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Prevenção da Lesão Musculoesquelética Prof. Bruno Jotta da Costa Descrição Os mecanismos de lesão musculoesquelética, as cargas aplicadas ao sistema musculoesquelético e a propagação do impacto e seus efeitos sobre o corpo humano. Propósito Conhecer os mecanismos de lesão musculoesquelética por meio da categorização das cargas aplicadas, assim como os efeitos que estas exercem sobre o corpo humano, é fundamental para elaborar intervenções relacionadas à prevenção ou atenuação de lesões. Objetivos Módulo 1 Mecanismos de lesão musculoesquelética esportiva Identificar os mecanismos de lesão musculoesquelética. Módulo 2 Cargas aplicadas ao sistema musculoesquelético Reconhecer as cargas aplicadas ao sistema musculoesquelético. Módulo 3 Propagação do impacto e seus efeitos no corpo humano Analisar a propagação do impacto e seus efeitos sobre o corpo humano. Todos os dias pessoas sofrem lesões musculoesqueléticas, as quais representam no imaginário popular um evento traumático associado à perda de função temporária, seja para um atleta profissional ou até mesmo para um esportista amador. Neste conteúdo, você vai compreender o conceito de lesão musculoesquelética e identificar os mecanismos biomecânicos associados à origem da lesão. Compreender isso é necessário ao desempenho de diferentes profissionais da área de saúde para prevenir ou elaborar intervenções que reduzam a amplitude da lesão. Outro aspecto importante é a necessidade de quantificar o impacto da lesão e entender sua repercussão em diferentes tecidos do sistema musculoesquelético. Para tanto, exploraremos o uso Introdução 1 - Mecanismos de lesão musculoesquelética esportiva Ao �nal deste módulo, você será capaz de identi�car os mecanismos de lesão musculoesquelética. O que é lesão musculoesquelética esportiva e como preveni-la? de sensores e instrumentos destinados a quantificar o impacto aplicado ao corpo humano, assim como os conceitos biomecânicos associados a ele. Desse modo, você vai entender a geração da lesão e como quantificar cargas aplicadas ao corpo humano durante o movimento, com fins de atenuação da extensão de lesões e, quando possível, prevenção delas. Entende-se por lesão musculoesquelética o dano tecidual do aparelho locomotor provocado por diferentes eventos. Lesões costumam ocorrer quando o estresse físico imposto excede a capacidade de tolerância do tecido. Considerando esse aspecto, músculos, ossos, ligamentos e cartilagens possuem diferentes propriedades viscoelásticas implicando maior ou menor tolerância ao estresse imposto. Em geral, lesões musculoesqueléticas são consideradas eventos complexos por serem relacionadas a fatores como aspectos contextuais e biomecânicos. Essa abordagem multivariada sobre a ocorrência de lesões é comumente utilizada no estudo de lesões específicas presentes no meio esportivo. Aspectos culturais particulares do esporte, assim como questões individuais de perfil e personalidade dos atletas, têm se mostrado relevantes para o sucesso de estratégias de prevenção. Devido à tamanha complexidade, estratégias de prevenção de lesão são desenvolvidas com base em algoritmos específicos com etapas bem definidas. Essas etapas, de um modo geral, passam por: lgoritmos Sequência de ações para resolver determinado problema. Nesse caso, evitar lesões. Compreender a extensão da lesão Analisar os mecanismos biomecânicos da geração Elaborar estratégias de prevenção Veri�car o resultado dessa intervenção Essa última etapa muitas vezes é influenciada pelos aspectos culturais e individuais já mencionados. Assim, pode-se considerar que a elaboração de estratégias de prevenção de lesão é um objetivo desafiador e difícil de ser desenvolvido. Apesar disso, desenvolver estratégias, visando atenuar minimamente a ocorrência e a gravidade das lesões, pode ser considerada uma prática profissional na área do esporte em todos os níveis do desempenho esportivo. Atenção Além de limitar o desempenho do atleta, a ocorrência de lesões também configura um impacto econômico, pois, assim como acontece com outros problemas de saúde, o alto custo do tratamento afeta diretamente o sistema da saúde. É bastante comum que uma lesão musculoesquelética impeça um esportista de participar de jogos, treinos e todo tipo de atividade competitiva, determinando a ausência de um trabalhador em sua função diária. A partir dessa perspectiva econômica relevante com relação à ocorrência de lesões, é necessário, em primeiro lugar, identificar e quantificar a ocorrência de lesões musculoesqueléticas. Num segundo momento, no entanto, busca-se compreender os mecanismos da geração da lesão e como é possível desenvolver uma estratégia para atenuá-los. A literatura apresenta diferentes critérios para determinação da lesão musculoesquelética, o que gera bastante confusão quando nos debruçamos sobre o assunto. Apesar disso, principalmente envolvendo esportes ou aspectos funcionais, um contexto denominado lost day tem sido usado e nos garante uma boa base de comparação para diferentes desenhos metodológicos. Entenda: Teoria O lost day tem como base a ausência de um treino, jogo ou dia de trabalho, envolvendo, por exemplo, uma gravidade mínima da lesão que acarreta perda funcional momentânea. Veri�car a e�ciência do emprego dessa estratégia Prática Estudos que usam esse conceito registram lesões somente quando o lost day se confirma, evitando confusão com definições de lesão relacionadas a simples atendimento médico ou presença de sintomas, mas sem perdas funcionais. Esportista lesionado durante jogo de futebol sem a capacidade funcional de caminhar. Desse modo, a quantificação do número de lesões, com base no conceito de lost day, possibilita a geração de diferentes estudos, mas também a quantificação dessas lesões musculoesqueléticas por profissionais de saúde que atuam em meios esportivos e na saúde do trabalhador. Como já vimos, quantificar lesões musculoesqueléticas, assim como a extensão de seus impactos sob diferentes perspectivas, é apenas o primeiro passo para maior compreensão desse problema de saúde. Mecanismo de lesão musculoesquelética esportiva Uma vez que uma lesão musculoesquelética acontece, sempre recorremos aos fatos circunstanciais de quando ela foi gerada. Nesse ponto, os aspectos biomecânicos fundamentam boa parte do arcabouço teórico do que entendemos por mecanismo de lesão. Ao considerarmos os princípios mecânicos principalmente nas áreas da cinemática e cinética durante a ocorrência de uma lesão, obtemos informações importantes para elaboração do tratamento, da reabilitação e das estratégias de prevenção ou atenuação dos danos. Existem diferentes sistemas de classificação de mecanismos de lesão, tomemos como exemplo uma lesão provocada por um impacto. Sempre que algum componente musculoesquelético sofre colisão ou choque com um objeto, devido às propriedades viscoelásticas e inerciais dos tecidos humanos, uma quantidade de força é aplicada ao tecido. Na medida em que a força é aplicada ao tecido, o estresse causado pelo estímulo promove uma deformação (chamada strain), que se apresenta de forma distinta em diferentes tecidos, fazendo com que eles sejam mais ou menos capazes de se deformar. Gráfico: Relação estresse e deformação (strain) aplicados ao tecido ósseo em caráter tensivo. Se considerarmos parâmetros como direção, frequência, magnitude e tempo de aplicação da força, aliados à característica particular do tecido na tolerância do estresse sofrido, percebemos que temos um entendimento apenas básico do mecanismo de lesão. Entenda: Associação natural de vários fatores Esse caráter básico do mecanismo de lesão está associado à caraterística natural de mais de um estresse físico sofrido por um tecido durante a geração de uma lesão e à influência variada dos fatores mencionados anteriormente. Classi�cação dos mecanismos de lesão Podemos considerar então que por muitas vezes o tecido é submetido a mais de um tipo de estresse,o que justifica o grande número de sistemas para classificação dos mecanismos de lesão, considerando aspectos como tipo de registro médico e gravidade. Sistemas de classificação de mecanismos de lesão com base no tipo de registro médico consideram informações iniciais importantes para avaliação da lesão musculoesquelética e podem ser usados por diferentes serviços de medicina no mundo apresentando alguma variação das nomenclaturas. Apesar dessas variações, esse tipo de classificação que acaba por considerar o princípio básico dos mecanismos de lesão tem sido importante para o estabelecimento de estudos sobre a epidemiologia das lesões musculoesqueléticas. Tomemos como o exemplo os seguintes mecanismos básicos de lesão, propostos por Leadbetter (1999): Lesão provocada por evento traumático de contato considerada como a fonte primária de macro e microtrauma tecidual. Contusões musculares diretas e entorses ligamentares graves com possíveis luxações articulares traumáticas são exemplos típicos de lesão por contato de tecidos moles. Além disso, possui uma natureza cumulativa relativa à frequência de aplicação desse impacto, muitas vezes caracterizado por microtraumatismo. Lesão causada pela falha ou ruptura tecidual devido à intolerância a uma deformação brusca e repentina. Exemplo disso é ruptura de um tendão durante uma ação excêntrica. Também é conhecido como sobrecarga. Está relacionado à falha adaptativa do tecido lesado repetitivamente. Esse tipo de lesão é muito frequente nos esportes e tem como uma de suas fontes erros de execução técnica e excesso de treinamento. Característica relacionada à colaboração para a geração da fadiga ou sobrecarga excessiva de determinada estrutura lesionada. Exemplo: padrão de marcha associado ao excesso de pronação e à geração de lesão. Impacto Sobrecarga dinâmica Uso excessivo Vulnerabilidade estrutural Inflexibilidade Lesão causada pela incapacidade de movimentação