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Hamill, Joseph, 1946- - Bases biomecânicas do movimento humano. São Paulo: Editora Manole, 1999. Capítulo 1, p. 2-35. Notas prévias: Produzido pelos Serviços de Biblioteca, Informação Documental e Museologia da Universidade de Aveiro. Organização da paginação: topo da página, entre parêntesis retos. [2] Capítulo 1 Terminologia Básica dos Movimentos I. Introdução II. Áreas Centrais de Estudo A. Biomecânica versus Cinesiologia B. Anatomia versus Anatomia Funcional C. Movimento Linear versus Angular D. Cinemática versus Cinética E. Estática versus Dinâmica III. Termos Anatómicos que Descrevem os Movimentos A. Nomes dos Segmentos 1. cabeça, pescoço, tronco 2. braço, antebraço, mão 3. coxa, perna, pé B. Termos Anatómicos 1. posição inicial fundamental versus anatómica 2. medial versus lateral 3. proximal versus distal 4. superior versus inferior 5. anterior versus posterior 6. ventral versus dorsal 7. ipsolateral versus contralateral C. Descrição dos Movimentos 1. movimentos básicos a) flexão, extensão b) abdução, adução c) rotação medial, lateral 2. termos especializados para descrever movimentos a) flexão lateral direita/esquerda b) abdução, adução horizontal c) supinação, pronação d) flexão radial, ulnar e) flexão plantar, dorsiflexão f) inversão, eversão g) circundução IV. Sistemas de Referência A. Relativo versus Absoluto B. Planos/Eixos 1. grau de liberdade V. Exemplos de Características do Movimento Articular A. Exemplos de Movimentos Articulares Simples 1. movimento passivo versus ativo 2. posição versus movimento articular 3. exemplo do movimento do antebraço 4. exemplo do movimento do braço B. Exemplos de Movimentos Articulares Múltiplos 1. levantamento de peso - exemplo do agachamento 2. exemplo de propulsão na cadeira de rodas 3. exemplo de salto carpado 4. exemplo de lançamento no beisebol VI. Resumo do Capítulo [3] Objetivos do Estudante 1. Definir mecânica, biomecânica e cinesiologia e diferenciar seus usos na análise do movimento humano. 2. Definir e dar exemplos de movimento linear e angular. 3. Definir cinemática e cinética. 4. Explicar a diferença entre um sistema de referência relativo e absoluto. 5. Definir plano sagital, frontal e transverso e sua correspondência com os eixos frontal, sagital e longitudinal. Dar exemplos de movimentos humanos que ocorrem em cada plano. 6. Explicar "grau de liberdade" e dar exemplos de graus de liberdade associados com várias articulações do corpo. 7. Descrever a localização de segmentos ou pontos de referência usando termos anatómicos corretos como medial, lateral, proximal e distal. 8. Identificar segmentos por seu nome correto, definir todos os termos que descrevem o movimento dos segmentos e dar exemplos específicos no corpo. 9. Descrever os movimentos segmentares que ocorrem em uma atividade multiarticular ou prática esportiva. Introdução Para iniciar ou rever o estudo de cinesiologia e biomecânica usando este livro-texto é necessário ter mente aberta. Lembre-se que o movimento humano é o tema e o enfoque do estudo tanto da biomecânica como da cinesiologia. Uma compreensão minuciosa dos vários aspectos do movimento humano facilitará o ensino, trará êxito ao técnico esportivo, propiciará uma terapia mais bem observada, uma prescrição de exercícios mais consciente e, talvez, novas idéias para pesquisar. O movimento é usado para interagir com o ambiente, seja simplesmente para dar uma volta no parque, fortalecer os músculos em uma mesa de musculação, competir em salto em altura nos jogos estudantis ou para alongar ou reabilitar uma articulação que foi lesada. O movimento, ou mobilidade, envolve uma mudança de local, posição ou postura com relação a algum ponto do ambiente. Este livro-texto enfoca o desenvolvimento de conhecimento na área de movimento humano para sentir-se confortável na observação do movimento humano e solucionar problemas relacionados a ele. Existem muitas abordagens diferentes para estudar o movimento, como observar o movimento usando somente o olho humano, ou colhendo dados sobre parâmetros de movimento usando equipamento de laboratório. Observadores diferentes de certas atividades têm também questões diferentes: um técnico pode estar interessado no resultado final de um saque no jogo de ténis, enquanto um terapeuta pode estar interessado em identificar onde, durante o saque, o atleta está sobrecarregando o cotovelo medialmente e provocando aquela tendinite. Algumas aplicações de biomecânica e cinesiologia somente exigirão uma visão superficial do movimento, como na inspeção visual da posição do antebraço numa tacada de bilhar. Outras aplicações, como ao avaliar as forças aplicadas pela mão no basquete durante o arremesso, irão requerer algum conhecimento avançado e uso de equipamentos e técnicas sofisticados. Um equipamento elaborado não é necessário para aplicar a matéria deste livro, mas será necessário para compreender e interpretar exemplos numéricos coletados usando esses instrumentos sofisticados. Haverá exemplos qualitativos neste texto em que as características do movimento serão descritas. Uma análise qualitativa é uma avaliação não numérica do movimento baseada na observação direta. Esses exemplos podem ser aplicados diretamente em uma situação particular de movimento usando observação visual ou vídeo. Neste livro apresentaremos também informações quantitativas. Uma análise quantitativa é uma avaliação numérica do movimento baseada em dados coletados durante o desempenho. [4] Por exemplo, podem ser apresentadas características do movimento para descrever as forças, ou os componentes temporais e espaciais da atividade. A aplicação desse material na prática diária, como no ensino de uma habilidade esportiva, é