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Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica Apresentação O movimento humano é fruto de uma integração entre os diversos sistemas do organismo. Podemos dizer que as contrações responsáveis por determinados movimentos são controladas e desenvolvidas pelo sistema nervoso central. Os neurônios sensores e motores conduzem os estímulos que promovem os movimentos, podendo ser voluntários ou involuntários. Entre os movimentos voluntários encontram-se as contrações concêntricas, excêntricas e isométricas, fundamentais para o exercício físico. Nesta Unidade de Aprendizagem, você vai estudar os principais processos de integração neuromotora que resultam na contração muscular. Compreenderá as alterações fisiológicas nas contrações concêntricas, excêntricas e isométricas. Além disso, você ainda conhecerá as contrações isotônicas e auxotônicas, associando a sua relação com as possibilidades de movimento. Bons estudos. Ao final desta Unidade de Aprendizagem, você deve apresentar os seguintes aprendizados: reconhecer os processos neurofisiológicos da contração muscular.• descrever as diferenças fisiológicas entre as contrações concêntricas, excêntricas e isométricas. • relacionar os diferentes tipos de contração muscular com exercícios em geral.• Desafio O estudo dos movimentos permite que se compreenda que ele é fruto de uma integração entre os diversos sistemas do organismo. É fundamental, para a prática do profissional de educação física, o entendimento de como as contrações responsáveis por determinados movimentos são controladas e desenvolvidas pelo sistema nervoso central. Imagine que você atua como treinador pessoal de um cliente que recém iniciou seu programa de treinamento. Ao começar sua jornada de trabalho, ele comenta que leu uma reportagem sobre os diversos tipos de contrações e relacionou o assunto às atividades físicas que ocorrem em seu cotidiano. Frente ao interesse em saber mais sobre o assunto, responda aos seguintes questionamentos que ele lhe fez: a) Ao retirar e colocar um copo sobre uma mesa, por exemplo, qual o tipo de contração dos principais músculos que realizam as ações necessárias? b) Ao analisar a carga máxima que ele suporta em ações concêntricas e excêntricas, ele percebeu que consegue manter o controle da tensão necessária ao movimento com maior carga em exercícios de contração excêntrica. Por que isso ocorre? c) Ao realizar uma contração isométrica por um longo período e com uma carga muito alta, ele logo sente-se tonto, diferentemente de quando realiza exercícios concêntricos. Por qual motivo isso acontece? Infográfico Para que um movimento ocorra, vários processos neurofisiológicos acontecem. O produto final consiste na contração muscular, que realizará um encurtamento, um alongamento ou a manutenção do tamanho dos músculos esqueléticos. No Infográfico a seguir, você conhecerá os conceitos e as características das contrações concêntricas, excêntricas e isométricas. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://statics-marketplace.plataforma.grupoa.education/sagah/84680093-a106-4c0d-ae8f-ef2703a368ee/a4695d5f-03de-4e40-b894-a040cd3b40b9.jpg Conteúdo do livro A contração muscular envolve diversas estruturas. De modo geral, quando realizamos um exercício físico, as ações musculares são voluntárias. Ou seja, nós as planejamos e executamos conscientemente. Essas ações podem ser classificadas de acordo com o tipo de contração. No capítulo Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica, da obra Fisiologia do exercício físico, você verá os principais aspectos neurofisiológicos que ocorrem quando contraímos um músculo esquelético. Além disso, você identificará as diferenças fisiológicas entre os principais tipos de contrações muculares e vislumbrará os tipos de contração muscular em alguns exemplos de exercícios. FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO FÍSICO Patrick Gonçalves Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica Objetivos de aprendizagem Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados: � Relembrar os processos neurofisiológicos da contração muscular. � Descrever as diferenças fisiológicas entre as contrações concêntricas, excêntricas e isométricas. � Relacionar os diferentes tipos de contração muscular com exercícios em geral. Introdução O movimento humano é fruto de uma integração entre os diversos sistemas do organismo. De modo geral, podemos dizer que as contra- ções responsáveis por determinados movimentos são controladas e desenvolvidas pelo sistema nervoso central. Os neurônios sensores e motores conduzem os estímulos que promovem os movimentos, que podem ser voluntários ou involuntários. Entre os movimentos voluntários, encontram-se as contrações concêntricas, excêntricas e isométricas, fundamentais para o exercício físico. Neste capítulo, você vai estudar os