3- Sistema neuromuscular aplicado ao movimento

Prévia do material em texto

Sistema neuromuscular 
aplicado ao movimento
Prof. Rodrigo Cunha de Mello Pedreiro
1
Doutorando em Engenharia Biomédica (CITÉ/UAM)
Mestre em Ciências da Atividade Física (UNIVERSO)
Especialista em Ciências da Performance Humana (UFRJ)
Graduado em Educação Física (UNESA)
2
Sistema neuromuscular
Guyton & Hall (2011); Kenney, Wilmore & Costill (2013)
SISTEMA NEUROMUSCULAR
Componente
Muscular
Componente
Nervoso
SISTEMA NERVOSOSISTEMA MUSCULAR
3
Músculos
Todo movimento humano, do piscar de olhos à corrida de 
um maratonista, é gerado pela ação de um músculo.
O músculo é o único tecido do corpo humano capaz de produzir força 
e biomecanicamente, o músculo é a única estrutura ativa do corpo.
Guyton & Hall (2011); Kenney, Wilmore & Costill (2013)
4
Tipos de músculos
Cardíaco Esquelético Liso
Contração forte e 
contínua. Involuntário, 
estriado (músculo do 
coração)
Contração fraca e lenta. 
Involuntário (paredes de 
vasos sanguíneos e de 
órgãos internos)
Contração forte, rápida e 
descontínua. Voluntário, 
estriado, ligam-se ao esqueleto 
(cerca de 215 pares) 
Guyton & Hall (2011); Kenney, Wilmore & Costill (2013)
5
Músculos esquelético
Corpo Humano contém mais de 400 músculos 
esqueléticos
40-45% do total do peso
• Força para locomoção e respiração
• Força para suporte da postura
• Produção de calor
Funções do músculo:
Guyton & Hall (2011); Kenney, Wilmore & Costill (2013)
6
Músculos esquelético
• Maior tecido do organismo.
• Apenas 1% das fibras tem mais que 1 axônio
• Diâmetro varia de 10-80μm.
• Não tem capacidade mitótica.
Guyton & Hall (2011); Kenney, Wilmore & Costill (2013)
7
Sistema nervoso e 
controle muscular
Tecido conjuntivo externo, que 
circunda o músculo inteiro, 
mantendo-o úmido
Bainha de tecido conjuntivo que 
reveste o fascículo
Feixes de fibras que podem ser 
vistos após o músculo 
seccionado
Células musculares individuais
(Multinucleadas)
Bainha de tecido conjuntivo, 
que reveste cada fibra muscular
8
Estrutura do músculo
FIBRA
9
Fibra muscular isolada
É composto por plasmalema e membrana basal. O 
plasmalema auxilia no potencial de ação do 
motoneurônio para fibra, ainda ajuda no equiíbrio
ácido-básico e no transporte de metabólitos desde 
os vasos capilares até a fibra
Rede extensa que fica no sarcoplasma entre as 
miofibrilas. São extensões do plasmalema e 
auxiliam os impulsos nervosos chegarem a cada 
miofibrila. Além de ajudar que substâncias 
penetrem na célula e resíduos saiam
Rede longitudinal de tubos. Esses 
canais avançam paralelamente as 
miofibrilas, enrolando-se nelas. É 
local de armazenamento de Cálcio
Cada fibra contém de várias 
centenas a milhares de 
miofibrilas. Essas pequenas 
fibras são compostas por 
elementos contráteis básicos do 
músculo esquelético, os 
sarcômeros
10
Sistema nervoso
Consiste em:
Sistema nervoso central (SNC) Sistema nervoso periférico (SNP)
Inclui o cérebro e a medula espinhal
Constituído por nervos cranianos e 
raquidianos 
Guyton & Hall (2011); Kenney, Wilmore & Costill (2013)
Sistema nervoso central
Cérebro Medula espinhal
Sistema nervoso periférico
Nervos espinhais e cranianos
Sistema nervoso 
somático
Sistema nervoso 
autônomo
Aferente Eferente Simpático Parassimpático
11
Sistema nervoso
Guyton & Hall (2011); Kenney, Wilmore & Costill (2013)
12
Sistema nervoso periférico
SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO
Os nervos referentes ao sistema nervoso autônomo 
ativam as vísceras e outros tecidos ao nível 
subinconciente. Inervam o músculo liso, intestinos, 
glândulas sudoríparas e salivares
SISTEMA NERVOSO SOMÁTICO
O sistema nervoso somático inerva os músculos 
esqueléticos (voluntários). O acionamento de um 
nervo eferente somático induz a ativação muscular, 
enquanto o acionamento de um nervo autônomo 
pode tanto excitar quanto inibir
Guyton & Hall (2011); Kenney, Wilmore & Costill (2013)
13
Unidade motora
A coordenação da contração de todas as fibras é feita através
de uma subdivisão em unidades funcionais - as unidades
motoras.