mais difícil, já que é mais abstrato e geralmente não pode ser observado visualmente. Contudo, a informação quantitativa é muito importante porque dá embasamento ao que é observado visualmente em uma análise qualitativa. Serve também para direcionar a técnica de instrução já que uma análise quantitativa identifica a fonte de um movimento. Por exemplo, um mortal com apoio para frente pode ser avaliado qualitativamente pela observação visual enfocando aspectos do tipo se as pernas estão unidas e retas, se a coluna está arqueada, se a aterrissagem é sólida e se o movimento é rápido ou lento. Mas é por meio da análise quantitativa que a fonte de movimento, a magnitude do torque gerado sobre o solo e o centro de gravidade podem ser identificados. O torque não pode ser observado qualitativamente, mas saber que ele é a fonte de movimento ajudará a analisar qualitativamente os efeitos do torque, o sucesso do mortal com apoio para frente. Este capítulo irá introduzir a terminologia que será usada numerosas vezes ao longo do livro. O capítulo começará definindo e introduzindo as várias áreas de estudo para análise do movimento. Essa será a exposição inicial das áreas que serão apresentadas com muito maior profundidade mais à frente. Em seguida, este capítulo estabelecerá um vocabulário de trabalho para descrição dos movimentos apresentando sistemas de referência, termos descritivos anatómicos, nomes dos segmentos e nomes para todos os movimentos importantes do corpo. No final do capítulo, você será capaz de descrever um movimento ou habilidade usando terminologia e referências anatómicas corretas. Serão apresentados numerosos exemplos para ajudá-lo. Por exemplo, uma atividade locomotora comum como o andar pode ser estudada usando diferentes abordagens. Na prescrição de exercícios pode ser importante saber quando e quais músculos são usados ao andar. Pode também ser importante compreender as mudanças no uso dos músculos que ocorrem quando um indivíduo caminha subindo ou descendo uma rampaou caminha com pesos nos tornozelos. Para ensinar educação física, pode ser importante compreender a sequência de movimentos articulares que compreendem o padrão do andar de modo que este possa ser enfatizado para os estudantes com comprometimentos no desenvolvimento. Também, a simples atividade de andar poderá ser incluída no currículo, e, então, uma compreensão minuciosa das sequências articulares será útil. Além disso, compreender os conceitos básicos de força e sua relação com a caminhada dá embasamento sobre os benefícios de usar essa atividade em vez da corrida, como atividade física, já que andar reduz pela metade as forças que podem causar lesão. Um fisioterapeuta poderá enfocar um aspecto completamente diferente do andar, concentrando-se na articulação lesada. Por exemplo, a articulação do quadril poderá estar criando um padrão anormal da caminhada, fazendo o indivíduo "mancar". Sabendo disso, o enfoque poderá ser mudado para o desenvolvimento de força e flexibilidade ao redor da articulação do quadril de modo que o indivíduo possa recuperar um padrão normal da caminhada. Por fim, um pesquisador pode interessar-se em medir o andar para avaliar as forças sobre os pés, forças nas articulações, forças musculares envolvidas nos padrões de movimento da caminhada, e medir as velocidades do corpo e dos membros. Essas medidas de pesquisa podem servir propósitos como a elaboração de um novo calçado para caminhadas, avaliação de um membro artificial ou descrição da eficiência de vários padrões da caminhada. Este livro-texto irá explorar as ferramentas que podem ser usadas para conduzir e compreender todas essas avaliações de movimento. Áreas Centrais de Estudo Biomecânica versus Cinesiologia Entre as pessoas que estudam o movimento humano, com frequência não há acordo sobre o uso dos termos "cinesiologia" e "biomecânica". A palavra "cinesiologia" pode ser usada de duas maneiras. Primeiro, cinesiologia é o estudo científico do movimento humano, e pode ser um termo genérico usado para descrever qualquer forma de avaliação anatómica, fisiológica, psicológica ou mecânica do movimento humano. Um segundo uso do termo é descrever o conteúdo de uma matéria em que o movimento humano é avaliado pelo exame de sua fonte e características. Consequentemente, "cinesiologia" tem sido usada por várias disciplinas para descrever muitas áreas com conteúdos diferentes. Alguns departamentos de educação física têm ido além, dando o nome de cinesiologia ao próprio departamento. A matéria cinesiologia pode consistir, primariamente, de anatomia funcional em uma universidade e ser estritamente biomecânica em outra. Historicamente, o curso de cinesiologia tem sido parte do currículo das faculdades desde que tem existido programas de educação física. A matéria originalmente enfocava o sistema músculo-esquelético, eficiência dos movimentos de um ponto de vista anatómico, e ações articulares e musculares durante movimentos simples e complexos. Uma atividade típica dos estudantes no curso de cinesiologia era identificar fases separadas em uma atividade, descrever os movimentos segmentares que ocorriam em cada fase, e então identificar os principais músculos que contribuíam em cada movimento articular. Assim, quando alguém fazia uma análise cinesiológica do movimento de levantar de uma cadeira, os movimentos identificados eram extensão de quadril, extensão de joelho e flexão plantar por meio dos grupos musculares dos isquiotibiais, quadríceps femoral e tríceps sural, respectivamente. [5] A maioria das análises cinesiológicas é considerada qualitativa porque envolve a observação de um movimento, a quebra em partes das habilidades e a identificação das contribuições musculares para os movimentos. O conteúdo