principais processos de integração neuromotora que resultam na contração muscular; vai compreender as alterações fisiológicas nas contrações concêntricas, excêntricas e isomé- tricas e, além disso, vai conhecer as contrações isotônicas e auxotônicas. Processos neurofisiológicos da contração muscular Toda atividade fisiológica em nossos corpos sofre influências do sistema nervoso. Assim, esse sistema tem uma função essencial na contração mus- cular. Para compreender as interações que resultam no movimento humano, vamos relembrar, primeiramente, quais as principais estruturas que integram o sistema nervoso. Todos tecidos de nosso organismo são compostos por uma grande quanti- dade de células, que desempenham funções específicas. No tecido nervoso, as células que captam e conduzem estímulos são chamadas de neurônios, também conhecidos como fibras nervosas individuais. Basicamente, cada uma delas é composta por um corpo, dendritos e um axônio (FLECK; KRAEMER, 2017). O corpo do neurônio possui o núcleo desta célula. Ao seu redor, existem as proeminências que recebem e transmitem os impulsos nervosos. Cada neurônio possui inúmeros dendritos, que recebem informações na forma de estímulos elétricos, como, por exemplo, aquelas relacionadas à percepção sensorial. Por outro lado, os neurônios geralmente tem apenas um axônio, que transmite os impulsos elétricos. Em sua extremidade, o axônio se divide em inúmeros terminais, que abrigam os pequenos bulbos conhecidos como protuberâncias sinápticas. Estas estruturas contêm substâncias quí- micas, os neurotransmissores, responsáveis pela transmissão de impulsos e informações entre uma célula e outra. Os impulsos nervosos são constituídos por cargas elétricas que viajam ao longo dos neurônios, produzindo ações nas células a que eles se ligam. A comunicação entre uma célula nervosa e outra é chamada de sinapse, sendo que a forma mais comum é a sinapse química. As sinapses envolvem: � os terminais do axônio do neurônio que transmite um impulso (terminais pré-sinápticos); � os receptores, que geralmente são os dendritos de um segundo neurônio (terminais pós-sinápticos); � o espaço entre eles (fenda sináptica). Podemos dizer que este mesmo mecanismo está presente também na jun- ção neuromuscular. No entanto, na junção neuromuscular, os terminais dos axônios formam discos planos, chamados de placas motoras terminais (PO- WERS; HOWLEY, 2017). Assim, na junção muscular, as células que recebem o estímulo não são outros neurônios, como ocorre ao longo do sistema nervoso, mas células musculares. Os neurotransmissores liberados pelos neurônios se unem a receptores nas membranas das células musculares, promovendo a entrada de íons de sódio. Essa diferença de polarização se estende através do sarcolema pelos túbulos T e a fibra muscular se contrai, promovendo o movimento muscular. Ao final do estímulo, as portas de sódio se fecham e as Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica2 de potássio se abrem, permitindo que as células musculares retomem a sua polarizaçãopara receber um novo estímulo. Os movimentos são realizados através do sistema nervoso central (SNC) e do sistema nervoso periférico (SNP) (POWERS; HOWLEY, 2017). O SNC, composto pelo encéfalo e pela medula espinhal, tem diversas funções, como aquelas relacionadas ao intelecto, ao equilíbrio, ao controle postural, às emoções e ao controle do sono, por exemplo. O SNP, composto pelos 43 pares de nervos que se ligam ao cérebro ou à medula espinhal, tem duas funções. Uma é a de transmitir ao SNC, por meio dos neurônios sensores (aferentes) informações que vem da pele, dos olhos, dos vasos sanguíneos, dos músculos e dos tendões, entre outras estruturas. A outra é a função de transmitir informações e estímulos do SNC, por meio dos neurônios motores (eferentes), que resultando em ações motoras. Cada músculo é composto por muitas fibras musculares e cada uma delas é inervada por apenas um neurônio motor, sendo esse conjunto chamado de unidade motora (POWERS; HOWLEY, 2017). Observe, no entanto, que cada neurônio motor pode inervar várias fibras musculares, às vezes milhares. Os músculos que movem os olhos possuem poucas fibras musculares para cada neurônio motor. Já aqueles músculos maiores e que produzem mais força, como o reto femoral, possuem muitas fibras musculares para cada neurônio motor. Assim, verificamos que as menores unidades motoras executam movimentos mais precisos, como os das mãos e dos olhos, por exemplo. Em contraposição, as maiores unidades motoras produzem movimentos que demandam mais força. A mobilização das fibras musculares ocorre através de uma ordem, co- nhecida como o princípio da mobilização ordenada. De modo geral, esta teoria estabelece o princípio de que a força das unidades motoras musculares é uniforme e determinada. Ou seja, quanto maior é o requerimento de força, maior número de unidades motoras