articular ou range (amplitude) de movimento de uma articulação. Essa falta de mobilidade pode levar a modificações nas superfícies de contato entre as articulações associadas com o processo degenerativo. Lesão associada ao uso excessivo de determinado músculo, levando a desequilíbrios musculares e consequentes disfunções na movimentação de articulações associadas. Outro aspecto seria a presença facilitada de fadiga provocada pelo desequilíbrio muscular. Lesão associada a desequilíbrios musculares e alterações no range de movimento articular causadas pelo crescimento desproporcional durante o processo de maturação biológica. Como visto, essa classificação envolve apenas uma visão básica do que causou a lesão musculoesquelética, tornando necessária, muitas vezes, a utilização de outras informações sobre o mecanismo de lesão em específico para uma melhor compreensão. Tomemos como exemplo o tempo de contato ou aplicação de força num choque entre dois jogadores de futebol durante a disputa de uma jogada aérea. Nesse caso, temos uma caraterística impulsiva de alta magnitude, o que significa dizer que uma grande quantidade de força foi aplicada em um período reduzido. Impacto durante jogo de futebol, possível causa de dano tecidual. Desequilíbrio muscular Crescimento rápido Alguns mecanismos envolvem outros aspectos além dos biomecânicos, uma vez que aspectos fisiológicos podem também ser determinantes para a geração da lesão. No crescimento rápido, por exemplo, que envolve lesões de crescimento e desenvolvimento no atleta adolescente, observa-se desequilíbrio entre os ossos e o tecido muscular, tornando os indivíduos suscetíveis a lesões particulares. Normalmente, um desses tecidos cresce mais abruptamente, levando à sobrecarga mecânica de algumas regiões e de tecidos moles durante a ação desportiva. Exemplo Um exemplo de lesão relacionada ao crescimento é a síndrome de Osgood-Schlatter, na qual, durante a adolescência, observa-se um hiperdesenvolvimento da junção miotendínea do quadríceps em sua inserção na tíbia. Osgood-Schlatter é exemplo de mecanismo de lesão relacionado ao crescimento ósseo. Outro mecanismo de lesão que antecede o evento mecânico que buscamos entender é a suscetibilidade estrutural, que está essencialmente associada a uma condição metabólica ou mecânica que eleva a probabilidade de lesão. Podemos citar como formas de vulnerabilidade a própria fadiga e os aspectos morfológicos e anatômicos considerados influentes como mecanismos de lesão. Por exemplo, a relação entre a largura do quadril e o posicionamento estático da articulação do joelho. Em geral, pessoas com quadril mais largo aumentam o ângulo Q do joelho, aumentando o nível de valgismo nessa articulação e, por consequência, alterando os movimentos da articulação patelofemoral e femorotibial. Joelho normal e joelho com ângulo Q aumentado devido a uma maior largura do quadril. A partir desse contexto, observamos que pode haver vários mecanismos de lesão interagindo na geração das lesões musculoesqueléticas esportivas. Outro aspecto associado ao mecanismo de lesão é o grau de extensão da lesão ocorrida. Muitas classificações se baseiam em níveis de severidade associados ao número de dias necessários para recuperação, que representam na prática o conceito do lost day já mencionado. Um exemplo clássico é a classificação da gravidade de lesões ligamentares proposta também por Leadbetter (1994). Nesse caso, teríamos três níveis numéricos com tempos de recuperação correspondentes à extensão do dando tecidual: Primeiro grau Poucos dias de recuperação. Segundo grau Até seis semanas de recuperação. Terceiro grau Indefinido ou superior a seis semanas. Como podemos observar, temos mecanismos diferentes de lesão musculoesquelética no esporte. Eles, por sua vez, ocorrem muitas das vezes com sobreposição, acarretando maior ou menor gravidade e diferentes tempos de recuperação. Epidemiologia das lesões musculoesqueléticas A grande variedade dos mecanismos de lesões musculoesqueléticas esportivas explica a necessidade de estudos sobre os mais diferentes aspectos desse problema de saúde. Além disso, os impactos econômico e psicológico sobre o atleta também são fatores motivadores para a compreensão e solução do problema. Para dar conta desse contexto, diferentes estudos têm levantado o número de lesões por articulação e categorizado seus tipos em diferentes esportes e outras informações adicionais. Muitas vezes, esses estudos verificam dados sociodemográficos, etnia, gênero, idade etc., procuram descrever quais possíveis lesões ocorrem em uma população esportiva e identificam associação de algum desses fatores não modificáveis. O estudo desenvolvido por Perini e colaboradores (2020), por exemplo, observou que, independentemente da modalidade esportiva, atletas acima de vinte e quatro anos tinham duas vezes mais chance de sofrer uma lesão articular do que atletas abaixo de vinte anos de idade. Fatores não modi�cáveis Esses fatores são, geralmente, pouco modificáveis, afinal, a idade de um atleta não é algo controlável, mas um fenômeno natural não modificável que se associa com ocorrência da lesão. Fatores modi�cáveis A contrapartida é que fatores como o tipo de esporte, o volume e a intensidade no treinamento são considerados fatores modificáveis. Assim, de um modo geral, podemos dizer que é importante administrar com eficiência os fatores modificáveis que podem representar potencial lesivo ao atleta. Apesar disso, devemos estar atentos a fatores não modificáveis e à associação deles com as lesões caraterísticas do esporte. O estudo em questão contou com a participação de 627 atletas de cinco diferentes modalidades: futebol, rugby, polo aquático, Handebol e esportes de combate. Nele, as lesões foram identificadas por região corporal, considerando três tipos: Lesões musculares Tórax; ombro; braço; antebraço; coxa; perna. Lesão articular Todas as articulações. Tendinopatia Ombro; cotovelo; mão; quadril, joelho; tornozeloe outros. Um resultado interessante é que, de todos os atletas que participaram do estudo, cerca de 76,2% relataram histórico lesivo confirmado por exame diagnóstico. Outro aspecto é que 18,6% dos atletas apresentaram um histórico de lesões de mais de um tipo ou região corporal lesionada. Esse percentual revela o impacto das lesões, relacionado à perspectiva econômica, psicológica e ao conceito de lost day. Nesse contexto, podemos identificar lesões mais comuns de acordo com a modalidade esportiva. Gráfico: Distribuição de lesões musculoesqueléticas em atletas (n=478). Frequência das lesões musculoesqueléticas em atletas de grupos esportivos. O valor de p foi obtido por meio do Teste Qui-quadrado (Pearson p-valor). Extraído de Musculoskeletal injuries in athletes from five modalities: a cross-sectional study, Goes, 2020, p. 4. No gráfico, identificamos frequências percentuais semelhantes de atletas de futebol lesionados, tanto em lesões articulares como em musculares. Isso não ocorre com esportes de combate, em que observamos maior prevalência de lesões articulares. Desse modo, é possível identificar uma tendência de maior predominância de outros tipos de lesões para outros esportes avaliados. Tomemos como exemplos adicionais as predominâncias elevadas de tendinopatias no polo aquático e de lesões musculares no handebol. Apesar disso, devido ao nosso foco principal estar associado à familiarização com o mecanismo de lesão, precisamos explorar um pouco mais os dados do estudo. Assim, uma vez que mencionamos subitens para os tipos de lesão musculares e tendinopatias, faz-se necessária a exposição de detalhes das frequências ilustradas anteriormente: Variáveis Rugby n = 225 Futebol n = 172 Combate n = 86 n (%) H n Lesão articular 233 (100.0) 100 (100.0) 158 (100.0) 3 (1 Mão 43 (18.4) 3 (3.0) 24 (15.2) 1 Cotovelo 11 (4.7) 0 (0.0) 22 (13.9) 4 Variáveis Rugby n = 225 Futebol n = 172 Combate n = 86 n (%) H n Ombro 58 (24.9) 15 (15.0) 34 (21.5) 7 Joelho 44 (18.9) 45 (45.0) 42 (28.5) 1 Tornozelo 72 (30.9) 34 (34.0) 27 (17.1) 1 Quadril 5 (2.2) 3 (3.0) 6 (3.8) 1 Lesão Muscular 192 (100.0) 115 (100.0) 87 (100.0) 1 Tórax 12 (6.2) 1 (0.9) 8 (9.2) 3 Braço e antebraço 17 (8.8) 1 (0.9) 8 (9.2) 9 Ombro 33 (17.2) 3 (2.6) 19 (21.8) 1 Parte anteiro da coxa 27 (14.1) 41 (35.7) 10 (11.5) 1 Parte posterior da coxa 42 (21.9) 48 (41.7) 15 (17.3) 2 Perna lateral/medial 18 (9.4) 2 (1.7) 6 (6.9) 1 Panturilha 26 (13.5) 15 (13.0) 10 (11.5) 7 Quadril 14 (7.3) 3 (2.6) 7 (8.0) 5 Outros 3 (1.6) 1 (0.9) 4 (4.6) 6 Tendinopatia 84 (100.0) 51 (100.0) 30 (100.0) 2 (1 Mão 9 (10.7) 3 (5.9) 9 (30.0) 2 Cotovelo 0 (0.0) 0 (0.0) 3 (10.0) 2 Variáveis Rugby n = 225 Futebol n = 172 Combate n = 86 n (%) H n Ombro 23 (27.4) 9 (17.6) 9 (30.0) 7 Joelho 30 (35.7) 30 (58.9) 3 (10.0) 9 Tornozelo 18 (21.4) 9 (17.6) 4 (13.3) 0 Outros 4 (4.8) 0 (0.0) 2 (6.7) 1 Tabela: Local de lesão de acordo com a modalidade esportiva. Extraído de: Musculoskeletal injuries in athletes from five modalities: a cross-sectional study, GOES (2020), p. 4. A complementação das informações dos subtipos das classificações facilita o reconhecimento do possível mecanismo de lesão. Tomemos novamente o exemplo do polo aquático, a maioria das tendinopatias, lesões mais comuns nesse esporte, ocorre na articulação do ombro, muito utilizada nessa prática esportiva. Nesse contexto, podemos identificar de forma mais eficaz possíveis mecanismos de lesão particulares para determinados esportes e, quando possível, desenvolver medidas de prevenção para lesões predominantes em uma modalidade. Mecanismos de lesão musculoesquelética Neste vídeo, o especialista Bruno Jotta da Costa explica os mecanismos de lesão musculoesquelética. Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 Lesões musculoesqueléticas são muito frequentes no meio esportivo, provocando consequências como perda financeira de um clube ao não ter o atleta disponível para um jogo ou treinamento. Por outro lado, atletas muitas vezes tem sintomas residuais de dor, mesmo em períodos de treinamento, utilizando-se de recursos de recuperação para amenizar os sintomas e não perder a funcionalidade. Nesse contexto, qual é o critério comumente utilizado para categorizar ou confirmar a ocorrência de uma lesão musculoesquelética esportiva em pesquisas científicas e departamentos médicos de um clube? Parabéns! A alternativa C está correta. Pesquisas científicas e departamentos médicos usam normalmente o conceito de dia perdido ou lost day, o qual corresponde à incapacidade funcional de treinar ou jogar. Questão 2 Mecanismos de lesão são meios pelos quais as lesões ocorrem. Eles são parte importante de um primeiro momento de compreensão do possível dano tecidual e das necessidades de recuperação de uma atleta. A Atleta consegue treinar, mas não consegue jogar. B Atleta não consegue treinar, mas consegue jogar. C Atleta não consegue treinar e não consegue jogar. D Atleta não consegue treinar, mas joga sentindo dor. E Atleta não consegue jogar, mas treina sentindo dor. Nesse contexto, quando um atleta sofre uma lesão no joelho durante um treino de futebol em condições de fadiga intensa pode ser considerado o seguinte mecanismo de lesão: Parabéns! A alternativa C está correta. Alguns aspectos presentes nos mecanismos de lesão não estão relacionados somente à biomecânica, mas também às condições metabólicas identificadas como vulnerabilidade de uma estrutura à condição lesiva. A Sobrecarga dinâmica. B Uso excessivo. C Vulnerabilidade estrutural. D Inflexibilidade. E Desequilíbrio muscular. 2 - Cargas aplicadas ao sistema musculoesquelético Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer as cargas aplicadas ao sistema musculoesquelético. O que é carga? O termo “carga”, quando aplicado ao esporte, refere-se a um número elevado de utilizações na organização e aplicação de treinamentos, avaliação dos jogos, competições e ocorrência de lesões. Muito além de um jargão no âmbito do treinamento esportivo, o termo precisa ser compreendido sob o ponto de vista das ciências do esporte por médicos, fisioterapeutas, preparadores e técnicos. Essa visão particular da carga consiste em ponderá-la como um estímulo aplicado ao sistema biológico humano e às suas mais variadas subunidades (elementos subcelulares, célula, tecidos, um ou múltiplos sistemas e órgãos). Essa visão conceitual permite relacionar a carga de treinamento aplicada às adaptações do organismo. Desse modo, podemos considerar aspectos relacionados à magnitude e frequência de treinos aplicados como carga esportiva. Ao se planejar um treinamento, deve-se idealizar uma aplicação de cargas, visando a um aumento do desempenho e um menor número de lesões. Por exemplo, um jogador de voleibol executa diferentes movimentos. Para a execução de alguns fundamentos do esporte, como atacar e bloquear, observamos a necessidade de saltar. Assim, é possível que o número total de saltos do voleibol, tanto no treinamento quanto no jogo, seja considerado um importante descritor de carga externa, além de, consequentemente, provocar adaptação interna. Essa adaptação ao longo de semanas (crônica) pode significar maiores níveis de força e potência, seja por vias neurais ou hipertróficas. Ao mesmo tempo, o atleta pode ficar um pouco dolorido devido a uma quantidade de saltos mais elevada que a de costume, ocasionando uma adaptação aguda. Jogadores de voleibol durante um salto em funções de ataque e defesa. Embora a utilização do conceito de carga esportiva seja importante, é necessário especificar dentro desse contexto qual componente da carga estressora deve ser categorizado. Para tanto, abordaremos a definição de carga associada a aspectos mecânicos presentes na geração da lesão musculoesquelética. Cargas externas Cargas externas podem ser entendidas como forças aplicadas a diferentes tecidos do sistema musculoesqueléticocomo ossos, tendões e cartilagens. De um modo geral, temos três modelos básicos de aplicação dessas cargas: Cargas axiais São forças aplicadas em um único eixo. Flexão Forças que atuam perpendiculares ao corpo, criando um momento de flexão. Torção Forças associadas a movimentos rotacionais em oposição. Vejamos agora com um pouco mais de detalhes as características de cada modo de aplicação de carga mencionado e suas variações, seus subtipos e sua significância prática. Cargas axiais Por definição, cargas axiais são aplicadas em uma única linha ou direção, sendo então consideradas uniaxiais. Entretanto, na maioria das vezes, a aplicação da carga ocorre em mais de um eixo, acarretando cargas multiaxiais. Outro aspecto importante é que as cargas axiais podem ser tanto de compressão como de tensão, nesses casos representando ações básicas como puxar e empurrar. A combinação de cargas axiais compressivas e tensivas é capaz gerar o que denominamos estresse de cisalhamento, que ocorre especificamente quando duas cargas axiais estão na mesma direção (horizontal, por exemplo), mas em sentidos opostos (direita para esquerda e vice-versa), aplicadas em locais diferentes no mesmo corpo. A imagem a seguir demonstra as cargas ou forças axiais em três diferentes modos de aplicação compressiva (compressive force), tensiva (tensile force) e cisalhamento (shear force). Carga axiais compressivas, tensivas e tensivas aplicadas em locais diferentes — cisalhamento. Carga por �exão A combinação de diversas forças axiais em sentidos opostos, sendo aplicadas em diferentes locais de um corpo, não é exclusividade do estresse em cisalhamento. Os modos de aplicação de carga em flexão nada mais são do que combinação de cargas axiais, que se aplicam a corpos em geral mais longos, ossos mais longos como o fêmur. Nesse caso, a oposição das forças axiais de forma ortogonal (90°) ao corpo pode causar nele o comportamento de flexão. Um estresse em flexão forma uma face convexa e outra côncava, as quais estão submetidas a cargas tensivas e compressivas, respectivamente. Além disso, outras possiblidades de flexão podem ocorrer em função das combinações de cargas axiais em diferentes números. Formação das superfícies convexa e côncava, e flexão com duas e quatro forças. Mecanismo de valgo dinâmico – rotação interna e flexão do joelho. Outro modo de aplicação de cargas é a torção de um material. Como o próprio nome sugere, relaciona-se à fixação da extremidade inferior devido a forças de atrito com solo e movimento rotacional em sentido contrário a parte superior do corpo. Essa aplicação é muito comum em esportes de combate com golpes rotacionais, mas também é recorrente no futebol e em outros esportes coletivos, devido à ocorrência do valgo dinâmico. O modo de aplicação de carga por torção está associado à clássica lesão do ligamento cruzado anterior do joelho, comum em diferentes esportistas durante suas vidas atléticas profissionais e amadoras. Muito embora seja mais didático considerarmos esses três mecanismos básicos separadamente, na maioria das vezes ocorrem simultaneamente durante o movimento. algo dinâmico É a combinação de rotação interna com flexão do joelho durante uma mudança de direção ou frenagem associada e até mesmo aterrissagens. Cargas internas Tempo de aplicação da força No contexto de carga, temos a questão do tempo de aplicação da força como fator importante para adaptação tecidual e geração de lesões. De fato, podemos identificar elevado número de lesões musculoesqueléticas em determinados esportes, levando a um entendimento de que aplicação das cargas associadas ao treinamento não estão otimizadas. Apesar disso, não se pode estabelecer uma relação causal entre carga sofrida por uma articulação e a geração de lesões musculoesqueléticas. Mensuração das forças internas Outra questão importante é o reconhecimento da limitação que temos de mensurar essas forças internas atuantes nas articulações. Devido a essa limitação, muitas vezes temos nossos achados com base em estudos que utilizam modelos matemáticos para determinação dessas forças. Muito embora tenhamos mencionado aspectos básicos de três modos de aplicação de carga, devemos determinar como essas cargas aplicadas em diferentes ângulos podem ser categorizadas e de onde elas provêm durante os movimentos. Ao considerar a carga aplicada a uma articulação, podemos dividi-la em dois componentes: Força de contato entre os ossos. Rede ou resultante de força e momentos articulares. O segundo componente está diretamente associado à necessidade de se controlar diferentes articulações numa tarefa que envolve absorção de impacto, por exemplo. Em particular, o impacto é capaz de provocar deformação em diferentes tecidos musculoesqueléticos. Sua identificação é difícil, uma vez que o dano gerado é dependente de fatores como área de contato, velocidade, massa, direção e taxa de aplicação da força. Dessa forma, ao sofrer um impacto, as articulações precisam ser estabilizadas ou movimentadas, acarretando a geração natural de contrações excêntricas, isométricas e concêntricas de músculos que cruzam essa articulação. Nesse momento, temos o surgimento de torque muscular e cinética de forças de reação do solo compatíveis com a necessidade específica da tarefa. Imaginemos a necessidade de um ginasta aterrissar após a execução de uma rotina de exercícios de solo, quando o momento de aterrissagem se associa à necessidade de estabelecer a posição bipodal sem queda, finalizando a rotina de exercícios. Pensemos agora nas forças e nos torques para interromper a movimentação em flexão do joelho, estabilizando a articulação. Essa estratégia está associada à aplicação da força oriunda do contato dos pés do atleta com o solo. Ginasta no momento da aterrissagem com necessidade de estabilizar os joelhos. Caso o objetivo fosse continuar o movimento com um salto, por exemplo, haveria menor tempo de contato entre o solo e seus pés e toda força seria aplicada num curto espaço de tempo. Essas diferenças