do estudo da cinesiologia é geralmente incorporado em muitos cursos de biomecânica, e é usado como precursor para a introdução do conteúdo biomecânico mais quantitativo. Neste livro, a biomecânica será usada como termo auxiliar para descrever o conteúdo já coberto nos cursos de cinesiologia, assim como o conteúdo desenvolvido como resultado do crescimento da área de biomecânica (FIGURA 1-1). Nas décadas de 1960 e 1970 a biomecânica estava sendo desenvolvida como uma área de estudo dentro dos currículos de graduação e pós-graduação nos Estados Unidos. O conteúdo da biomecânica era extraído de uma área da física, a mecânica, estudo do movimento e efeito das forças sobre um objeto. A mecânica é usada por engenheiros para elaborar e construir estruturas, como pontes, ou máquinas, como aviões, já que fornece as ferramentas para analisar a força das estruturas e os modos de prever e medir o movimento de uma máquina. Foi uma transição natural usar as ferramentas da mecânica e aplicá- las nos organismos vivos. Assim desenvolveu-se a biomecânica, o estudo da aplicação da mecânica aos sistemas biológicos. A biomecânica avalia o movimento de um organismo vivo e o efeito da força - seja empurrando ou tracionando - sobre esse organismo. A abordagem biomecânica para análise dos movimentos pode ser qualitativa, com o movimento observado e descrito, ou quantitativa, significando que está sendo feita alguma medida do movimento. O uso do termo "biomecânica" neste livro irá incorporar componentes qualitativos assim como uma abordagem quantitativa mais específica em que as características de movimento de um humano ou um objeto serão descritas usando parâmetros do tipo velocidade e direção, a quantidade de movimento que é criada pela aplicação das forças dentro e fora do corpo, e as posições e ações corporais ideais para movimentos eficientes e efetivos em humanos ou objetos. Para avaliar biomecanicamente o movimento de levantar-se de uma cadeira, por exemplo, pode-se tentar medir e identificar as forças articulares que agem no quadril, joelho e tornozelo, assim como a força entre o pé e o solo, tudo isso interagindo para produzir o movimento de levantar-se da cadeira. Os componentes de uma análise de movimento biomecânica e cinesiológica estão apresentados na FIGURA 1-1. Vamos examinar alguns desses componentes individualmente. No final do capítulo há um glossário dos termos usados na análise dos movimentos. Anatomia versus Anatomia Funcional Anatomia, ciência da estrutura do corpo, é a base da pirâmide a partir da qual se desenvolve o conhecimento sobre o movimento humano. É muito útil desenvolver uma forte compreensão da anatomia regional geral de modo que em uma região específica, como o ombro, possam ser identificados os ossos, a localização dos músculos, sua inervação, seu suprimento sanguíneo e outras estruturas significantes, como os ligamentos. O conhecimento da anatomia pode ser de grande utilidade quando, por exemplo, tenta-se avaliar uma lesão. Nota do revisor: a seguir apresenta-se a FIGURA 1-1 cuja legenda é: Tipos de análises do movimento. O movimento pode ser analisado avaliando as contribuições anatômicas para o movimento (anatomia funcional), descrevendo as características de movimento (cinemática) ou determinando a causa do movimento (cinética). [6] Digamos que o paciente sente dor na parte interna do cotovelo. Usando um conhecimento de anatomia, o epicôndilo medial do úmero poderá ser identificado como a estrutura óssea proeminente no cotovelo medial. Deve-se também saber que os músculos que flexionam a mão e os dedos em direção ao antebraço inserem-se nesse epicôndilo. Assim, a familiaridade com a anatomia pode levar ao diagnóstico de epicondilite medial, possivelmente causada por uso excessivo dos músculos flexores da mão. Anatomia funcional é o estudo dos componentes do corpo necessários para obter ou desempenhar um movimento ou função humana. Usando a anatomia funcional para analisar um levantamento de haltere lateralmente com o braço, os músculos deltóide,trapézio, levantador da escápula, rombóide e supra-espinhoso são identificados como participantes da rotação para cima e elevação da cintura escapular assim como da abdução do braço. O conhecimento da anatomia funcional é útil em uma variedade de situações para criar um programa de exercícios ou treino com pesos, avaliar o potencial de lesão em um movimento ou atividade esportiva, ou quando são estabelecidas técnicas de treinamento e atividades para atletas. A primeira coisa a considerar sob uma perspectiva da anatomia funcional não é a localização do músculo, mas o movimento produzido pelo músculo ou grupo muscular. Movimento Linear versus Angular Ao observar o movimento humano ou um objeto sendo movido por um ser humano, dois tipos diferentes de movimento estão presentes. Primeiro seu movimento linear, geralmente chamado movimento de translação, que é o movimento ao longo de uma via curva ou reta. Exemplos que mostram somente o movimento linear na atividade são o exame da velocidade de um corredor velocista, a trajetória de uma bola de beisebol, o movimento da barra em um supino ou o movimento do pé durante um "chute sem pulo" no futebol americano. O enfoque dessas atividades é a direção, trajetória e velocidade do movimento do corpo ou objeto. A FIGURA 1-2 ilustra dois pontos focais diferentes para uma análise de movimento linear. O centro da massa do corpo, segmento ou objeto é geralmente o ponto monitorado em uma análise linear (veja FIGURA 1-2). O centro da massa é o ponto sobre o qual a massa do objeto fica equilibrada, e representa o ponto onde o efeito total da gravidade age sobre o objeto. Contudo, qualquer ponto pode ser selecionado e avaliado em relação às características de