Biomecânica da Coluna Vertebral

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DESCRIÇÃO
A constituição anatomofuncional da coluna vertebral e suas interações cinesiológicas e
biomecânicas com o movimento humano.
PROPÓSITO
Compreender a artrocinemática, a osteocinemática, as ações musculares e as forças atuantes
sobre a coluna vertebral para a prescrição correta de exercícios para o desempenho, a
reabilitação e o tratamento de lesões.
OBJETIVOS
MÓDULO 1
Reconhecer o comportamento segmentar e em conjunto das regiões que constituem a coluna
vertebral
MÓDULO 2
Identificar ações musculares na coluna vertebral
MÓDULO 3
Identificar os torques de força, resistência e articulares resultantes na coluna vertebral
INTRODUÇÃO
Neste conteúdo, vamos aprender a identificar as estruturas ósseas e ligamentares da coluna
vertebral, bem como as ações executadas pelos músculos fixados nessa região.
O estudo está pautado em uma abordagem cinesiológica e biomecânica que irá explorar os
aspectos artrocinemáticos e osteocinemáticos da coluna vertebral, buscando uma aplicação
prática desse conhecimento.
Vamos identificar também as diferenças nas forças e nos torques que atuam na coluna,
principalmente sobre a aplicação da carga de tração mecânica.
MÓDULO 1
 Reconhecer o comportamento segmentar e em conjunto das regiões que constituem
a coluna vertebral
CONCEITOS BÁSICOS
É importante começarmos o estudo abordando, conceitualmente, dois termos que trazem
dúvidas tanto no ambiente acadêmico como no cenário de prática – em estágios ou no
ambiente profissional. Esses termos são:
Biomecânica
Cinesiologia
É comum encontrarmos, nos currículos dos cursos de Educação Física e Fisioterapia, as
disciplinas de Biomecânica e Cinesiologia, ambas essenciais para uma adequada análise de
movimento. A grande confusão ocorre quando o senso comum confere a mesma definição e a
mesma função às duas disciplinas. Tal confusão é frequentemente apontada por pesquisadores
e professores.
VAMOS, A SEGUIR, ENTENDER A DIFERENÇA
ENTRE ESSES DOIS TERMOS.
CINESIOLOGIA
A nomenclatura de cinesiologia pode ser explorada de duas maneiras (veja na imagem logo
abaixo).
1
A primeira maneira aborda a cinesiologia como o estudo científico do movimento humano.
Nesse caso, o termo é relativamente abrangente e utilizado para descrever qualquer forma de
avaliação anatômica, fisiológica, psicológica ou mecânica do movimento humano.
2
A segunda maneira aborda a cinesiologia como uma descrição do conteúdo de uma classe em
que o movimento humano é avaliado pelo exame de sua origem e suas características
(HAMILL et al., 2016).
Ambas as análises fazem parte do contexto histórico da inclusão da cinesiologia nos currículos
das universidades brasileiras. Nesse contexto, enfatiza-se as características que tangem o
sistema musculoesquelético em seu ponto de vista anatômico, suas ações articulares e ações
musculares durante qualquer tipo de movimento, muitas vezes sendo chamadas de anatomia
funcional do corpo humano.
 Representação esquemática da cinesiologia e da biomecânica.
BIOMECÂNICA
Hamill et al. (2016) trabalham o termo biomecânica de forma abrangente para descrever o
conteúdo previamente tratado pela cinesiologia, bem como os conteúdos resultantes do
crescimento e desenvolvimento da área de estudos em biomecânica (imagem acima).
A biomecânica, em termos conceituais, é o estudo da estrutura e da função dos sistemas
biológicos por meio de métodos de análise específicos. De forma aplicável, a biomecânica
estuda as forças geradas e as suas resultantes no interior do corpo que a produz, bem como
os efeitos dessas forças nos tecidos ou materiais presentes naquele corpo.
A biomecânica, portanto, avalia o movimento de qualquer organismo vivo e o efeito de diversas
forças que atuam sobre ele.
CINEMÁTICA
Existe uma área, no contexto da biomecânica, direcionada ao estudo do movimento, sem a
preocupação com as causas que levaram a esse movimento. Essa área recebe o nome de
cinemática ou análise cinemática.
 ATENÇÃO
Os processos de aquisição de imagens que, posteriormente, serão utilizadas para análise
deverão ser previamente demarcados de acordo com as variáveis de interesse durante a
aquisição pontual. É necessário, nesse caso, instrumentalizar o avaliador de modo que ele
consiga operacionalizar e melhorar sua acurácia.
Para que aconteça uma compreensão integral do movimento humano, é necessária a utilização
de recursos. São exemplos de recursos, nesses casos, instrumentos para aquisição de
imagens, como câmeras de alta frequência ou, dependendo da aplicação, câmeras de
smartphone, desde que tenham boa resolução.
VARIÁVEIS CINEMÁTICAS PARA AQUISIÇÃO DAS IMAGENS
Uma diversidade de variáveis cinemáticas pode ser utilizada para aquisição das imagens,
devendo ser processadas e analisadas até que se possa chegar a alguma conclusão parcial.
De modo geral, há 11 tipos de variáveis:
TEMPO
O controle do tempo de aquisição de qualquer tipo de sinal deve ser registrado, pois é o
pontapé inicial para calcular qualquer variável em qualquer circunstância. Existem inúmeras
unidades de medidas de tempo – hora, minutos, segundos, mês, anos, séculos. Para o sistema
internacional de medidas, no entanto, fica padronizada a unidade segundos para expressar o
tempo.
É importante, com isso, ter o controle dos segundos gastos em qualquer atividade, em
qualquer tipo de sinal, para posterior registro e análise.
POSIÇÃO LINEAR
Relaciona-se a posição em que um corpo ocupa no espaço e, provavelmente, o seu
deslocamento seguirá a mesma linearidade. A posição linear é exatamente o espaço ocupado
pelo corpo.
Por exemplo, ao analisarmos uma flexão de cotovelo no instante 90° de flexão, a posição
ocupada pelo segmento corporal é a sua posição linear. Essa posição linear está relacionada à
linearidade com que o deslocamento desse corpo acontecerá.
DESLOCAMENTO LINEAR
Refere-se a qualquer tipo de modificação posicional linear, e esse deslocamento se dá pela
distância em linha reta entre a posição inicial e final do deslocamento. Trata-se de uma
grandeza vetorial que possui direção e sentido.
Ao utilizarmos uma pista de atletismo de 400 metros, por exemplo, e considerando que um
atleta deu uma volta completa, saberemos que seu deslocamento linear será de 0m, pois a
posição inicial é igual à posição final.
DISTÂNCIA LINEAR
Refere-se à totalidade do percurso realizado por qualquer corpo no espaço. O percurso não
precisa, necessariamente, ser em linha reta, tendo em vista se tratar de uma grandeza escalar.
A distância linear é a totalidade do deslocamento em metros. Utilizando a mesma pista de
atletismo como exemplo, ao realizar uma volta completa, um atleta irá percorrer uma distância
de 400 metros.
VELOCIDADE LINEAR
Deriva do deslocamento pelo tempo, tendo o controle da velocidade em que o corpo se
desloca. A velocidade linear é expressa em metros por segundo (m/s) e indica o quão rápido foi
o deslocamento.
ACELERAÇÃO LINEAR
Deriva da velocidade pelo tempo, mas só existirá caso a velocidade linear não seja constante.
