ASPECTOS BIOMECÂNICOS DA FUNÇÃO NEUROMUSCULAR

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DÉBORA CANTERGI
ASPECTOS BIOMECÂNICOS DA FUNÇÃO 
NEUROMUSCULAR
Sumário
INTRODUÇÃO ������������������������������������������������� 3
CONTRAÇÃO MUSCULAR ������������������������������ 5
Tensão muscular, potência e resistência ���������������������������� 6
Força x velocidade ���������������������������������������������������������������� 9
Fatores mecânicos que afetam a força muscular ������������ 11
REGULAÇÃO DO MOVIMENTO ���������������������16
Funções musculares envolvidas no movimento (Ago-
nistas, Antagonistas, Sinergistas, Fixadores) ������������������� 24
CONSIDERAÇÕES FINAIS ����������������������������27
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS & 
CONSULTADAS ��������������������������������������������30
2
INTRODUÇÃO
Em uma análise inicial, a contração muscular é 
um importante mecanismo� Por isso, devemos 
compreender a anatomia do tecido muscular e as 
suas subdivisões até chegar na célula (a fibra mus-
cular)� Mais adiante estudaremos os componentes 
da fibra muscular e como a actina e a miosina se 
conectam para gerar tensão�
A contração muscular também deve ser estudada 
a partir da sua interação com o sistema nervoso, 
pois o neurônio motor é o responsável pelo impul-
so nervoso que causará o potencial de ação que 
contraí as fibras musculares gerando tensão.
Cada um desses fenômenos também pode ser 
estudado através de outros aspectos� Agora que 
sabemos como ocorre a contração muscular, 
precisamos entender como os diferentes tipos de 
ação são gerados, e como o músculo se comporta 
para fornecer mais ou menos força� Os músculos 
que realizam ações explosivas e delicadas são os 
mesmos, mas de que forma esse comportamento 
é regulado? 
A produção de tensão também depende de outros 
fatores: a quantidade de fibras ativadas simulta-
neamente, a velocidade com que a fibra contrai 
3
e também o comprimento do músculo antes da 
contração vão alterar a tensão final. 
E, finalmente, poderemos analisar os papeis que os 
músculos assumem no movimento� Na organização 
do corpo humano, os músculos são capazes de 
coordenar uma ação de forma conjunta, atuando 
de diferentes formas para garantir a eficiência dos 
movimentos�
4
CONTRAÇÃO MUSCULAR
A contração muscular acontece a partir do estímulo 
de um potencial de ação muscular, que causa o 
aumento no nível de Ca2+ no sarcoplasma� Molé-
culas de Ca2+ liberam os sítios de ligação entre a 
actina e a miosina� A miosina se torna energizada 
a partir da quebra do ATP e pode se ligar à actina, 
formando pontes cruzadas� A ponte cruzada é a 
estrutura que gera tensão no músculo� Quando 
uma nova ATP se liga à miosina, a ponte cruzada 
se desfaz e o ciclo é repetido� Somente quando as 
moléculas de Ca2+ são retiradas do sarcoplasma 
a contração muscular cessa e os sarcômeros 
retornam ao seu tamanho original� Em resumo, 
é isso que ocorre� A contração muscular sempre 
acontece dessa forma, mas na prática existe alguns 
fatores envolvidos�
5
Figura 1: Actina e miosina
Fonte: NEUMANN, 2010, p� 49 (Adaptado)
TENSÃO MUSCULAR, POTÊNCIA E 
RESISTÊNCIA
Tensão é a força acumulada em um músculo e pode 
ser passiva, quando é obtida pelo estiramento do 
músculo envolvendo as unidades não contráteis do 
músculo ou ativa, quando é obtida pelas unidades 
contráteis� A tensão total de um músculo é a soma 
das tensões ativa e passiva� 
A tensão ativa é baseada na conexão entre as pon-
tes cruzadas de miosina e o filamento de actina 
no sarcômero da fibra muscular. Dependendo do 
6
músculo, os filamentos de miosina e actina têm 
uma maior ou menor área onde pode acontecer as 
pontes cruzadas� Essa caraterística irá determinar 
a capacidade de um músculo de produzir tensão� 
Quando os filamentos de miosina e de actina 
estão na máxima sobreposição, com todas as 
possíveis pontes cruzadas realizadas, o músculo 
irá produzir a tensão máxima� O sarcômero pode 
diminuir mais, mas existe um comprimento ideal 
para a produção de força, que equivale a cerca de 
50% do comprimento do músculo em repouso� 
7
Figura 2: Relação tensão x comprimento
Fonte: https://www�researchgate�net 
