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BIOMECÂNICA DO
SISTEMA MUSCULAR
ASPECTOS BIOMECÂNICOS DO SISTEMA
MUSCULAR
• Introdução à estrutura e função do sistema
muscular
• Ações musculares e regulação do movimento
• Fatores biomecânicos no desenvolvimento de força
• Fatores neuromusculares no desenvolvimento de
força
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MÚSCULO
• Todo movimento humano é gerado pela ação de um
músculo
• O músculo é o único tecido do corpo humano capaz de
produzir força, i.e., biomecanicamente, o músculo é a
única estrutura ativa do corpo
MÚSCULOS DO CORPO
(40% a 45% massa corporal)
• Liso: involuntário (paredes de vasos sangüíneos e de
órgãos internos)
• Cardíaco: involuntário, estriado (músculo do coração)
• Esquelético: voluntário, estriado, ligam-se ao esqueleto
(cerca de 215 pares)
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MÚSCULOS DO CORPO
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Os principais grupos musculares no corpo humano
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Esquema da
estrutura
muscular
Estrutura e função do músculo esquelético
• O m. Inteiro é geralmente envolvido por uma fáscia e uma camada
de tecido conectivo conhecido como epimísio.
• A próxima estrutura menor é o fascículo, que consiste de fibras
musculares envoltas por uma camada de tecido conectivo chamada
perimísio.
• As fibras musculares contém estruturas menores = miofibrilas.
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Estrutura e função do músculo esquelético
• Miofibrilas são formadas por unidades ainda menores = sarcômeros,
as unidades contráteis do m. esquelético. (miosina - filamento
espesso, actina - filamento fino).
• A fibra muscular (50 µm diam., 10 cm comp.) é uma célula muscular
individual envolta pelo endomísio, outro tecido conectivo que envolve
as fibras dentro do fascículo.
Estrutura Muscular
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A UNIDADE MOTORA
• A coordenação da contração de todas as fibras é feita
através de uma subdivisão em unidades funcionais - as
unidades motoras.
• A unidade motora consiste de um nervo motor, com seu
corpo nervoso e núcleo localizado na matéria cinza da
“medula espinhal” e forma um longo axônio até os
músculos, onde se ramifica e inerva muitas fibras.
Esquema da
Unidade
Motora
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Excitação e Contração
• Quando uma unidade motora é ativada, impulsos (potenciais de ação)
viajam pelo axônio e são distribuídos ao mesmo tempo por todas as
fibras na unidade motora.
• A excitação do nervo é transferida pela sinapse para a membrana da
fibra muscular.
• A união do nervo motor com a fibra muscular é chamada de junção
neuromuscular ou placa motora.
ELETROMIOGRAFIA
• O impulso elétrico que atravessa a placa ou junção pode
ser registrado, e é a base da eletromiografia.
• EMG é o registro da atividade elétrica associada à
contração muscular.
• A eletromiografia é um importante método de medição para
a biomecânica.
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ELETROMIOGRAFIA
Tipos
de
Fibras
Musculares
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FIBRAS MUSCULARES
CLASSIFICAÇÃO DAS FIBRAS
SISTEMA 1 contração lenta contração rápida
a
contração rápida
b
SISTEMA 2 Tipo I Tipo IIa Tipo IIb
SISTEMA 3 SO FOG FG
velocidade de
contração
lenta rápida rápida
resistência à
fadiga
alta moderada baixa
força da unidade
motora
baixa alta alta
capacidade
oxidativa
alta média baixa
capacidade
glicolítica
baixa alta maia alta
CICLO DE PONTES CRUZADAS
No músculo, a força é gerada pela ação de bilhões de cabeças de
miosina interagindo com actina, movendo-se, desligando-se,
interagindo com outra actina e assim por diante.
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Tensão isométrica desenvolvida por uma
fibra muscular
Tensão isométrica desenvolvida por três
tipos de fibras musculares
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PRINCÍPIO DO TAMANHO
As fibras musculares são recrutadas numa ordem
crescente de tamanho, por que fibras maiores apresentam
maior limiar de excitação.
 TAMANHO DA FIBRA
×Ø
TIPO DE FIBRA
PRINCÍPIO DO TAMANHO
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Recrutamento
das UMs em
função da
demanda da
tarefa
REGULAÇÃO DA FORÇA MUSCULAR
A regulação da força muscular é dependente de:
• Número de unidades motoras recrutadas
• Freqüência de disparos
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Recrutamento
das UMs
em função do
tipo de fibra
Freqüência de
disparo
e
Tensão muscular
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FORÇA MUSCULAR
• Fatores que interferem na produção de força por um
músculo:
• Comprimento do sarcômero
• Comprimento do músculo
• Velocidade do movimento
• Temperatura corpo
• Tipo de músculo - área de secção transversa /penação
• Adaptações neurais
• Ângulo articular no movimento
Relação força e comprimento do sarcômero
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Relação Força e comprimento do músculo
Relação força e velocidade de contração
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Relação Força e velocidade de contração
Relação Força e Temperatura
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Relação Força e área de secção transversa
Sobrecarga muscular crônica
Ø
Hipertrofia
Ø
Ganho de força
Capacidade do músculo produzir F é proporcional
à sua área de secção transversa (28 a 90 N/cm2)
Arquitetura do músculo esquelético
Ângulo de penação
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ARQUITETURA MUSCULAR
Fibras paralelas Ö Amplitude de Movimento Ö velocidade
 (sartório, reto abdominal, bíceps do braço)
Fibras oblíquas Ö < F efetiva para movimentar grandes
amplitudes Ö Mais fibras por unidade de áreaÖ força
(tibial posterior, reto coxa, deltóide)
Quanto > ângulo < F total, independentemente da F das fibras
ADAPTAÇÃO NEURAL E MUSCULAR
DURANTE O TREINAMENTO DE RESISTÊNCIA
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Adaptação mecânica
do tecido muscular
 ao
 exercício