A aceleração indica o quanto a velocidade variou para realizar um deslocamento de qualquer
corpo.
POSIÇÃO ANGULAR
Similar à posição linear, mas reflete diretamente a posição de algum corpo ou segmento que
realizará um deslocamento angular, assumindo um desenho de parábola.
DESLOCAMENTO ANGULAR
Similar ao deslocamento linear, mas reflete o deslocamento com variações angulares.
VELOCIDADE ANGULAR
Similar à velocidade linear, mas reflete a inclusão de derivações das posições angulares.
TRAJETÓRIA
Desenho esquemático e tridimensional da parte de qualquer corpo que se desloca no espaço.
Se um ponto luminoso for fixado em qualquer parte do segmento (proximal ou distal), será
formado um caminho luminoso no espaço ao realizar o deslocamento (capturado por
sequências de imagem). Esse caminho luminoso reflete a trajetória de deslocamento desse
corpo.
CADÊNCIA
Similar à velocidade, mas diretamente relacionada a um ritmo ou a uma frequência constante.Em outras palavras, a cadência é similar à realização de um movimento durante uma
velocidade constante, sem que exista aceleração, variação.
MOVIMENTO
Movimento é, tradicionalmente, uma mudança de local ou mudança de postura que ocorre ao
longo do tempo e sempre em relação a algum ponto no ambiente ou no próprio corpo. Nesse
sentido, a cinesiologia classifica o movimento em duas caracterizações. Sempre que existe
movimento, deve haver, necessariamente, um tempo gasto para executá-lo. Desse modo,
vejamos as duas classificações.
MOVIMENTO LINEAR
A primeira classificação estabelece o movimento linear, também chamado de movimento
translacional ou de translação. É caracterizado pelo movimento ao longo de um trajeto
específico que respeita uma linearidade ou não curvilíneo. Dessa maneira, todos os pontos do
corpo ou objeto avaliado cobrem a mesma distância exatamente no mesmo intervalo de tempo,
caracterizando a linearidade.
Habitualmente, é utilizado o centro de massa do corpo ou o centro de gravidade, referido como
ponto-chave para análise. Geralmente, esse ponto incide na região inferior do tronco, próximo
à cicatriz umbilical (entre as vértebras lombares, L3 a L5).
MOVIMENTO ANGULAR
A segunda é chamada de movimento angular e, habitualmente, acontece em torno de algum
ponto específico, de modo que as diferentes regiões desse corpo ou objeto não se
movimentam na mesma distância e no mesmo intervalo de tempo, sem linearidade. Os
movimentos angulares sempre ocorrerão em torno de um eixo de rotação imaginário, sendo
posteriormente associado ao movimento linear.
Por exemplo, ao flexionar o cotovelo, ocorre o movimento em torno da articulação do cotovelo
(eixo de rotação imaginário). Nesse contexto, para realizar a análise do movimento humano, é
importante identificar todas as contribuições dos movimentos angulares e dos movimentos
lineares, assim como suas interações.
O principal objeto de interesse no movimento linear é a trajetória e a velocidade de
deslocamento desse corpo imediatamente após ele perder o contato com a superfície e iniciar
o movimento.
ANATOMIA
No cenário prático, outra discussão constante diz respeito à ideia clássica do estudo e da
análise da anatomia e, mais recentemente, da sua aplicabilidade prática quando relacionada
com o movimento.
Para Hamill et al. (2016), a anatomia tradicional é a ciência que estuda a estrutura do corpo
estático, sendo considerada a mãe das demais ciências do movimento. Em outras palavras,
essa definição nos remete ao estudo originado na época do Renascimento e se relaciona
diretamente com a genealogia do termo anatomia.
A preocupação da anatomia tradicional, portanto, é o estudo das estruturas de modo estático,
por meio da utilização de peças anatômicas (cadáveres).
Hamill et al. (2016) também apresentam o contexto da anatomia funcional, como vimos no
fluxograma sobre representação esquemática da cinesiologia e da biomecânica. Trata-se de
um estudo mais simplificado e funcional, como o termo sugere. Essa funcionalidade se dá uma
vez que, diferentemente do conceito clássico, a anatomia funcional possui a totalidade de sua
visão na descrição do movimento, estudando os componentes necessários para que ele
aconteça.
O CONHECIMENTO DA ANATOMIA FUNCIONAL É
ÚTIL EM DIVERSAS CIRCUNSTÂNCIAS, COMO
NO MOMENTO DE ORGANIZAÇÃO DE UM
TRATAMENTO COM A UTILIZAÇÃO DE
CINESIOTERAPIA OU MECANOTERAPIA, OU NA
PRESCRIÇÃO DE UM PROGRAMA DE
TREINAMENTO FÍSICO OU ESPORTIVO.
ARTROCINEMÁTICA DA COLUNA
VERTEBRAL
A artrocinemática é vista como uma área de estudo da cinemática cujo principal objetivo é
investigar os movimentos acessórios que ocorrem entre superfícies durante movimentos
fisiológicos. Em outras palavras, a artrocinemática avalia os movimentos intra-articulares.
O fato de diferentes especialistas utilizarem os mesmos termos confunde o real significado da
terminologia do movimento acessório.
Desse modo, existem dois tipos de movimentos acessórios, que iremos descrever a seguir:
Movimentos componentes
Movimento acessório
MOVIMENTOS COMPONENTES
Os movimentos componentes são aqueles que que acompanham o movimento ativo, mas
que não estão sob controle voluntário de quem o faz. Por exemplo, no cíngulo do membro
inferior (articulação do quadril), o fêmur precisa deslizar (anterior, posterior, superior e
inferiormente) dentro da fossa do acetábulo.
 Articulação do quadril
Os movimentos componentes acontecem internamente na articulação e, nesse caso, não
refletem exatamente o mesmo movimento que vemos externamente. Esse jogo articular
consiste em movimentos caracteristicamente passivos entre as facetas articulares, realizados
por uma aplicação de força externa e que não estão sob domínio neuromotor voluntário.
MOVIMENTO ACESSÓRIO
O segundo tipo de movimento é o acessório. É importante destacar que eles são
extremamente necessários para a mobilização da articulação, ou seja, sem eles não existiriam
os movimentos.
 ATENÇÃO
Essa mobilização articular, na maioria das vezes, é descrita como um movimento acessório
passivo ou como um alongamento sustentado, realizado pela aplicação de uma força externa
em velocidade lenta, a qual permite que o sujeito pare o movimento quando quiser.
TIPOS DE MOVIMENTOS
Existem basicamente três tipos de movimentos na artrocinemática, que são:
Rolamento
Deslizamento
Rotação
Desse modo, a maioria dos movimentos articulares é originada da combinação desses três
movimentos.
ROLAMENTO
O rolamento é caracterizado pelo movimento de uma face articular sobre a outra, como se
fosse o deslizamento de uma bola (imagem abaixo). As articulações sinoviais esferoides são
exemplos de articulações que realizam esse movimento, por possuírem uma cabeça em uma
das extremidades.
 Movimento artrocinemático de rolamento.
DESLIZAMENTO
O movimento de deslizamento é considerado como um movimento linear de uma face articular
em paralelo à face adjacente (imagem abaixo).
 Movimento artrocinemático de deslizamento.
ROTAÇÃO
O movimento de rotação é caracterizado como um giro da faceta articular móvel sobre a faceta
articular “fixa” (adjacente), conforme a imagem a seguir.
 Movimento artrocinemático de rotação.
