3 - Biomecânica do Tecido Muscular

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Biomecânica 
do Tecido 
Muscular
Prof. Me. Marcos de Toledo 
Filho
Músculos
“órgãos capazes de produzir trabalho” 
(contração muscular)
Músculo
• Todo movimento humano é 
gerado pela ação de um 
músculo.
• O músculo é o único tecido 
do corpo humano capaz de 
produzir força, 
biomecanicamente, o 
músculo é a única estrutura 
ativa do corpo.
Músculo 
•Gera um tipo de movimento:
•Contração.
•Especializado em: 
ENERGIA
QUÍMICA TRANSFORMAÇÃO
MOVIMENTO
ENERGIA MECÂNICA
Funções Musculares 
• Produzir força 
• Dinâmica: realizar trabalho 
• Estática: manter postura
• manter volume dos órgãos
• Unir estruturas (peças ósseas)
• Formar e modelar o corpo
• Fornecer calor 
Aparelho Locomotor
Ossos
(elementos passivos)
Articulações
Músculos 
Aprox. 40% peso corporal
(elementos ativos)
Tipos de 
Tecido 
Muscular
Tec. Muscular Esquelético
• Apresenta estrias transversais. Tem 
controle voluntário e consciente. Fixado 
ao esqueleto. É o objeto de estudo da 
Miologia.
Tec. Muscular Cardíaco
• Também apresenta estrias transversais, 
porém atua de maneira involuntária.
Tec. Muscular Liso (ou visceral)
• Não apresenta estrias. Sua contração 
independe da vontade do indivíduo.
Tipos de Tecido Muscular
M. Estriado Esquelético M. Estriado Cardíaco M. liso
Sistema Muscular 
Esquelético
Propriedades 
tecido 
muscular 
Extensibilidade 
Elasticidade 
Irritabilidade
Capacidade de produzir tensão 
Propriedades 
tecido 
muscular 
Extensibilidade: capacidade de ser 
alongado ou aumentar de tamanho
Elasticidade: capacidade de 
retornar ao tamanho inicial
Irritabilidade: capacidade de 
responder a um estímulo
Produzir tensão: contração 
Forma e arranjo de fibras
• Paralelas* • Oblíqua/Peniforme*
* Em relação ao tendão
Forma e arranjo de fibras
Arquitetura 
Muscular
Fibras paralelas = Amplitude de 
Movimento = velocidade (sartório, 
reto abdominal, bíceps do braço)
Fibras oblíquas = < F efetiva para 
movimentar grandes amplitudes = 
Mais fibras por unidade de área = 
força (tibial posterior, reto coxa, 
deltóide)
Envoltório do Tecido Conjuntivo
• Fibra muscular
• Endomísio – bainha de tecido 
conectivo
• Perimísio – envolve fascículos
• Epimísio – (fáscia)
envolve o músculo
Envoltório do Tecido Conjuntivo
•Epimísio: reveste o ventre muscular.
•Perimísio: reveste o fascículo muscular.
•Endomísio: reveste a fibra muscular.
Músculo estriado esquelético 
miofibrilas
Fixações do M. Esquelético
• Ventre Muscular
• Porção média do músculo esquelético.
• Porção contrátil do músculo.
• Tendões e Aponeuroses
• Aparecem nas extremidades dos músculos
esqueléticos.
• São muito resistentes.
• Ambos tem a função de fixar o músculo ao
esqueleto.
Estrutura Geral
Miofibrila
Retículo 
sarcoplasmático
Túbulo T
Túbulo T
Sarcolema
Estrutura Geral
Estrutura Geral
Filamento Fino
Cabeça da molécula 
de miosina
Actina
Tropomiosina
Troponina
Filamento Grosso
Estrutura Geral
Camada de mielina
Terminal axônico
JUNÇÃO NEUROMUSCULAR
JUNÇÃO NEUROMUSCULAR
TRANSMISSÃO SINÁPTICA NA JUNÇÃO NEUROMUSCULAR
Potencial de 
ação
Potencial da placa 
motora
Time
Potencial da 
Placa Motora
TRANSMISSÃO SINÁPTICA NA JUNÇÃO NEUROMUSCULAR
Actina
Miosina
Túbulo T
ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO
ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO
Músculo relaxado
Músculo contraído
ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO
ACOPLAMENTO EXCITAÇÃO-CONTRAÇÃO
Actina
Miosina
Túbulo T
Relaxamento
FUSOS MUSCULARES E ÓRGÃOS TENDINOSOS DE 
GOLGI
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.
