força funcional (estabilidade, resistência e condição física), produzir a contração muscular, e consequentemente, estimular o aumento da osteogênese e sua densidade óssea. Desta forma, um treinamento com vibração dinâmica (TVD) composto por uma esteira ergométrica que contemple a execução de caminhada, pode beneficiar as funções do organismo relacionadas aos sistemas muscular, endócrino, cardiovascular e ósseo do indivíduo.

16 OBJETIVO Desenvolver um protótipo de esteira ergométrica vibratória para auxiliar no treino de caminhada.

17 15 2 CONCEITOS TEÓRICOS 2.1 TERMINAÇÕES NERVOSAS SENSITIVA (RECEPTORES) Consciente ou inconscientemente sabemos onde se encontram nossos músculos quando se movimentam, devido a sinais de receptores encontrados nos próprios músculos, na pele e nas articulações. Sendo, essas percepções sensoriais são conhecidas como capacidade proprioceptiva (FONSECA, FERREIRA e HUSSEIN, 2007). No âmbito do sistema sensoriomotor, a propriocepção é um termo usado erroneamente, pois, tem sido usado de forma incorreta como sinônimo dos termos: cinestesia, sentido de posição articular, somatossensação, equilíbrio e estabilidade articular reflexa (RIEMANN e LEPHART 2002). Para esses pesquisadores, o termo somatossensórial é mais global e incluem todos os mecanorreceptores, termosceptores e informações dolorosas da periferia os nociceptores. A informação consciente somatossensorial leva à sensação de dor, temperatura e às sensações conscientes das submodalidades de propriocepção. A informação do meio externo é utilizada para: as sensações e as percepções; a manutenção da vigília; controle dos movimentos; regulação da função dos órgãos internos. Estas informações são utilizadas para manutenção por muitas vezes da produção de movimentos reflexos e fundamental para manutenção dos parâmetros fisiológicos do organismo (CINGOLANI e HOUSSAY, 2004). O contato inicial com meio externo ou interno nos sistemas sensoriais se faz por meio dos receptores que são estruturas especializadas em transformar um tipo de energia física ou química em energia eletroquímica, através de um processo de transdução (CINGOLANI e HOUSSAY, 2004). A sensibilidade somática é originada de informações provenientes de uma variedade de receptores distribuídos pelo corpo, e tem quatro modalidades principais: tato discrimitivo (necessário para o reconhecimento do

18 16 tamanho, da forma e textura e movimentação de objetos na pele), propriocepção (a sensação de posição estática e dos movimentos dos membros e do corpo), nocicepção (a sinalização de dano tecidual ou irritação química, normalmente percebida como dor e coceira) e sensação térmica (calor e frio) (KANDEL, SCHWARTZ E JESSELL 2003). Shumway e Woollacott (2003) traduzem a propriocepção como um termo usado para a regulação da postura total (equilíbrio postural) e postura segmentar (estabilidade articular), bem como para o início de muitas sensações periféricas conscientes (sentidos musculares). Portanto, a propriocepção descreve corretamente, a informação aferente originada de áreas periféricas internas do corpo, que contribuem para o controle postural e estabilidade articular. Considerando a percepção consciente da propriocepção, esta pode ser subdividida em dois tipos: sentido de posição estática, ou seja, a percepção consciente da orientação das diferentes partes do corpo, umas em relação às outras; e o sentido da velocidade do movimento, chamado de cinestesia ou de propriocepção dinâmica (GUYTON, 2002). Os dois termos são muitas vezes tratados como sinônimos e são usados frequentemente para cobrir todos os aspectos dessa percepção, estática ou dinâmica (SMITH, 1989). A avaliação da propriocepção consciente tem conduzido, de forma incontestavelmente, à maioria das confusões a respeito da interpretação desse tipo de propriocepção em indivíduos suspeitos de terem decréscimo da informação proprioceptiva, originada de fontes articulares, seguida de lesão ortopédica e traumatológica. É preciso ter cautela para diferenciar entre as fontes de propriocepção (musculares, cutâneas ou articulares) e as sensações conscientes de propriocepção (RIEMANN e LEPHART, 2002). As informações proprioceptivas inconsciente são críticas para os ajustes dos movimentos articulares (LUNDY, 2000). Essas informações servem para que certas áreas do SNC (Sistema Nervoso Central) atuem nos movimentos que estão acontecendo e em seu planejamento, para ajustar o tônus, força muscular e a amplitude dos movimentos (SHUMWAY e WOOLLACOTT, 2003). Os sinais proprioceptivos são gerados em vários tipos de receptores sensitivos que residem nos músculos, tendões, fácias, articulações (cápsula e