que estão associadas à aplicação de força em períodos breves ou mais extensivos de tempo são o que entendemos como variações na função impulso em função da tarefa. Essa influência, no entanto, não se limita a tarefa em si, uma vez que a superfície e a presença da fadiga podem alterar essas características cinéticas em relação à aterrissagem. Assim, no exemplo mencionado, temos uma série de forças atuando em cada articulação e não só no joelho, produzindo diferentes momentos de força e representando a capacidade do atleta em controlar os movimentos angulares de suas articulações. Esses momentos angulares podem ser maiores ou menores por uma série de aspectos técnicos relacionados, como a posição dos segmentos corporais durante o contato inicial, além de outros fatores como o tipo de superfície. Atenção O posicionamento e controle das articulações, assim como o posicionamento em sua base suporte, são partes da técnica esportiva individual, podendo acarretar padrões de melhor eficiência, nesse caso, gerando menor necessidade de força e menor estresse externo nas estruturas do sistema musculoesquelético. Nesse contexto, temos o fator humano associado à possibilidade de maior ou menor aplicação de carga em uma articulação, dependendo do padrão de movimentação do atleta. Esse fator não é negligenciável e está relacionado a aspectos coordenativos e estruturais que podem ser potencializados em termos de eficiência pelo treinamento técnico e físico ao qual o esportista é submetido. Nesse contexto, tanto as forças de contato entre os ossos quanto a rede ou resultante de força e momentos articulares são influenciadas por diferentes fatores. Ambos podem ser considerados aspectos biomecânicos relacionados à aplicação de cargas. Vale ressaltar que essas forças de contato entre os ossos são, em geral, superiores às forças relacionadas à movimentação ou estabilização da articulação. Quanto à categorização das cargasaplicadas ao sistema musculoesquelético, vale relembrarmos os seguintes pontos apresentados: Carga de treinamento Carga de treinamento se refere a todo os agentes estressores do organismo associado ao desempenho esportivo, podendo-se incluir aspectos metabólicos, psicológicos e principalmente biomecânicos. Modos de aplicação Cargas são, em geral, forças aplicadas a diferentes tecidos musculoesqueléticos, obedecendo a três modos básicos de aplicação. Apesar disso, normalmente tem-se a ação simultânea de diferentes modos e angulações, dificultando a determinação de valores reais das cargas aplicada a esses tecidos. Força de contato e somatório das forças Tanto a força de contato entre os ossos e o somatório das forças e dos momentos atuantes na articulação são difíceis de se determinar, sendo a segunda, em geral, menor que a primeira e associada à relação dos movimentos angulares das articulações. Desse modo, temos um sistema musculoesquelético que sofre uma aplicação de carga constante e natural durante o exercício de sua função. Conforme mencionado, parece tentador associar a magnitude das cargas aplicadas à geração de lesões, mas afirmar essa relação ainda carece de mais estudos. Nesse contexto, observamos diferentes instrumentações destinadas à quantificação possível das cargas sob o ponto de vista biomecânico durante as ações esportivas. Quanti�cando as cargas aplicadas ao sistema musculoesquelético Tarefas que exigem o controle de diferentes articulações O somatório das forças e dos momentos presentes nas articulações se torna maior diante da necessidade de executar tarefas que exigem o controle de diferentes articulações, muitas vezes exercendo modos diferentes de contração em função da tarefa específica. In�uência pelas estratégias motoras O momento e as forças articulares são influenciados pelas estratégias motoras, podendo-se obter eficiência por meio da geração de menor magnitude de carga aplicada numa articulação. Relação de otimização e estratégia motora A relação de otimização e estratégia motora provém da variação da localização do centro de massa e segmentos apendiculares e movimentos em relação à base de suporte durante movimentos esportivos variados. Agora que já sabemos o que é carga de treinamento, vamos explorar as possibilidades de quantificação dessa carga. Muito embora tenhamos estudos baseados em modelos empregando simulação das cargas aplicadas, mediante o estabelecimento de algumas variáveis de entrada, como e o que é possível quantificar durante o desempenho esportivo? A resposta seria a utilização de sensores capazes de registrar a força. Veja duas opções possíveis: Plataformas de força Os sensores capazes de registrar força são os dinamômetros, sendo necessária, nesse caso, uma classe especial: as plataformas de força. Sensores inerciais Uma outra forma possível de quantificação da carga está relacionada a sensores inerciais, usados tanto no tronco do atleta quanto em segmentos distais. Exploraremos em mais detalhes essas duas possiblidades de registro e quantificação da carga, assim como os resultados gerados. Plataformas de força Plataformas de força são construídas com base em sensores do tipo strain gauge, sensores que sofrem deformações e as convertem em grandeza elétrica. A natureza de seu modo de transdução permite que as plataformas sejam capazes de registrar as forças de reação do solo em seus componentes ortogonais, em diferentes movimentos. Muitas vezes não nos damos conta de que ao caminhar tocamos o solo depositando nele parte de nosso peso corporal e amortecendo o impacto. Essa analogia torna os movimentos de caminhar ou correr cada vez mais semelhantes aos movimentos de aterrissagem após a execução de um salto. Forças de reação do solo, forças aplicadas e suas componentes ortogonais. Assim, observamos o uso comum dessa tecnologia na avaliação biomecânica da marcha e corrida e nas diferentes manifestações de salto vertical e suas aterrisagens. Todos esses movimentos têm as forças de reação do solo mensuradas em newtons (N), de modo que a variação no tempo durante o movimento mensurado é normalmente específica. Vejamos o exemplo da execução de um passo de uma caminhada ilustrado no gráfico a seguir. Percebemos a presença de dois picos da força de reação do solo, o primeiro deles, com valor máximo superior ao segundo, representa o toque do calcanhar no solo. O segundo, por outro lado, representa a parte anterior da face plantar, relacionada especificamente à fase de propulsão, quando perdemos o contato do pé com o chão. Gráfico: Forças de reação vertical do solo para diferentes passos. Em geral, as plataformas de força possuem capacidade de instalação versátil, possibilitando o uso tanto em ambiente laboratorial como em ginásios destinados ao treinamento. Um exemplo de versatilidade está no uso simultâneo de duas plataformas, possibilitando a regulagem da distância entre elas para diferentes padrões antropométricos durante avaliação da marcha e da corrida. Duas plataformas de força, permitindo a avaliação simultânea da fase de apoio. A quantificação da carga proveniente do impacto da aterrissagem também pode ser realizada em esportes artísticos. Nesse caso, as aterrissagens provêm de diferentes movimentos anteriores, considerados muitas vezes complexos em termos de coordenação e especialização esportiva. A colocação da plataforma de força no espaço físico deve ser feita de modo a permitir o registro do movimento que se deseja quantificar. Esse mecanismo, seja no ginásio de treinamento ou em ambiente laboratorial, pode ser utilizado de diferentes maneiras. Atleta prestes a aterrissar na trave de equilíbrio. Algumas instrumentações utilizam plataformas de força, distribuindo-as embaixo de aparelhos específicos, como as traves de equilíbrio. Esse caso vai além da utilização da plataforma, pois temos uma superfície muito pequena para aterrissagem enquanto o atleta executa os exercícios no aparelho. Na prática, temos a influência dessa superfície, gerando um controle articular específico e consequentemente diferentes cargas aplicadas se comparadas a aterrissagem em superfície regular. Nesse contexto, o tipo de superfície é um fator influenciador na tarefa ou no gesto esportivo que envolve aterrissagem. Em alguns desses esportes, o atleta deve realizar aterrissagem com dois desfechos básicos, o de finalização ou de continuidade de sua apresentação. Em particular, essas estratégias são diferentes em termos de controle das articulações, envolvendo naturalmente diferentes cargas aplicadas nas mesmas articulações. Esse nível de complexidade se relaciona com a magnitude da carga gerada, assim como outros fatores, como o tipo de superfície e o fator humano, associados à habilidade do atleta. Saiba mais Assim, temos nas plataformas de força a possibilidade de mensurar cargas essencialmente axiais, identificando também suas componentes ortogonais. Todas as forças são relacionadas ao impacto do membro inferior em diferentes movimentos como corrida, saltos e aterrisagens, sendo sempre registradas em newtons. Outro aspecto fundamental sobre o uso de plataformas de força é que o registro é representativo da posição do centro de massa corporal em relação à base suporte. Esse fator possibilita explicar parte da variabilidade associada ao fator humano na geração de cargas durante a aterrissagem. Por exemplo, há dependência dessas cargas em relação à tarefa executada. Desse modo, podemos avaliar diferentes condições que vão influenciar a variação de forças de reação do solo, em quatro condições: Aterrissar e parar (LS); Aterrissar e ir, ou continuar o movimento (LG); Aterrissar em condições de fadiga (LGF); Aterrissar com intenção de amortecimento (RF). Gráfico: Força de reação do solo e a influência de diferentes tarefas. Sensores inerciais Nos últimos anos, a grande evolução da microeletrônica foi um dos fatores para o crescimento maciço de tecnologias wearablesem diferentes esportes coletivos e individuais. De um