Unidade Motora
Unidade Motora
• Quando uma unidade motora é ativada, impulsos (potenciais de ação) 
viajam pelo axônio e são distribuídos ao mesmo tempo por todas as 
fibras na unidade motora.
• A excitação do nervo é transferida pela sinapse para a membrana da 
fibra muscular.
• A união do nervo motor com a fibra muscular é chamada de junção 
neuromuscular ou placa motora.
Eletromiografia
• O impulso elétrico que atravessa a placa ou junção pode ser 
registrado, e é a base da eletromiografia.
• EMG é o registro da atividade elétrica associada à contração 
muscular.
• A eletromiografia é um importante método de medição para a 
biomecânica.
Eletromiografia
Tipos de Fibras Musculares
• Fibras do tipo I
• Movimentos lentos, tônicos e aeróbicos, com metabolismo 
predominantemente oxidativo.
• Fibras do tipo 2,
• Contrações rápidas, com metabolismo glicolítico.
Tipos de Fibras Musculares
• Fibras do tipo 1(ou vermelhas)
• Irrigação abundante, muitas mitocôndrias, e níveis de mioglobina altos. 
• Características metabólicas dessas fibras limitam a sua velocidade de 
contração e relaxamento, mas propiciam condições ideais para um trabalho 
muscular sustentado.
Tipos de Fibras Musculares
• Fibras do tipo 1(ou vermelhas)
Tipos de Fibras Musculares
• Fibras do tipo 2 (ou brancas)
• 2a e 2b
• Poucas mitocôndrias e uma irrigação limitada. 
• Propiciam condições de alta velocidade, ainda que por tempos reduzidos. 
• Fibras do subtipo 2ª
• Características intermediárias entre os tipos 1 e 2b,
• Contém fibras mistas, com propriedades metabólicas que 
garantem velocidade e resistência à fadiga.
Tipos de Fibras Musculares
• Fibras do tipo 2 (ou brancas)
Fibra Tipo I
Lenta
Longo
Baixa
Aeróbio
Velocidade
Duração 
Força
Metabolismo
Fibra Tipo IIa
Rápida
Interm.
Média
Ambos
Fibra Tipo IIb
Rápida
Curto
Alta
Anaeróbio
Tipos de Fibras Musculares
Fatores que afetam na geração de Força 
Muscular
• A força de contração muscular depende de vários fatores:
• Somação espacial
• Somação temporal 
Depende do tamanho e do número de UM estimulada
Aumento do número de unidades motoras que se 
contraem simultaneamente.
Força
Intensidade
Proporcional ao nº de fibras 
musculares inervadas por uma 
fibra nervosa
Somação Espacial
Somação Espacial
• O aumento do número de unidades motoras recrutadas é 
proporcional ao aumento do número de motoneurônios que estão
ativados.
• Este mecanismo é conhecido como recrutamento. 
Muitas Fibras Musculares
Poucas Fibras 
Musculares
Força
Precisão
O tamanho da UM se relaciona com a delicadeza e 
precisão de movimento
Somação Espacial
Somação Temporal
• Gerado pelo aumento da frequência de potenciais de ação. 
• Se a frequência aumentar, contrações sucessivas irão se fundir, 
deixando de ser distinguidas umas das outras (tetania). 
• Os potenciais de ação sucessivos atingem o músculo antes de o 
relaxamento atingir um percentual importante do relaxamento total.
Aumento da força de contração muscular, gerado 
pelo aumento da frequência de potenciais de ação.
Somação Temporal
• Antes do músculo relaxar ocorre outra contração que se soma
com a anterior.
• Pouco tempo para o Cálcio voltar ao Retículo Sarcoplasmático.
