Biomecanica Muscular

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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
MÚSCULO
 Todo movimento humano, do piscar de olhos à 
corrida de um maratonista, é gerado pela ação 
de um músculo
 O músculo é o único tecido do corpo humano 
capaz de produzir força, biomecanicamente, 
o músculo é a única estrutura ativa do 
corpo
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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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Estrutura
Muscular
O músculo é
compartimentalizado 
por uma série de
membranas do
tecido conjuntivo
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TECIDOS
CONJUNTIVOS
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TECIDOS CONJUNTIVOS
UNIDADE 
ESTRUTURAL 
TECIDO CONJUNTIVO 
Fibra ou Célula 
Muscular 
Endomísio 
Feixe Muscular 
(Fascículo) 
Perimísio 
Músculo Inteiro Epimísio 
 
 
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ULTRA ESTRUTURA DO
MÚSCULO ESQUELÉTICO
FIBRA MIOFIBRILAS MIOFILAMENTOS
85%
ACTINA
MIOSINA
OUTRAS 
PROTEÍNAS
Tropomiosina
Troponina
(Apresentação Vídeo)
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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. Envolvendo as miofibrilas há o citoplasma da
célula muscular = sarcoplasma (túbulos T).
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 m diam., 10 cm comp.) é uma célula
muscular individual envolta pelo endomísio, outro tecido
conectivo que envolve as fibras dentro do fascículo.
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Ca++
Propagaç
ão do 
impulso 
nervoso
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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 - o registro da 
atividade elétrica associada à contração muscular, sendo o 
sinal captado, chamado sinal EMG.
 A eletromiografia é um importante método de medição para 
a biomecânica.
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Tipos de Fibras
 Fibra de contração rápida
 Atinge o pico de tensão com relativa rapidez
 Maior diâmetro em relação as fibras CL
 maior concentração de miosina-ATPase.
 Magnitude mais alta de torque e de potência 
 Fibra de contração lenta
Atinge o pico de tensão com relativa lentidão
FIBRAS MUSCULARES
CLASSIFICAÇÃO DAS FIBRAS
SISTEMA 1 contração lenta contração rápida 
a
contração rápida 
b
SISTEMA 2 Tipo I Tipo IIa Tipo IIb
Ritmo de fadiga lenta rápida rápida
Diâmetro alta moderada baixa
Concentração 
de ATPase
baixa alta alta
Concentração 
de mitocôndrias
alta média baixa
Concentração 
de ensimas 
glicolíticas
baixa alta maia alta
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Ação muscular: o estado da atividade muscular
Exercício Ação Muscular Comprimento Relação FI-FE
ESTÁTICO ISOMÉTRICA CONSTANTE FI = FE
DINÂMICO CONCÊNTRICA ENCURTA FI > FE
DINÂMICO EXCÊNTRICA ALONGA FI < FE
DINÂMICO
ISOCINËTICO
CONCÊNTRICA 
ou EXCÊNTRICA
ENCURTA ou 
ALONGA
FI = FE
Fi = força interna desenvolvida pelo músculo. 
FE = força externa sobre o músculo.
Regulação do movimento
• Agonista: Músculo principal na contração muscular. 
Agonista primário e acessório.
Ex.: Na flexão do cotovelo, o m. braquial e o m. 
bíceps braquial são agonistas primários, 
o m. braquiorradial, m. extensor radial longo 
do carpo e o m. pronador redondo são 
agonistas acessórios.
Antagonista: Músculo que oferece resistência à 
contração muscular. opõe-se a um 
movimento. Gera torque em oposição 
àquele gerado pelo agonista.
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Regulação do movimento
• Estabilizador: Estabiliza uma articulação para 
realizar o movimento de outra articulação. Ex.: o m. 
rombóide fixa a escápula para movimentar somente 
o braço.
• Neutralizador: Evita a ação indesejada quando um 
m. agonista realiza o movimento. Ex.: O m. bíceps 
braquial produz tanto flexão do cotovelo quanto 
supinação do antebraço. Se apenas a flexão do 
cotovelo é desejada o m. pronador redondo age 
como neutralizador na supinação do antebraço.