modo geral, relógios e outros equipamentos são capazes de medir aspectos como frequência cardíaca, distância percorrida ou número de passos realizados numa caminhada. A maioria de equipamentos que fornece esse tipo de informação emprega diferentes tecnologias para cada uma das informações obtidas. Por exemplo, para a verificação da distância percorrida numa caminhada, normalmente utiliza-se uma conexão via GPS pelo próprio relógio ou vinculado ao telefone celular, informando as coordenadas e a modificação de posição ao longo do tempo. Conforme mencionado, outras informações provêm de outros sensores, sendo na maioria dos casos, sensores inerciais. Sensores inerciais são amplamente utilizados em diferentes esportes coletivos e individuais e, quando fixados a um segmento corporal ou a qualquer objeto, não modificam o momento de inércia do local em que estão fixados. São, em geral, compostos por acelerômetros, giroscópios e magnetômetros, sendo os dois primeiros considerados principais com relação ao tipo de informação mensurada. Diferentemente das plataformas de força capazes de mensurar forças em newtons, a natureza desses sensores é essencialmente cinemática, ou seja, eles são capazes de gerar medidas derivadas das mudanças de posição ao longo do tempo. Nesse caso específico, a principal medida é a mensuração da aceleração (m/s2) de um segmento corporal ao qual o sensor inercial é fixado. Essa mesma aceleração juntamente com a massa do segmento representam a força aplicada, conforme a Terceira Lei de Newton. Assim, na prática, registramos acelerações provenientes de impactos diversos sofridos durante movimentos como correr, andar ou saltar e outros movimentos específicos de certos esportes, como chutar e socar. Os sensores inerciais normalmente são utilizados em dois contextos principais relacionados ao local em que o sensor é colocado no corpo do atleta: Alocação dos sensores no segmento axial ou tronco; Alocação dos sensores no esqueleto apendicular ou segmento distal. Locais comuns de colocação do sensor nos esqueletos axiais e apendicular. Sensores no esqueleto axial Fixação no esqueleto axial é a forma a mais popular de utilização de sensores inerciais, principalmente porque sua maciça utilização acontece em esportes coletivos como futebol e rúgbi, considerados esportes de invasão. Sensores inerciais quando alocados no tronco do atleta em geral são utilizados em associação com um GPS em um mesmo aparelho. Esse aparelho é colocado normalmente entre as escápulas e, algumas vezes, na região do quadril, ambos na parte posterior do corpo. Sensor inercial e GPS integrado no colete localizado entre as escápulas. Essa forma de utilização, tradicional em esportes coletivos de invasão de espaço, também é adotada em esportes de contato, devido às colisões corporais comuns ao esporte. Muito embora os choques corporais sejam realizados muitas vezes no tronco, possibilitando um registro eficiente dos sensores colocados no esqueleto axial, já sabemos que o atleta é submetido a diferentes forças ou aplicações de carga. Nesse caso, todos os impactos provenientes, tanto de cargas axiais verticais como de cargas axiais horizontais devido ao atrito do captor podal com a superfície de contato, propagam-se e são registrados pelo acelerômetro. Entenda como isso acontece: Índices A utilização de um acelerômetro triaxial possibilita o desenvolvimento de índices com base na captação de cada eixo do sensor. Séries temporais Esses índices em geral se baseiam em séries temporais, em que variações bruscas de aceleração entre dois momentos diferentes representam um evento. Tomemos como exemplo de utilização de sensores localizados no esqueleto axial a necessidade de identificar a quantidade de vezes que um atleta salta durante um jogo ou treinamento de esportes como futebol, handebol e até mesmo o voleibol. Nesse caso, é possível analisarmos a aceleração com base em três eixos, a partir dos quais identificamos as diferentes fases do movimento de saltar: Preparação ou carga Momento de preparação para o salto. Nesta fase, os valores de aceleração resultante são altos. Voo Corresponde à fase aérea do salto, quando ocorre uma redução brusca dos valores de aceleração resultante. Aterrissagem Na sequência, novamente uma elevação dessa aceleração resultante, correspondendo à fase de aterrissagem. O comportamento da aceleração resultante ao longo do tempo é um exemplo de como os sensores empregam seus algoritmos, possibilitando o entendimento por parte do profissional de como os sensores registram determinado movimento ou carga. A seguir, apresentamos um exemplo de um estudo que utiliza variações de aceleração para detecção do salto em atletas de voleibol. Gageler et al. (2015) realizaram um estudo com acelerômetro triaxial alocado entre as escápulas e com base nas variações das acelerações contidas nos três eixos e foram capazes de identificar com eficiência os saltos realizados pelos atletas. No gráfico abaixo, podemos verificar as variações no tempo dos três eixos de aceleração (Anteroposterior, Vertical e Lateral) nas fases de preparação ou carga (linha pontilhada), fase de voo (negrito) e aterrissagem (linha pontilhada) numa cinética muito semelhante à mencionada anteriormente. Gráfico: Aceleração registrada por acelerômetro triaxial durante salto de um atleta de voleibol. Extraído de: GAGELER, 2015, p. 7. Como podemos perceber, sensores inerciais usados sobre o esqueleto axial podem monitorar a variação de aceleração relacionada a diferentes movimentos (como saltar, correr), em diferentes velocidades, assim como detectar mudanças bruscas de velocidade relacionadas a frenagens e acelerações durante as mudanças de direções. Cada um desses eventos está associado a um comportamento específico das acelerações contidas nos três eixos. Além disso, alguns índices mencionados quantificam a aceleração resultante se associando tanto com as forças axiais e de atrito que ocorrem no pé do atleta durante sua movimentação como o impacto transmitido até o tronco e as movimentações corporais associadas. Sensores no esqueleto apendicular A segunda utilização de sensores inerciais refere-se à alocação no esqueleto apendicular, com objetivos de mensuração do impacto sofrido por mãos e pés durante uma prática esportiva. Medição de distâncias e avaliação da técnica de movimentos Muito embora os sensores utilizados nos segmentos distais sejam capazes de fornecer medidas como a distância percorrida, obtidas em sensores no esqueleto axial por meio do sensor GPS, a grande diferença com entre eles é a possibilidade de avaliar aspectos técnicos do esporte. Nesse contexto, pode-se utilizar o um sensor inercial das seguintes maneiras: Na tíbia Para se reconhecer a ação de chutar. No segmento antebraço Para se reconhecer o movimento de socar. Embora cada utilização tenha suas peculiaridades, um aspecto em comum é o cuidado para que o sensor durante ação não sofra um impacto, uma vez que o que se deseja é medir a transmissão do impacto e não sofrer um. Identi�cação da magnitude do impacto O sensor também permite identificar a magnitude do impacto em valores de aceleração, sendo útil em processos de retorno ao desempenho após uma lesão, por exemplo. Assim, podemos identificar as modificações no impacto transmitido ao joelho em fase iniciais de reabilitação da corrida, comparando os valores de magnitude com os registrados antes da lesão ou até mesmo com o membro inferior não lesionado (direito x esquerdo). Sensor inercial colocado na tíbia para mensuração do impacto. Identi�cação de padrões cinemáticos Ainda nesse contexto, outro aspecto promissor é a possiblidade de identificar padrões cinemáticos das fases da marcha e corrida, como comprimento da passada, tempo de contato e tempo de voo. Essa utilização em ambiente de treinamento possui grande validade ecológica por estar no local natural de desempenho,representando também grande potencial para o de recuperação do atleta após lesão. Resumindo Como vimos, sensores inerciais possuem dois modos de utilização. A utilização em segmentos distais se relaciona à quantificação do impacto e a algumas ações ou gesto técnicos. Em contrapartida, a utilização do sensor alocado no esqueleto axial se relaciona com uma gama mais variada de possibilidades de monitoramento, envolvendo o deslocamento do centro de massa corporal no espaço. Ambas as utilizações têm sua importância, uma vez que a modificação do momento de inércia em diferentes articulações se dá por meio de forças musculares diversas, implicando um evento de aplicação de cargas provenientes tanto da força muscular quanto do impacto de estruturas distais. Cargas aplicadas ao sistema musculoesquelético Neste vídeo, o especialista Bruno Jotta da Costa explica os sistemas de quantificação de cargas aplicadas ao sistema musculoesquelético. Falta pouco para atingir seus objetivos. Vamos praticar alguns conceitos? Questão 1 Os sensores wereables são amplamente utilizados em esportes como futebol e rugby. Parte disso se deve à grande evolução da microeletrônica, possibilitando a mensuração de diferentes informações por um dispositivo de pequeno volume e massa. Considerando o contexto mencionado, por que é importante que o sensor seja pequeno e leve? Parabéns! A alternativa B está correta. Sensores wearables usados em esportes coletivos devem ser leves e possuir dimensão reduzida para que não altere o movimento do atleta, uma vez que são alocados no seu corpo. Assim sensores A Isso colabora para um melhor funcionamento do sensor GPS. B Isso colabora para que o momento de inércia não se modifique. C Isso colabora para que o momento de inércia se modifique. D Isso colabora para mensuração da força realizada pelo sensor. E Isso não colabora para mensuração da força realizada pelo sensor. inerciais não podem influenciar na movimentação do segmento corporal avaliado e as forças aplicadas a esse segmento. Questão 2 Um treinador de futebol orienta seus jogadores para que formem um fila e sequencialmente treinem finalizações ao gol. Imaginemos agora que o treinador está interessado em saber o total de chutes que o atleta deu e a aceleração ou velocidade no momento de contato com a bola por meio de um sensor wearable. Considerando o uso de sensores wearables no esqueleto apendicular mencionado, pode-se afirmar que: Parabéns! A alternativa D está correta. Sensores wearables podem ser usados no esqueleto axial ou no esqueleto apendicular. Quando usado neste último, pode-se reconhecer gestos técnicos como chutar socar e mensurar a velocidade ou aceleração no movimento, devido ao uso de acelerômetros, sem necessidade alguma de sensor GPS. O A Sensores wearables colocados no esqueleto axial são capazes de fornecer essa informação. B Sensores wearables colocados no esqueleto apendicular não são capazes de fornecer essa informação. C Sensores wearables colocados no esqueleto apendicular obtêm essa informação por meio de seus GPSs. D Sensores wearables colocados no esqueleto axial não são capazes de fornecer essa informação. E Sensores wearables colocados no esqueleto axial não possuem GPS, mas fornecem essa informação.. sensor GPS normalmente é empregado na colocação de sensores wearables no esqueleto axial e relacionado com velocidades de deslocamento do centro de massa do atleta e não no reconhecimento ou qualificação de gesto esportivo. 