Somação Temporal
Relação Força-velocidade
A relação entre a força concêntrica produzida por um músculo e 
a velocidade com a qual ele encurta é inversa. 
Quando a resistência é alta, a velocidade de encurtamento 
deve ser relativamente baixa. 
Quando a resistência é baixa, a velocidade de encurtamento 
pode ser relativamente alta.
Relação Força-velocidade
Relação Força-velocidade
A relação força X velocidade não implica em mover uma 
resistência elevada a uma velocidade alta nem de mover uma 
carga leve a uma velocidade baixa.
Relação Força-velocidade
A relação entre a força excêntrica produzida por um músculo e a 
velocidade com a qual ele alonga apresenta um comportamento 
diferente. 
Em cargas menores que a isométrica máxima, a velocidade de 
estiramento é controlada voluntariamente. 
Em cargas maiores que aisométrica máxima, o músculo é 
forçado a estirar com velocidade proporcional à carga.
Relação Comprimento-tensão
• Para um determinado músculo ou sarcômero, a força máxima 
atingida depende de seu comprimento.
• Força máxima
• contração deve se iniciar com o músculo num comprimento inicial 
característico, que é o comprimento ideal.
• Este comprimento é o mantido pelo músculo em questão na postura normal 
da espécie.
• Influência direta com o número de pontes cruzadas conectadas.
Relação Comprimento-tensão
O principal fator que influencia a capacidade de um músculo gerar 
força é a quantidade de pontes de actina e miosina efetivamente 
ligadas 
Não formam ligações de 
pontes cruzadas
Filamentos finos incapazes de 
encontrar sítios de ligação
Filamentos começam a 
contrair com nº maior de 
pontes cruzadas
Relação Comprimento-tensão
Curva Comprimento-tensão
Ciclo Alongamento-encurtamento
• Quando um músculo ativamente é alongado no momento que 
antecede o encurtamento, a contração resultante é mais vigorosa do 
que na ausência desse pré-alongamento.
• Contração excêntrica é imediatamente seguida por uma contração 
concêntrica.
PLASTICIDADE MUSCULAR
Hipertrofia Atrofia
SISTEMA MOTOR
Fibras musculares
Cérebro
Cerebelo
Tronco cerebral
Nervos
Periféricos
Medula espinhal
TIPOS DE CONTRAÇÕES 
MUSCULARES
Tipos de Contrações Musculares
• Estática - Isométrica
• Músculo contrai e produz 
força sem nenhuma 
alteração macroscópica no 
ângulo da articulação.
• Funcionalmente estas 
contrações estabilizam as 
articulações.
Tipos de Contrações Musculares
• Dinâmica - Isotônica
• Concêntrica
• Encurtamento do 
músculo durante a 
contração.
• Produz aceleração de 
segmentos do corpo.
Tipos de Contrações Musculares
• Dinâmica – Isotônica
• Excêntrica
• Músculo alonga 
durante a contração.
• Desaceleram os 
segmentos do corpo e 
fornecem absorção de 
choque 
(amortecimento)
Tipos de Contrações Musculares
• Isométrico X Isotônico
Tipos de Contrações Musculares
• Isocinética
• Velocidade de movimento 
é constante.
• Indivíduo contrai o grupo 
muscular que está sendo 
exercitado, e o aparelho 
controla a velocidade do 
movimento corporal sem 
permitir que ocorra 
aceleração.
Terminologia Funcional da Atividade Muscular
• Agonista (motor principal)
• Um músculo (ou grupo muscular) que está se contraindo é considerado o 
principal músculo produzindo um movimento articular ou mantendo a 
postura.
Terminologia Funcional da Atividade Muscular
• Antagonista
• É um músculo que possui a ação anatômica oposta à do agonista.
• Usualmente, é um músculo que não está se contraindo e que nem auxilia 
nem resiste ao movimento.
Terminologia Funcional da Atividade Muscular
• Sinergista
• Sempre que um músculo contrai ao mesmo tempo que o agonista.
• A ação de um sinergista pode ser idêntica, ou aproximadamente idêntica à do 
agonista.
• Ex. braquiorradial atua com o braquial durante a flexão de cotovelo.