diferentes precisam ser mobilizadas. Teoria do filamento deslizante As fibras musculares são as células que constituem cada músculo. A maioria delas possui o mesmo comprimento que o músculo a que pertence. Cada fibra muscular é composta por estruturas como o sarcolema, o sarcoplasma, os retículos sarcoplasmáticos, os túbulos T e, em especial, as miofibrilas. As miofibrilas são os elementos que se encurtam nas ações mus- culares por meio da ação dos sarcômeros. Os sarcômeros, portanto, são as unidades contráteis das miofibrilas. Cada um deles é composto, nesta ordem, 3Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica por uma banda I, uma banda A, uma zona H (que fica ao centro da banda A), o restante da banda A e outra banda I. Nestas estruturas, podemos encontrar os filamentos finos, compostos pela actina, troponina e tropomiosina e os filamentos grossos, compostos pela miosina. A Figura 1 ajuda a compreender a estrutura de um sarcômero. Figura 1. Estrutura dos sarcômeros. Fonte: Adaptada de Kenney, Wilmore e Costill (2012, p. 32). Sarcômero Miosina Actina Banda ALinha MDisco Z Banda I Zona H Nebulina Actina Tropomiosina Troponina Filamento �no: actina, troponina, tropomiosina Filamento grosso: miosina Linha M Disco Z Actina Titina Miosina Cabeça de miosina Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica4 Para que uma contração muscular ocorra, os impulsos nervosos chegam aos axônios terminais dos neurônios motores, que se encontram muito próximos do sarcolema, e liberam o neurotransmissor acetilcolina. Se existe quantidade suficiente de acetilcolina liberada aos receptores do sarcolema, uma carga elétrica é propagada por toda a fibra muscular, permitindo a entrada de sódio nas membranas das células, no processo chamado de despolarização. Este impulso elétrico viaja ao longo das estruturas das fibras musculares até chegar nos retículos sarcoplasmáticos, liberando grandes quantidades de íons de cálcio que estão armazenados no sarcoplasma. O cálcio, ao ser liberado, se une com a troponina, nos filamentos finos. Com esta ligação, ocorre o deslocamento da troponina. Essa, ao se deslocar, arrasta também a tropomiosina, que antes estava sobreposta aos sítios de ligação da actina. Com esse deslocamento, ocorre a liberação dos sítios ativos de ligação da actina. Assim, as pontes cruzadas da miosina (as projeções dos filamentos da miosina) poderão se encaixar nos sítios ativos da actina, uma vez que essas apresentam uma alta afinidade eletrônica. Quando uma ponte cruzada de miosina se prende ao filamento de actina, esses dois filamentos deslizam em direções opostas, por efeito de uma forte atração molecular. A inclinação da cabeça da miosina, também denominada de ataque de força, resulta em um encurtamento do músculo e na produção de força. Depois desse movimento, a cabeça da miosina retorna a sua posição original e se liga a um novo sítio ativo, mais distante da actina. Estas uniões, entre as pontes cruzadas da miosina e os sítios ativos da actina, junto aos seguidos ataques de força, são descritos pela teoria do filamento deslizante. Este processo continua até que as extremidades dos filamentos de miosina cheguem às linhas Z. A Figura 2 mostra o sarcômero nos dois estados (relaxado e contraído). Os sarcômeros são formados por filamentos bipolares criados pela associação de muitas moléculas de miosina. a) A contração muscular (Figura 2) ocorre pelo deslizamento dos filamentos grossos (miosina) sobre os finos (actina), de forma que se aproximem os discos Z dasbandas I vizinhas. b) Os filamentos grossos e finos são intercalados de modo que cada filamento grosso é circundado por seis filamentos finos. 5Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica Figura 2. Contração muscular. Fonte: Nelson e Cox (2014, p. 182). A contração muscular é um processo que requer energia para ocorrer. Além de serem o local de enlace da actina, as cabeças da miosina também possuem pontos de ligação para as moléculas de ATP (adenosina trifosfato). A enzima ATPase, localizada na cabeça da miosina, divide o ATP em ADP (adenosina difosfato) e Pi (fosfato inorgânico), liberando a energia necessária para que haja a ligação das miosinas com as actinas, formando as pontes cruzadas aos sítios ativos. A ação muscular continua até que o cálcio liberado no início da ação seja bombeado de volta para o retículo sarcoplasmático, onde é armazenado até que um novo impulso nervoso chegue à membrana da fibra muscular. Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica6 Para compreender melhor essa dinâmica de movimentos, o link e o código a seguir apresentam um breve vídeo demonstrando a teoria do filamento deslizante. https://goo.gl/LsGrhK No relaxamento, o cálcio é devolvido ao retículo sarcoplasmático, usando um sistema ativo de bombeamento. Quando é recuperado, ele se desliga da troponina, que por sua vez retorna ao posicionamento inicial do estado re- laxado, deslocando também a tropomiosina para a posição desativada. Isso bloqueia a ligação entre as pontes cruzadas de miosina e os filamentos de actina, interrompendo o uso de ATP. Em sequência, os filamentos de miosina e actina retornam ao seu estado original relaxado. Diferenças fisiológicas nas contrações musculares Com a contração ordenada de unidades motoras e fibras musculares, cada necessidade motora mobiliza diversos músculos para a execução de deter- minado movimento. Em função de seus movimentos específicos, podemos classificar estes músculos, em: � agonistas; � antagonistas; � sinergistas. Os músculos agonistas são os principais executores do movimento. Os antagonistas são aqueles que se opõem ao músculo principal, geralmente relaxando. Os sinergistas atuam junto aos músculos principais na execução do movimento. As contrações que tais músculos realizam são classificados em: 7Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica � contrações isotônicas (contrações concêntricas e contrações excêntricas); � contrações isométricas; � contrações isocinéticas; � contrações auxotônicas. As contrações isotônicas,ou dinâmicas, são aquelas em que a tensão desenvolvida por um músculo é constante durante todo o movimento (ZILIO, 2005). Elas podem ser divididas em contrações concêntricas e excêntricas. As contrações concêntricas são aquelas em que a contração ocorre reali- zando um encurtamento do músculo. Nesse movimento, os filamentos finos são tracionados na direção do centro dos sarcômeros. Como exemplo, imagine alguém realizando o movimento de flexão de cotovelo. Em posição ortostática, o bíceps braquial realizará um encurtamento através do torque necessário para superar o peso da mão e do braço, exercido pela força gravitacional. Com o encurtamento muscular, há a modificação do ângulo da articulação do cotovelo. As contrações excêntricas são aquelas em que a contração realiza um alongamento do músculo, cedendo à força externa de maneira controlada. Neste movimento, os filamentos finos são deslocados na direção oposta ao centro dos sarcômeros. Como exemplo, imagine novamente a situação da flexão do cotovelo. Após a fase de contração concêntrica, o cotovelo estará completamente flexionado. Para que o corpo volte à posição inicial (posição ortostática), ocorre extensão de cotovelo. Esse movimento, lento e controlado, porém, se dá pela contração muscular do bíceps braquial, que enquanto contrai (e gera força) está se alongando. Para pensarmos em outro exemplo de contração excêntrica, imagine uma pessoa que está em pé e senta em uma cadeira. Os músculos dos membros inferiores cedem aos poucos à gravidade, para que a pessoa não sofra lesões por impacto. Com o alongamento muscular, ocorre a modificação do ângulo das articulações do quadril e do joelho. Por sua vez, as contrações isométricas (ou estáticas), como o nome sugere, não promovem o encurtamento ou o alongamento dos músculos. Os filamentos finos tendem a se manter estáticos, embora a contração e a produção de força estejam ocorrendo. Como exemplo, podemos imaginar uma pessoa, ao tentar levantar uma carga mais pesada que a força gerada pelos seus músculos. Os músculos se mantêm contraídos, mas não há movimento e as articulações permanecem na mesma posição. Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica8 Veja, na Figura 3, os diferentes tipos de ações musculares. � Durante uma ação muscular concêntrica, o músculo se encurta. � Durante uma ação muscular excêntrica, o músculo se alonga de maneira controlada. � Durante uma ação muscular isométrica, nenhum movimento articular ocorre e não há encurtamento nem alongamento total do músculo. Figura 3. Principais tipos de ação muscular. Fonte: Fleck e Kraemer (2017, p. 3). a b c Ausência de movimento Além desses tipos mais comuns de contrações musculares, temos as contra- ções isocinéticas e auxotônicas. De modo geral, elas se associam às contrações isotônicas, pois também são constituídas por uma fase concêntrica e excêntrica. No entanto, apresentam algumas diferenças biomecânicas. Nas contrações isocinéticas, a velocidade e a carga de movimento são estabelecidas por equipamentos específicos. Neste caso, é muito comum o uso de dinamômetros isocinéticos. Tais equipamentos possibilitam que a força empregada na realização de um exercício não altere a velocidade angular das articulações. Este tipo de contração é muito utilizado em programas de reabili- tação, uma vez que o controle motor dos movimentos pode ser preestabelecido. Nas contrações auxotônicas, ocorre uma variação da tensão durante a execução de um exercício. Ao realizarmos um movimento delimitado por uma banda elástica, por exemplo, quanto maior for a amplitude do movimento, esticando a banda elástica, maior será a tensão oferecida por ela. Como podemos perceber, do ponto de vista biomecânico, as diferenças