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Biomecânica da Marcha Gabriela Souza de Vasconcelos Biomecânica da Marcha 2 Introdução A marcha humana se caracteriza por um movimento cíclico dos membros inferiores, exigindo equilíbrio e coordenação dos indivíduos. A partir dessa importante atividade funcional, é possível realizar diversos deslocamentos, bem como correr e saltar, por exemplo. Além disso, tal atividade é comumente descrita por meio do seu ciclo, que inicia quando o calcanhar de um pé toca o solo e termina quando o mesmo calcanhar volta a tocar o solo. Em decorrência de ser um movimento cíclico, qualquer disfunção em uma articulação dos membros inferiores acarretará alteração no padrão da marcha e, consequentemente, em compensações nas demais articulações dessa cadeia cinética. Este conteúdo apresentará as fases e características do ciclo da marcha, assim como as inúmeras formas de avaliar o padrão de movimento durante essa atividade funcional. Objetivo da Aprendizagem Ao final do conteúdo, esperamos que você seja capaz de: • Aprender como os conceitos biomecânicos agem sobre o movimento. 3 Biomecânica da Marcha A marcha é uma atividade com grande relevância para os seres humanos, considerando que ela permite o deslocamento e a mudança de posição ou lugar. Isso justifica a importância dessa atividade ser tão corriqueiramente treinada ou retreinada nos programas de prevenção e/ou reabilitação física. Embora existam parâmetros de normalidade para a marcha, cada indivíduo apresenta um padrão próprio de deambulação, com mudanças no comprimento do passo ou da passada, na cadência, entre outros aspectos. Mesmo assim, é fundamental que o profissional conheça o ciclo da marcha, suas fases, padrões de ativação muscular e variações angulares. Por menor que seja, uma mudança nos padrões de ativação muscular e variações angulares pode acarretar compensações e predispor o indivíduo a lesões ou diminuição do desempenho esportivo. Dessa forma, o profissional de movimento deve compreender completamente o ciclo da marcha, mas também as diferentes maneiras de avaliar esse movimento funcional. Métodos de Investigação da Biomecânica: Cinemetria A cinemática é uma subdivisão da biomecânica que tem o intuito de descrever os movimentos corporais e os gestos esportivos, excluindo a influência das forças internas ou externas sobre esses movimentos (MCGINNIS, 2015). O agrupamento de métodos destinados à análise cinemática é chamado cinemetria. Para a completa descrição dos movimentos, a cinemetria geralmente utiliza câmeras de vídeo que registram os movimentos e gestos de interesse. Após o registro desses movimentos, o profissional pode usar softwares que auxiliam no cálculo das variáveis cinemáticas, tais como: amplitude dos movimentos articulares, deslocamento do centro de massa, posição, entre outros exemplos (MCGINNIS, 2015). Os equipamentos de cinemetria podem variar desde o mais simples e barato até o mais complexo e caro. Por exemplo, é possível filmar o gesto motor com a câmera do celular e analisá-lo com softwares gratuitos. Da mesma forma, existem equipamentos, como o Vicon (Vicon Motion Systems Ltd., Oxford, UK) e o Qualysis (Qualisys AB, Gothenburg, Sweden) que registram os movimentos em 3D e requerem 4 análises complexas e altamente sofisticadas. Esses equipamentos têm alto custo para aquisição e são mais facilmente encontrados em laboratórios de pesquisas. Adicionalmente, o profissional também pode analisar variáveis cinemáticas durante uma avaliação observacional da marcha do indivíduo. Para tanto, é imprescindível que o profissional tenha domínio sobre as fases e características do ciclo da marcha, considerando que ele só identificará alterações se tiver conhecimento sobre os parâmetros de normalidade. Geralmente, as principais variáveis de interesse são as espaciais e as temporais. Como exemplos de variáveis espaciais, é possível citar: comprimento do passo e da passada, largura do passo e ângulo de projeção dos pés (MCGINNIS, 2015). Figura 1 - Características espaciais da marcha Fonte: Houglum e Bertoti (2014, p. 547). #PraTodosVerem: na imagem, estão representadas as características espa- ciais da marcha referentes ao pé direito e ao pé esquerdo: comprimento do passo, largura do passo, comprimento da passada, ângulo de progressão. Já as características temporais são as variáveis relacionadas com o tempo e descrevem parâmetros como velocidade, duração do passo e cadência (MCGINNIS, 2015). Comprimento do passo É a distância (em centímetros) do toque do calcanhar no solo até o toque do calcanhar do pé oposto. Comprimento da passada É a distância (em centímetros) do toque do calcanhar até o toque do mesmo calcanhar no solo. Em outras palavras, a passada consiste na soma dos comprimentos dos passos direito e esquerdo. A passada equivale a um ciclo completo da marcha humana. 