movimentos lineares. Na análise de habilidade, por exemplo, é geralmente muito útil monitorar o movimento a partir do topo da cabeça para obter uma indicação de certos movimentos do tronco. Um exame da cabeça durante a corrida é um bom exemplo. A cabeça move-se para cima e para baixo? De um lado para outro? Se isso ocorre, é uma indicação que a massa central do corpo está movendo-se também nessas direções. A trajetória da mão ou raquete é muito importante em esportes de lançamento ou raquete, sendo útil monitorar visualmente o movimento linear da mão ou raquete por meio da execução da habilidade. Nota de revisor: a seguir apresenta-se a FIGURA 1-2 cuja legenda é: Exemplos de movimento linear. Examinar o movimento do centro de gravidade ou a trajetória de um objeto projetado são exemplos de como a análise do movimento linear é aplicada. [7] Em atividades do tipo corrida de velocidade, o movimento linear do corpo como um todo é o componente mais importante para analisar já que o objetivo da corrida de velocidade é mover o corpo rapidamente de um ponto para outro. O segundo tipo de movimento é o movimento angular, que ocorre ao redor de algum ponto em que diferentes regiões do mesmo segmento corporal ou objeto não se movem pela mesma distância. Como está ilustrado na FIGURA 1-3, balançar em uma barra é um movimento angular porque todo o corpo roda ao redor do ponto de contato com a barra. Para fazer uma volta completa, os pés percorrem uma distância muito maior que os braços, pois estão mais distantes do ponto central. É típico em biomecânica examinar as características de movimento linear de uma atividade e, então, fazer uma observação mais atenta dos movimentos angulares que criam e contribuem com o movimento linear. Todos os movimentos lineares dos seres humanos, ou objetos movidos por eles, ocorrem como conseqüência de contribuições angulares. As únicas exceções para essa regra são os movimentos como os que ocorrem no esqui aéreo ou na queda livre, onde o corpo é mantido em uma posição para deixar a gravidade criar o movimento linearmente descendente, ou casos em que uma tração ou empurrão externo movem o corpo ou objeto. É importante identificar os movimentos angulares e a seqüência de movimentos angulares que constituem uma habilidade ou movimento humano, pois os movimentos angulares determinarão o sucesso ou falha do movimento linear. Nota de revisor: a seguir apresenta-se a FIGURA 1-3 cuja legenda é: Exemplos de movimento angular. O movimento angular do corpo, de um objeto ou segmento pode ocorrer ao redor de um eixo que passa por uma articulação (A), pelo centro de gravidade (B) ou sobre um eixo externo (C). [8] Os movimentos angulares ocorrem ao redor de uma linha imaginária chamada eixo de rotação. O movimento angular de um segmento, como o do braço, ocorre sobre um eixo que atravessa a articulação. Assim, abaixar o corpo fazendo um agachamento total acarreta movimento angular da coxa ao redor da articulação do quadril, movimento angular da perna ao redor da articulação do joelho e movimento angular do pé ao redor da articulação do tornozelo. O movimento angular pode também ocorrer ao redor de um eixo que passa pelo centro da massa. Exemplos desse tipo de movimento angular são o "salto mortal" e o giro vertical da patinação artística. Finalmente, o movimento angular pode ocorrer ao redor de um eixo externo fixo, como balançar em uma barra, rodar sobre o pé durante uma corrida ou caminhada, ou balançar na ponta da vara no salto com vara. Para dominar a análise do movimento humano, é importante a identificação das contribuições do movimento angular para o movimento linear do corpo ou objeto. Isso fica aparente em uma atividade simples como chutar uma bola o mais distante possível. A intenção do chute é fazer sólido contato entre a trajetória do pé, deslocado em alta velocidade linear e movido na direção correta, e uma bola de modo a mandar a bola na direção linear desejada. O movimento linear de interesse é o caminho real e o movimento da bola após deixar o solo. Para criar altas velocidades na direção certa, os movimentos angulares na perna com a qual se está chutando são seqüenciais e extraem velocidade uns dos outros, de modo que a velocidade do pé é determinada pela soma das velocidades individuais dos segmentos que se conectam. A perna que chuta move-se em uma fase preparatória e volta para trás por movimentos angulares da coxa, perna e pé. A perna é jogada para trás sob a coxa muito rapidamente à medida que a coxa começa a mover-se para frente para iniciar o chute. Na fase de potência do chute, a coxa move-se vigorosamente para frente, e rapidamente estende a perna e o pé para frente em velocidades angulares muito rápidas. Quando é feito o contato com a bola, o pé está se movendo muito rápido, porque as velocidades da coxa e da perna transferiram-se para o pé. Pela observação cuidadosa do movimento humano, a relação entre movimento angular e linear, mostrada neste exemplo do chute, serve como base para as técnicas usadas para corrigir ou facilitar um padrão de movimento ou habilidade. Cinemática versus Cinética A análise biomecânica pode ser conduzida a partir de duas perspectivas. A primeira, cinemática, relaciona-se com as características do movimento, e examina o movimento a partir de uma perspectiva espacial e temporal sem referência com as forças que causam o movimento. Uma análise cinemática envolve a descrição do movimento para determinar qual a rapidez com que um objeto está se movendo, qual a altura e a distância que ele atinge. Assim, posição, velocidade e aceleração são componentes de interesse na análise cinemática. Exemplos de análise cinemática linear são o exame das características de projeção de um saltador em altura