REGRA DO CÔNCAVO-CONVEXO
A regra do côncavo-convexo é importante para o entendimento dos movimentos
artrocinemáticos e osteocinemáticos. A maioria das articulações possui duas faces articulares,
sendo uma face côncava e outra convexa. Dependendo das características dessas faces, elas
ditarão a direção do movimento.
A descrição da regra do côncavo-convexo diz respeito às diferenças anatômicas dessas
extremidades ósseas. Nesse sentido, tais diferenças ditarão a direção tanto do movimento
artrocinemático quanto do movimento osteocinemático.
A FACE ARTICULAR CÔNCAVA SE MOVE SOBRE UMA
FACE ARTICULAR CONVEXA FIXA NA MESMA
DIREÇÃO DO SEGMENTO DO CORPO QUE ESTÁ SE
MOVENDO.
(LIPPERT, 2011, p. 28)
Em outras palavras, a faceta articular que possui característica côncava sempre se moverá na
mesma direção do movimento que está sendo produzido pela articulação. Por outro lado, a
faceta articular com característica convexa sempre se moverá na direção oposta do movimento
que está sendo produzido.
ARTICULAÇÕES DA COLUNA VERTEBRAL
É possível identificarmos as seguintes articulações na coluna vertebral:
UNCOVERTEBRAIS
Conexão entre os corpos vertebrais das vértebras cervicais. Vejamos:
 Articulações uncovertebrais.
ZIGOAPOFISÁRIAS (FACETAS)
São articulações sinoviais que conectam as facetas articulares superiores e inferiores.
Possuem a função de facilitar os movimentos de flexão e extensão da coluna cervical e
torácica, além de permitirem os movimentos de rotação da coluna torácica. Vejamos:
 Articulações zigoapofisárias.
CRANIOVERTEBRAIS
As articulações craniovertebrais são divididas em atlantoccipital e atlantoaxial. A atlantoccipital
é formada pela massa lateral do atlas e os côndilos occipitais do crânio, e possui a função de
permitir a flexão, extensãoe inclinação lateral da cabeça. É essa articulação que permite, por
exemplo, que seja feito o movimento de sim com a cabeça. Já a articulação atlantoaxial está
localizada entre as vértebras C1 e C2, e permite a realização do movimento de rotação da
cabeça (quando dizemos não, por exemplo).
 Articulações craniovertebrais.
COSTOVERTEBRAIS
São articulações sinoviais que conectam as vértebras torácicas e as costelas.
ARTICULAÇÃO COSTOCORPORAL
É a conexão da cabeças das costelas com as facetas costais e permite que as costelas se
movimentem (rotacionem, subam e desçam) durante os movimentos respiratórios.
ARTICULAÇÃO COSTOTRANSVERSA
É formada pela conexão entre o tubérculo costal e o processo transverso de sua vértebra
correspondente entre T1 e T10.
INTERVERTEBRAIS
São representadas pela conexão entre os corpos vertebrais adjacentes das vértebras e têm a
função de manter a coluna vertebral unida como uma única unidade.
SACROILÍACA
É formada pela conexão entre o sacro da coluna vertebral e os ossos ilíacos. Tais estruturas
são conectadas entre as superfícies auriculares e as tuberosidades dos respectivos ossos.
 ATENÇÃO
É uma articulação de baixa mobilidade, responsável pela transmissão do peso dos segmentos
superiores para os segmentos inferiores do corpo.
OSTEOCINEMÁTICA DA COLUNA
VERTEBRAL
É comum trazer o movimento para o imaginário da contração muscular que gera um
deslocamento de um osso sobre o outro e, por consequência, externa os movimentos
articulares voluntários que conhecemos – flexão, extensão, abdução, adução, rotação medial,
rotação lateral e circundução.
Esses movimentos voluntários são controlados por todo o sistema neuromuscular e
denominados como clássicos, fisiológicos ou osteocinemáticos.
EM UMA DEFINIÇÃO SIMPLIFICADA,
OBSERVAMOS QUE OS MOVIMENTOS
OSTEOCINEMÁTICOS SÃO AQUELES QUE
OBSERVAMOS EXTERNAMENTE. PARA QUE
ESSES MOVIMENTOS OCORRAM, SÃO
NECESSÁRIAS CONTRAÇÕES MUSCULARES,
UMA VEZ QUE NÃO EXISTE MOVIMENTO SEM
CONTRAÇÃO.
As contrações musculares podem ser classificadas como:
Dinâmicas (concêntrica e excêntrica)
Estáticas (isométricas)
Quando os músculos realizam contrações dinâmicas, eles puxam os ossos, que estão fixados
e modulam a amplitude de movimento daquela articulação. Os movimentos osteocinemáticos
são realizados inúmeras vezes ao longo do dia, sempre quando realizamos qualquer tipo de
movimento, desde as atividades da vida diária, passando pelas atividades exercidas no
trabalho, até as atividades físicas esportivas.
SENSAÇÃO FINAL DO MOVIMENTO
A sensação final do movimento é um tipo de avaliação com característica subjetiva da
sensação percebida quando é aplicada uma discreta pressão ao final de uma mobilização
passiva de uma articulação.
Dito de outra maneira, representa o quanto de pressão o sujeito acredita que estão impondo
nele, em uma escala de 0 a 10.
Essa sensação final do movimento pode ser classificada como normal ou anormal.
Normal
A sensação normal acontece quando a amplitude de movimento da articulação – por exemplo,
durante a flexão da coluna vertebral – é ampla, sendo interrompida fisiologicamente pelas
estruturas anatômicas daquela articulação – como ossos, componentes articulares
intracapsulares e componentes articulares extracapsulares.

Anormal
A sensação final do movimento anormal é caracterizada por essa limitação fisiológica abrupta.
Esse fato ocorre, principalmente, porque as duas estruturas ósseas (proximal e distal) que
compõem a articulação entram em contato. Por exemplo, o bloqueio articular fisiológico que o
processo espinhoso impõe ao movimento de extensão de tronco (imagem a seguir).
 Sensação final do movimento anormal.
Por outro lado, a sensação final do movimento anormal é caracterizada pela mesma
interrupção abrupta, mas essa interrupção costuma ser percebida antes do arco completo do
movimento. Usando o mesmo exemplo de extensão de tronco, caso o movimento encontre
qualquer tipo de bloqueio tecidual antes do arco completo, é caracterizado como sensação final
do movimento anormal.
Algumas estruturas possibilitam que aconteça esse tipo de restrição, como as estruturas
passivas (cápsula articular) e as estruturas ativas (ligamento, tendões, músculos e fáscia).
Esse entendimento de avaliação é importante para entender se o indivíduo está realizando o
movimento fisiologicamente amplo ou se está restrito.
CASO O MOVIMENTO ESTEJA RESTRITO, O QUE
ESTÁ CAUSANDO A RESTRIÇÃO?
 RESPOSTA
Essa resposta dá aos profissionais de Educação Física e Fisioterapia subsídios para contornar
a restrição por meio da aplicação de diferentes técnicas, como liberação miofascial,
alongamentos, técnicas de músculo energia, cinesioterapia, treinamento de força, entre outras.