5 Largura do passo É a distância horizontal (em centímetros) entre os dois pés, também denominada como base de apoio. Os pontos de referência para essa mensuração são os pontos médios dos calcanhares. Ângulo de progressão É o ângulo (em graus) formado entre a linha de progressão e uma linha traçada do ponto médio do calcanhar até o segundo e o terceiro dedo. Velocidade É a distância (em metros ou quilômetros) percorrida por uma unidade de tempo (em segundos ou horas). Duração do passo É o tempo (em segundos) gasto para realizar um passo. Cadência É o número de passos desempenhados por unidade de tempo (em minutos). A cinemetria é um método de avaliação que gera informações muito pertinentes para a população atlética, considerando que o movimento analisado pode ser qualquer gesto esportivo praticado. No entanto, pode ser um método caro e que requer análises complexas, logo, está disponível em laboratórios de pesquisa e em grandes centros de treinamento esportivo (MCGINNIS, 2015). Ciclo da Passada O ciclo da marcha também pode ser denominado como ciclo da passada. Em outras palavras, o ciclo da marcha é equivalente a uma passada do ser humano. Por definição, o ciclo da marcha inicia quando o calcanhar toca o solo e se estende até o momento em que esse mesmo calcanhar volta a tocá-lo (HALL, 2020). 6 Esse ciclo ainda pode ser dividido em duas fases: a fase de apoio e a fase de balanço. Conforme os nomes já fazem referência, na fase de apoio, o membro em análise está em contato com o solo, enquanto, na fase de balanço, esse membro está fora do solo, realizando o avanço do membro para iniciar um novo ciclo. Tanto a fase de apoio quanto a fase de balanço são subdivididas em subfases que facilitam a compreensão do ciclo da marcha como um todo (HALL, 2020). Embora o ciclo da marcha apresente duas fases e alguns critérios de normalidade, cada indivíduo detém um padrão próprio e com características particulares. Muitos fatores explicam isso, como presença de lesões, sexo, idade, alterações posturais, prática de esportes ou atividades físicas, entre outros (HOUGLUM; BERTOTI, 2014). Figura 2 - Ciclo da passada Fonte: Freepik (2023). #PraTodosVerem: na imagem, um homem caminha ao ar livre. Fases da Marcha A marcha é um movimento funcional cíclico dividido em duas grandes fases: fase de apoio e fase de balanço. Um ciclo completo da marcha é, normalmente, representado como 100%. Desses 100%, a fase de apoio constitui 60%, e a fase de balanço, 40%. Além disso, a fase de balanço é composta pelas seguintes subfases: contato inicial, resposta à carga, apoio médio, apoio final e pré-balanço. Já a fase de balanço é subdividida em: balanço inicial, balanço médio e balanço final (HALL, 2020). O quadro a seguir descreve cada uma dessas fases e subfases da marcha. 7 Fases e subfases da marcha Descrição Fase de Apoio (60%) Contato inicial – 0 a 2% O calcanhar toca o solo e tem início o apoio duplo. Resposta à carga – 2 a 10% O peso corporal é transferido à perna e o pé toca o solo. Apoio médio – 10 a 30% O pé do lado contralateral deixa o solo e tem inícioo apoio simples. Apoio final – 30 a 50% O membro inferior contralateral avança em direção ao solo. Pré-balanço – 50 a 60% O calcanhar contralateral toca o solo e tem início o apoio duplo. Fase de Balanço (40%) Balanço inicial – 60 a 73% O pé deixa o solo e o joelho flexiona para encurtar o comprimento do membro inferior. Balanço médio – 73 a 87% O joelho se encontra em flexão máxima e os dois membros inferiores estão alinhados. Balanço final – 87 a 100% A tíbia está perpendicular ao solo e a perna avança para realizar o contato inicial e reiniciar o ciclo da marcha. Quadro 1 - Fases e subfases do ciclo da marcha e suas respectivas características Fonte: Elaborado pelo autor (2023). #PraTodosVerem: quadro com a descrição das fases e subfases do ciclo da marcha, detalhando as características de cada subfase. Durante o ciclo da marcha, os membros inferiores podem estar em apoio simples (apoio unilateral) ou apoio duplo (apoio bilateral). Essa informação permite entender quais subfases da marcha são mais desafiadoras ao equilíbrio, ou quais favorecem a estabilidade e a segurança do indivíduo (HALL, 2020). 