19 17 ligamentos) e pele em resposta aos movimentos do corpo e à tensão nessas estruturas (PECCIN e PIRES, 2003). Esses receptores sensitivos, denominados mecanorreceptores, funcionam como transdutores biológicos, capazes de converter a energia mecânica da deformação física em potenciais de ação nervosos que geram informações proprioceptivas (VOIGHT e COOK, 2003). O aumento da deformação pode ser codificado por um aumento na descarga aferente ou pelo aumento do número de receptores ativados. Esses sinais fornecem informações sensoriais sobre as forças internas e externas que atuam na articulação, nos músculos e tendões (LEPHART, 2002). Neurologistas diferenciam duas classes diferentes de sensações somáticas: epicritíca e protopática. Sensações epicríticas envolvem aspectos críticos do tato e são medidas por receptores encapsulados. Essas sensações incluem capacidade de detectar o contato sutil da pele e localizar a posição do estímulo, discernir vibração, determinar sua frequência e amplitude, verificar pelo toque detalhes espaciais como textura de superfícies e o espaçamento entre dois pontos tocados simultaneamente (KANDEL, SCHWARTZ e JESSELL, 2003). Ainda que a descarga dos receptores varie de acordo com a distorção mecânica, os mecanorreceptores também podem basear-se em sua velocidade de descarga. Logo após o início do estímulo, os receptores de adaptação rápida param de enviar descargas, enquanto os receptores de adaptação lenta continuam a emitir descarga enquanto mantém o estímulo. Os mecanorreceptores são capazes de se adaptar, sempre que forem estimulados (LEPHART, 2002). Os mecanorreceptores das articulações respondem à deformação mecânica da cápsula e dos ligamentos. As terminações de Ruffini, encontradas na cápsula articular, são ativadas em todas as posições articulares, mesmo em repouso, sendo mais sensíveis à movimentação passiva que a ativa. São considerados receptores estáticos e dinâmicos, segundo suas características de baixo limiar e adaptação lenta. Os corpúsculos pacinianos possuem uma grande capsula que é presa à pele de modo flexível, e permite que o receptor seja sensível à vibração ocorrida vários centímetros de distância (VOIGHT e COOK, 2003).

20 18 Outra característica dos corpúsculos pacinianos é a resposta ao movimento dinâmico, já que são inativos no repouso, mas ativos assim que iniciado o movimento. Estes são receptores de baixo limiar e adaptação rápida, (VOIGHT e COOK, 2003). Os receptores do ligamento são semelhantes aos órgãos tendinosos de Golgi, sinalizando tensão. Estes receptores apresentam um moderado limiar mecânico e sua adaptação ocorre de forma lenta quando estimuladas mais frequentemente por estímulos nocivos (PECCIN e PIRES, 2003). Numa articulação, a disposição dos receptores não é uniforme e pode refletir a localização de pressões durante o movimento. Alguns pesquisadores consideram que a maioria destes receptores são ativados próximo à amplitude completa do movimento, por esse motivo, não produzem um sinal inteligível relacionado à posição da articulação e cinestesia (SHUMWAY e WOOLLACOTT, 2003). Para Machado (2007), os neurônios sensitivos ou neurônios aferentes, são àqueles situados na superfície e responsáveis por receber os estímulos e conduzir os impulsos ao centro nervoso. Já os neurônios motores eferentes são os neurônios localizados no gânglio e especializados em conduzir o impulso do centro nervoso até o efetuador, ou seja, o músculo. A conexão de um neurônio sensitivo com o neurônio motor se faz através de uma sinapse localizada no gânglio e o elemento básico de um arco reflexo simples, ou seja, um neurônio aferente com seu receptor, um centro onde ocorre a sinapse e um neurônio eferente que se liga ao efetuador, no caso, os músculos (MACHADO, 2007). Através das grandes vias aferentes, os impulsos nervosos originados nos receptores periféricos são levados aos centros nervosos supra segmentares. A conexão deste receptor, por meio das diferentes fibras especifica, com uma área específica do córtex, permite o reconhecimento das diferentes formas de sensibilidade (MACHADO, 2007). Para Douglas (2002) quando se refere a equilíbrio, pode-se apontar uma situação na qual o corpo adota uma determinada posição em relação ao espaço, o qual a cabeça é dirigida para cima e a face para frente com ereção do corpo todo com o intuito de posicionar a cabeça na parte alta. Essa posição em pé é a posição ortostática ou ereta, sendo assim, mesmo um