3 - Propagação do impacto e seus efeitos no corpo humano Ao �nal deste módulo, você será capaz de analisar a propagação do impacto e seus efeitos sobre o corpo humano. Impacto e sua propagação no sistema musculoesquelético Buscando o entendimento sobre lesão musculoesquelética, seus mecanismos e a possibilidade de registro de cargas aplicadas, estabelecemos exemplos que, em sua maioria, envolvem uma aplicação de carga, algumas vezes proveniente de impactos. Neste contexto, impactos são choques de estruturas corporais em outras, ambas com seu grau de rigidez, sendo capazes de se propagar como ondas mecânicas pelas estruturas corporais. Veja a seguir a relação entre impacto e repetição: Impacto O impacto constitui um fenômeno cotidiano e repetitivo, como observa-se no impacto do calcanhar ao tocar o solo durante a caminhada. Repetição A repetição caracteriza o impacto como um tipo de carga de natureza dinâmica, isso significa reconhecer que ele participa de vários movimentos. Os músculos, por exemplo, ao movimentarem uma articulação, tracionam os ossos por meio dos tendões, de modo que esses ossos sofrem ações de outras forças que se somam para o estabelecimento força resultante sobre articulação. Nesse caso, ao considerarmos as consequências em relação a forças aplicadas a diferentes tecidos, podemos entender que o impacto faz parte de diferentes movimentos, configurando-se como uma carga dinâmica proveniente da movimentação humana e do ambiente em que ela é executada. Saiba mais O impacto obtido pelo captor podal (pé) decorrente do choque contra o solo se propaga de forma ascendente, percorrendo diferentes estruturas corporais, chegando até os ossos do crânio. Muito embora esse fenômeno não seja percebido, a velocidade de transmissão dessas ondas mecânicas é extremamente rápida comparável até mesmo à velocidade de transmissão do impulso nervoso. Essa propagação ocorre principalmente nos ossos devido a sua maior rigidez e função estrutural, tornando- os os principais responsáveis pela propagação do impacto em diferentes segmentos corporais. Possíveis locais de colocação do sensor com redução da aceleração no sentido ascendente. Uma vez que o tecido ósseo está sempre próximo aos tecidos muscular, fibrocartilaginoso, entre outros, temos a propagação do impacto em diferentes tecidos musculoesqueléticos. Considerando o sentido ascendente da propagação do impacto, a utilização de sensores inerciais colocados na tíbia, pelve e cabeça tem possibilitado identificar uma redução de valores médios de aceleração no eixo vertical do instrumento. Nesse contexto, diferentes articulações possuem uma função de redução ou atenuação do impacto transmitido de “baixo para cima” quando nos movimentamos, por exemplo, durante a corrida. Parece tentador associar sempre a geração de um impacto com movimentos envolvendo o membro inferior durante nosso deslocamento, no entanto, não sofremos impacto somente ao caminhar, correr ou saltar. Muitos esportes em que predominam movimentos do membro superior são capazes de gerar impactos variados que se propagam em nosso corpo. Muito embora tenhamos que assumir nossa limitação na mensuração desse evento físico, temos nos sensores inerciais, mais uma vez, a capacidade de usar a aceleração como indicador de carga geradora proveniente do impacto. No tênis, por exemplo, podemos utilizar os sensores inerciais localizados nas raquetes para mensurar a aceleração em três eixos durante o golpe na bola. A partir da mensuração, observa-se que, por menor que seja a massa da bola, ocorre um impacto não só na raquete, mas também nas articulações do punho e do cotovelo. A seguir, apresentamos a ilustração do estudo de Wei et al. (2006) em que a aceleração é registrada pelos acelerômetros fixados por meio de bandas elásticas, utilizando-se também do registro do sinal eletromiográfico (EMG) dos músculos extensores e flexores do cotovelo. Gráfico: Acelerações na raquete, punho e cotovelo, além do EMG dos extensores e flexores do punho. Extraído de: Wei et al., 2006, p. 4. Observe na imagem que os valores de aceleração no momento do impacto com a bola são maiores na raquete quando comparados aos valores registrados pelos acelerômetros colocados na articulação do punho e do cotovelo. Esses achados são mais indicativos de que a carga com natureza de impacto não surge somente nos movimentos de locomoção. Além disso, até mesmo no membro superior pode-se observar uma transmissãode impacto em que as propagações das ondas mecânicas reduzem sua magnitude à medida que se aproximam do tronco. Essa evidência sugere que também no membro superior as articulações possuem a função de amortecer as ondas de choque. A capacidade de amortecimento das articulações parece estar relacionada a estratégias em diferentes esportes. Observe, a seguir, o caso do tênis: Maiores impactos No caso do tênis, especula-se que a manutenção de elevados níveis de força de preensão manual ao segurar a raquete, após o impacto com a bola, pode proporcionar maior transmissão de impacto às articulações do punho e do cotovelo. Temos então a possibilidade de modificar a técnica do atleta, resultando na redução dos impactos transmitidos às articulações do cotovelo e do punho. Cautela na correção técnica Apesar dessa possiblidade, devemos ter cautela em sua aplicação, uma vez que alguns aspectos técnicos individuais dos atletas estão intimamente ligados ao bom desempenho esportivo, mesmo que associado a alguma carga dinâmica específica.Por esse motivo, muitos aspectos técnicos de correção são aplicáveis aos atletas em formação. Ao pensarmos nessas ondas de choque se propagando em nosso corpo, devemos considerar como essa transmissão ocorre na coluna vertebral, que é responsável pela propagação das ondas de impacto oriundas do membro inferior. Em específico, atribui-se à coluna lombar grande capacidade de atenuação desse impacto. Nesse caso, observamos maiores valores de aceleração em acelerômetros alocados no início da coluna lombar e uma redução dos valores de aceleração conforme ascendemos em direção ao crânio. A capacidade de atenuação da propagação do impacto atribuída às articulações está relacionada às propriedades viscoelásticas do sistema musculoesquelético. Músculos, tendões e cartilagens possuem diferentes capacidades de deformação em regime elástico, então é de se esperar que componentes como discos vertebrais, meniscos, tendões em deformação colaborem de forma significativa no amortecimento e na propagação do impacto. Re�exão Ao considerarmos o impacto como uma carga dinâmica, devemos avaliar a magnitude e frequência de aplicação dessas cargas. Muitas vezes eventos que provocam lesões estão associados a uma aplicação de força de elevada magnitude em curto espaço de tempo. Esse evento é considerado impulsivo e geralmente de natureza traumática. Eventos de frequência elevada, no entanto, mesmo que numa magnitude reduzida, podem ser considerados determinantes para adaptação em longo prazo. Como visto, a propagação do impacto nas estruturas corporais apresenta particularidades com relação ao contato das superfícies que se chocam. Nesse contexto, parece haver uma influência de diferentes tecidos na função amortecedora que as articulações desempenham durante a propagação do impacto registrada por sensores acelerômetros inerciais. A seguir, vamos entender um pouco mais o resultado imediato do impacto em nosso corpo e os efeitos em longo prazo. Efeito do impacto e cargas aplicadas ao sistema musculoesquelético A aplicação de cargas ao corpo ocorre de forma generalizada quando nos movimentamos, variando de acordo com alguns aspectos. Sabemos que pela definição clássica da lesão, dano tecidual proveniente da incapacidade de tolerância de carga ou estresse, tendemos a associá-la com a aplicação de carga. Não podemos, no entanto, estabelecer uma relação direta entre a aplicação de carga e uma lesão. Entenda: Tecido ósseo Um dos maiores exemplos da capacidade de adaptação é o sistema ósseo, uma vez que é bem conhecida sua responsividade a estímulos de natureza mecânica, devido à sua função de sustentação. Observamos o aumento da densidade mineral óssea associada a impacto, força ou cargas com diferentes modos de aplicação presentes em nossos movimentos. A adaptação tecidual ocorre em diferentes frequências e magnitudes de aplicação de cargas, principalmente por causa de sua natureza dinâmica e das cargas associadas à locomoção. Além disso, essas adaptações não se limitam