8 Figura 3 - Ciclo da marcha Fonte: Houglum e Bertoti (2014, p. 544). #PraTodosVerem: a imagem ilustra o ciclo completo da marcha, com suas fases, subfases e as tarefas funcionais associadas a cada fase. Fases e sequência do ciclo da marcha: A) Fase de apoio (tarefa funcional): A1) contato inicial; A2) resposta à carga (aceitação do peso); A3) apoio médio; A4) apoio final (apoio simples); A5) pré-balanço (avanço do membro). B) Fase de balanço (tarefa funcional): B1) balanço inicial; B2) balanço médio; B3) balanço final (avanço do membro). Adicionalmente, o ciclo da marcha também compreende três tarefas funcionais: aceitação do peso, apoio simples e avanço do membro (HALL, 2020). Aceitação de peso Representa o contato do pé com o solo e uma maior descarga de peso sobre o membro de apoio. A aceitação de peso ocorre nas subfases de contato inicial e resposta à carga, da fase de apoio. Apoio simples Quando o membro inferior ficar em apoio unilateral. O apoio simples acontece na subfase de apoio médio, da fase de apoio. 9 Avanço do membro Permite o deslocamento do indivíduo e é determinante para o comprimento do passo. Nas subfases de apoio final e pré-balanço, o membro deve avançar, favorecendo a propulsão do corpo. Nas subfases balanço inicial e balanço médio, deve ocorrer a tríplice flexão de quadril, joelho e tornozelo para que o pé se afaste do solo. E, na subfase de balanço final, o membro inferior realiza extensão para alongar o membro e aumentar o tamanho do passo, além de gerar membro rígido na preparação para a estabilidade no contato inicial. O aumento da velocidade da marcha resulta na redução da duração de todas as fases do ciclo de marcha: balanço, apoio e apoio duplo, de modo que a fase de apoio duplo diminui até zero e a fase de balanço diminui o mínimo. Para alterar a velocidade da marcha, o indivíduo pode alterar o comprimento da passada ou a cadência (HALL, 2020). Variações Angulares no Plano Sagital A cinemática da marcha é avaliada observando-se o movimento angular de cada segmento corporal em todos os três planos. Conforme o corpo anda, o centro de movimento oscila nos planos sagital e frontal de movimento. No plano sagital, o centro de massa se move para cima e para baixo duas vezes durante um ciclo de marcha, ao passo que se move uma vez da esquerda para a direita no plano frontal (HALL, 2020). 10 Figura 4 - Observação da marcha no plano sagital Fonte: Freepik (2023). #PraTodosVerem: ilustração de uma mulher caminhando, apresentada de lado. Como os movimentos no plano sagital são os maiores e mais fáceis de monitorar, eles foram os mais pesquisados e, portanto, há um consenso em relação a esses valores. Os movimentos angulares que ocorrem na pelve, no quadril, no joelho e no tornozelo no plano sagital estão descritos a seguir (HALL, 2020): Pelve A pelve, ao longo da marcha, deve fornecer tanto estabilidade quanto mobilidade para os membros superiores e inferiores. Ela deve servir como uma base de sustentação estável para o membro inferior e para o tronco e membros superiores, mas também deve permitir as contribuições dos movimentos da coluna torácica e lombar. Adicionalmente, a pelve deve se manter estável o suficiente para transmitir e transferir o peso de um membro para o outro, além de manter o acetábulo em uma posição favorável para o movimento do quadril. A pelve apresenta pouca movimentação durante a marcha, e seus movimentos estão intimamente ligados aos do quadril. Essa movimentação acontece em bloco, não sendo possível dissociar o lado direito do esquerdo. 