COMPORTAMENTO DAS REGIÕES DA
COLUNA VERTEBRAL
O especialista Thiago Matassoli Gomes demonstrará em detalhes o comportamento segmentar
e em conjunto das regiões que constituem a coluna vertebral através de imagens.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
MÓDULO 2
 Identificar ações musculares na coluna vertebral
COLUNA VERTEBRAL
Anatomicamente, a coluna vertebral é uma estrutura composta por 33 vértebras de diferentes
tamanhos, que possuem duas funções primordiais e importantes. Trata-se das funções de
sustentação e flexibilidade. Há, ainda, a possibilidade de uma terceira função, se
considerarmos a função protetora da medula espinhal e dos órgãos nobres, como o
coração e os pulmões (imagem abaixo).
 Coluna vertebral.
Em razão dessas funções, surge uma dúvida que sempre se repete:
COMO É POSSÍVEL QUE UMA ESTRUTURA
RÍGIDA POSSUA AS FUNÇÕES DE
SUSTENTAÇÃO, PROTEÇÃO E,
CONCOMITANTEMENTE, SEJA MÓVEL,
PERMITINDO GRANDE AMPLITUDE DE
MOVIMENTO?
Quando observamos anatomicamente as estruturas da coluna, podemos notar algumas
características que permitem a existência dessas funções. Vejamos a seguir.
A coluna vertebral, além das vertebras, compreende outros componentes articulares, como
ligamentos e os discos intervertebrais. Os discos intervertebrais são anéis fibrosos que se
localizam entre uma vértebra e outra, principalmente na localização anatômica chamada de
corpo. As principais funções dos discos intervertebrais são: não permitir o cisalhamento entre
as extremidades ósseas, amortecer as forças e dar mobilidade à coluna vertebral.
 ATENÇÃO
Estruturalmente, a coluna vertebral é considerada uma barra elástica modificada, que fornece
suporte rígido com concomitante flexibilidade. Como dito, a coluna vertebral possui
anatomicamente 33 vértebras. Entre elas, 24 possuem mobilidade característica e estão
localizadas nas regiões cervical, torácica e lombar, contribuindo para os movimentos
segmentados do tronco.
A divisão dessas 33 vértebras está disposta em diferentes regiões com diferentes estruturas de
forma curvilínea, conforme apresenta a imagem acima. Fazem parte dessa divisão as regiões
cervical, torácica, lombar e sacro/cóccix.
Na região cervical, encontramos 7 vértebras e uma curvatura convexa clássica, chamada de
lordose. A lordose é considerada uma curvatura secundária por ser adquirida após o período
gestacional.
Na região torácica, encontramos 12 vértebras, que se conectam com as costelas verdadeiras
e uma curvatura côncava clássica, chamada de cifose. Diferentemente da lordose, a curvatura
fisiológica da cifose é considerada uma curvatura primária, por ser adquirida durante o período
gestacional, posição padrão do feto.
Já na região lombar, encontramos 5 vértebras que possuem maior tamanho e uma curvatura
lordótica.
Por fim, observamos a região sacrococcígea, formada também por 9-10 vértebras fundidas e
imóveis, sendo 5 vértebras do sacro e 4-5 vértebras do cóccix.
Mesmo com essa divisão didática, a imagem acima, da coluna vertebral, nos indica que essas
regiões são contínuas, de forma que uma começa onde outra termina.
A união de duas vértebras adjacentes e um disco intervertebral que as separa – com exceção
das vértebras Atlas (C1) e Áxis (C2) – recebe o nome de unidade funcionalda coluna
vertebral (segmento móvel). Esse segmento móvel ainda é dividido, didaticamente, em parte
anterior e parte posterior.
A parte anterior da coluna vertebral contém discos intervertebrais e os ligamentos longitudinais
anterior e posterior. A união entre os dois corpos vertebrais com o disco que as separam forma
uma articulação cartilaginosa, que somente é encontrada ali, conforme mostra a imagem.
 Flexão e extensão.
ELEMENTOS ESTRUTURAIS DA COLUNA
VERTEBRAL
CORPO VERTEBRAL
Anatomicamente, a região frontal dos corpos vertebrais é mais espessa e, por esse motivo, é
capaz de absorver uma maior quantidade de carga. O corpo vertebral é composto basicamente
por tecido esponjoso, que é circundado por uma camada cortical rígida e possui uma borda
mais elevada para auxiliar a inserção do disco, de músculos e de ligamentos.
A superfície do disco é revestida com cartilagem hialina, auxiliando a inserção dos discos nas
placas terminais. Veja, na imagem, como o corpo vertebral de vertebras lombares é
desenvolvido e preparado para suportar cargas.
 Corpo vertebral.
DISCO INTERVERTEBRAL
O disco intervertebral está localizado entre duas vértebras e tem a principal função de
separação dessas vértebras e a absorção de choque, principalmente de cargas compressivas
axiais. Esse disco é capaz de suportar força, inclusive compressiva e de torção, auxiliando na
manutenção da saúde e funcionalidade da coluna vertebral.
Os discos intervertebrais também possuem a importante função de distribuir as cargas ao
longo da coluna.
Um disco recebe a carga total e vai reduzindo (distribuindo, dissipando) ao longo da coluna.

A carga “desce” para os discos subjacentes.
 Disco intervertebral.
NÚCLEO PULPOSO
O núcleo pulposo é uma estrutura em forma de anel e com característica fibrosa, localizada
dentro do anel fibroso. Possui formato esférico, consistência gelatinosa, está localizado nas
regiões central – nas vértebras cervicais e torácicas – e posteriores – nas vértebras lombares.
A constituição do núcleo pulposo é basicamente de água (80 a 90%) e de colágeno (15 a 20%),
estando o núcleo preparado para resistir à pressão. No entanto, pode ser acometido por
alguma condição clínica proveniente da desidratação do disco, como a famosa hérnia de disco.
Vejamos, na imagem abaixo, uma coluna saudável e uma hérnia de disco.
 Disco saudável e disco herniado.
A parte posterior desse segmento móvel contém arcos neurais, articulações intervertebrais,
processos transversos, processos espinhosos e ligamentos. Veremos mais adiante, na tabela,
os principais ligamentos da coluna vertebral, juntamente com suas inserções e ações.
ARCO NEURAL
O arco neural é formado por duas estruturas duplicadas, sendo dois pedículos e duas lâminas,
que formam o forame vertebral da vértebra, ao somarem com o lado posterior desse corpo
vertebral. O forame vertebral é um acidente ósseo extremamente importante, pois é por dentro
dessa estrutura que passará a medula espinhal (estrutura do sistema nervoso central).
 SAIBA MAIS
Pelo fato de o osso ser rígido tanto nos pedículos quanto nas lâminas, a resistência que ele
oferece às forças de tensão é relativamente alta. Adicionalmente, incisuras superiores e
inferiores em cada pedículo dão origem ao forame intervertebral, por onde os nervos espinhais
deixam a coluna vertebral e levam a informação para o sistema nervoso central e o sistema
nervoso periférico.
PROCESSO ESPINHOSO
O processo espinhoso está localizado na parte posterior da vértebra e é responsável por sua
comunicação com a vértebra abaixo. Também é no processo espinhoso que diversos músculos
encontram ancoragem para se inserir e, posteriormente, avançar ao longo da estrutura da
coluna vertebral.
PROCESSO TRANSVERSO
O processo transverso se localiza na parte lateral da vértebra e é responsável por limitar
fisiologicamente os movimentos de flexão lateral do tronco. Com isso, impede um curvamento
além do fisiológico. Vejamos:
 Movimento de flexão lateral do tronco.
LIGAMENTOS DA COLUNA VERTEBRAL
Ligamento Inserção Ação
Alar
Ápice do dente ATÉ o
occipital medial.