e o estudo do desempenho de nadadores de elite. Exemplos de análise cinemática angular são a observação da seqüência de movimentos articulares do tenista fazendo o saque, e o exame das velocidades e acelerações segmentares em um salto vertical. A FIGURA 1-4 apresenta um exemplo angular e linearda cinemática no balanceio do golfe. Examinando o movimento angular ou linear cinematicamente, podemos identificar segmentos de um movimento que precisam de melhoria, podemos obter idéias e aprimoramento de técnica observando atletas de elite, podemos dividir uma habilidade em partes identificáveis e aumentar nossa compreensão do movimento humano. Quando se empurra uma mesa, pode-se ou não conseguir movê-la, dependendo da direção e força do empurrão. Um empurrão ou tração entre dois objetos que pode ou não resultar em movimento é denominado força. A cinética é a área de estudo que examina as forças que agem sobre um sistema, como o corpo humano ou qualquer objeto. A área de análise cinética do movimento tenta definir as forças que provocam um movimento. A análise cinética do movimento é mais difícil que a análise cinemática, tanto para compreensão quanto para a avaliação, já que as forças não podem ser vistas (FIGURA 1 -5). Apenas os efeitos das forças podem ser observados! Observe alguém levantando uma barra de 100 quilogramas em um agachamento. Quanta força foi aplicada? Como a força não pode ser vista, não existe um meio de avaliar a força com precisão a menos que essa possa ser medida usando instrumentos de registro. Uma estimativa provável da força seria no mínimo 100 quilogramas, já que esse é o peso na barra. A estimativa poderá estar bastante abaixo do caso real se não se considerar o peso do corpo que foi erguido e a velocidade da barra. As forças produzidas são muito importantes já que são as responsáveis pela criação de todos os nossos movimentos e pela manutenção de posições e posturas quando não há movimento. A análise dessas forças representa o maior desafio técnico nesse campo já que requer equipamentos e conhecimentos. Assim, para o analista de movimentos novato, os conceitos relacionados com maximizar ou minimizar a produção de forças no corpo serão mais importantes que a avaliação das forças propriamente ditas. Uma análise cinética pode proporcionar ao professor, fisioterapeuta, técnico ou pesquisador informações importantes sobre como o movimento é produzido ou como uma posição é mantida. Essa informação pode direcionar o condicionamento e treinamento para um esporte ou movimento. [9] Nota de revisor: a seguir apresenta-se a FIGURA 1-4 cuja legenda é: Exemplos de análise cinemática do movimento. Uma análise cinemática é aquela que enfoca a quantidade e o tipo de movimento, a direção do movimento e a velocidade ou mudança de velocidade do corpo ou de um objeto. O exemplo acima, tirado do golfe, é apresentado a partir de duas dessas perspectivas: os componentes angulares do balanceio do golfe (no alto) e a direção linear e velocidade do taco e da bola (abaixo). Nota de revisor: a seguir apresenta-se a FIGURA 1-5 cuja legenda é: Exemplos de análise cinética do movimento. Uma análise cinética é aquela que enfoca a causa do movimento. O exemplo acima, tirado do levantamento de peso, mostra como essa atividade pode ser analisada observando-se as forças verticais sobre o solo, que produzem o levantamento (linear), e os torques produzidos nas três articulações dos membros inferiores, que geram a força muscular necessária para o levantamento do peso (reproduzido de Lander, 1984). [10] Por exemplo, as análises cinéticas feitas por pesquisadores têm identificado posições fracas e fortes em vários movimentos articulares. Assim, nós sabemos que iniciar um exercício de "rosca-direta" com pesos, estando com os pesos pendurados e o antebraço estendido, é iniciar na posição mais fraca. Se o mesmo exercício for iniciado com o cotovelo levemente flexionado, mais peso poderá ser erguido. A área da cinética também identifica as partes importantes de uma habilidade em termos de produção de movimento. Por exemplo, qual a melhor técnica para maximizar um salto vertical? Medindo as forças produzidas contra o solo que são usadas para fazer a impulsão para cima, os pesquisadores encontraram que o salto vertical incorporando uma rápida queda, parada e impulsão para cima produz mais forças efetivas no solo que um salto concluído lenta e profundamente. Por fim, a área da cinética tem um papel crucial na identificação de aspectos de uma habilidade ou movimento que tornam o atleta propenso à lesão. Por que 43% dos participantes e 76% dos instrutores de aeróbica de alto impacto sofrem lesão? A resposta foi claramente identificada pela análise cinética que encontrou que as forças em exercícios aeróbicos de alto impacto típicos eram da magnitude de 4-5 vezes o peso corporal. Para um indivíduo que pesa 667,5 newtons (68 quilogramas), a exposição repetida a forças na faixa de 2670-3337,5 newtons (272-340 quilogramas) contribui em parte para lesão do sistema músculo-esquelético. Para compreender completamente todos os aspectos de um movimento, deve ser feito o exame dos componentes cinemáticos e cinéticos. É também importante estudar as relações entre a cinemática e a cinética já que qualquer aceleração de um membro, objeto ou corpo humano é resultado de uma força aplicada em algum ponto, em um momento particular, com uma magnitude determinada e com uma duração particular. Apesar de haver alguma utilidade em descrever meramente as características cinemáticas do movimento, uma compreensão minuciosa de um movimento ou habilidade também necessita que se explore as fontes cinéticas. Estática versus Dinâmica Examine a postura usada para sentar à mesa e trabalhar no computador. Existem