A tensão muscular, ou força, produzida pelo mús-
culo pode ter diferentes características� Assim, 
essa tensão pode ter a característica de potência 
ou de resistência muscular, por exemplo�
A potência está relacionada à velocidade. Ela é definida 
como a taxa de realização do trabalho e expressa 
como o produto entre força e velocidade� Assim, a 
potência de um músculo é a força produzida pela 
8
https://www.researchgate.net/figure/Figura-2-Esquema-do-comprimento-e-tensao-do-sarcomero-Fonte-Tortora-e-Grabowsky-7_fig1_245847960
velocidade de encurtamento e treinada com cargas 
mais baixas e repetições com grande velocidade�
Já a resistência muscular é a habilidade de realizar 
repetidas contrações por um período de tempo� A 
resistência muscular é treinada com cargas mais 
altas que no treinamento de potência, mas com velo-
cidade controlada, visando a velocidade constante� 
FORÇA X VELOCIDADE
A força que um músculo pode produzir durante uma 
contração é influenciada pela velocidade de encurtamento 
ou alongamento� A velocidade de encurtamento de 
um músculo durante a contração é inversamente 
proporcional à carga externa� Quanto menor for a carga 
externa, maior será a velocidade de encurtamento� A 
medida que a carga externa aumenta, a velocidade 
de encurtamento diminui� Quando a carga externa é 
igual a máxima força que o músculo pode produzir, a 
velocidade se torna zero e a contração será isométrica� 
Observe na figura a seguir:
9
Figura 3: Tensão x velocidade
Fonte: NEUMANN, 2010, p� 59
Se a carga externa aumentar, o músculo passa a 
contrair de forma isométrica, aumentando seu cum-
primento durante a contração� Na contração excên-
trica, a relação entre força e velocidade é oposta� A 
velocidade de alongamento do músculo é diretamente 
proporcional a força externa, ou seja, a velocidade é 
maior, quanto maior for a força externa (NORDIN e 
FRANKEL, 2003)� Observemos na imagem a seguir: 
10
Figura 4: Relação força x velocidade
Fonte: NORDIN e FRANKEL, 2003, p. 139. (Adaptado)
FATORES MECÂNICOS QUE 
AFETAM A FORÇA MUSCULAR
A resposta mecânica de um músculo a um único 
estímulo do nervo motor é uma tetania� Após o 
estímulo, há o período de latência antes de iniciar 
a contração das fibras musculares. Do início da 
contração até a máxima tensão do músculo, temos 
o período de contração. Do pico de tensão até a 
tensão do músculo voltar a zero, temos o período de 
relaxamento� A duração de cada período varia entre 
11
os diferentes músculos entre 10 ms e 100 ms, ou 
mais� O potencial de ação que gera o estímulo tem 
duração entre 1 e 2 ms (NORDIN e FRANKEL, 2003). 
Figura 5: Resposta mecânica a um único estímulo
Fonte: https://commons�wikimedia�org�
Quando potenciais de ação sucessivos estimulam o 
músculo, pode acontecer o processo de somação� 
Se múltiplos potenciais de ação podem acontecer 
com intervalo maior do que o período de uma tetania 
e um intervalo entre as contrações é observado, não 
acontece somação� Já se um segundo potencial de 
ação, ou mais, acontece antes do final do período 
de relaxamento da tetania, um segundo pico de 
tensão acontece, com maior magnitude do que o 
pico inicial, demonstrando a somação de contrações 
do músculo� Quando o segundo estímulo acontece 
durante o período de contração, o efeito é parecido, 
12
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:1012_Muscle_Twitch_Myogram.jpg
mas a magnitude do pico de tensão poderá ser ainda 
maior do que o caso anterior. Na figura a seguir o 
efeito de diferentes estímulos (S) é demonstrado 
graficamente, observemos:
Figura 6: Somação
Fonte: NORDIA; FRANKEL, 2003 p.135.
13
Quanto maior a frequência de estímulos das fibras 
musculares, maior será a tensão produzida por um 
musculo, mas existe uma tensão máxima que um 
músculo é capaz de produzir� Quando ela é alcançada 
e mantida por um período em resposta aos estímu-
los contínuos, o músculo realiza uma contraçãotetânica. Isso acontece quando a frequência dos 
estímulos é maior do que o tempo dos períodos de 
contração e relaxamento, de modo que o músculo 
não vai relaxar, ou vai relaxar muito pouco, antes 
da contração seguinte (NORDIN e FRANKEL, 2003).