Limita a flexão lateral e a
rotação da cabeça;
mantém o dente do áxis no
atlas.
Do ápice do dente
Ápice do dente ATÉ a região
anterior do forame magno.
Mantém o dente do áxis no
atlas e no crânio.
Longitudinal anterior
Sacro; corpo e discos
vertebrais anteriores ATÉ o
copo e o disco anterior
acima; atlas.
Limita a hiperextensão da
coluna vertebral; limita o
deslizamento anterior da
vértebra.
Costotransversário
Tubérculo das costelas ATÉ
o processo transverso das
vértebras.
Sustenta a fixação da
costela às vértebras
torácicas.
Cruciforme da Atlas
Osso odontoide ATÉ o arco
do atlas.
Estabiliza o odontoide e o
atlas; previne o movimento
posterior do dente do áxis
no atlas.
Iliolombar
Processo transverso das
vértebras ATÉ o processo
espinhoso das vértebras.
Limita o movimento da
região lombar na flexão e
na rotação.
Interespinal
Processo espinhoso das
vértebras ATÉ o processo
transverso das vértebras.
Limita a flexão do tronco e
as forças de cisalhamento
sobre as vértebras.
Intertransversário
Processo transverso das
vértebras ATÉ o processo
transverso das vértebras.
Limita a flexão lateral de
tronco.
Amarelo
Lâmina da vértebra ATÉ a
lâmina da vértebra seguinte.
Limita a flexão do tronco;
auxilia na extensão do
tronco; mantém tensão
constante nos discos.
Nucal
Lâminas das vértebras ATÉ
as lâminas das vértebras
cervicais; conecta-se ao
ligamento supraespinhal.
Limita a flexão cervical;
auxilia na extensão;
mantém constante a
sobrecarga dos discos.
Longitudinal
posterior
Copo e discos vertebrais
posteriores ATÉ o corpo e
discos vertebrais da vértebra
seguinte.
Limita a flexão do tronco e
a flexão lateral.
Radiado da cabeça
da costela
Cabeça da costela ATÉ o
corpo da vértebra.
Mantém as costelas
ligadas às vértebras
torácicas.
Supraespinal
Processo espinhoso ATÉ o
processo espinhoso da
vértebra seguinte.
Limita a flexão de tronco;
resiste à força de
cisalhamento anterior
sobre a coluna vertebral..
 Atenção! Para visualizaçãocompleta da tabela utilize a rolagem horizontal
 Tabela – Ligamentos da coluna vertebral.
Adaptada de Hamill et al. (2016 p. 256).
SEGMENTOS DA COLUNA VERTEBRAL
SEGMENTO CERVICAL
O segmento cervical da coluna vertebral possui sete vértebras em sua totalidade, sendo que as
duas primeiras vértebras possuem grau de especialidade. A primeira vértebra (C1) é chamada
de atlas e a segunda vértebra (C2) chamada de áxis.
ATLAS
A C1 não possui corpo vertebral e possui um formato anelar com dois arcos – um anterior e
outro posterior. Essa característica é marcante nessa vértebra, devido à sua função de se
articular aos côndilos occipitais por meio da articulação atlantoccipital e de promover os
movimentos de flexão e extensão de cabeça.
ÁXIS
A vértebra C2 também possui uma modificação em seu processo articular superiormente. A
áxis possui uma proeminência óssea na direção cranial que permite que ela se articule com a
C1, formando uma articulação conhecida como atlantoaxial. Essa articulação permite
movimentos rotacionais amplos da nossa cabeça, justamente pelo fato de essa proeminência
óssea funcionar como um pivô e girar no próprio eixo articular.
SEGMENTO TORÁCICO
O segmento torácico da coluna vertebral possui doze vértebras em sua totalidade.
Morfologicamente, as vértebras torácicas possuem um maior tamanho em relação às vértebras
cervicais, pelo fato de que elas resistem a maiores cargas.
Conforme nos distanciamos da região cervical e nos aproximamos da região lombar, as
vértebras vão ficando maiores. Com isso, observamos a relação de tamanho do corpo vertebral
na região toracolombar e sua função de absorver e dissipar forças, principalmente de
compressão.
Os principais movimentos permitidos por esse segmento são de flexão e extensão amplos, e
inclinação lateral mais reduzidos.
 Movimentode flexão e extensão da coluna.
REGIÃO DA LOMBAR
O último segmento móvel da coluna vertebral – a região da lombar – possui cinco vértebras.
Morfologicamente, as vértebras lombares têm o maior tamanho entre todas as vértebras,
possuindo um corpo extremamente volumoso, principalmente no segmento lateral.
 VOCÊ SABIA
Homens possuem um segmento lombar mais alto do que as mulheres, principalmente nas
articulações entre L4-L5 e L5-S1 – regiões mais acometidas pelo quadro de hérnia de disco.
EIXOS DE MOVIMENTO DA COLUNA
VERTEBRAL
A coluna vertebral foi feita para se movimentar, principalmente nos eixos anteroposterior e
laterolateral, mas com uma combinação de movimentos também no eixo funcional rotacional.
Desse modo, a coluna realiza movimentos de flexão e extensão, inclinação lateral (flexão
lateral) e rotação, respeitando os graus de liberdade típicos de cada segmento da coluna.
A COLUNA VERTEBRAL SEMPRE PERMITIRÁ
MOVIMENTOS MAIS AMPLOS ANTERIORMENTE
DO QUE POSTERIORMENTE. ISSO SE DÁ PELOS
PRÓPRIOS BLOQUEIOS ANATÔMICOS QUE
ENCONTRAMOS NA REGIÃO POSTERIOR DA
COLUNA, COMO OS PROCESSOS ESPINHOSOS.
VEJAMOS, A SEGUIR, O MOVIMENTO DE
ROTAÇÃO DA COLUNA, REALIZADO EM UMA
AULA DE PILATES.
 Rotação da coluna.
PRINCIPAIS AÇÕES MUSCULARES DA
COLUNA VERTEBRAL
Vimos que a coluna vertebral possui diversas estruturas que possibilitam um amplo grau de
movimentação. Para que essa livre movimentação aconteça, é necessário que ocorram
contrações musculares.
 ATENÇÃO
A partir dos conceitos básicos da movimentação humana, para que aconteça qualquer tipo de
movimento, é necessário que ocorra, primeiramente, uma contração muscular. A contração
tracionará os ossos aos quais os músculos estão fixados e, com isso, o segmento se deslocará
no espaço.
Iremos analisar, a partir de agora, os principais grupamentos musculares responsáveis por
realizarem os movimentos na coluna vertebral.
EXTENSÃO DE TRONCO
Diversos grupamentos musculares, na maioria músculos com pouca dimensão, constituem a
loja posterior da coluna vertebral e são responsáveis por permitir o movimento de extensão de
tronco. Para um melhor entendimento, esses músculos podem ser divididos em dois grupos:
MÚSCULOS ERETORES DA ESPINHA
Iliocostal, longuíssimo e espinal.
MÚSCULOS POSTERIORES PROFUNDOS
Intertransversários, interespinais, rotadores e multífido.
Todos esses músculos fazem parte da loja posterior e percorrem longitudinalmente (direção
craniocaudal) ao longo de toda a coluna vertebral. Caso esses músculos sejam ativados em
pares, promovem o movimento de extensão de coluna. Caso sejam ativados unilateralmente,
permitem os movimentos de rotação e flexão lateral de tronco.