11 A amplitude de movimento total no plano sagital durante um ciclo está em torno de 2 a 4°. As etapas da movimentação pélvica são as seguintes: • Contato inicial até resposta à carga – posição neutra para retroversão. • Apoio médio até apoio final – anteversão. • Pré-balanço – retroversão. • Balanço inicial até médio – anteversão. • Balanço final – retroversão. Embora pequena, a movimentação da pelve é um complemento importante para o movimento do quadril e dos membros inferiores. A magnitude desses movimentos da pelve depende da velocidade de movimento, sendo que velocidades maiores tendem a gerar amplitudes maiores para permitir um passo e uma passada maiores. Quadril O quadril move até 40° no plano sagital em um único ciclo de marcha. As etapas da movimentação do quadril são as seguintes: • Contato inicial – flexão de cerca de 30 a 35º. • Início do apoio médio – quadril estende progressivamente. • Apoio terminal – máxima extensão do quadril (aproximadamente 10°). • Pré-balanço – quadril volta a flexionar. • Toda a fase do balanço – quadril flexiona para recomeçar o ciclo da marcha. Em resumo, a partir do contato inicial do apoio médio, o tronco se move para a frente sobre o pé e continua o movimento adiante a fim de avançar à frente do pé logo após o apoio médio. A hiperextensão do quadril no apoio final é acompanhada por extensão da coluna lombar e inclinação pélvica anterior. A mobilidade do quadril no plano sagital, variando de 10° de hiperextensão a 35° de flexão, ocorre durante uma velocidade normal de caminhada. Vale ressaltar que, na caminhada com velocidade maior, essas amplitudes também podem ser maiores. Joelho No plano sagital, a articulação do joelho se movimenta através de dois ciclos de flexão e extensão durante um ciclo de marcha. As etapas da movimentação do joelho são as seguintes: 12 • Contato inicial – variação entre a extensão completa até uma flexão de 5º. • Resposta à carga – flexão de cerca de 15º. • Apoio médio – extensão completa. • Apoio final – o joelho começa a fletir novamente. • Balanço inicial – flexão máxima de, aproximadamente, 60°. • Balanço médio – o joelho começa a estender novamente. • Balanço final – extensão completa, posicionando o membro para o próximo contato inicial. Tornozelo O tornozelo realiza duas vezes a plantiflexão e a dorsiflexão durante o ciclo de marcha. Essa mobilidade total do tornozelo, no plano sagital, varia, em média, 20 a 30°. As etapas da movimentação do tornozelo são as seguintes: • Contato inicial – neutro a leve plantiflexão. • Resposta a carga – plantiflexão. • Apoio médio – dorsiflexão de, aproximadamente, 10°. • Apoio terminal e pré-balanço – plantiflexão máxima de, aproximadamente, 20°. • Toda fase de balanço – dorsiflexão a neutro. Durante o ciclo da marcha, ocorre mais plantiflexão do que dorsiflexão no plano sagital; a amplitude de plantiflexão é de 0° a 20°, enquanto a de dorsiflexão é de 0° a 10°. A maior amplitude de plantiflexão e dorsiflexão ocorre durante a fase de apoio. A avaliação das variações angulares durante cada fase da marcha evidencia restrições da mobilidade ou, até mesmo, a mobilidade excessiva em uma ou mais articulações. Como essas alterações podem gerar padrões compensatóriosdurante o ciclo da marcha, é importante avaliar e identificar isso, para que intervenções e estratégias corretivas sejam aplicadas. A partir disso, será possível melhorar o desempenho esportivo e, ainda, prevenir lesões nos atletas. Métodos de Investigação da Biomecânica: Eletromiografia Dos métodos utilizados para análise biomecânica, a eletromiografia (EMG) é usada para mensurar a atividade elétrica dos músculos durante um movimento ou gesto esportivo de interesse. Vale destacar que a EMG não é capaz de mensurar o torque 13 produzido pelos músculos, apenas a atividade elétrica. Mesmo assim, ela apresenta aplicações importantes no contexto esportivo e durante a avaliação da marcha humana (ACKLAND; ELLIOTT; BLOOMFIELD, 2011). De acordo com estudos já realizados, a maior atividade muscular ocorre durante a fase de apoio, enquanto, durante a fase de balanço, a atividade muscular é mínima. Assim, ao avaliar a atividade eletromiográfica durante a marcha, especialmente na fase de apoio, o profissional conseguirá identificar quais músculos estão ativos e quais estão inativos. Ao ser correlacionado com os demais achados clínicos e funcionais do indivíduo, isso facilitará a tomada de decisão por uma estratégia preventiva ou corretiva mais pertinente. Embora não seja o método de análise mais caro e sofisticado, a EMG requer alguns cuidados. Assim, é necessária a aplicação de eletrodos intramusculares ou de superfície para a análise, e