Eletromiografia é o estudo da atividade elétrica do mús-
culo. Para produzir força, as fibras musculares recebem o 
impulso de um motoneurônio� Quando o motoneurônio é 
ativado pelo sistema nervoso central, um impulso elétrico 
se propaga do motoneurônio até a junção neuromuscular 
para gerar o potencial de ação da fibra muscular. O sensor 
do aparelho de eletromiografia capta a propagação do 
sinal elétrico do impulso nervoso. Com a eletromiografia 
é possível obter informações como o tempo de ativação 
de um músculo, a magnitude de ativação e os instantes 
de início e final da contração (ROBERTSON ET AL, 2013). 
Na figura a seguir, você pode observar um exemplo da 
eletromiografia do bíceps femoral durante a flexão iso-
métrica de quatro segundos com carga�
REFLITA
14
Fonte: NEUMANN, 2010, p� 66� (Adaptado)
15
REGULAÇÃO DO 
MOVIMENTO
Diversos fatores regulam a produção de força de 
um músculo, um dos mais importantes é a área 
de secção transversa fisiológica. Um músculo 
que apresente esse fator terá um maior número 
de fibras musculares, possibilitando uma maior 
quantidade de pontes cruzadas para uma maior 
produção de força�
Outros fatores que afetam a força do músculo são 
a temperatura e a situação de pré-alongamento, 
pois um leve aumento na temperatura do músculo 
aumenta sua capacidade de produzir força, um 
bom motivo para aquecer antes do exercício�
O pré-alongamento do músculo antes de uma 
contração concêntrica também pode afetar a 
força� Quanto mais próximo o pré-alongamento 
acontecer antes da contração concêntrica, maior 
será a força produzida pelo músculo�
Um exemplo clássico da influência do pré-alongamento 
na produção de força é o teste de salto vertical� Para 
realiza-los, comece parado ao lado de uma parede e 
tente saltar o mais alto possível sem flexionar os joe-
REFLITA
16
lhos� Se puder, salte com o braço para cima e cole uma 
fita adesiva no ponto mais alto do salto. Agora repita o 
salto outras duas vezes, uma flexionando rapidamente 
os joelhos antes de saltar e a outra iniciando com os 
joelhos flexionados. Qual foi o salto mais alto? Quando 
você flexiona rapidamente os joelhos, antes do salto, 
acontece o alongamento dos músculos extensores do 
joelho. Isso aumenta a capacidade máxima de produção 
de força do músculo e você é capaz de saltar mais alto�
Figura 7: Salto contra movimento
Fonte: MCGINNIS, 2015, p. 291.
Agora, observe na figura a seguir a curso de reação 
do solo durante o salto apresentado:
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Figura 8: Curva de reação do solo durante salto contra 
movimento de dois atletas�
Fonte: KNUDSON, 2007, p. 89. (Adaptado)
É importante entendermos que o mesmo grupo 
muscular que realiza um movimento explosivo, 
também deve ser capaz de realizar movimentos 
precisos e cuidados� Ou seja, os músculos que re-
alizam o lançamento de uma bola por uma grande 
distância, ou batem na bola para o saque do vôlei, 
também são responsáveis pelas pinceladas de 
um artista� A diferença está na forma em que a 
ativação do músculo acontece�
Uma das formas de regular a contração muscular 
é pela regulação do número de unidades motoras 
que estão contraindo, esse processo é chamado de 
recrutamento de unidade motora� Na maior parte 
18
das vezes, o sistema nervoso não contrai todas 
as unidades motoras simultaneamente, mantendo 
parte em repouso, enquanto as outras contraem 
(TORTORA; DERRICKSON, 2016). 
O recrutamento das fibras musculares é responsável 
pelos diferentes tipos de movimento, sendo que a 
maioria daqueles que realizamos não são bruscos 
como no saque de vôlei, mas uniformes e precisos� 
Por isso, esses movimentos são realizados com 
pequenas alterações na contração muscular� 
Lembremos que músculos com unidades motoras 
menores são os ideais para produção de movimentos 
precisos, já que as alterações na ativação produ-
zem poucas diferenças na tensão muscular� Já 
em situações em que força é o principal objetivo, 
unidade motoras maiores são ativadas, para a 
produção de maior tensão muscular� 
A ordem de ativação das fibras musculares, ou o 
recrutamento, é o principal mecanismo de regula-
ção da força do músculo� A ativação das unidades 
motoras, geralmente, segue uma sequência de 
recrutamento com padrão ordenado� O principal 
deles é o princípio de tamanho, em que neurônios 
motores menores são ativados antes dos neurônios 
motores maiores, de acordo com a necessidade 
de maior tesão. Comparemos na figura a seguir: 
19
Figura 9: Princípio do tamanho
F = força; FG = neurônio motor maior; SO = 
neurônio motor menor
Fonte: KNUDSON, 2007, p. 96. (Adaptado)
O tipo de fibra muscular também influencia na or-
dem de ativação. As fibras podem ser de contração 
rápida ou contração lenta. As fibras rápidas (do 
tipo II) atingem a máxima tensão sete vezes mais 
rápido que as fibras lentas (do tipo I). Analisemos 
na imagem a seguir:
Figura 10: Curva de ativação das fibras letas e rápidas.