Estabilizador e Neutralizador
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Coordenação do movimento
Sinergia muscular
 Ligações entre estruturas neuro-músculo-
esqueléticas antômica e funcionalmente 
independentes que atuam de forma 
cooperativa como uma unidade. 
(BERNSTEIN, 1967)
Arquitetura do músculo esquelético
Ângulo de penação: ângulo entre o arranjo das fibras 
musculares e o eixo longitudinal do músculo (paralelas ou 
oblíquas)
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ARQUITETURA MUSCULAR
 Fibras paralelas : Padrão das fibras dentro de músculo 
no qual as fibras são aproximadamente paralelas ao eixo 
longitudinal do músculo.
 Amplitude de Movimento  velocidade (sartório, 
reto abdominal, bíceps braquial)
 Fibras oblíquas : Padrão das fibras dentro de músculo 
com as fibras curtas inserindo-se em um ou mais 
tendões.
 Mais fibras por unidade de área força (tibial 
posterior, reto femoral, deltóide)
Quanto > ângulo < F total,
independentemente da F das fibras
Fibras Oblíquas - < F efetiva para movimentar 
grandes amplitudes, mas como > # fibras por unidade 
de volume, pode gerar mais Força
• Fibras paralelas • Fibras Oblíquas
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Componentes e Propriedade do Músculo
• EXTENSIBILIDADE
Extensibilidade é a capacidade do músculo de ser 
estirado ou de aumentar de comprimento. 
• ELASTICIDADE
É a capacidade do músculo voltar ao comprimento 
normal de repouso após um estiramento e tornar 
possível a transmissão uniforme da tensão do músculo 
ao osso 
Componentes e Propriedade do Músculo
• IRRITABILIDADE
Capacidade de responder a um estímulo
• Capacidade de desenvolver tensão
Característica comportamental específica do 
tecido muscular (contração ou componente 
contrátil da função muscular)
• CONTRATILIDADE
Capacidade de diminuir de comprimento
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Comportamento Elástico do Músculos
• Componente elástico em paralelo (CEP)
Propriedade ela elástica passiva do músculo 
derivada das membranas muscularesFornece resistência. 
• Componente elástico em série
Propriedade elástica passiva do músculo 
derivada dos tendões, atuando como uma mola 
armazenando energia elástica.
Comportamento Elástico do Músculos
• Componente contrátil
Propriedade do músculo que torna possível o 
desenvolvimento de tensão pelas fibras musculares 
estimuladas.
• Ciclo de alongamento encurtamento
Contração excêntrica seguida imediatamente 
por contração concêntrica
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Fatores mecânico que afetam a força muscular
 Relação comprimento-tensão
Relação entre o o comprimento do músculo e a 
tensão produzida por ele.
A quantidade de tensão isométrica máxima que 
um músculo é capaz de produzir depende, em 
parte, de seu comprimento.
A tensão máxima que pode ser gerada na fibra 
muscular ocorrerá quando um músculo for 
ativado em um comprimento levemente maior 
que o comprimento de repouso.
Fatores mecânico que afetam a força muscular
 Contribuição dos componentes elásticos elásticos.
A tensão total em músculo distendido é a soma da 
tensão ativa proporcionada pelas fibras musculares 
e da tensão passiva proporcionada pelos tendões e 
membranas musculares. 
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Fatores mecânico que afetam a força muscular
 Relação Força- Velocidade
Relação entre o desenvolvimento de tensão no 
músculo e a velocidade de encurtamento ou 
alongamento.
Carga leve velocidade alta
Carga alta velocidade baixa
Carga leve velocidade baixa
Carga alta velocidade alta
Regulação dos movimento
 Músculos biarticulares e poliarticulares
São músculos que atravessam duas ou mais 
articulações no corpo humano. (bíceps braquial, 
cabeça longa do tríceps, isquiotibiais, reto femoral)
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Formas de movimento
 Ativo: A amplitude de movimento produzida 
ativamente indica a mobilidade articular associada 
a uma contração muscular voluntária.
 Passivo: A amplitude de movimento passiva, é 
medida movendo o membro por uma amplitude de 
movimento com força externa proveniente do 
fisioterapeuta, em vez de um esforço muscular do 
paciente.
Esta técnica analisa o potencial de movimento da 
articulação 
 Combinado ou ativo assistido