o sinal obtido deve ser processado para determinar a força relativa da contração muscular (ACKLAND; ELLIOTT; BLOOMFIELD, 2011). A EMG tem a habilidade de identificar se um músculo está ativo ou inativo. Mesmo que seja viável estabelecer uma relação entre a magnitude da força muscular com o sinal eletromiográfico coletado, não é possível estimar/quantificar a força muscular com base nesses dados. Curiosidade A EMG é um método de avaliação muito útil para aplicações clínicas e no esporte. Por isso, o profissional de movimento deve compreender os conceitos relevantes da EMG para ter condições de realizar uma análise crítica de dados eletromiográficos e, consequentemente, aplicá-la na prática clínica esportiva. Atividade Eletromiográfica dos Músculos Em relação à atividade eletromiográfica dos músculos durante a marcha, é possível identificar períodos de maior atividade e períodos de repouso muscular. Esses períodos ocorrem de forma alternada enquanto o indivíduo completa diferentes ciclos dessa atividade funcional (DUFOUR; PILLU, 2016). Ao longo do ciclo da marcha, os músculos podem atuar de diferentes formas para conseguir realizar o movimento. Eles podem atuar como estabilizadores, aceleradores 14 ou desaceleradores dos movimentos necessários para a marcha humana. Se, durante a marcha, é necessário estabilizar um segmento, os músculos, então, atuarão de forma isométrica. Por outro lado, se a demanda for por aceleração, os músculos atuarão de forma concêntrica; e, se for desaceleração, de forma excêntrica. Por exemplo, na parte final da fase de apoio, é preciso acelerar o membro para o balanço; no entanto, na fase final do balanço, é preciso desacelerar para que o calcanhar toque o solo com suavidade novamente (DUFOUR; PILLU, 2016). A atividade muscular durante a marcha pode aumentar se a velocidade for rápida ou se o indivíduo estiver caminhando em superfícies como terrenos irregulares, inclinações ou escadas. Curiosidade Com a contração muscular coordenada e eficiente, a marcha requer um consumo energético baixo, além de ser desempenhada com fluidez e suavidade. Adicionalmente, para a marcha, é necessária uma pequena quantia de força muscular. A fase de apoio é o período que requer maior atividade muscular, enquanto, na fase de balanço, a atividade é mínima, pois o membro avança pela inércia (DUFOUR; PILLU, 2016). A ativação muscular em cada fase da marcha é apresentada a seguir (DUFOUR; PILLU, 2016): 1. Contato inicial: membro é posicionado para aceitar o peso corporal: • Tibial anterior e tríceps sural mantêm tornozelo neutro e estável. • Isquiotibiais desaceleram o joelho conforme o membro se prepara para tocar o solo. • Quadríceps e isquiotibiais, em cocontração, preparam e posicionam o joelho para o contato com o solo. • Glúteo médio e máximo estabilizam o quadril. 2. Resposta à carga: membro passa de uma posição de não sustentação para sustentação de peso. Nessa fase, os músculos atuam, prioritariamente, de forma excêntrica, pois a principal função é desacelerar o membro que está tocando o solo: • Tibial anterior controla a velocidade com que o pé se aproxima do solo. 15 • Quadríceps e isquiotibiais, em leve cocontração, controlam a absorção do choque no joelho. • Glúteo máximo estabiliza o quadril e impede que o tronco flexione. 3. Apoio médio: membro está em apoio unipodal. Por ser o momento mais de- safiador para o equilíbrio, a estabilidade é a principal demanda, e os múscu- los mais exigidos são os do quadril e da perna: • Gastrocnêmio e o sóleo mantêm o tornozelo em uma posição vertical estável durante o apoio médio. • Gastrocnêmio ainda restringe o movimento da tíbia para a frente, em relação ao fêmur. • Glúteo médio, glúteo mínimo e tensor da fáscia lata estabilizam a pelve no plano frontal. • Adutores e abdutores do quadril, em cocontração, estabilizam o quadril e mantêm o centro de massa do membro de apoio. 4. Apoio final e pré-balanço: o membro deve avançar, logo, a demanda muscular é para impulsionar o membro para a frente. Por isso, a atividade muscular é, prioritariamente, concêntrica. Além disso, a flexão do joelho ocorre de modo passivo, pela combinação dos movimentos de flexão do quadril e plantiflexão do tornozelo: • gastrocnêmio impulsiona o membro para a frente, com contribuições do só- leo, dos adutores do quadril e do iliopsoas. Figura 5 - Fase de pré-balanço da marcha Fonte: Freepik (2023). #PraTodosVerem: na imagem, aparece uma mulher caminhando ao ar livre, apresentada de costas e do joelho para baixo. 