RELEMBRANDO ATÉ AQUI: Anatomia do músculo esquelético; Fisiologia do músculo esquelético; Relação do sistema nervoso com músculos. ALTERAÇÕES Freqüência de ativação; Número de UMs ativadas. APLICAÇÃO NO MUNDO REAL??? Não há ativação máxima; Não há manutenção do comprimento; TERCEIRA AULA (Capítulo 3) A carga não é constante; Não há medições diretas. INTRODUÇÃO SISTEMA NERVOSO + INTERAÇÃO MÚSCULO/ Regulam a força pela freqüência ou alternância do número de fibras de UMs recrutadas O que é o tendão? É o tecido que liga o músculo esquelético ao osso. FUNÇÃO: Transmitir força muscular e se deslocar durante o movimento. = PRODUÇÃO DE MOVIMENTO Líliam Fernandes de Oliveira NÃO É APENAS UMA ESTRUTURA RÍGIDA www.ft.com.ui COMPLACÊNCIA: Auxílio na função músculotendão Líliam Fernandes de Oliveira : ESTRUTURA E COMPOSIÇÃO Os tendões são compostos basicamente por estruturas protéicas e colágeno. A. Estrutura primária da cadeia polipeptídica de colágeno; B. Molécula de colágeno composta de 3 cadeias de polipeptídeos; C. Fibrila de colágeno, formada por arranjos de moléculas de colágeno; D. Estrutura hierárquica do tecido de colágeno; E. Micrografia lingitudinal do tendão. TIPOS DE TENDÕES Linha de tração direta do músculo ao osso (tríceps braquial); Retináculo: Aumenta a excursão funcional do tornozelo. www.medicinadoesporte.com/aquiles.htm 1
TIPOS DE TENDÕES Poucas células : PROPRIEDADES Experimentalmente: Medição do strain de tendões isolados. Determinado pela equação: Poucas circulação após laceração ou ruptura Onde, ε = L L 0 L 0 Dificuldade de total recuperação. ε: strain (deformação do comprimentodo tendão relativo ao seu comprimento inicial); L: comprimento final; L 0 : comprimento inicial. : PROPRIEDADES Experimentalmente: Medição relativa do stress no tendão. σ = F A : PROPRIEDADES E = σ ε Relação stress/strain Onde, E: Módulo de Young s (Pascal). RIGIDEZ RELATIVA Onde, σ: stress (N/m 2 ); F: Força no tendão (em Newtons); A: Área de secção transversa (AST) (m 2 ). Músculo (passivamente alongado): 10KPa borracha: 20KPa Tendão: 1GPa Madeira macia (pinho): 0,6GPa Osso: 20GPa Madeira dura: 15GPa : PROPRIEDADES Região de baixa carga: Grande deformação : PROPRIEDADES rest TOE REGION 20% max 40% max Mais carga Mais rígido young 60% max elderly 80% max COMPORTAMENTO NÃO-LINEAR P 100% max D 2
A complacência do tendão depende do comprimento do tendão UNIDADE MÚSCULO-TENDÍNEA UMT ANÁLISE INTEGRADA DAS PROPRIEDADES DO MÚSCULO COM AS PROPRIEDADES DO. SIGNIFICÂNCIA FISIOLÓGICA SIGNIFICÂNCIA FISIOLÓGICA - ISOMETRIA SARCÔMERO ATIVAÇÃO MUSCULAR RELAÇÕES: GERAÇÃO DE FORÇA C x T F x V NÃO STRAIN DO σ x ε VELOCIDADE = 0? SIM, PÁRA! A complacência do tendão depende do comprimento do tendão MEDIDAS EM CONDIÇÕES FISIOLÓGICAS DEFORMAÇÃO DEVIDO À FORÇA DE TRAÇÃO MUSCULAR Experimentalmente Dorsiflexão isométrica Tibial anterior A. Diminuição do comprimento do TA de ~88 a ~78mm. B. O ângulo de penação varia de ~9,8 o a 12 o. C. Curva stress/strain Zajac (1989): Strain 3% durante a contração muscular; Lieber (1981, 2000): Strain 3% em tensão tetânica máxima. Medidas diretas 3
- DUAS CONSEQUÊNCIAS DO ENCURTAMENO DOS SARCÔMEROS LIGADOS A UM COMPLACENTE: RAZÃO CT/CF (revela o design da UMT) -Quanto maior a razão, maior a influência da complacência do tendão na UMT -Aspectos positivos: 1- DESLOCADO PARA DIREITA DO COMPRIMENTO ÓTIMO NA RELAÇÃO CT DA UMT (COMPRIMENTOS MAIS ALONGADOS) 2- AUMENTO DA ADM DA UMT - INFLUÊNCIA DA NA UMT DEPENDE DE: 1- VALORES DA COMPLACÊNCIA 2- COMPRIMENTO DO RAZÃO CT/CF Aumenta a amplitude operacional do sistema Diferencia a produção de força em diferentes comprimentos musculares: Se músculo inicia encurtado, tendão mais complacente, não oferece resistência Se músculo alongado, tendão mais rígido, mais resistência. -Aspectos negativos Se muito longo, não há condições para produção de força inicial dos sarcômeros Confunde o SN no controle de movimentos, principalmente os finos. (flexores