Os músculos iliocostal, longuíssimo e espinal (eretores da espinha), quando em conjunto, são
considerados os músculos mais volumosos (maior massa muscular somada) que realizam esse
movimento.
FLEXÃO DE TRONCO
É importante destacar que o movimento de flexão é mais amplo nas regiões cervical e lombar.
Lembre-se da discussão sobre a presença de processos espinhais diferenciados e a inclinação
da região torácica.
Diferentemente dos músculos extensores, esse conjunto de músculos responsáveis por
promover a flexão do tronco se localiza na loja anterior do tronco. Mais especificamente, os
músculos flexores da região cervical ficam localizados na região anterior do pescoço e cruzam
para a região posterior. Desse modo, são capazes de promover o movimento de flexão por
meio de sua contração.
Somos capazes, portanto, de destacar os músculos esternocleidomastóideo, esplênio da
cabeça, omo-hioide (ventre inferior) e escaleno. Por outro lado, os músculos flexores do tronco
– região lombar – ficam localizados na região anterior do abdômen, com origem e inserção na
região torácica e no quadril, respectivamente. Nesse sentido, somos capazes de destacar os
músculos abdominais, principalmente o reto abdominal.
 Músculos abdominais.
É necessário diferenciarmos os movimentos de flexão de tronco e flexão da coluna – objeto de
muitas dúvidas no cenário prático. Conforme abordado, na flexão de coluna, o movimento
ocorre envolvendo a região lombar. Por sua vez, a flexão do tronco possui menor amplitude,
envolvendo somente as vértebras torácicas, conforme apresentado na imagem abaixo.
FLEXÃO LATERAL DE TRONCO
O movimento de flexão lateral da coluna é promovido por meio da contração bilateral dos
músculos responsáveis por esse movimento. No entanto, há uma maior ação de contração dos
músculos localizados no lado que será realizado o movimento.
A MAIOR EFETIVIDADE DO MOVIMENTO DE
FLEXÃO LATERAL DE TRONCO OCORRE PELA
ATIVAÇÃO DOS MÚSCULOS ERETORES DA
ESPINHA, DOS MÚSCULOS
INTERTRANSVERSÁRIOS PROFUNDOS E
INTERESPINAIS, BEM COMO DOS MÚSCULOS
OBLÍQUOS ABDOMINAIS.
ROTAÇÃO DE TRONCO
O movimento de rotação de tronco é o mais complicado para análise, no que diz respeito à
ação muscular e, principalmente, ao plano e eixo do movimento em que ela acontece. Para que
a rotação de tronco aconteça, é necessário o sinergismo, principalmente, de três músculos:
Músculos multífidos ipsilateral ao lado do movimento.
Músculos longuíssimos contralaterais ao lado do movimento.
Músculo iliocostal contralateral ao lado do movimento.
Em linhas gerais, é necessário que ocorra um movimento na região proximal e uma
sustentação da posição da região distal. A decomposição desses vetores de força permite que
aconteça o movimento de rotação.
AÇÕES MUSCULARES E MOVIMENTOS NA
COLUNA VERTEBRAL
O especialista Thiago Matassoli Gomes demonstrará, em detalhes, as ações musculares e os
movimentos da coluna vertebral por meio de imagens.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
MÓDULO 3
 Identificar os torques de força, resistência e articulares resultantes na coluna
vertebral
TIPOS DE CARGA NA COLUNA VERTEBRAL
As cargas que são frequentemente aplicadas ao sistema musculoesquelético podem gerar
alguns tipos de deformação tecidual e causar rupturas. Quando relacionamos a estrutura da
coluna vertebral com essas cargas deformantes, observamos 5 principais cargas:
Tensão
Compressão
Cisalhamento
Torção
Forças combinadas
Vamos conhecer, a seguir, cada um desses tipos de carga.
TENSÃO
A força de tensão possui como principal característica o vetor de tração longitudinal. Em outras
palavras, são dois vetores de força atuando de forma concorrente naquele segmento, gerando
um aumento no espaço articular, quando pensamos na articulação como exemplo (Figura a
seguir).
 EXEMPLO
Imagine a realização de um alongamento ativo, em que o indivíduo se pendura em uma barra
livre. O peso do corpo do indivíduo realizará uma carga axial com vetor de força craniocaudal,
enquanto o eixo fixo (punho) somado à força de contração dos músculos dos membros
inferiores resulta em uma estabilização do segmento.
A resultante dessa “briga de forças” gera um afastamento entre os discos vertebrais,
aumentando o espaço intervertebral.
 Representação esquemática da força de tensão sob um corpo.
COMPRESSÃO
A força de compressão possui uma ideia similar às cargas de tensão, diferenciando-se apenas
na direção dos vetores. Enquanto os vetores direcionais na tensão produzem uma resultante
que permite o alongamento, os vetores direcionais na compreensão permitem uma redução do
espaço (Figura abaixo).
 EXEMPLO
Ao realizar o exercício de agachamento livre, a posição inicial com a barra na região posterior
dos ombros é uma boa sinalização de como uma força de compressão pode atuar na coluna. A
barra está exercendo uma carga axial em um vetor craniocaudal (direção da gravidade),
enquanto a força de reação do solo somada à força muscular dos membros inferiores está
realizando uma carga axial em um vetor caudal-cranial (contra a gravidade).
O resultado dessas forças, quando diferentes, é uma redução no espaço intervertebral.
 Representação esquemática da força de compressão sob um corpo.
CISALHAMENTO
A FORÇA DE CISALHAMENTO SE CARACTERIZA
POR SER UMA CARGA EM ÂNGULO RETO QUE
ATUA EMDIREÇÕES OPOSTAS. A GRANDE
CARACTERÍSTICA DA FORÇA DE
CISALHAMENTO – ISSO É IMPORTANTE TANTO
AOS PROFISSIONAIS DE EDUCAÇÃO FÍSICA
COMO AOS DE FISIOTERAPIA – É QUE ELA
PRODUZ UMA FORÇA COMBINADA CHAMADA
DE TORÇÃO. ESSA RESULTANTE DE TORÇÃO É
UMA DAS PRINCIPAIS CAUSAS DE
POTENCIALIZAÇÃO DE LESÕES NA COLUNA
VERTEBRAL (IMAGEM A SEGUIR).
No cisalhamento, é possível observar o deslizamento entre duas superfícies ósseas. O gesto
motor da braçada no nado crawl pode ser um exemplo para a observação dessa força. Durante
o movimento, a cabeça do úmero realiza um deslizamento contra a cavidade glenoide da
escápula.
 Representação esquemática da força de cisalhamento sob um corpo.
TORÇÃO
A força de torção, assim como a força de cisalhamento apresentada anteriormente, é uma das
principais causas de lesões na coluna vertebral. A força de torção se caracteriza pelo
movimento de rotação de um corpo sobre o seu próprio eixo (imagem abaixo).
 Representação esquemática da força de torção sob um corpo.
Classicamente, podemos observar esse tipo de força atuando em alguns exercícios que
realizamos no dia a dia de treino. Por exemplo, o movimento de flexão diagonal de tronco, ao
realizar o exercício de abdominal (oblíquos), é tipicamente um exercício que gera força
resultante de torção no segmento Toracolombar da coluna vertebral.
FORÇAS COMBINADAS
As forças combinadas nada mais são do que combinações de diferentes forças agindo sobre o
mesmo corpo e ao mesmo tempo. De modo geral, essas forças são a de compressão e a de
tensão, resultado em um “achatamento” do corpo (imagem a seguir).