21 19 comportamento cotidiano como a manutenção da posição ereta, ao contrário do que parece, é uma tarefa complexa que envolve um complexo relacionamento entre informação sensorial e atividade motora (BARELA, 2000). Enoka (2000) afirma que um sistema está em equilíbrio mecânico quando a somatória de forças que atuam sobre ele é igual a zero, entretanto essa não é uma tarefa fácil. Barela (2000) afirma que mesmo quando uma pessoa que procura manter-se em pé o mais estável possível, ocorrem oscilações constantes para a manutenção da posição (bípede), decorrentes da dificuldade em manter os muitos segmentos corporais alinhados entre si sobre uma base de suporte restrita, utilizando um sistema muscular esquelético que produz forças que variam ao longo do tempo, portanto os segmentos corporais controlados pela ação muscular são incapazes de permanecer em orientações constantes. Bankoff (1992) cita que existe uma relação entre equilíbrio e as posições posturais, onde a manutenção do equilíbrio corporal postural se modifica numa fração de milésimos de segundo. Em relação ao equilíbrio e manutenção do equilíbrio corporal postural, pequenas diferenças são significativas em função da oscilação, durante a marcha, a locomoção e também nas posturas estáticas. Outros fatores importantes para a manutenção do equilíbrio corporal são as informações proprioceptivas. Para Ganong (1998) a orientação do corpo no espaço também depende de impulsos de proprioceptores nas cápsulas das articulações. Tais proprioceptores enviam dados sobre a posição relativa das várias partes do corpo e impulsos de exteroceptores cutâneos, especialmente os de tato e pressão. Isto é, os ajustamentos de equilíbrio adequado devem ser feitos sempre que o corpo se angula no tórax, no abdome, ou em qualquer outro local. Todas essas informações são algebricamente somadas no cerebelo e na substância reticular e núcleos vestibulares do tronco cerebral, determinando ajustes adequados nos músculos posturais (GUYTON, 2002). Guyton (2002) descreve também que as sensações exteroceptivas são importantes na manutenção do equilíbrio, por exemplo, as sensações de pressão nas plantas dos pés podem expressar: se o seu peso está distribuído de maneira igual entre os dois pés e se seu peso está mais para frente ou para trás em seus pés. Outro exemplo citado por Guyton é a manutenção do equilíbrio quando uma pessoa está correndo, a pressão do ar contra a parte

22 20 anterior do seu corpo mostra que a força se opõe ao corpo em uma direção diferente da que é causada pela força gravitacional, como resultado, a pessoa inclina-se para frente para se opor a ela. Bankoff (1992) cita que existe uma relação reflexa de sensibilidade com a velocidade do olho durante os movimentos de condução das passadas na locomoção humana, e que estão diretamente ligadas também com a manutenção da postura corporal, onde informações provenientes de captores sensitivos externos, como os situados no pé são importantes para a manutenção do sistema tônico-postural. A informação proprioceptiva mais importante, necessária à manutenção do equilíbrio, é a proveniente dos receptores articulares do pescoço, pois quando a cabeça é inclinada em determinada direção pela torção do pescoço, estes receptores fazem com que o sistema vestibular dê ao indivíduo uma sensação de desequilíbrio, isto se deve ao fato de eles transmitirem sinais exatamente opostos aos sinais transmitidos pelo sistema vestibular, no entanto quando todo o corpo se desvia em uma determinada direção, os impulsos provenientes do sistema vestibular não são opostos aos que se originam nos proprioceptores do pescoço, permitindo que nessa situação a pessoa tenha uma percepção de alteração de equilíbrio do corpo inteiro (GUYTON, 2002). 2.2 MOVIMENTOS VIBRATÓRIOS A vibração é um estímulo mecânico caracterizado por um movimento de oscilação, onde os parâmetros biomecânicos que determinam sua intensidade são a amplitude, a frequência e a magnitude das oscilações. A amplitude do movimento oscilatório determina o deslocamento de pico a pico (em mm) a frequência é representada pela taxa de repetição dos ciclos da oscilação (medida em Hz), e a aceleração indica a magnitude da vibração (força g) (CARDINALE e BOSCO, 2003). O treinamento vibratório de corpo inteiro (VCI) é um tipo de exercício que foi concebido com o objetivo de estimular os músculos através dos reflexos espinais (RITTWEGER, MUTSCHELKNAUSS e FELSENBERG, 2003).