entre os tipos de ações são bastante evidentes. No entanto, há também al- gumas diferenças fisiológicas, que são fundamentais para compreender o exercício físico. Os estudos que buscaram comparar as ações musculares e os seus efeitos no organismo remontam ao final da década de 1970. Até então, 9Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica apenas os efeitos das ações concêntricas eram investigados profundamente. A dificuldade para estudar as outras formas de ação muscular se devia a não existirem equipamentos que simulassem as ações excêntricas com eficiência e confiabilidade. No entanto, em 1983, Knuttgen, Patton e Vogel (1982) propu- seram um ergômetro que conseguiu simular este tipo de ação em indivíduos voluntários. Desde então, os estudos sugerem a existência de uma diferença significativa nas alterações fisiológicas entre as contrações musculares concêntricas e as excêntricas. A Figura 4 demonstra a diferença de consumo de oxigênio entre as atividades concêntricas e excêntricas em exercícios de alta intensidade. Figura 4. Consumo de oxigênio na ação concêntrica e excêntrica. Fonte: Adaptada de Knuttgen (1986). 60 40 30 20 10 0 0 100 200 300 400 50 Concêntrico Excêntrico VO 2 (m l/K g. m in ) Carga (watt) Como podemos perceber, para uma mesma intensidade de esforço nos exercícios concêntricos e excêntricos, esses últimos implicam uma menor demanda de oxigênio (PEAKE; NOSAKA; SUZUKI, 2005). Além disso, percebemos que, nas ações concêntricas, o platô do consumo de oxigênio (que geralmente é associado ao consumo máximo de oxigênio, isto é, o VO2máximo) é atingido em uma potência menor. As diferenças na Figura 5, referentes ao Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica10 acúmulo de lactato sanguíneo, também apontam para menores níveis nas ações excêntricas quando comparadas às concêntricas. Este último fenômeno pode ser interpretado como uma menor intensidade e consequentemente um menor gasto energético durante as atividades que envolvem apenas movimentos excêntricos. Figura 5. Acúmulo de lactato sanguíneo nas ações concêntricas e excêntricas. Fonte: Adaptada de Knuttgen (1986). 12 10 8 6 4 2 0 0 100 200 300 400 La ct at o (m m ol /L ) Carga (watt) Concêntrico Excêntrico As diferenças nos níveis de lactato e de consumo de oxigênio mostram que é possível suportar uma carga maior nos movimentos excêntricos. No entanto, ainda que estes dados possam ser interessantes, não refletem a capacidade do músculo de produzir contrações com mais força nas ações excêntricas (PEAKE; NOSAKA; SUZUKI, 2005). Isto é, quando colocamos uma carga superior à força que o músculo pode suportar, ainda que as unidades contráteis sejam exigidas ao máximo durante a ação dinâmica, parte da tensão gerada pela carga é dissipada para o tecido conjuntivo. Esta sobrecarga recai sobre a titina, cuja função é posicionar o filamento de miosina para manter o espaçamento igual entre os filamentos de actina. Veja a Figura 6. 11Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica Figura 6. Acúmulo de CPK nas ações concêntrica e excêntrica. Fonte: Adaptada de Knuttgen (1986). CP K –2 –1 0 1 2 3 4 0 Dias 100 150 200 250 300 350 400 450 Concêntrico Excêntrico A carga sobre o tecido conjuntivo e muscular gera o rompimento de células e o extravasamento do líquido intracelular. Como consequência, se observa um aumento considerável no nível de proteínas no plasma. Entre elas, contamos a CPK (creatinofosfoquinase), a troponina, a mioglobina e a cadeia pesada de miosina. Todas são estruturas que estão presentes nos músculos, porém, após o processo de microlesão do tecido muscular, ocorre seu extravasamento para o sangue. Por isso, são também chamadas de marcadores de dano ou lesão muscular. Após o treinamento com ações excêntricas, os níveis destas enzimas se encontram muito mais altos do que depois de exercícios com ações concên- tricas. Logo, verificamos que as primeiras promovem maior dano muscular. As ações excêntricas provocam dano muscular maior do que as concên- tricas ou isométricas, resultando em mudanças estruturais na arquitetura dos músculos esqueléticos (PEAKE; NOSAKA; SUZUKI, 2005). Esses danos, causadospelos movimentos excêntricos, estão relacionados à dor muscular tardia, causando um desconforto que aumenta 24 horas após o fim da sessão de treinamento e pode persistir por 10 dias, prejudicando a microcirculação sanguínea dos capilares musculares (CLARKSON; NOSAKA; BRAUN, Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica12 1992). Os danos musculares ainda estão associados ao aumento da pressão intramuscular (FRIDÉN; SFAKIANOS; HARGENS, 1986); inflamação; edema (CLARKSON; SAYERS, 1999); inchaço (SORICHTER et al., 2001); descon- forto no local da lesão e em pontos de inserção do tendão (MACINTYRE; REID; MCKENZIE, 1995), além de mudança na resposta aferente originada do fuso muscular, órgão tendinoso de Golgi (KOMI, 2000). A alteração fisiológica mais notável provocada pelos exercícios isométricos, comparados aos outros tipos, é a compressão que os músculos contraídos de forma estática exercem sobre os vasos sanguíneos periféricos, comprometendo o aporte sanguíneo e o suprimento de oxigênio para o tecido muscular. Com isso, ocorre um aumento ligeiro da frequência cardíaca, acompanhando a necessidade de consumo de oxigênio. Para suprir essa necessidade, ocorre um aumento do débito cardíaco que, com a resistência oferecida pelos vasos sanguíneos periféricos, resulta em uma elevação substancial da pressão arterial sistólica e diastólica (GANDEVIA; HOBBS, 1990). Certamente, as alterações que ocorrem com as contrações isométricas dependem da porcentagem de contração voluntária máxima, do tempo de contração e do grupo muscular en- volvido (MOTA et al., 2008). Cabe ressaltar que a verificação dessas alterações fisiológicas agudas proporcionou estudos recentes que apontam o treinamento isométrico como gerador de melhor resposta no controle da pressão arterial Como vimos, as ações musculares podem ser classificadas em isotônicas (concêntrica e excêntrica) ou isométricas. As contrações musculares concên- tricas são aquelas em que a força produzida pelo músculo supera as ações gravitacionais produzidas por uma carga, causando encurtando do músculo. Nas ações excêntricas, ainda que a força seja produzida, as fibras contráteis cedem à ação gravitacional, ocasionando um alongamento muscular. Nas ações isométricas, as unidades contráteis tendem a se manter imóveis, resultando na estabilização muscular, sem encurtamento ou estiramento. Cada uma destas contrações produz alterações fisiológicas específicas. Além destes tipos de contrações, existem outros, menos comuns nas atividades do dia a dia e pouco discutidos na literatura, que vamos buscar relacionar com alguns exercícios na próxima sessão. Diferentes tipos de contração muscular nos exercícios físicos em geral As contrações concêntricas, excêntricas e isométricas são as principais envol- vidas na maioria dos exercícios físicos. No entanto, além dessas classificações, 13Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica podemos encontrar as contrações isocinéticas e as auxotônicas. Nesta seção, vamos apresentar alguns exercícios onde elas ocorrem. Contrações concêntrica e excêntrica As contrações isotônicas (ou dinâmicas) são as mais comuns no nosso dia a dia e nos exercícios físicos (ZILIO, 2005). Nessa categoria, encontram-se as contrações concêntricas e excêntricas, que estão relacionadas, respectivamente ao vencimento ou à cedência à força gravitacional. São as mais comuns, pois acontecem em exercícios corriqueiros e que dispensam equipamentos (embora possam ser também realizados com eles). Podemos tomar como exemplos o agachamento, as flexões de cotovelo, o supino e a rosca bíceps, além de ati- vidades cotidianas, como subir e descer uma escada, sentar e levantar. Estão também em movimentos esportivos como o chute e o arremesso, entre outros. Nesses exercícios, quando estamos superando as forças externas, temos uma fase concêntrica. Quando estamos cedendo de maneira controlada à gravidade, temos a fase excêntrica. Para entender melhor, imagine que alguém está executando o exercício de agacha- mento, que consiste em duas fases. Na primeira, o corpo se desloca para baixo, com a flexão dos joelhos e do quadril, entre outros movimentos acessórios. Na segunda, desloca-se para cima e retorna à posição inicial, por meio da extensão dos joelhos e do quadril. Obviamente, a força gravitacional atrai nossos corpos em direção ao solo. Logo, quando flexionamos os joelhos e o quadril, temos a fase excêntrica, em que os músculos envolvidos no exercício estão contraindo e gerando força enquanto são alongados. Quando subimos, temos a fase concêntrica, em que acontece a extensão das articulações do joelho e do quadril. Os músculos estão contraindo e gerando força, mas agora sendo encurtados. Contrações isométricas As contrações isométricas (ou estáticas) consistem na manutenção de deter- minada posição a partir da contração muscular (ZILIO, 2005). Assim, como as contrações isotônicas, elas podem ser desempenhadas usando apenas a Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica14 carga do próprio corpo ou com o uso de equipamentos específicos (Figura 7). Nesses exercícios, o comprimento do músculo não aumenta nem diminui, mantendo o ângulo das articulações estáveis. A tensão muscular é proporcional à demanda necessária para se manter na posição. Eles podem ser realizados no solo, trabalhando as diferentes posições e ângulos articulares; em barras fixas, mantendo a sustentação aérea do corpo e também através de pesos e aparelhos de musculação. Esses, geralmente são utilizados em exercícios dinâmicos mas, nesse caso, são executados mantendo-se estável determinada angulação