forças presentes? Sim, mesmo que não haja movimento, existem forças entre as costas e a cadeira, o pé e o solo, assim como forças musculares agindo no pescoço para contrapor a gravidade para que a cabeça seja mantida para cima ao olhar para a tela. As forças estão presentes sem movimento e estão sendo produzidas continuamente para manter posições e posturas que não envolvem movimento. Princípios da área da estática são usados para avaliar a postura sentada. Estática é o exame dos sistemas que não estão se movendo ou que estão se movendo em velocidade constante a ponto de considerá-los em equilíbrio. Equilíbrio é o estado em que não há aceleração porque as forças que fazem a pessoa ou objeto iniciar, acelerar ou diminuir o movimento estão neutralizadas por forças opostas que as cancelam. A estática é também muito útil para determinar sobrecargas sobre estruturas anatômicas do corpo, identificar a magnitude das forças musculares e identificar a magnitude de força que poderia resultar na perda de equilíbrio e criar movimento no sistema. Quanto de força do deltóide poderia ser necessário para manter o braço levantado ao lado do corpo? Por que é mais fácil manter o braço ao lado do corpo se você abaixar ou levantar o braço de modo que ele não fique perpendicular ao corpo? Qual é o efeito de uma curvatura aumentada, ou uma hiperlordose, sobre as forças que agem nas vértebras lombares? Essas questões são do tipo que alguém poderia responder usando uma análise estática. Como o caso estático não envolve mudança na cinemática do sistema, uma análise estática é geralmente feita usando técnicas cinéticas para identificar as forças e o local das aplicações de força responsáveis por manter uma postura, posição ou velocidade constante de um objeto. Contudo, a análise cinemática pode ser aplicada na estática para comprovar se há equilíbrio na ausência de aceleração. Para sair da frente do computador e levantar-se da cadeira, as forças precisam ser produzidas no membro inferior e sobre o solo para produzir o movimento de levantamento. Dinâmica é a área da mecânica usada para avaliar esse movimento já que ela examina os sistemas em movimento acelerado usando tanto a abordagem cinemática quanto cinética para análise do movimento. Uma análise dinâmica de uma atividade como correrpoderia incorporar uma análise cinemática em que o movimento linear corporal total e o movimento angular dos segmentos poderiam ser descritos e relacionados com a análise cinética, que descreveria as forças aplicadas ao solo e nas articulações de modo a produzir as ações de corrida. Como este livro-texto tratará com numerosos exemplos envolvendo movimento de seres humanos ou objetos movidos por humanos, a área da dinâmica será abordada com detalhes mais à frente em capítulos específicos sobre cinemática linear e angular e sobre cinética. Termos Anatômicos que Descrevem os Movimentos Nomes dos Segmentos Para flexionar o braço, o levantamento é feito no cotovelo com pesos na mão ou todo o braço é levantado em frente de você? A interpretação dada ao segmento chamado "braço" irá determinar o tipo de movimento realizado. É importante identificar corretamente os nomes dos segmentos e usá-los de forma coerente quando se analisa os movimentos. [11] A interpretação correta de flexionar o braço pode ser levantar todo o braço, já que braço refere-se ao úmero, não ao rádio e à ulna. Uma revisão dos nomes dos segmentos é indispensável no preparo para o uso mais extensivo deles no estudo da biomecânica. Cabeça, pescoço e tronco são segmentos que compõem a parte principal do corpo e a porção axial do esqueleto. Esta porção do corpo é grande, constituindo mais de 50% do peso de uma pessoa, e geralmente move-se muito mais lentamente que as outras partes do corpo. Devido ao grande tamanho e baixa velocidade, o tronco é um bom segmento para observar visualmente quando se está aprendendo a analisar o movimento ou quando se quer seguir a atividade corporal total. Os membros superior e inferior são denominados porção apendicular do esqueleto. Falando em termos gerais, quando alguém se move para longe do tronco, os segmentos tornam-se menores, mais rápidos, e ficam mais difíceis de serem observados devido ao tamanho e velocidade. No membro superior, o úmero é denominado braço, o rádio e a ulna constituem o antebraço, e os carpos, metacarpos e falanges são denominados mão. Assim, no exemplo acima, o movimento de flexão do braço seria um movimento de levantar o membro superior anteriormente, enquanto a flexão do antebraço descreveria um movimento na articulação do cotovelo. Os movimentos do braço serão tipicamente descritos como se ocorressem na articulação do ombro, os movimentos do antebraço serão descritos em relação à atividade na articulação do cotovelo ou radioulnar, e os movimentos da mão serão descritos com relação à atividade articular do punho. Veja na FIGURA 1-6 uma representação gráfica dos segmentos No membro inferior, o segmento chamado coxa descreve o fêmur, perna descreve o segmento da tíbia e fíbula, e pé descreve os tarsos, metatarsos e falanges. Adicionalmente, o movimento da coxa será tipicamente descrito como ocorrendo na articulação do quadril, o movimento da perna descrito por suas ações na articulação do joelho, e os movimentos do pé são determinados pela atividade articular do tornozelo. Termos Anatômicos A descrição da posição de um segmento ou movimento articular é tipicamente expressa com relação a uma posição inicial designada. A posição anatômica é uma referência padronizada usada por muitos anos por anatomistas, biomecânicos e médicos. Nessa posição, o corpo fica ere-to com a cabeça para frente, braços ao lado do tronco e palmas das mãos para frente, e pernas unidas com os