16 5. Balanço: o membro deve avançar e se preparar para recomeçar o ciclo da marcha. Nessa fase, menos músculos atuam em comparação com a fase de apoio. Adicionalmente, na primeira metade da fase de balanço, os músculos atuam como aceleradores, enquanto, na segunda, atuam como desacelera- dores. A flexão máxima do joelho, necessária no balanço médio para efetiva- mente afastar o membro do solo, é realizada pelo momento pendular, e não pela contração muscular ativa: • Iliopsoas, reto femoral e tibial anterior, excentricamente, contraem para fle- xionar o quadril e plantiflexionar o tornozelo e afastar os dedos do chão. • Iliopsoas e reto femoral aceleram o membro durante o balanço inicial. • Glúteo máximo e isquiotibiais, excentricamente, contraem após o balanço médio para desacelerar o movimento do quadril e do joelho para a frente. • Glúteo máximo, isquiotibiais e quadríceps atuam no balanço final para pre- parar o joelho para a aceitação do peso, além de aumentar o comprimento do passo. • Tibial anterior mantém o tornozelo em uma posição neutra estável para pre- parar para o contato com o solo. A partir da análise eletromiográfica dos músculos durante a marcha, o profissional terá condições de identificar padrões equivocados da ativação muscular. Um músculo que não esteja atuando adequadamente levará a compensações e sobrecarga aos demais músculos da articulação em questão, mas também das articulações adjacentes. Assim, será possível prescrever exercícios e intervenções que melhorem isso, otimizando o desempenho esportivo e prevenindo lesões. Métodos de Investigação da Biomecânica: Dinamometria A dinamometria é um método de avaliação que permite a mensuração direta de variáveis cinéticas, tais como força, torque e pressão. Muitos equipamentos podem ser utilizados com esse intuito. Entre eles, destacam-se as plataformas de força, os sensores de pressão e o dinamômetro isocinético. 17 Neste artigo, você encontraráinformações sobre os sensores tácteis e sensores de pressão plantar, bem como o uso deles para análise de marcha. Além disso, os autores apresentam um sensor optoeletrônico que está sendo desenvolvido para a análise da marcha. Acesse o artigo e saiba mais! Disponível no link. Saiba mais Dos equipamentos de dinamometria usados nas análises biomecânicas, as plataformas de força são, sem dúvidas, os mais comuns e também os mais aplicados em pesquisas científicas. As plataformas de força são muito úteis, pois mensuram as forças de reação do solo, assim como o ponto de aplicação dessa força (ou centro de pressão) e a direção da força resultante. Além disso, a avaliação da força de reação do solo, por meio das plataformas de força, pode ocorrer durante a marcha ou qualquer outra atividade de interesse para o esporte praticado, como os saltos, a corrida, o levantamento de peso, entre tantos outros exemplos (MCGINNIS, 2015). Além de usar a dinamometria para observar alterações no padrão de movimento, é possível usar os dados resultantes dessa avaliação para identificar se o programa de prevenção e/ou reabilitação física surtiu o efeito esperado, e se ocorreram alterações na força de reação do solo durante o movimento ou gesto de um atleta, por exemplo (MCGINNIS, 2015). https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BRJD/article/view/10589 18 Figura 6 - Plataforma de força Fonte: McGinnis (2015, p. 387). #PraTodosVerem: na imagem, aparece uma plataforma de força e as curvas resultantes da análise na plataforma de força. Legenda da imagem: as plata- formas de força costumam ser usadas para medir as forças de reação do solo. Essas figuras mostram um sujeito caminhando sobre uma plataforma de força e as forças de reação do solo produzidas durante uma passada. As variáveis cinéticas, como forças e pressões, também podem ser mensuradas por meio de sensores de pressão. Esses sensores equivalem a tapetes de contato com sensores embutidos. A principal diferença entre eles e as plataformas de força é que os sensores são capazes de determinar de forma mais adequada a força de reação do solo distribuída em sua superfície. Isso pode ser explicado pela capacidade desses dispositivos em quantificar a pressão que é aplicada pelo pé do indivíduo em cada região. Dessa forma, eles são muito úteis durante a avaliação da marcha, em que os indivíduos caminham descalços e passam pelo tapete, registrando a força de reação do solo nesse momento, bem como a pressão aplicada (MCGINNIS, 2015). 