 Representação esquemática das forças combinadas sob um corpo.
 ATENÇÃO
Imagine uma bola de tênis. Ao pisarmos nessa bola, estamos promovendo uma carga axial no
sentido cranialcaudal e, por consequência, gerando uma expansão laterolateral da bola. Essa
combinação de deformações no corpo existe para balancear as cargas e, de certo modo,
dissipá-las.
DETERMINAÇÃO DOS TORQUES DE
FORÇA, RESISTÊNCIA E ARTICULARES
RESULTANTES NA COLUNA VERTEBRAL
TORQUE
Vimos que o movimento humano pode ser classificado por sua linearidade e por sua
angularidade. O movimento final produzido, quando for de rotação, independentemente se com
maior ou menor potência, dependerá da força que o move assim como da força perpendicular a
que essa força está do eixo de giro.
Essa esquematização representa o que conhecemos como análise de um torque. Para
Carpenter (2005, p. 49), torque é:
TODA FORÇA APLICADA EM UM SISTEMA ROTATÓRIO
QUE DEPENDE DA DISTÂNCIA EM QUE ESSA FORÇA
ESTÁ DO EIXO.
O torque nos fornece valores de cunho quantitativos de como a ação de uma força pode
produzir movimentos rotacionais. Nesse ponto, é importante entender que a maioria dos
movimentos do nosso dia a dia, inclusive gestos esportivos específicos, são movimentos que
acontecem no eixo rotacional.
Por exemplo, girar o volante do carro, trocar o pneu de um carro, chutar uma bola de futebol,
arremessar uma bola de beisebol. Esse contexto faz bastante sentido quando pensamos nos
conceitos mais modernos de análise de movimentos, e incluímos, aqui, a análise ou produção
de força por meio do sistema fascial.
MOMENTO DE FORÇA VERSUS TORQUE
Antes de prosseguirmos, é interessante destacarmos uma confusão física que acontece ao
tentar explicar torque. Em grande parte dos momentos, ouviremos que momento de força é
sinônimo de torque. No entanto, mesmo que sejam similares, não significam a mesma coisa.
FISICAMENTE, O MOMENTO DE FORÇA
DEPENDERÁ APENAS DE UMA FORÇA. JÁ O
TORQUE, OBRIGATÓRIA E MINIMAMENTE,
DEPENDERÁ DE DUAS FORÇAS ATUANTES.
Desse modo, usando os mesmos exemplos citados, quando giramos o volante do carro e
trocamos o pneu, usamos ambas as mãos e estamos produzindo torque.

Em contrapartida, quando chutamos uma bola de futebol e arremessamos uma bola de
beisebol (unilateralmente), estamos produzindo um momento de força.
EQUAÇÃO DE TORQUE
Carpenter (2005) indica que todo momento de força ou torque são interdependentes da
distância para representar sua magnitude. Essa distância deverá seguir uma disposição
perpendicular com angulação de 90° entre o eixo do movimento e o vetor de força. Tal
informação se apoia na mecânica clássica, na obra de Sir Isaac Newton.
A 2ª Lei de Newton indica que a força resultante sobre qualquer corpo é necessariamente igual
à variação de sua quantidade de movimento ou de momento anular em determinado espaço de
tempo.
Com isso, a melhor equação representativa para torque é:
T = F1
 Atenção! Para visualização completa da equação utilize a rolagem horizontal
Nesse caso, t (tau) representa fisicamente o torque, F representa a força aplicada e 1
representa o braço de alavanca do movimento. Conforme se tem mais forças atuantes, deve-se
somá-las na equação – por exemplo F1+ F2 + ... Fx.
De acordo com o Sistema Internacional de Medidas, a unidade de medida para torque é
newton-metro (n.m). Adicionalmente, como vimos, o torque é resultante de outros vetores, de
forma que podemos dizer que ele é uma grandeza vetorial.
 ATENÇÃO
Cabe observar o detalhe do sinal quando falamos de torque. Quando a resultante de torque é
produzida no sentido anti-horário, leva um sinal positivo. Quando esse resultando é produzido
no sentido horário, leva um sinal negativo.
Lembre-se de que o vetor de torque sempre será perpendicular (90°) ao plano formado pelos
seus vetores e opostamente direcional ao vetor da força aplicada.
RESISTÊNCIA ÀS CARGAS
As cargas aplicadas à coluna vertebral podem ser geradas por diversos meios, desde o peso
corporal, passando pela força muscular e chegando às cargas externas impostas a esse
segmento. Segundo Hamill et al. (2016), a coluna vertebral, passivamente – ou seja, sem que
aconteça contração muscular –, suporta até cerca de 20N de força. A única exceção é a região
lombar da coluna vertebral, que é capaz de suportar aproximadamente 100N sem que
aconteça contração muscular, como já exploramos anteriormente.
A tensão muscular é dependente de dois fatores importantes: o primeiro é a posição do
segmento corporal; o segundo, a carga externa imposta a esse segmento.
ESTRUTURAS DE RESISTÊNCIA
Quando falamos de coluna vertebral, as estruturas de sustentação desse segmento são os
discos intervertebrais, as articulações dos processos articulares e os ligamentos intervertebrais.
A coluna vertebral é um dos segmentos que mais recebem ação de forças compressivas ao
longo do tempo, principalmente da força da gravidade.
 VOCÊ SABIA
As forças compressivas da gravidade agem em um vetor de força perpendicular ao solo, mas
não totalmente perpendicular à estrutura da coluna vertebral, devido às curvaturas fisiológicas
de lordose e cifose presentes nessa estrutura. Estima-se que apenas na região lombar,
especificamente em L3 e L4, a força compressiva age perpendicularmente.
Essas forças de compressão recebem resistência de algumas estruturas. A primeira estrutura
que oferece resistência à força de compressão é o disco intervertebral. Nos momentos em
que ocorrem o movimento de flexão do tronco, cerca de 70% da resistência é oferecida pelos
ligamentos intervertebrais, e os demais 30%, pelos discos intervertebrais em extensão.
COLUNA LOMBAR
Conforme discutimos, o segmento lombar da coluna vertebral foi feito para receber maior força,
e não é à toa que, anatomicamente, sua estrutura foi feita para isso. Devido ao seu
posicionamento no tronco, as vértebras lombares lidam com a maior carga. Para visualização,
18% da carga total é compreendido pelo peso da cabeça e do tronco.
POR MAIS QUE A CONTRAÇÃO MUSCULAR
SEJA UMA AÇÃO PROTETORA POR
EXCELÊNCIA, SUA AÇÃO AUMENTA A FORÇA
DE COMPRESSÃO DA ESTRUTURA DA COLUNA.
ESSAS FORÇAS COMPRESSIVAS SÃO
NATURALMENTE AUMENTADAS QUANDO
OCORRE UMA MAIOR FLEXÃO LOMBAR.
Exemplos simples do dia a dia podem ilustrar como esse aumento pode ocorrer a partir das
variações de posições. O fato de cruzar as pernas pode aumentar entre 35 e 53%a força de
compressão na lombar; realizar agachamento nos calcanhares pode aumentar entre 70 e 75%;
levantar pesos no solo pode aumentar entre 70 e 100%, e movimentos rápidos a fundo podem
aumentar entre 100 e 110% da força compressiva na região da coluna lombar.