pés apontando para frente. Alguns biomecânicos preferem o uso da posição fundamental que é similar à posição anatômica exceto pelos braços, que ficam mais relaxados ao lado do corpo com as palmas viradas para o tronco. Seja qual for a posição inicial usada, todas as descrições de movimento são feitas com relação à essa posição inicial. As duas posições estão ilustradas na FIGURA 1-6. Nota de revisor: a seguir apresenta-se a FIGURA 1-6 cuja legenda é: Posição inicial anatômica versus fundamental. As posições anatômica e fundamental servem como ponto de referência para a descrição dos movimentos articulares. A posição inicial é também chamada de posição zero, ou origem, para descrição da maioria dos movimentos articulares. Por exemplo, em pé ocorre movimento zero na articulação do quadril. Se a coxa é levantada ou rodada para dentro ou para fora, a quantidade de movimento é descrita com relação à posição inicial fundamental ou anatômica. A maioria das posições zero parecem ser bastante óbvias, pois existe, geralmente, uma linha reta entre os dois segmentos de modo que nenhum ângulo relativo é formado entre eles. Um ângulo relativo é o ângulo formado entre os dois segmentos. A posição zero no tronco ocorre quando ele está na vertical e alinhado com o membro inferior. A posição zero no joelho é encontrada na postura em pé, sem formar ângulo entre a coxa e a perna. Uma posição zero não tão óbvia é a da articulação do tornozelo, assumida no apoio com o pé em ângulo reto com a perna. A descrição do movimento ou localização anatômica pode ser melhor apresentada usando terminologia universalmente aceita e compreendida. Os termos sobre os movimentos devem se tornar parte de um vocabulário de trabalho, independente do nível de aplicação de cinesiologia requerido. O desenvolvimento de um conhecimento sólido das características de movimento de várias fases do movimento humano ou uma habilidade esportiva pode melhorar a efetividade do ensino da habilidade, ajudar na correção de falhas no desempenho, identificar movimentos e segmentos importantes para ênfase no condicionamento, e identificar aspectos da habilidade que podem estar associados com lesão. [12] O técnico ou professor experiente podem determinar os movimentos mais relevantes em uma habilidade, e usarão um vocabulário de termos específicos para instruir estudantes ou atletas. Uma padronização dos termos é bastante útil nessa situação. O termo medial refere-se a uma posição relativamente mais próxima da linha média do corpo ou objeto, ou um movimento em direção à linha média. Na posição anatômica, o dedo mínimo da mão e o hálux podem ser considerados como estando no lado mediai do membro, já que ficam no lado do membro que está mais próximo à linha média do corpo. Também apontar os artelhos para dentro é considerado um movimento medial porque esses dedos se movem em direção à linha média. O termo lateral descreve uma posição relativamente afastada da linha média ou um movimento para o lado oposto à linha média. O polegar e o quinto artelho ficam na parte lateral da mão e pé, respectivamente, já que se encontram afastados da linha média. Do mesmo modo, se os artelhos apontam para fora, esse movimento é considerado um movimento lateral, já que há afastamento da linha média. Os pontos de referência são também comumente designados como medial ou lateral de acordo com a posição em relação à linha média, como côndilos, epicôndilos e maléolos mediais e laterais. As porções proximal e distal são usadas para descrever a posição relativa referente a um ponto determinado, com proximal representando uma posição mais próxima do ponto de referência, e distal sendo uma posição mais afastada da referência. A articulação do cotovelo fica proximal e a articulação do punho fica distal em relação à articulação do ombro. A articulação do tornozelo fica proximal e a articulação do joelho fica distal em relação ao ponto de contato do calcanhar com o solo. Tanto o termo proximal quanto distal precisa ser expresso em relação a algum ponto. Um segmento ou ponto de referência anatômico pode estar localizado na parte superior do corpo, ficando sobre um ponto de referência particular ou mais próximo ao topo da cabeça, ou pode ser localizado inferiormente, estando mais baixo que um segmento ou ponto de referência. Conseqüentemente,a cabeça fica superior ao tronco, o tronco fica superior à coxa, e assim por diante. O trocânter maior fica localizado na parte superior do fêmur, enquanto o epicôndilo medial do úmero fica localizado na extremidade inferior do úmero. A localização de um objeto ou um movimento com relação à parte da frente ou de trás é denominada anterior e posterior, respectivamente. Assim, o quadríceps fica localizado na parte anterior da coxa, enquanto os isquio-tibiais ficam localizados na parte posterior da coxa. Anterior é também sinônimo do termo ventral quando descreve uma localização no corpo humano, enquanto posterior refere-se à superfície ou posição dorsal do corpo humano. Para descrever atividade ou localização de um segmento ou referência posicionado no mesmo lado que um ponto de referência particular, usa-se o termo ipsolateral. Ações, posições ou pontos de referência no lado oposto podem ser denominados com o termo contralateral. Assim, quando uma pessoa levanta sua perna direita para frente, ocorre atividade muscular extensora no músculo iliopsoas da mesma perna, a perna ipsolateral, e ocorre também atividade extensora no glúteo médio da perna contralateral para manter o equilíbrio e suporte. Na caminhada, enquanto o membro inferior ipsolateral desloca-se para frente, o outro membro, o contralateral, está empurrando o solo para impulsionar a pessoa para frente. Descrição dos Movimentos Movimentos Básicos