A unidade motora consiste de um nervo motor, com seu
corpo nervoso e núcleo localizado na matéria cinza da
“medula espinhal” e forma um longo axônio até os músculos,
onde se ramifica e inerva muitas fibras.
14
Unidade motora
15
Junção neuromuscular
• Ponto de junção do motoneurônio na fibra muscular
– Separada por uma fenda neuromuscular (não há contato
físico)
• Placa motora
– Formação de uma bolsa neural com o sarcolema
• Acetilcolina é liberada pelo motoneurônio
– Causando um potencial da placa motora (PPM)
• Despolarização da fibra muscular
16
Junção neuromuscular
17
Recrutamento de unidades 
motoras
18
Tipos de fibras 
musculares
Nem todas as fibras são iguais. Um único músculo 
esquelético contém fibras que apresentam DIFERENTES
velocidades de encurtamento, habilidade de gerar força 
máxima e capacidade de sustentar fadiga.
Kenney, Wilmore & Costill (2013)
19
Propriedades das fibras 
musculares
Propriedades bioquímicas
• Capacidade oxidativa
• Tipo da ATPase
Propriedades contráteis
• Produção máxima de força
• Velocidade de contração
• Eficiência da fibra muscular
Kenney, Wilmore & Costill (2013)
20
Características das fibras
SUBSTRATO
Característica Tipo I Tipo IIa Tipo IIb
Creatina fosfato
Glicogênio
Triglicerídeo
Baixa Alta Alta
Baixa Alta Alta
Alta Média Baixa
Fox, Bowers & Foss, 1989 (in ACSM, 1998)
21
Características das fibras
Fox, Bowers & Foss, 1989 (in ACSM, 1998)
Característica Tipo I Tipo IIa Tipo IIb
Miosina ATPase
Enzimas glicolíticas
Enzimas oxidativas
Baixa Alta Alta
Baixa Alta Alta
Alta Alta Baixa
ENZIMÁTICO
22
Características das fibras
Fox, Bowers & Foss, 1989 (in ACSM, 1998)
Característica Tipo I Tipo IIa Tipo IIb
Tempo de contração
Tempo de relaxamento
Produção de força
Economia
Resistência a fadiga
Elasticidade
Baixo Alto Alto
Baixo Alto Alto
Baixa Alta Alta
Alta Baixa Baixa
Alta Baixa Baixa
Baixa Alta Alta
FUNCIONAL
23
Velocidade de recrutamento 
das fibras musculares
Kenney, Wilmore & Costill (2013)
Tempo para 
atingir o pico 
de tensão
Fibras Tipo 1
Fibras Tipo 2
110ms
50ms
FIBRAS RÁPIDAS
FIBRAS LENTAS
Frequência de estímulo de 10Hz 
Frequência de estímulo de 50Hz 
Fibras lentas e rápidas
24
Tipos de fibras musculares –
aspectos funcionais
Tipo 1
Vermelhas: principalmente aeróbias, 
produção lenta de ATP, demora a fadigar.
Tipo 2 
Brancas: principalmente anaeróbias, 
rápida produção de ATP, fadiga 
rapidamente.