ao tecido ósseo, pois tendões e cartilagens articulares se adaptam, ainda que de forma menos responsiva, se comparados ao tecido ósseo. Diferenças na capacidade de adaptação tecidual Um dos motivos para tanto são as diferenças na capacidade de adaptação tecidual de músculos, ossos, tendões e cartilagens às cargas aplicadas. Adaptação positiva ou negativa Devemos considerar a carga de treinamento aplicada aos movimentos como um estímulo possível de adaptações positivas e negativas, de acordo com a funcionalidade e saúde do indivíduo. Cartilagem articular As cartilagens articulares são capazes de se adaptar à aplicação de carga, entretanto, muitas vezes essa adaptação está relacionada ao desgaste por uso excessivo. Apesar disso, a aplicação mínima de carga em uma cartilagem articular é considerada um facilitador da homeostase, colaborando para o exercício de sua função protetora e estrutural. Veja mais sobre a adaptação das cartilagens e intolerância às cargas aplicadas: Adaptação a diferentes cargas Em geral, as cartilagens estão adaptadas a suportar cargas diferentes nos movimentos cotidianos e com magnitude moderada. Intolerância por degeneração Por outro lado, um nível mínimo de degeneração da cartilagem pode levar à intolerância desse tipo comum de carga aplicada. Tendões Os tendões estão suscetíveis a adaptações mais lentas quando comparados aos ossos. Em geral, verifica- se aumento da atividade fibroblástica nos tendões, acarretando maior depósito de colágeno. Como resultado, observa-se uma maior capacidade de resistência a forças tensivas associadas ao aumento da seção transversa do tendão, o que se considera uma adaptação crônica proveniente da aplicação de cargas. Com isso, podemos concluir que níveis adequados ou mínimos de carga são necessários para a manutenção da densidade mineral óssea e de tolerância à carga de diferentes componentes do tecido musculoesquelético. Por outro lado, alguns movimentos, seja por um evento de natureza caótica com alta magnitude de carga aplicada em pequeno espaço de tempo, ou até mesmo aplicação crônica de carga em alta frequência e baixa magnitude, podem provocar lesões agudas ou crônicas, respectivamente. Um exemplo relacionado ao desenvolvimento crônico de lesões é a osteoartrose. Essa lesão consiste na degeneração progressiva da cartilagem associada a problemas na homeostase, sendo relacionada tanto a fatores biomecânicos como bioquímicos. Essa dualidade faz com que o nível de sintoma esteja associado a diferentes aspectos, como a magnitude da carga e modo de aplicação predominante; assim como a outros aspectos menos relacionados ao evento físico, como suscetibilidades estruturais, nível de instabilidade articular e baixos níveis de força muscular. Nesse contexto, é difícil identificar o nível de carga adequado com fins de reduzir o desenvolvimento de osteoartrose, do mesmo modo que outras lesões articulares de diferentes mecanismos e modos de aplicação de carga. Saiba mais Outras lesões podem estar relacionadas a movimentos do membro superior em modos diferentes de aplicação de carga, como acontece no beisebol. Nesse esporte, o movimento de arremesso apresenta uma carga aplicada especificamente na articulação do cotovelo, associada à transição das fases de movimento da bola e à aceleração final. Nesse momento, o cotovelo sofre um torque compatível com um deslocamento em valgo, mas tem de contrapor esse torque com a ação de músculos e tecidos periarticulares como tendões e cápsulas. eriarticulares Tecidos que rodeiam a articulação. A extensão do cotovelo com o torque em valgo faz com que cargas tensivas sejam aplicadas nos ligamentos da região medial do cotovelo, assim como causa impactos na parte medial do olécrano, no olecrânio, entre outros. Percebe-se mais uma vez a sobreposição de diferentes cargas aplicadas a uma articulação durante um movimento específico. Na verdade, os impactos acontecemtanto em movimentos de cadeia fechada quanto aberta, sendo esses últimos em geral associados à tolerância de cargas tensivas excêntricas aplicadas a tendões e cápsulas. Essas cargas são relacionadas à necessidade de controle ou frenagem do movimento após uma contração excêntrica vigorosa. O mecanismo de lesão normalmente é associado ao volume total de arremesso por atleta, e a velocidade de cada arremesso é mensurada por sensores inerciais wearables. Assim, conseguimos mais uma vez quantificar informações que indicam a aplicação da carga em termos de frequência e amplitude e observar as variações relacionadas aos diferentes treinamentos e competições. Fase final de levantamento, quando o cotovelo é submetido a um estresse em valgo. Mecanismos de lesão semelhantes aos observados no arremesso de beisebol estão presentes em outros movimentos que utilizam contrações excêntricas de alta velocidade seguidos por contrações concêntricas potencializadas pelo componente elástico da junção miotendínea. Um exemplo anteriormente utilizado é o número total de saltos de um jogador ou até mesmo o número de finalizações a gol praticadas por um jogador de futebol. Nas diferentes lesões, temos que considerar que em algum momento a tolerância ao estresse físico no modo de aplicação de carga não foi suficiente, ocorrendo a lesão. Saiba mais Em termos metodológicos, poucos estudos tentam evidenciar o quanto a aplicação de carga levou à prevenção da lesão devido ao fato de a lesão ser codificada como um evento binário de “sim ou não”. Esse problema metodológico tem inspirado cautela na interpretação de causa e efeito da relação carga e lesão, pois os estudos em geral são observacionais e, por mais que tenham período de coorte, muitas vezes não se tem controle pleno da intervenção aplicada ao longo do período. Apesar disso, devemos escolher a magnitude e frequência de aplicação de forma a minimizar seus efeitos negativos, utilizando mecanismos de controle de carga disponíveis e adequados ao atleta. Outro aspecto é que, quando somos submetidos a uma carga, a magnitude e a transmissão são atenuadas pelas articulações. Essa importante função pode implicar em dano tecidual uma vez que nesse momento a estrutura com regimes elásticos diferentes podem apresentar menor tolerância ao estresse, proporcionando uma lesão. A capacidade de atenuação das articulações é influenciada por aspectos como a técnica individual do atleta e a presença ou não de fadiga. Particularmente, sobre esse último aspecto, tem-se observado menor capacidade de atenuação de carga em condições de fadiga. Nesse contexto, à medida que nos exercitamos e desenvolvemos fadiga, observamos o aumento de aceleração proveniente da propagação de impactos em diferentes articulações, o que pode ser considerado um indicativo de maior estresse imposto ao sistema musculoesquelético em comparação às condições em que não há fadiga. Como podemos perceber, cargas variadas são aplicadas ao sistema musculoesquelético, gerando adaptações necessárias e outras indesejáveis para nossa funcionalidade e saúde. Essas adaptações podem ocorrer de forma crônica ou aguda, como por exemplo, aumento da resistência de um tendão após semanas de treinamento ou a simples inflamação aguda de um impacto recém-ocorrido e associado a um nível mínimo de lesão tecidual. Prevenindo ou minimizando o efeito das lesões Construindo uma estratégia Sabemos que a lesão é uma consequência desagradável e sua geração está de alguma forma associada à aplicação de diferentes cargas que muitas vezes são aplicadas por profissionais que não desejam machucar seus atletas. Essas cargas são aplicadas pela prescrição de treinamentos e pelo desempenho competitivo. Veja a importância de uma rotina de treinamento adequado e uma equipe multidisciplinar no treinamento: Rotinas de treinamento adequado As rotinas de treinamento, devido à demanda por movimentos específicos, podem submeter o tecido musculoesquelético a diferentes estresses físicos, de natureza vetorial. Para minimizar o desenvolvimento de lesões, como também colaborar com a recuperação funcional do atleta, a prescrição de treinamentos adequados é fundamental. Equipe multidisciplinar É importante destacar, no entanto, que a efetividade dessa tarefa depende da atuação de diferentes profissionais do meio esportivo.Com isso, observa-se que os efeitos da aplicação de carga no sistema musculoesquelético no âmbito esportivo são, na verdade, efeitos do treinamento total planejado e prescrito. Programas de prevenção de lesões como estratégias amplas muitas vezes apresentam uma efetividade duvidosa, pois aspectos culturais de cada esporte podem reduzir a efetividade. Por exemplo, a motivação de um atleta de modalidade artística em relação ao espetáculo ou à coreografia pode levá-lo a negligenciar sintomas. Essa perspectiva em esportes coletivos é mais rara, normalmente acarretando a real possibilidade de redução da carga de treinamento, dependendo da importância do jogo semanal. Essas comparações nos permitem entender os diferentes contextos que podem estar relacionados à mesma lesão. Por esse motivo, aspectos contextuais e culturais são propostos como processos que devem ser considerados nas estratégias de prevenção de lesão. Na prática, alguns aspectos culturais específicos do esporte podem inviabilizar, por exemplo, a parte da preparação física desenvolvida com o treinamento neuromuscular, enquanto atletas de outros esportes podem, por tradição de uso, ser mais receptivos a esse tipo de treinamento complementar e importante. Assim, uma estratégia de prevenção e recuperação de lesões por muitas vezes não consegue realmente ser implementada ou obter sucesso por causa de aspectos individuais, coletivos, de ordem cultural e ampla dentro de uma modalidade esportiva. Portanto, devemos considerar esse aspecto na proposição de uma possível estratégia, visando à prevenção ou minimização de lesões, obedecendo a uma sequência de passos ou ações possíveis de serem implementadas: Passo 