19 Acesse o artigo e entenda mais sobre a análise da pisada durante a marcha de atletas de diferentes modalidades esportivas, como voleibol, futebol, futsal e corrida de rua. Disponível no link. Saiba mais Outro equipamento que permite mensurar variáveis cinéticas é o dinamômetro isocinético. Esse equipamento permite avaliar variáveis relacionadas ao torque, potência e resistência muscular em velocidades constantes. Além disso, ele é considerado o padrão-ouro para a avaliação da função muscular (MCGINNIS, 2015). Força de Reação do Solo: Influência da Velocidade para Contro- le do Impacto Para compreender a ação da força de reação do solo, é importante ter em mente o conceito da terceira lei de Newton. De acordo com essa lei, para cada ação aplicada, ocorre uma reação de mesma magnitude, porém, com direção oposta. Assim, ao apoiar o pé no solo (ação) para iniciar um passo, o solo gera uma resposta (reação) no pé, com a mesma magnitude e direção contrária. Essa resposta do solo no pé é a Força de Reação do Solo (FRS) (HALL, 2020). A força de reação do solo é aplicada no pé no Centro de Pressão (CP). O CP não é fixo e, conforme o pé vai se posicionando no solo após o contato inicial, ele também se movimenta, partindo do calcanhar e indo em direção aos dedos. Normalmente, durante o contato inicial, o CP está lateral ao ponto médio do calcanhar. Já na subfase de apoio médio, ele está próximo ao centro do médiopé. Finalmente, no apoio final e pré-balanço, ele está na região do antepé, entre as cabeças do primeiro e segundo metatarsais (HALL, 2020). https://portalatlanticaeditora.com.br/index.php/revistafisiologia/article/view/890 20 Figura 7 - Movimentação do centro de pressão durante a marcha. Relação entre a força de reação do solo (FRS) e os eixos articulares durante a fase de apoio. Note como o caminho do centro de pressão (CP) se movimento do calcanhar, no contato inicial, ao longo do pé e até o hálux, no final do apoio. Fonte: Houglum e Bertoti (2014, p. 554). #PraTodosVerem: a imagem ilustra a movimentação do centro de pressão du- rante a marcha. Representa o contato inicial, a resposta à carga, o apoio médio e o pré-balanço. Legenda da imagem: relação entre a força de reação do solo (FRS) e os eixos articulares durante a fase de apoio. Note como o caminho do centro de pressão (CP) se movimento do calcanhar, no contato inicial, ao longo do pé e até o hálux, no final do apoio. Assim como outras forças, a FRS é uma força resultante e, portanto, possui magnitude, direção e sentido. Já que as funções corporais são tridimensionais, as forças também são transmitidas de maneira tridimensional. As três direções da FRS são: vertical (Y), anteroposterior (Z) e medial-lateral (X) (HALL, 2020). Componente vertical (Y) Maior dos três componentes e diretamente perpendicular ao solo. Essa força representa uma força de aceleração ou desaceleração do movimento para a frente do corpo. É maior no contato inicial e no pré-balanço, e excede o peso corporal. Componente anteroposterior (Z) Representa as forças de cisalhamento anteroposteriores direcionadas ao pé durante o contato inicial e o pré-balanço. A força anterior do pé que ocorre no contato inicial é neutralizada pela força posterior do solo, gerando atrito para evitar que o pé escorregue para a frente. Isso muda no pré-balanço para que o pé produza uma força posterior enquanto o solo cria uma força anterior; o atrito criado nesse momento proporciona a tração necessária para avançar o corpo para a frente. 