articular. Em situações cotidianas, essas contrações podem ser percebidas quando a contração se estende ao longo de um período sem que se movimentem as articulações envolvidas. É o que acontece quando carregamos uma sacola de compras em um mercado: os músculos flexores da mão e dos dedos apresentam uma contração isométrica. Figura 7. Exemplo de contração isométrica: prancha abdominal. Fonte: g-stockstudio/Shutterstock.com. Contrações isocinéticas As contrações isocinéticas geralmente exigem o uso de aparelhos específicos, como o dinamômetro isocinético (ZILIO, 2005). Esse tipo de exercício físico, pouco comum no treinamento de rendimento, é mais empregado em programas de reabilitação e em centros de pesquisa científica (Figura 8). Como o nome 15Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica sugere, o dinamômetro isocinético tem a função de limitar a velocidade da angulação articular. Ou seja, não importa quanta força um sujeito empregue, com o uso de um dinamômetro isocinético, seus movimentos articulares serão limitados. O limite de velocidade é programado previamente, definindo a velocidade angular, que geralmente é expressa em graus por segundo (º/s). Vários exercícios podem ser executados nestes equipamentos, sendo mais comuns aqueles que envolvem a flexão plantar, a dorsiflexão, a flexão e a extensão de joelhos e de quadril. Figura 8. Avaliação dos movimentos de inversão e eversão de tornozelo no dinamômetro isocinético. Fonte: Barbanera et al. (2012, p. 113). Contrações auxotônicas As contrações auxotônicas são pouco referidas na literatura. No entanto, as formas mais recentes de treinamento as têm trazido à tona. De modo geral, podemos caracterizá-las como uma variação de tensão durante a execução de um ou mais movimentos (ZILIO, 2005). Os exercícios de contração auxotônica são executados utilizando bandas, fitas e cordas elásticas em que o praticante, Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica16 quando estende uma banda elástica, por exemplo, faz com que ela aumente sua tensão e, consequentemente, cresça a exigência do movimento e a força produzida pelos músculos envolvidos. Podem ser vinculadas a muitos tipos de movimento, tais como as flexões e extensões de quadril, de cotovelo, de ombro e de tornozelo (Figura 9). Figura 9. Flexão de cotovelos combanda elástica. Fonte: Menzl Guenter/Shutterstock.com. Como vimos, os movimentos são bastante complexos. Podem ocorrer em ações voluntárias e involuntárias, como os movimentos reflexos. Em qualquer caso, o sistema nervoso e as unidades motoras exercem papel essencial na contração muscular. Ou seja, o movimento é uma integração de diversos sistemas e produz alterações fisiológicas no corpo humano. Conhecer estas 17Ação muscular: concêntrica, excêntrica e isométrica integrações e as diferentes formas de executar movimentos, assim como as suas implicações, é fundamental para que o profissional de educação física consiga identificar as necessidades e potencialidades de cada um dos indivíduos com quem vai trabalhar. BARBANERA, M. et al. Avaliação do torque de resistência passiva em atletas femininas com entorse de tornozelo. Revista Brasileira de Medicina do Esporte, v. 18, n. 2, p. 112- 116, 2012. CLARKSON, P. M.; NOSAKA, K.; BRAUN, B. Muscle function after exercise-induced mus- cle damage and rapid adaptation. Medicine and Science in Sports and Exercise, v. 24, p. 512-520, 1992. CLARKSON, P. M.; SAYERS, S. P. Etiology of exercise-induced muscle damage. Canadian Journal of Applied Physiology, v. 24, p. 234-248, 1999. FLECK, S. J.; KRAEMER. W. J. Fundamentos do treinamento de força muscular. 4. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. FRIDÉN, J.; SFAKIANOS, P. N.; HARGENS, A. R. 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Na Biblioteca Virtual da Instituição, você encontra a obra na íntegra. Conteúdo: Dica do professor O corpo humano é composto por centenas de músculos esqueléticos. Cada um deles, por sua vez, é composto por inúmeras fibras musculares. No entanto, nem todas as fibras são iguais. Na Dica a seguir, você conhecerá um pouco mais sobre as características das fibras de contração rápida e contração lenta. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://fast.player.liquidplatform.com/pApiv2/embed/cee29914fad5b594d8f5918df1e801fd/5696a8965d8e4bec45c7672616670c2a Exercícios 1) Em relação aos processos neurofisiológicos da contração muscular, analise as alternativas abaixo e assinale a correta. A) As unidades motoras maiores são responsáveis pelo controle muscular acurado, como aqueles presentes nas mãos e nos olhos, por exemplo. B) Os íons de cálcio apresentam papel fundamental na contração muscular. C) A contração muscular envolve uma série de estruturas físicas. No entanto, não necessita de moléculas de ATP para ocorrer. D) A união entre as cabeças de miosina e os sítios de actina são conhecidos por unidades motoras. E) O principal neurotransmissor para a contração muscular se encontra armazenado nas cabeças de miosina. 