1 Avaliação dos aspectos individuais, coletivos e da cultura esportiva dos atletas, como também da relação deles com esse contexto. Em ambientes de alto desempenho esportivo, o profissional de psicologia normalmente fornece dados detalhados sobre esses aspectos que auxiliam na elaboração de questionários e entrevistas para avaliação dessas informações. Por outro lado, a maioria dessas informações pode ser obtida por meio de uma anamnese, dentro de um simples protocolo de avaliação morfofuncional. Passo 2 Com base nas informações do passo 1 e com a expectativa em termos de objetivo planejado, é necessário avaliar a efetividade de se implantar uma estratégia com fins de prevenção ou minimização dos efeitos das lesões. Será que os aletas vão aderir? O atleta terá paciência real para executar? Se as respostas forem positivas, deve-se avançar. Passo 3 Estabelecer a extensão do problema, o que na prática é feito por meio de diagnóstico médico, exames e laudos. Com base em estudos epidemiológicos, é possível determinar, por exemplo, a relação da severidade ou mensurar no atleta a prevalência da lesão em questão. Essas informações fornecem um entendimento maior do grau da severidade e do possível tempo de recuperação necessário caso o indivíduo venha a se lesionar. Trata-se de um conhecimento inicial necessário ao planejamento, que de certa forma é sempre específico em relação à lesão-alvo. Passo 4 Juntamente com o passo 5, é o passo mais relevante para o contexto biomecânico. Nesta etapa, devemos estabelecer o mecanismo de lesão, considerando o paradigma de causa e efeito na análise. O mecanismo de lesão deve ser analisado a partir do conhecimento sobre os mecanismos básicos e os diferentes modos de aplicação da carga. Além disso, devemos realizar uma revisão mais ampla sobre aspectos epidemiológicos que possam evidenciar um mecanismo comum e predominante em determinado esporte. Passo 5 Elaborare introduzir estratégias de prevenção e minimização com base em uma série de ações práticas galgadas no conhecimento biomecânico sobre a premissa de condicionar o atleta à exposição da carga específica associada à lesão. Nesse contexto, utilizam-se testes e monitoramentos de carga e são propostos treinamentos com o objetivo de melhorar o condicionamento e atenuar a suscetibilidade à geração de lesão, como os evidenciados durante a geração de fadiga. Trata-se de fato de um conjunto amplo de procedimentos planejados e executados, merecedores de atenção especial. Passo 6 Consiste em repetir o passo 1 como meio de avaliar a efetividade do procedimento. Em termos práticos, os atletas são submetidos a cargas naturalmente impostas por fatores de calendário e treinamento e, após um período de intervenção, verifica-se a incidência da lesão no grupo. Nesse momento, espera-se que seja percebido um número reduzido de lesões esportivas em comparação a percentuais relatados pela literatura corrente ou em relação a outro momento próximo de desempenho ou temporada da equipe ou atleta. Considerando os passos propostos, com base em recomendações justificáveis e itens comumente utilizados, podemos evidenciar a importância de profissionais diferentes e com atuações sobrepostas. Nesse contexto, identificamos também a necessidade de explorar ainda mais, separadamente, os passos 4 e 5. Tal necessidade ocorre porque boa parte da atuação nas etapas da estratégia está galgada em aspectos biomecânicos, o que nos possibilita propor uma abordagem teórico-prática por meio de utilização de exemplos ou estudos de caso. Aplicando a estratégia Identificaremos mais detalhes acerca dos passos quatro e cinco, uma vez que os procedimentos contidos nessas duas etapas são essenciais e possíveis de serem utilizados como exemplificação teórico-prática sobre o que estudamos. Esse aspecto está relacionado com o conhecimento biomecânico necessário a diferentes profissionais envolvidos no planejamento de programas com fins de prevenção de lesões. A identificação do mecanismo de lesão e a prescrição de treino para o indivíduo supostamente exposto ao mecanismo são duas informações primordiais. A importância desses elementos está relacionada às diferentes perspectivas que envolvem a lesão musculoesquelética esportiva, motivando o aprofundamento de conhecimento ao longo da evolução de estudos e de metodologias associados ao tema. Nesse contexto, devemos observar como as cargas de treinamento podem se relacionar com os mecanismos de lesão e propor procedimentos num programa de exercícios dessa natureza. Identi�cação do mecanismo de lesão Primeiramente, necessitamos reunir informações sobre a lesão que desejamos prevenir, mesmo considerando a natureza multivariada da lesão, o que dificulta qualquer tomada de decisão. Além disso, vale a ressalva de que, ao analisar o que é reportado como mecanismo de lesão qualquer, é comum adotarmos o paradigma de relação causa e efeito, especificamente sob o ponto de vista biomecânico. Ao analisarmos o mecanismo de lesão, devemos observar se a circunstância de ocorrência da lesão possui modos de aplicação de carga identificáveis e previamente descritos pela literatura. Desse modo, é possível estabelecer hipoteticamente a melhoria de um aspecto neuromuscular ou biomecânico que possa tornar o atleta menos suscetível ao mecanismo de lesão identificado. Dentro do processo relacionado à identificação de lesão, temos a necessidade de identificar se dispomos de algum teste ou monitoramento que torne possível avaliar os graus de exposição a cargas consideradas nesse mecanismo de lesão. Essa necessidade justifica o uso em grande escala de sensores wearables em esportes coletivos, já que controlam a carga com fins preventivos, e também estão voltados à melhoria do desempenho esportivo. Sobre esse aspecto, há de se ter cuidado, pois, apesar do uso extensivo de métricas derivadas desses sensores, a validade delas com relação aos diferentes danos teciduais é sempre particular. Outro aspecto é que ainda temos compreensão limitada em relação aos modos de aplicação de carga no mecanismo de lesão. Essa limitação se dá de forma natural, fazendo com que estudos envolvendo modelos matemáticos sejam a base do conhecimento. Dessa forma, necessitamos ter cautela ao considerar que determinada variável pode estar associada a um mecanismo de lesão em particular. Devemos analisar o movimento da lesão cientes de algumas limitações dos instrumentos e medidas derivadas usadas nos testes e monitoramentos, utilizando recursos diversificados para complementar achados, inclusive a experiência. Nossa única obrigação é a utilização coerente do conhecimento sobre o mecanismo de lesão e o significado de medidas derivadas de testes e monitoramentos, sabendo interpretá- las. Atenção Apesar dessas limitações, temos motivos para usar mecanismos de controle de carga pensando em lesões. A explicação para isso é que ao usar controles de carga externa ou aplicada, podemos identificar o nível máximo desempenhado por cada atleta, o que permite distribuir as cargas em percentuais desse nível máximo individual, assim como organizar o processo de aplicação dessas cargas ao longo de um período de tempo. Com isso, podemos perceber a que ponto o atleta excedeu sua carga máxima ou média e planejar estratégias de recuperação ou estabelecer ausência de treinamento em um turno ou dia. Outro aspecto é que boa parte da carga aplicada ocorre durante o treinamento técnico, possibilitando a integração e o planejamento de situações técnicas que podem influenciar diretamente o nível de exposição à carga. Se considerarmos o excesso dos calendários competitivos e as particularidades de algumas modalidades de treinamento, temos motivos adicionais para utilizar o controle das cargas relativas percentuais de um atleta ao longo de uma temporada. Dessa forma, devemos utilizar o controle de carga para prevenir lesões, pelo fato de esses procedimentos ajudarem na compreensão de como diferentes atletas respondem às cargas aplicadas, mesmo que reconheçamos as limitações metodológicas dos métodos. Prescrição de treinamento Uma vez identificado o mecanismo de lesão, devemos considerar os métodos de treinamento empregados na parte preventiva. Embora nosso foco esteja no aspecto lesivo, os programas de condicionamento físico aplicados a diferentes esportes coletivos e individuais utilizam métodos de treinamento cardiorrespiratórios e neuromusculares. Devido à sua maior ênfase em programas voltados a aspectos lesivos e à nossa abordagem biomecânica, focaremos o treinamento neuromuscular. Porém, é relevante entender a importância dos métodos cardiorespiratórios dentro do contexto abordado: Inserido em programas preventivos Vale ressaltar que correr ou pedalar, normalmente consideradas práticas esportivas com base fisiológica cardiorrespiratória, são atividades incorporadas a programas preventivos. Auxilia nos aspectos musculares Desse modo, embora nossa abordagem seja mais direcionada a aspectos musculares, não devemos excluir a utilização de métodos cardiorrespiratórios. Podemos utilizar componentes do treinamento neuromuscular com exercícios visando ao desenvolvimento ou à manutenção de força, agilidade, equilíbrio e coordenação. Assim, são utilizados tanto treinamento de força tradicional como também exercícios simples de equilíbrio em que o atleta apoia um dos pés por pouco segundos. Essa gama de possibilidades está relacionada aos recursos disponíveis em termos de ambiente, material e equipamento. Esse fator é potencial para elaboração de estratégias minimalistas que abordem os aspectos aos quais os exercícios são direcionados. Como exemplo podemos mencionar o programa FIFA+11, que foi desenvolvido para o futebol. O programa deve ser introduzido como aquecimento ou ser anterior ao treino principal, sendo um exemplo de minimização, devido aos exercícios executados necessitarem apenas do campo
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