23 21 Os principais efeitos do treinamento vibratório no corpo inteiro tem sido estudado em pessoas que se exercitam sobre placas de vibração (Figura 01) que produzem movimentos sinusoidais (CARDINALE et al., 2003). As frequências utilizadas para o exercício variam de 15 a 44 Hz, os deslocamentos de 3 a 10 mm e os valores da aceleração de 3,5 a 15 g (onde g é a força do campo gravitacional ou 9,81 m/s). Assim, proporciona uma vibração com perturbação do campo gravitacional durante o tempo de curso da intervenção. A influência da carga gravitacional sobre o desempenho muscular é de suma importância. Em condições normais, os músculos condicionados a ação diária da gravidade são capazes de manter suas capacidades de desempenho. Quando a carga gravitacional é reduzida (micro gravidade), uma diminuição acentuada na massa muscular e na capacidade de geração de força é observada (DUCHATEAU e ENOKA, 2002). Em contrapartida, um aumento da gravidade (hipergravidade) aumentará na transversal área e capacidade de geração de força muscular. Figura 01: Modelo de Plataforma Vibratória com praticante de exercícios físicos. Fonte: (Power Plate International Limited 2010)

24 22 Os movimentos sinusoidais oscilatórios nos músculos ou tendões causam pequenas e rápidas mudanças no comprimento da unidade músculotendínea (BOSCO, CARDINALE e TSARPELA, 1999a). Estas rápidas mudanças no comprimento são detectadas pelos proprioceptores, principalmente os fusos neuromusculares. O fuso neuromuscular é responsável pela detecção do nível inconsciente do alongamento muscular, assim quando recebem a informação da vibração acabam modulando a rigidez muscular através da atividade muscular reflexa e tentam amortecer as ondas vibratórias (Figura 02). Tendo como resultado um reflexo conhecido como reflexo miotático, que produz uma contração das estruturas (NISHIHIRA et al., 2002), e, esta se traduz em um aumento do potencial evocado pelos motoneurônios dos músculos submetidos à vibração (KOSSEV et al., 2001). Figura 02. Diagrama esquemático ilustrado da regulação da rigidez durante a estimulação da vibração. Fonte: (CARDINALE e BOSCO, 2003)

25 23 Tudo isso pressupõe, como já foi observado, que a ativação de circuitos espinhais ao reflexo miotático (RITTWEGER, MUTSCHELKNAUSS e FELSENBERG, 2003), resulta uma maior sincronização das unidades através de seus neurônios motores α. Além disso, os neurônios motores γ também são estimulados (CARDINALE e BOSCO, 2003) mantendo a forma alongada dos fusos musculares, tornando-os mais sensíveis. Isso melhora a eficiência do sistema neuromuscular uma vez que o estímulo tenha desaparecido. Já os antagonistas também são encorajados e afetados por uma diminuição no seu potencial motor. Isso poderia fazer o processo de cocontração menor, facilitando as forças de frenagem em movimentos explosivos (CARDINALE e BOSCO, 2003). 1 Ia у 2 α 3 α Figura 03. Reflexo de estiramento. 1. Sinal aferente (sensorial) de fibra muscular intrafusal. 2. Sinal eferente (motor) direcionada para as fibras musculares extrafusal. 3. Sinal de motor (eferente) dirigida ao antagonista inibitória. 4. Sinal eferente (motor) até as fibras musculares intrafusal para manter a forma alongada a parte central do fuso Fonte: (GARCÍA-ARTERO et al., 2006). Habitualmente a consequência da aplicação de um estímulo vibratório produz um estado de maior eficiência neuromuscular (BOSCO et al., 2000), que permite aumentar os rendimento dos movimentos voluntários. Isto indica que o efeito da estimulação vibratória parece limitar-se às estruturas medulares que coordenam o nível de reflexo dos movimentos (figura 03) aumentando o potencial motor (KOSSEV et al., 2001), juntamente com o aumento da frequência de sinal eletromiográfico após a exposição prolongada a vibração (RITTWEGER, MUTSCHELKNAUSS e FELSENBERG, 2003).