bio coluna

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Biomecânica Aplicada 
Coluna vertebral 
Característica e funções 
 Sustentação  cabeça 
 Rigidez 
 Proteção  medula espinhal 
 Ponto de fixação para as costelas e os 
músculos do dorso 
 Mobilidade 
◦ Movimento nos três planos 
Características e funções 
Características e funções 
A coluna vertebral é formada por um conjunto de 
33 vértebras, sendo: 
 7 vértebras cervicais (C1-C7) e localizam-se na 
região superior da coluna. 
 12 vértebras torácicas (T1-T12) e localizam-se 
na região dorsal da coluna. 
 5 vértebras lombares (L1-L5) e localizam-se na 
região lombar da coluna. 
 5 vértebras sacras (S1-S5) fundidas que formam o 
osso sacro. 
 4 vértebras coccígeas fundidas que formam a 
parte inferior da coluna cóccix. 
 
Características e funções 
Unidade funcional da coluna: 
 Segmento móvel 
◦ 2 vértebras adjacentes 
◦ Tecidos moles 
Disco 
 Entre as vértebras, a partir da segunda vértebras (áxis) 
até o sacro, há discos intervertebrais. 
 Permitem movimentos da coluna vertebral absorvem 
choque vertical 
 
Disco 
 Reduzir as forças para baixo 
 Reduzir os outros impactos na coluna 
vertebral. 
 O disco rompe numa pressão de cerca de 
107 Pa (100 atmosferas). 
Comportamento da coluna vertebral 
 O comprimento da coluna vertebral pode 
encurtar o seu comprimento normal de 
cerca de 0,7 cm de até 1,5 cm durante o 
curso de um dia ativo. 
 Não é permanente e o comprimento é 
restabelecido durante o sono noturno. 
 A coluna vertebral encolhe 
permanentemente com a idade devido. 
As vértebras 
Características e funções 
Os Elementos básicos: 
1. CORPO: É a maior parte da vértebra. É único e mediano e está voltado 
para frente é representado por um segmento cilindro, apresentando uma 
face superior e outra inferior. 
FUNÇÃO: Sustentação. 
2. PROCESSO ESPINHOSO: É a parte do arco ósseo que se situa 
medialmente e posteriormente. 
 FUNÇÃO: Movimentação. 
3. PROCESSO TRANSVERSO: São 2 prolongamento laterais, direito e 
esquerdo, que se projetam transversalmente de cada lado do ponto de 
união do pedículo com a lâmina. 
 FUNÇÃO: Movimentação. 
4. PROCESSOS ARTICULARES: São em número de quatro, dois 
superiores e dois inferiores. São saliências que se destinam à articulação 
das vértebras entre si. 
 FUNÇÃO: Obstrução. 
Características e funções 
5. LÂMINAS: São duas lâminas, uma direita e outra 
esquerda, que ligam o processo espinhoso ao 
processo transverso. 
 FUNÇÃO: Proteção. 
 
6. PEDÍCULOS: São partes mais estreitadas, que ligam 
o processo transverso ao corpo vertebral. 
 FUNÇÃO: Proteção. 
 
7. FORAME VERTEBRAL: Situado posteriormente 
ao corpo e limitado lateral e posteriormente pelo 
arco ósseo. 
 FUNÇÃO: Proteção 
Vértebra Cervical 
 Apresenta um forame no processo transverso 
chamado forame transverso ou forame da 
artéria vertebral. 
 