21 Componente medial-lateral (X) O menor dos três componentes e representa a interação medial-lateral entre o pé e o solo. Esse componente depende do movimento lateral do centro de massa do corpo conforme o corpo se move de um membro inferior para outro. Cabe ainda destacar que o componente anteroposterior é essencial para a transição suave durante a marcha. Além de permitir que o atrito assegure uma posição, esse componente no contato inicial fornece, essencialmente, a desaceleração do membro, retardando a perna na transição da não sustentação para a sustentação do peso. Na outra extremidade da fase de apoio, esse componente se torna um acelerador do membro à medida que a força produzida durante o pré-balanço converte o atrito em impulso do membro para a frente, quando ele não sustenta peso. Quando um membro desacelera, o outro acelera, gerando uma transição suave de um membro para o outro ao longo de toda a marcha (HALL, 2020). O profissional de movimento deve entender como a FRS age sobre o corpo humano durante a marcha, pois isso auxilia no entendimento da complexa atividade muscular que ocorre durante essa atividade. No contato inicial, as FRS são posteriores ao eixo do tornozelo; essa posição cria um torque na flexão plantar, o qual é controlado pela contração excêntrica dos músculos dorsiflexores. Como as FRS passam pelo eixo do joelho no contato inicial, elas não aplicam torque no joelho. Entretanto, a linha de aplicação da força de reação do solo é anterior ao quadril, criando um torque de flexão que é neutralizado pelos extensores do quadril. Conforme o membro se move à resposta à carga, a FRS se torna posterior ao joelho; assim, o quadríceps se ativa excentricamente para controlar o movimento do joelho. No apoio médio, a FRS fica bem à frente do eixo do tornozelo; o torque de flexão dorsal criado pela força de reação do solo nesse momento é controlado pelos músculosgastrocnêmio e sóleo (HALL, 2020). Assim, a análise da atuação da força de reação do solo durante a marcha fornece informações valiosas para que o profissional forneça feedbacks ao indivíduo e, ainda, proponha intervenções que contribuam com a correção dos padrões de movimento da marcha. Na população atlética, isso é fundamental – principalmente após a reabilitação de lesões – para impedir que novas lesões ocorram, mas também para otimizar o desempenho esportivo. 22 Conclusão Cinemetria e variações angulares A cinemetria consiste em um conjunto de métodos que busca medir os parâmetros cinemáticos do movimento. Entre os parâmetros cinemáticos, estão as variações angulares durante a marcha. Os movimentos angulares, no plano sagital, são anteversão e retroversão da pelve; flexão e extensão do quadril e do joelho; e plantiflexão e dorsiflexão do tornozelo. Eletromiografia e ativação muscular A eletromiografia é um método de avaliação que registra a atividade muscular durante o movimento, não fornecendo informações sobre o torque produzido pelos músculos analisados. Os músculos realizam inúmeras funções durante a marcha, podendo atuar como estabilizadores, aceleradores ou desaceleradores dos movimentos. Dinamometria e força de reação do solo A dinamometria é um método de avaliação que permite a mensuração direta de variáveis cinéticas, tais como força, torque e pressão. Os equipamentos de dinamometria envolvem as plataformas de força, os sensores de pressão e o dinamômetro isocinético. As plataformas de força são os dispositivos mais populares para medir variáveis cinéticas e são capazes de mensurar as forças de reação, o ponto de aplicação e o sentido da força de reação resultante. 23 Figura 8 - Biomecânica da marcha Fonte: Freepik (2023). #PraTodosVerem: na imagem, três pessoas caminham na rua. 24 Referências ACKLAND, T. R.; ELLIOTT, B. C.; BLOOMFIELD; J. Anatomia e biomecânica aplicadas no esporte. Barueri: Manole, 2011. DUFOUR, M.; PILLU, M. Biomecânica funcional: membros, cabeça, tronco. Barueri: Manole, 2016. HALL, S. J. Biomecânica básica. Rio de Janeiro: GEN, 2020. HOUGLUM, P. A.; BERTOTI, D. B. Cinesiologia clínica de Brunnstrom. 6. ed. Pensilvânia: Manole, 2014. MCGINNIS, P. M. Biomecânica do esporte e do exercício. Porto Alegre: Grupo A, 2015. QUADROS, E. A. R. de; GIACOMOLLI, A. A. Proposta de um sensor optoeletrônico para análise de marcha. Brazilian Journal of Development, [S. l.], v. 6, n. 5, 25 maio 2020. Disponível em: https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BRJD/article/ view/10589. Acesso em: 26 jul. 2023. VEDOVELLI, K. S. et al. Análise comparativa da pisada durante a marcha entre atletas de diferentes modalidades esportivas. Fisiologia do exercício, v. 16, n. 1, 2017. https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BRJD/article/view/10589 https://ojs.brazilianjournals.com.br/ojs/index.php/BRJD/article/view/10589