2) Os tipos de movimentos mais comuns são os isotônicos, podendo ser classificados em contrações concêntricas e excêntricas. Esses dois tipos de ação promovem alterações fisiológicas distintas quando presentes em exercícios de alta intensidade. Assinale a alternativa que apresenta uma dessas diferenças. A) As contrações concêntricas promovem mais danos musculares do que as excêntricas, pois os exercícios são realizados em menor velocidade. B) As contrações excêntricas promovem mais danos na estrutura muscular, uma vez que a tensão gerada pela carga é dissipada para o tecido conjuntivo. C) A dor muscular tardia é uma característica das contrações concêntricas, ocorrendo antes do treinamento. D) Os exercícios de contrações concêntricas promovem uma produção maior de creatinofosfoquinase, um indicador de hipertrofia muscular. E) A produção de lactato superior em exercícios de contração excêntrica sugere que os praticantes desses tipos de exercícios sentirão mais dor após o treinamento. 3) Os movimentos fazem parte do cotidiano de praticamente todas as pessoas, sendo possível classificá-los quanto ao tipo de contração. Assinale a alternativa que apresenta um exemplo de movimento cujas contrações dos músculos agonistas são do tipo excêntricas. A) Subir o degrau de uma escada. B) Sentar-se em uma cadeira. C) Chutar uma bola em uma partida de futebol. D) Realizar os movimentos de braço para acenar a alguém. E) Realizar os movimentos necessários para varrer uma sala. 4) As contrações isométricas consistem em manter a contração muscular, sustentando uma carga, sem mover as articulações. Esse tipo específico de contração desenvolve algumas respostas fisiológicas características. Assinale a alternativa que apresenta uma das alterações fisiológicas típicas da contração isométrica. A) Na contração isométrica, as contrações dos músculos exercem uma compressão sobre os vasos sanguíneos periféricos, comprometendo o aporte sanguíneo e o suprimento de oxigênio para o tecido muscular. B) A contração isométrica sempre ocorre em alta intensidade, desencadeando uma produção muito alta de lactato. C) O principal efeito fisiológico que as contrações isométricas geram é a dor muscular tardia, provocada pelo rompimento das células musculares.D) As respostas fisiológicas agudas do treinamento isométrico são pouco evidentes nas contrações isométricas. E) Como efeito da tensão gerada durante as contrações isométricas em baixa intensidade está a grande produção de enzimas plasmáticas como a troponina, a mioglobina e a cadeia pesada de miosina. Existem diversos tipos de contrações musculares, como as que são mais comuns ao dia a dia e aquelas em que um equipamento específico é exigido para executá-las. 5) Assinale a alternativa que apresenta uma situação de tipo de contração auxotônica. A) As contrações auxotônicas consistem em realizar um movimento sobre uma carga, vencendo as forças exercidas pela gravidade. B) Os exercícios realizados em dinamômetros que controlam a velocidade angular das articulações são um exemplo de contrações auxotônicas. C) Os treinamentos suspensos geralmente são realizados com contrações auxotônicas, uma vez que o corpo permanece sustentado de modo a não mover as articulações na maioria dos exercícios. D) Diz-se que uma contração é do tipo auxotônica quando o movimento realizado enfrenta uma carga que varia, como no uso de bandas elásticas, por exemplo. E) As contrações auxotônicas consistem em realizar um movimento sobre uma carga, cedendo às forças exercidas pela gravidade. Na prática O isostretching é uma modalidade de exercício físico cujos objetivos são fortalecer e flexibilizar a musculatura por meio de movimentos isométricos. O exemplo a seguir mostra uma profissional entusiasta dessa modalidade, que buscou oferecer uma intervenção com idosos de uma clínica de sua cidade. Conteúdo interativo disponível na plataforma de ensino! Saiba + Para ampliar o seu conhecimento a respeito desse assunto, veja abaixo as sugestões do professor: Aula 15 - Contração Muscular Assista uma videoaula sobre os principais aspectos da contração muscular. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Aula 12 - Controle Motor (Voluntário e Automático) No vídeo a seguir, você conhecerá os princípios históricos e neurofisiológicos do controle motor voluntário e automático. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. Aula 13 - Reflexos Neuromusculares Veja no vídeo os principais reflexos neuromusculares e suas relações com o exercício, desde seus órgãos sensoriais até a sua ação motora. Aponte a câmera para o código e acesse o link do conteúdo ou clique no código para acessar. https://www.youtube.com/embed/iqUl3nOPxFA https://www.youtube.com/embed/8sUFErex64E https://www.youtube.com/embed/8HVoezqwAJc