NETTER, Frank H.. Atlas de Anatomia Humana. 
2ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. 
Vértebra Torácica 
 Apresenta uma faceta articular para as 
costelas (fóvea costal). 
NETTER, Frank H.. Atlas de Anatomia Humana. 
2ed. Porto Alegre: Artmed, 2000. 
Vértebra Lombar 
 Apresenta um processo transverso bem desenvolvido 
chamado apêndice costiforme. Pode ser diferenciado 
também por não apresentar forame no processo 
transverso e nem a fóvea costal. 
 O sacro é formado pela união de cinco vértebras sacrais e o cóccix é 
formado pela união de quatro vértebras coccígeas. 
Canal sacral 
Forame sacral 
posterior 
Promontório sacral 
Forame sacral 
anterior 
Sacro e Cóccix 
Caixa torácica 
costelas 
Corpo das 
vértebras torácicas 
 Tórax 
Manúbrio (manubrium = manivela)- articula-se com as clavículas e 
com a primeira e segunda costelas manúbrio. 
Corpo – porção superior. Articula-se direta ou indiretamente com a 
segunda a décima costelas corpo 
Processo xifóide - a porção inferior e menor. Fornece fixação para 
alguns músculos abdominais. 
Esterno 
Costelas 
 Doze pares de costelas compõem os lados da cavidade torácica 
costelas. 
 As costelas que se articulam diretamente com o esterno por uma 
faixa de cartilagem hialina, denominada cartilagem costal. Estas são 
cartilagens verdadeiras costelas vertadeiras. 
 Os cinco pares restantes são costelas falsas falsas. 
 A décima primeira e décima segunda são consideradas costelas 
flutuantes flutuantes. 
Curvaturas da Coluna Vertebral 
VISTA LATERAL 
 CERVICAL 
◦ Convexa ventralmente – LORDOSE. 
 TORÁCICA 
◦ Côncava ventralmente – CIFOSE. 
 LOMBAR 
◦ Convexa ventralmente – LORDOSE. 
 PÉLVICA 
◦ Côncava ventralmente – CIFOSE. 
 
Curvaturas aumentadas: 
 HIPERCIFOSE (Região dorsal e pélvica) 
 HIPERLORDOSE (Região cervical e lombar). 
 
Patologias 
Figura 2.22 – Esquema das condições anormais da coluna vertebral (a) lordose (b) cifose (c) escoliose (d) condição normal da coluna. 
Adaptado de A Guide to Physical Examination, B. Bates, J.P. Lippincott, Philadelphia, PA, pp. 261-262, (1974) 
Figura – 
Esquema das condições 
anormais da coluna 
vertebral 
(a) lordose 
(b) cifose 
(c) escoliose 
e (d) condição normal da 
coluna. 
Adaptado de A Guide to Physical 
Examination, B. Bates, J.P. 
Lippincott, Philadelphia, PA, pp. 
261-262, (1974) 
Normalmente o ângulo lombossacral é 
cerca de 30º. 
Curvaturas da Coluna Vertebral 
Vista anterior ou posterior 
 ESCOLIOSE: 
É uma patologia multifatorial: 
 situações compensatórias, 
 congênitas, 
 neuromusculares, por 
 posturas antálgicas ou 
 posturas idiopáticas. 
◦ É uma afecção de crescimento e atinge mais 
de 20% da população infantil. 
 
 
Curvaturas da Coluna Vertebral 
 Denomina-se as escolioses pelo seu lado 
convexo (Knoplich, J. 2003) 
 
 
Curvaturas da Coluna Vertebral 
Medula 
Medula 
Disco 
Intervertebral 
MOVIMENTOS DA 
COLUNA 
Biomecânica da coluna vertebral 
Pontos 
Antropométricos 
Plano sagital 
FLEXÃO 
Plano sagital 
EXTENSÃO 
Plano Frontal 
FLEXÃO 
LATERAL 
ESQUERDA 
FLEXÃO 
LATERAL 
DIREITA 
Plano Transverso 
ROTAÇÃO 
CARGAS 
Biomecânica da coluna vertebral 
Pressões no o 3º disco lombar conforme a 
posição do corpo (KNOPLICH, 1982) 
 Homem 70 quilos 
Alterações 
da coluna a 
partir de 
posturas 
assumidas 
Pressão nos discos 
Curvatura inclinada 
para frente (cifose) 
 
Posição neutra 
 
Curvatura inclinada 
para trás (lordose) 
 
RECOMENDAÇÕES ERGONÔMICAS PARA 
POSTURA SENTADA 
 Estando sentado, a inclinação do tronco para 
frente acarreta tendência de queda de todo o 
corpo, devido à ação da gravidade. Para 
equilibrar este esforço, e manter o tronco na 
posição ereta, os músculos paravertebrais 
desenvolverão uma contração estática; como 
os músculos paravertebrais estão firmemente 
fixados nos corpos vertebrais, esta contração 
muscular resulta em aumento da pressão 
nos discos lombares. 
 