dos dedos, tendões longos mas rígidos) MOMENTO ARTICULAR MOMENTO ARTICULAR Definição de torque ANÁLISE INTEGRADA τ = Br x F Br τ DA FORÇA PRODUZIDA PELA UMT Força (F) COM AS CARACTERÍSTICAS ARTICULARES (BRAÇO DE FORÇA). τ = Br x F x sen θ F θ F sen θ Br τ TORQUE 3 estratégias para alterar o torque: -- alterar a força -- alterar o braço de força -- alterar o ângulo entre os dois TORQUE FORÇA MUSCULAR PRODUÇÃO DE TORQUE Difícil de medir diretamente: -Sabendo o comprimento, velocidade e nível de ativação, podemos predizer a força muscular. - Através da análise cinemática do segmento, externamente, podemos estimar o comprimento e a velocidade -Mas o movimento da UMT não é a mesma do que a do segmento -Técnicas de imagem de alta resolução têm sido utilizadas para medir comprimento e velocidade (RMI. US) -EMG estima a atividade neural (problemas metodológicos) 4
TORQUE BRAÇO DE FORÇA - PRODUÇÃO DE TORQUE CENTRO DE ROTAÇÃO (RX) CENTRO DE ROTAÇÃO INSTANTÂNEO (CRI) Eixo fixo: Cotovelo. Eixo varia com o ângulo articular: Joelho. SE PEQUENO: MENOR CONTRIBUIÇÃO DO MÚSCULO PARA O TORQUE. MAIOR AMPLITUDE DE MOVIMENTO BRAÇO DE FORÇA DETERMINAÇÃO DE CRI: Cinemática dos corpos rígidos (RX). DETERMINAÇÃO DE RX: Distância perpendicular do ponto de aplicação da força até o eixo de rotação. US MEDIDAS DO BF DURANTE A CONTRAÇÃO SE GRANDE: MAIOR CONTRIBUIÇÃO DO MÚSCULO PARA O TORQUE. MENOR AMPLITUDE DE MOVIMENTO Obs: HOMENS X BABUÍNOS : TORQUE DE EXTENSÃO DE COTOVELO 3 A 6 VEZES > BABUÍNOS = TAMANHO TRICEPS BRAQUIAL OLÉCRANO 3 A 4 CM MAIS POSTERIOR NOS BABUÍNOS (>BF) RATOS : PROLONGAMENTO DO CALCÂNEO PARA INSERÇÃO DO TRÍCEPS SURAL RELAÇÃO TORQUE/ÂNGULO ARTICULAR INTERAÇÃO MÚSCULO- ARTICULAÇÃO PRODUÇÃO DE TORQUE ISOMÉTRICO O ângulo articular de maior torque corresponde ao comprimento ótimo do músculo? O ângulo articular de maior torque corresponde ao maior braço de força do músculo? CURVA CONCEITUAL: FORÇA MUSCULAR EM FUNÇÃO DO ÂNGULO ARTICULAR Não necessariamente BRAÇO DE FORÇA EM FUNÇÃO DO ÂNGULO ARTICULAR INTERAÇÃO MÚSCULO-ARTICULAÇÃO E GERAÇÃO DE TORQUE (in vitro) INTERAÇÃO MÚSCULO- ARTICULAÇÃO E GERAÇÃO DE TORQUE EM HUMANOS APLICAÇÃO DE MODELOS QUE LEVAM EM CONTA A ARQUITETURA MUSCULAR E O BRAÇO DE FORÇA TORQUE MÁXIMO EM 140o. EX: HOY, 1990; ZAJAC, 1989 para MMII LOREN, A996; LIEBER, 1990 para MMSS, MENEGALDO, 2004 FORÇA MÁXIMA EM 120o. BF MÁXIMO EM 90o. Lieber. 2002 5
RAZÃO CF/BF influência relativa do músculo na geração do torque Determina a: influência relativa do músculo na geração do torque: -Se alta: pouca alteração no comp. Sarcômero, pouca influência deste músculo na geração de torque -Se baixa: grande alteração do comp. Sarcômero, grande influência na geração do torque Razão = Comprimento da Fibra BF TABELA Razão CF/BF GERAÇÃO DE TORQUE EM HUMANOS MÚSCULO Comprimento da fibra(m) Relação Comp. da fibra/bf Adutor Longo 0,132 2,80 Reto Femoral 0,082 1,70 Ílio Psoas 0,127 6,54 Glúteo Máximo 0,180 79,5 Glúteo Médio 0,064 13,9 Pectínio 0,130 5,27 Grácil 0,345 6,26 Sartório 0,566 10,8 Bíceps Femoral (porção curta) 0,173 4,38 Gastrocnêmio 0,048 1,47 Sóleo 0,024 0,926 80 70 60 50 40 30 20 10 0 gl. Max. gl. Med. sart gastroc T T T T Adaptado de Hoy, 1990, Lieber,1990 e Horii, 1991 comp(cm) comp/bf RESUMO FINAL PARÂMETROS DO SISTEMA MÚSCULO-ESQUELÉTICO comprimento da fibra área da fibra PCSA comprimento do tendão braço de força razão tendão/fibra razão fibra/braço distribuição do tipo de fibra distribuição das UM amplitude ou velocidade força da fibra força muscular máxima armazenamento de energia torque máximo stiffness relativa da JMT influência relativa do músculo velocidade e resistência controle muscular relativo BÍCEPS BRAQUIAL Fibras longas Maior comprimento Fibras paralelas a força muscular FORÇA EM DIFERENTES ARQUITETURAS VASTO LATERAL Fibras curtas Menor comprimento 30 o de inclinação 6
FORÇA EM DIFERENTES ARQUITETURAS Músculo A Músculo B TRABALHO TENSÃO Músculo A Músculo B VELOCIDADE TENSÃO 7