Lembra quando comentamos que a força da gravidade é uma força atuante a todo o momento
no nosso corpo?
A carga axial sobre a coluna vertebral incidida pela força da gravidade pode representar,
dependendo da posição, um valor de 700N.

Esses valores já são relativamente elevados, mas podem aumentar para, aproximadamente,
3.000N quando levantamos uma carga extremamente pesada do solo.
A apresentação desses valores não é para indicar alardes ou creditar fragilidade à coluna
lombar. Pelo contrário, a função dessa valorização é demonstrar que a coluna já recebe forças
incididas sobre ela ao longo do tempo e que ela é uma estrutura extremamente forte, que foi
“moldada” para receber e dissipar essas cargas.
DISCO VERTEBRAL
É possível observar, em diversos movimentos normais realizados no dia a dia – considerando a
posição anatômica do tronco –, que diferentes tipos de torques e forças são aplicados nos
planos perpendiculares e paralelos em relação ao disco vertebral.
A capacidade de resistir ao torque aplicado tem relação direta com a capacidade viscoelástica,
principalmente do componente elástico, do disco intervertebral. O disco é capaz de resistir a
uma carga compressiva aplicada de igual magnitude à sua capacidade de deformação. Nesse
sentido, sua altura inicial possui extrema importância, de modo que, quanto maior for a altura
do disco antes da carga ser aplicada (pré-carga), maior será sua capacidade de absorção
(ADAMS et al., 1994).
DINÂMICA INVERSA DA COLUNA VERTEBRAL
Ainda hoje, é um grande desafio para a biomecânica estimar a quantidade de força interna
gerada por músculos e articulações durante movimentos da vida diária. Um simples movimento
de levantar um objeto do chão pode ser analisado de diversas maneiras e, dependendo da
posição do corpo, por exemplo, resultar na diferente aplicação de torques.
Para um simples levantamento de carga do solo, observa-se um aumento na sobrecarga da
articulação intervertebral, especialmente em L5/S1, e a posição do corpo pode afetar a cinética
e a cinemática da coluna vertebral (KINGMA; VAN DIEEN, 2004).
A dinâmica inversa é uma técnica biomecânica utilizada em larga escala para determinar a
quantidade de força interna necessária para a realização de determinada tarefa motora
(SOARES et al., 2004; LOSS et al., 2006). Dessa forma, La Torre et al. (2008) calcularam e
compararam os resultados das forças articulares e musculares – utilizando a dinâmica inversa
– para quatro diferentes técnicas de levantamento de pesos do chão.
As comparações envolveram as seguintes situações:
Articulações dos joelhos e cotovelos estendidas.
Articulações dos joelhos estendidas e cotovelos flexionados.
Articulações dos joelhos e quadril flexionadas e cotovelos estendidos.
Articulações dos joelhos, quadril e cotovelos flexionadas.
Por meio das análises antropométricas, cinéticas e cinemáticas obtidas, foi possível determinar
o modelo biomecânico do movimento, em que os torques e as forças foram devidamente
discriminados (imagem abaixo).
 Desenho esquemático do modelo biomecânico.
A partir daí, pode-se desenvolver uma técnica muito comum na biomecânica para a realização
da análise dos torques e forças, que é o diagrama de corpo livre (imagem a seguir).
 Diagrama de corpo livre do modelo biomecânico.
Após a análise dos dados, os autores observaram que não houve diferença na força gerada
pelos músculos e pelas articulações durante o levantamento. No entanto, observou-se que
existe uma maior tendência (ver as próximas 2 imagens) de existirem maiores magnitudes de
forças internas nas técnicas de levantamento com as articulações dos joelhos e quadril
flexionados (técnica 3) e cotovelos estendidos, e articulações dos joelhos, quadril e cotovelos
flexionados (técnica 4).
 Média e desvio padrão das forças articulares em cada fase do levantamento nas quatro
técnicas adotadas.
 Média e desvio padrão das forças musculares em cada fase do levantamento nas quatro
técnicas adotadas.
Conforme já demonstrado, a posição dos segmentos corporais possivelmente irá incidir em
diferentes aplicações de forças internas. Esse ponto deve ser levado em consideração quando
se for realizar a prescrição de um exercício, seja para a reabilitação seja para o desempenho.
TORQUES DE FORÇA, RESISTÊNCIA E
ARTICULARES RESULTANTES NA COLUNA
VERTEBRAL
O especialista Thiago Matassoli Gomes demonstra em detalhes as técnicas de determinação
do torque na coluna vertebral.
VERIFICANDO O APRENDIZADO
CONCLUSÃO
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Neste conteúdo, foi possível conhecer o comportamento segmentar e em conjunto de todas as
regiões da coluna vertebral, bem como entender a composição e a atuação de todo tecido
ósseo e articulações – osteocinemática e artrocinemática – dessa importante região do corpo
humano. Além disso, foram apresentadas as ações musculares e as diferentes formas de
absorção de cargas aplicadas a coluna vertebral.
É importante destacar, por fim, que os torques externos aplicados continuamente sobre a
coluna vertebral poderão desgastar as estruturas articulares – principalmente os discos
intervertebrais. Ademais, a posição do corpo, apesar de não possuir relação direta, terá uma
tendência de influenciar nos torques gerados pelos músculos e articulações para o
desempenho correto do gesto articular.
 PODCAST
Agora, o especialista Thiago Matassoli Gomes encerra o tema falando sobre os principais
tópicos abordados neste tema.
AVALIAÇÃO DO TEMA:
REFERÊNCIAS
ADAMS, M. A.; MC NALLY, D. S.; CHINN H.; DOLAN P. Posture and the Compressive
Strenght of the Lumbar Spine. Clinical Biomechanics. v. 9, p. 5-14, 1994.
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DANGELO, J. G.; FATTINI, C. A. Anatomia humana sistêmica e segmentar. 3. ed. Porto
Alegre: Atheneu, 2011. 780 p.
HALL, S.J. Biomecânica Básica. 7. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016.
HAMILL, J.; KNUTZEN, K. M.; DERRICK, T. R. Bases biomecânicas do movimento humano.
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KINGMA, I.; VAN DIEËN, J. H. Lifting over an obstacle: effects of one-handed lifting and hand
support on trunk kinematics and low back loading. Journal of Biomechanics. v. 37, n. 2, p. 249-
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La TORRE, M.; MELO, M.O.; PASINI, M.; ARAÚJO, L. D.; CANDOTTI, C. T.; LOSS, J. F.
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LOSS, J. F.; SOARES, D. P.; CAÑEIRO, J. P. T.; ALDABE, D.; RIBEIRO, D. C.; OLIVEIRA, L. G.
de. O uso da dinâmica inversa em situações envolvendo cadeia cinética aberta. Revista
Brasileira de Biomecânica. v. 7, n. 12, p. 23-32, 2006.
SOARES, P. D.; VELLADO, D.; ROCHA, E. K. et al. Dinâmica inversa no ciclismo:
adaptações metodológicas. Revista Brasileira de Biomecânica. v 5, n. 9, p. 29-35, 2004.
EXPLORE+
Pesquise e leia:
A dissertação O comportamento da coluna vertebral sob tração mecânica, de Cristine
Maria de Weidle, disponível no acervo digital da UFPR.
O artigo Cinética e cinemática do agachamento na coluna vertebral, de Reiser et alii,
disponível na Revista Uniandrade.
CONTEUDISTA
Thiago Matassoli Gomes
 CURRÍCULO LATTES
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