FG = fibra rápida; SO = fibra lenta
20
Fonte: KNUDSON, 2007, p. 82. (Adaptado)
As fibras rápidas são divididas em dois tipos: IIa e 
IIb. A do tipo IIb apresenta diâmetro grande e rápida 
taxa de fadiga. Já a fibra do tipo IIa é intermediá-
ria, apresenta diâmetro médio e são capazes de 
manter a contração por períodos intermediários� 
Em relação às fibras do tipo I, elas têm diâmetro 
pequeno e são capazes de manter a contração 
por períodos prolongados (resistentes à fadiga)� 
21
Figura 11: Tipos de fibra no músculo vasto lateral
Fonte: NEUMANN, 2010, p� 72�
Assim, as fibras lentas são ativadas antes de fi-
bras rápidas, as de pouca produção de força são 
ativadas antes de fibras de alta produção de força, 
22
e aquelas que são capazes de manter a contração 
por períodos mais longos são recrutadas antes� 
Quando a força diminuir, a ordem de desativação 
é inversa à ordem de ativação, ou seja, as fibras 
mais largas, mais rápidas, de maior produção de 
força e que mantêm a contração por períodos 
menores são desativadas primeiro� Observemos 
a comparação a seguir:
Figura 12: Tipos de fibra
Fonte: HAMILL et al�, 2015, p� 105�
O sistema muscular é redundante. Diferentes 
músculos realizam funções sinérgicas, ou seja, 
há mais músculos do que o necessário para rea-
23
lizar cada movimento das diferentes articulações 
ou manter uma posição estática. Dessa forma, 
diferentes combinações de ativação musculares 
podem gerar o mesmo movimento� 
A redundância do sistema muscular é um dos 
problemas mais pesquisados em biomecânica 
e controle neural� Pesquisadores buscam saber 
quais músculos são ativados para cada movimento 
e como essa combinação se altera� Porém, para 
fazer isso, seria necessário medir a força de cada 
músculo ao longo do movimento, o que ainda não 
pode ser feito� Assim, pesquisadores procuram 
estimar a ativação dos diferentes músculos atra-
vés da otimização da força muscular, levando em 
consideração a ordem de ativação de acordo com 
as características de cada musculatura� 
FUNÇÕES MUSCULARES 
ENVOLVIDAS NO MOVIMENTO 
(AGONISTAS, ANTAGONISTAS, 
SINERGISTAS, FIXADORES)
De acordo com a ação que está sendo executada, 
a direção do movimento e a resistência externa 
que deve ser superada, entre outros fatores, cada 
músculo pode exercer diferentes papeis durante 
um movimento� As ações exercidas pelo músculo 
podem ser: agonistas, antagonistas, sinergistas e 
fixadoras, além de neutralizadoras.
24
Um músculo atua como agonista quando ele é o 
direto responsável pelo movimento� Ele é o que 
provoca a ação desejada e também pode ser cha-
mado como motor principal ou primário�
O músculo atuando na função de sinergista, auxi-
liar ou motor secundário, também realiza a ação 
observada no movimento, mas não é o principal 
responsável por ela, embora auxilie narealização� 
Os músculos sinergistas aumentam a eficiência 
da ação e reduzem movimentos desnecessários�
Alguns fatores determinam se um músculo será 
o agonista do movimento ou um auxiliar para ele� 
Para tal seleção, deve ser considerado o tamanho 
do músculo, o ângulo de penação, o braço de ala-
vanca para a produção de torque, o potencial de 
contração, entre outros�
Antagonista é o músculo, ou grupo muscular, 
com ação oposta ao do musculo que realiza o 
movimento, o agonista� Em uma situação ideal, o 
antagonista está relaxado (não produz nenhuma 
tensão) durante o movimento do agonista, mas 
isso não acontece sempre� Em situações em que 
a exatidão é necessária, a contração do músculo 
antagonista confere precisão ao movimento. Isso 
também ocorre durante o aprendizado de uma ta-
refa, que ao longo da curva de aprendizagem pode 
diminuir, ou está mesmo desaparecer�
25
Quando existe contração do antagonista junto 
com o agonista, temos uma co-contração� Nessa 
situação, a necessidade de tensão total gerada 
pela musculatura é a mesma, mas como existe 
contração na direção contrária à ação desejada, 
os músculos agonistas deverão gerar uma tensão 
maior para também superar a tensão do antagonista�
Um exemplo clássico de co-contração acontece 
na articulação do cotovelo. Durante a contração 
do bíceps braquial para a flexão de cotovelo, o 
músculo tríceps braquial atua como antagonista� 
O contrário também é verdadeiro� Na extensão 
do cotovelo, o agonista será o tríceps braquial e o 
bíceps braquial tem a função de antagonista� Em 
geral, essa articulação apresenta co-contração en-
tre os músculos flexores e extensores do cotovelo 
durante os movimentos� Observemos o exemplo 
na imagem a seguir:
26
Figura 13: Flexão e extensão do cotovelo
Fonte: NEYAK et al, 2016, p� 979 (Adaptado) 
A função fixadora ou estabilizadora de um músculo, 
que pode ser realizada pelo antagonista do movi-
mento, tem o objetivo de oferecer sustentação ou 
firmeza à uma articulação. O músculo age fixando 
o músculo agonista para permitir uma atuação 
mais eficiente.