RECOMENDAÇÕES ERGONÔMICAS PARA 
POSTURA SENTADA 
Cargas imposta a Coluna 
 Mecanismo de lesão por Compressão-
Flexão: 
◦ Resulta da aplicação de uma força na cabeça, 
no seu quadrante ântero-superior, quando 
esta se encontra fletida. 
 
 
Lesão 
Tipos de solicitações mecânicas 
Sobrecarga mecânica sobre o corpo 
humano 
As forças se propagam pelo corpo 
Forças iguais em áreas diferentes 
provocam pressões diferentes 
A área davértebra aumenta 
para suportar 
mais peso 
Áreas da Mecânica Aplicada 
- Mecânica dos corpos rígidos 
- Estática 
- Dinâmica 
- Cinemática 
- Cinética 
- Mecânica dos corpos deformáveis 
- Mecânica dos fluidos 
Relação entre força e deformação 
Mesma força, mas comprimentos 
diferentes 
0


Strain (ε): mudança de comprimento dividido pelo 
comprimento inicial do corpo 
Mesma força, mas áreas diferentes 
Stress (): força aplicada dividida pela 
área do corpo 
A
F

Diagrama stress-strain (-) 
Módulo de elasticidade ou módulo de 
Young (E) 
A inclinação da curva (-) de um material é 
conhecida como módulo de elasticidade ou 
módulo de Young (E) e mede a rigidez do 
material. 
 
 
 E
Três corpos feitos do mesmo material mas 
com geometrias diferentes 
Relação força-
deformação 
Relação stress-strain 
Diagrama stress-strain 
Marco Angelo - Biomecânica 56 
CINÉTICA - Carga 
 
 
Torque na articulação vertebral L5-S1 
criado pelos segmentos corporais e pela 
carga: 
 
Forças (causas) que deram origem ao 
movimento. 
T = (328 N)(0,10 m) + (81 N)(0,2 m) + (58 N)(0,25 m) + (111 N)(0,4 m) = 107,9 Nm 
Tronco Braço Cabeça Caixa 
Cargas 
Se este torque for dividido por 6 cm (o braço de momento do 
músculo indicado na figura), a força que este músculo 
desenvolve é aproximadamente 1800 N (peso de uma massa de 
180 kg). 
T = 107,9 Nm / 0,06 m = 1798,333 N / 9,8 = 183,5034013 kg 
Cargas Se você precisa estender os braços 
para segurar algum objeto, sua coluna 
suprtará? 
 
T= (20 lb x 20 in) = 400 lb ou 
Levantamento de peso: 
(a) Esquema das forças 
usadas. (b) A força 
onde T é uma 
aproximação para 
todos as forças 
musculares e R é a 
força resultante na 
Quinta vértebra lombar 
(L5). Note que a força 
de reação R na Quinta 
vértebra lombar é 
grande. (Adaptado de L. A. 
Strait, V. T. Inman, e H. J. Ralston, 
Amer. J. Phys., 15, 1947, pp. 377-
378). 
 Figura Pressão na coluna vertebral. 
Figura (a) 
(A) -A pressão no terceiro disco 
lombar para um sujeito de pé, 
(B) de pé segurando 20 kg, 
 (C) erguendo 20 kg corretamente 
dobrando os joelhos e 
 (D) levantando 20 kg incorretamente 
sem dobrar os joelhos. 
Figura (b) pressão instantânea no 
terceiro disco lombar enquanto 
está se erguendo 20 kg 
corretamente e incorretamente. 
Note a pressão de pico muito 
maior durante o levantamento 
incorreto. 
 
(Adaptado de A. Nachemson and G. Elfstrom, Scand. J. Rehab. Med., Suppl. 1, 1970, 
pp. 21-22.) 
Então?