Resistente a longa duração Médias distâncias Sprints
Kenney, Wilmore & Costill (2013)
25
Ordem de recrutamento 
das fibras
26
Expressão e adaptação da 
força com o exercício
Neural
Hipertrofia
Força
(Esteróides)
(Esteróides)
A
d
a
p
t
a
ç
ã
o
 
a
o
 
T
r
e
i
n
a
m
e
n
t
o
6 à 12 semanas
Maioria dos estudos em treinamento
Tempo
Período com maior adaptação neural com exercício
Sale, DG. Neural adaptation to resistance training. Med Sci Sports Exerc. (1988)
27
Adaptação neural com 
exercício
Melhor recrutamento de UMs ou aumento na frequência de disparos?
Os métodos de análises não invasivos não conseguem discriminar o 
que é recrutamento de UMs e o que é FD;
A literatura carece de investigações invasivas!
28
Adaptação neural com 
exercício
Coordenação inter e intra-muscular
A coordenação intermuscular descreve a ativação adequada
(tanto em magnitude quanto em tempo) de músculos
agonistas, sinergistas e antagonistas durante um movimento;
Co-ativação dos antagonistas
Ocorre uma diminuição da ativação 
dos antagonistas.
Agem de modo a contribuir para 
um movimento específico em uma 
articulação adjacente
São aqueles que se opõem ao 
movimento articular, ou que 
promovem o movimento oposto
São os músculos que geram o 
movimento articular
29
Abordagem Mecânica das 
Contrações (Ações) Musculares
Agonista
Antagonista
Sinergistas
30
Abordagem Mecânica dasContrações (Ações) Musculares
Isométrica Isotônica
Classificações das contrações musculares
Concêntrica Excêntrica
31
Ação isométrica
“É aquela em que o músculo gera tensão sem 
ocasionar mudança visível na posição da articulação”
32
Ação isotônica
“Envolvem desenvolvimento de tensão por parte do músculo 
para originar ou controlar o movimento articular, 
proporcionando variação no grau de tensão dos músculos de 
modo que os ângulos articulares se modifiquem.”
Concêntrico Excêntrico
O músculo que promove 
movimento e se encurta 
visivelmente
O músculo é submetido a 
um torque externo maior do 
que aquele gerado pelo 
próprio músculo
33
Abordagem Mecânica das 
Contrações (Ações) Musculares
(Menor resposta na EMG)
34
Abordagem Mecânica das 
Contrações (Ações) Musculares
Existem ainda dois tipos de contrações importantes:
Isocinética Isoinercial
É a contração na qual a velocidade 
de movimento é mantida constante e 
associada a uma sobrecarga 
muscular, proporcionada por meio do 
uso de um equipamento específico.
É uma resistência a qual o 
músculo tem de se contrair 
constantemente.
35
Comportamento Mecânico dos 
Músculos Biarticulares e 
Poliarticulares
Monoarticular Multiarticular
36
Fatores Mecânicos que 
Afetam na Força Muscular
• Área de corte transversal fisiológico
• Ângulo de inserção muscular 
• Relação comprimento x tensão
• Relação força x velocidade
37
Área de Corte Transversal 
Fisiológico
38
Ângulo de Inserção Muscular 
X Aproveitamento da Força 
Ângulo de penação (α)
Definido como ângulo entre os fascículos do músculo e a 
linha de ação;
Maior α está 
associado com 
menores 
velocidades
Quanto maior o α
maior a capacidade 
de gerar força
α= 21,4° α= 23,5°
39
Ângulo de Inserção Muscular 
X Aproveitamento da Força 
Gastrocnêmio medial
MTH= Espessura da fibra; FASL= comprimento do fascículo; APN= aponeurose
Kumagai et al. J Appl Physiol. 2000
FASL= 8,07 cm
FASL’= após 10% de encurtamento (7,26 cm)
ΔFASL= 0,81 cm
V de encurtamento= 3,31 cm/s
FASL= 6,55 cm
FASL’= após 10% de encurtamento (5,89 cm)
ΔFASL= 0,66 cm
V de encurtamento= 2,72 cm/s
40
Fibras longas produzem força mais 
rápido (potência) comparadas 
as fibras curtas
40
Relação Comprimento x 
Tensão
Fibras longas e curtas não se diferenciam 
na produção de força, mas sim o 
quanto conseguem permanecer por 
maior Δ do comprimento (“tempo”) no 
pico de força (“platô”)
41
Relação Comprimento x 
Tensão
? ?
42
Relação Força x Velocidade