Há ainda o músculo com função neutralizadora� 
Como o músculo ao contrair exerce tensão em todas 
as direções que suas fibras permitem, muitas vezes 
é necessário anular a tensão gerada para ações 
não desejadas� Nesse caso, músculos antagonistas 
a essas ações irão ativar com magnitude igual a 
tensão exercida nessa direção anulando a ação�
27
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Nesse e-book, aprendemos que a tensão é a força 
acumulada em um músculo� Ela pode ser passiva, 
quando é obtida pelo estiramento do músculo en-
volvendo as unidades não contráteis do músculo, ou 
ativa, quando é obtida pelas unidades contráteis� A 
tensão total de um músculo é a soma das tensões 
ativa e passiva� Já a potência está relacionada à 
velocidade, que é definida como a taxa de realiza-
ção do trabalho e expressa como o produto entre 
força e velocidade� E a resistência muscular é a 
habilidade de realizar repetidas contrações por 
um período�
Entendemos que a força que um músculo pode 
produzir durante uma contração é influenciada 
pela velocidade de encurtamento ou alongamento� 
Além disso, notamos que a velocidade de alon-
gamento do músculo é diretamente proporcional 
a força externa� Também compreendemos que 
durante a contração concêntrica, a velocidade de 
encurtamento é inversamente proporcional à carga 
externa, mas na contração excêntrica, a relação 
entre força e velocidade é oposta�
Conhecemos os diversos fatores que regulam a 
produção de força de um músculo� Um dos mais 
importantes deles é a área de secção transversa 
fisiológica� Um músculo com uma maior área de 
28
secção transversa fisiológica terá um maior número 
de fibras musculares, possibilitando uma maior 
quantidade de pontes cruzadas para a produção 
de mais força� Outros fatores que afetam a força 
do músculo são a temperatura e a situação de 
pré-alongamento do músculo�
Outro aspecto analisado, foi a ordem de ativação 
das fibras musculares, ou o recrutamento, que é 
o principal mecanismo de regulação da força do 
músculo� A ativação das unidades motoras, ge-
ralmente, segue uma sequência de recrutamento 
com padrão ordenado� O principal padrão dele é 
o princípio de tamanho, onde neurônios motores 
menores são ativados antes dos neurônios mo-
tores maiores, de acordo com a necessidade de 
maior tesão�
Entendemos que o tipo de fibra muscular também 
influencia a ordem de ativação. Fibras lentas são 
ativadas antes de fibras rápidas, fibras de pouca 
produção de força são ativadas antes de fibras de 
alta produção de força, e as fibras que são capazes 
de manter a contração por períodos mais longos 
são recrutadas antes�
Por fim, concluímos que cada músculo pode exercer 
diferentes papeis durante o movimento, de acordo 
com a ação que está sendo executada, a direção 
do movimento e a resistência externa que deve ser 
29
superada, entre outros fatores� Os músculos po-
dem exercer ações como agonistas, antagonistas, 
sinergistas e fixadores, além de neutralizadoras.
30
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	Introdução
	Contração muscular
	Tensão muscular, potência e resistência
	Força x velocidade
	Fatores mecânicos que afetam a força muscular
	Regulação do movimento
	Funções musculares envolvidas no movimento (Agonistas, Antagonistas, Sinergistas, Fixadores)
	Considerações finais
	Referências Bibliográficas & Consultadas