Existem seis movimentos básicos que ocorrem em combinações variáveis nas articulações do corpo. Os dois primeiros movimentos, flexão e extensão, são encontrados em quase todas as articulações sinoviais, ou completamente móveis, do corpo, incluindo os artelhos, tornozelo, joelho, quadril, tronco, ombro, cotovelo, punho e dedos. A flexão é o movimento de curvar-se em que o ângulo relativo entre dois segmentos adjacentes diminui. Extensão é o movimento de endireitamento em que o ângulo relativo entre dois segmentos adjacentes aumenta à medida que a articulação retorna para a posição zero, anatômica. Na FIGURA 1-7 existem vários exemplos de flexão e extensão. Uma pessoa pode também fazer hiperflexão se o movimento de flexão for além dos 180 graus ou além da metade de um círculo. Isso pode somente acontecer quando o braço move-se para frente e para cima em flexão de 180 graus até ficar ao lado da cabeça, e, então, faz uma hiperflexão quando continua a mover-se além da cabeça em direção às costas. A hiperextensão pode ocorrer em muitas articulações diferentes à medida que o movimento de extensão continua além da posição zero original. É comum ver movimentos de hiperextensão no tronco, braço, coxa e mão. No movimento de tocar os dedos do pé com as mãos, ocorre flexão nas articulações vertebrais, nos ombros e quadris. O retorno à posição ereta envolve movimentos opostos de extensão vertebral, extensão de quadril e extensão de ombro. A fase de potência de um "jump" no basquetebol é produzida pela cadência homogênea dos movimentos dos membros inferiores de extensão do quadril, extensão de joelho e extensão de tornozelo coordenados com os movimentos de flexão de ombro, extensão de cotovelo e flexão de punho no membro que está fazendo o arremesso. Este exemplo ilustra a importância dos movimentos de extensão dos membros inferiores na produção de potência. [13] Nota de revisor: a seguir apresenta-se a FIGURA 1-7 cuja legenda é: Movimentos de flexão e extensão. Os movimentos de flexão e extensão ocorrem em muitas articulações do corpo incluindo: as vertebrais, as do ombro, as do cotovelo, as do punho, as metacarpofalângicas, as interfalângicas, as do quadril, as do joelho e as metatarsofalângicas. As extensões dos membros inferiores geralmente servem para produzir impulsão para cima, trabalhando contra a tração da gravidade. É oposta na articulação do ombro em que os movimentos de flexão são usados primariamente para desenvolver impulsão para cima contra a gravidade de modo a levantar o membro. O segundo par de movimentos, abdução e adução, não são tão comuns quanto a flexão e extensão, e ocorrem somente nas articulações metatarsofalângicas. do quadril, do ombro, do punho e metacarpofalângicas. Vários desses movimentos estão representados na FIGURA 1-8. Abdução é o movimento para longe da linha média do corpo ou do segmento. Um exemplo é levantar o braço ou perna para o lado ou separar os dedos da mão ou pé. A hiptrabdução pode ocorrer na articulação do ombro quando o braço move-se além de 180 graus lateralmente ultrapassando a cabeça. Adução é o movimento de retorno do segmento para a linha média do corpo ou do segmento. Conseqüentemente, trazer os braços de volta para o lado do tronco, unir as pernas ou unir os dedos e artelhos são exemplos de adução. A hiperadução ocorre freqüentemente no braço e coxa quando a adução continua além da posição zero, de modo que o membro cruza o corpo. Esses movimentos de um lado para outro são usados comumente para manter o equilíbrio e estabilidade em habilidades esportivas que utilizam membros inferior e superior. O controle ou impedimento de movimentos de abdução e adução da coxa são especialmente cruciais para a manutenção da estabilidade pélvica e dos membros durante a caminhada e a corrida. Os dois últimos movimentos básicos são as rotações, ilustradas na FIGURA 1-9. As rotações podem ser tanto mediais, também chamadas de internas, quanto laterais, também chamadas de externas. As rotações são denominadas para a direita e para a esquerda somente para cabeça e tronco. Quando se parte da posição fundamental inicial, a rotação medial ou interna refere-se ao movimento de um segmento ao redor do eixo vertical que passa pelo segmento de modo que a superfície anterior do segmento move-se em direção à linha média do corpo enquanto a superfície posterior move-se para longe da linha média. [14] Nota de revisor: a seguir apresenta-se a FIGURA 1-8 cuja legenda é: Movimentos de abdução e adução. Os movimentos de abdução e adução ocorrem nas articulações esternoclavicular, do ombro, do punho, metacarpofalângicas, do quadril, intertársicas e metatarsofalângicas. [15] Nota de revisor: a seguir apresenta-se a FIGURA 1-9 cuja legenda é: Movimentos de rotação. A rotação ocorre nas articulações vertebrais, do ombro, do quadril e do joelho. Rotação lateral ou externa é o movimento oposto; a superfície anterior move-se para longe da linha média, e a superfície posterior do segmento move-se em direção à linha média. Como a linha média atravessa os segmentos do tronco e da cabeça, as rotações nesses segmentos são descritas para a esquerda ou direita a partir da perspectiva de quem as realiza. A rotação para a direita é o movimento da parte anterior do tronco de modo que ele fique para a direita, enquanto a parte posterior fica para a esquerda, e a rotação esquerda é o movimento oposto, em que a parte anterior do tronco volta-se para a esquerda e a posterior para a direita. As rotações ocorrem nas articulações das vértebras, ombro, quadril e joelho. As rotações são muito importantes para os esportes que mexem com o tronco, braço ou coxa. Para o arremesso, o braço que faz o arremesso gira lateralmente na fase preparatória e gira medialmente nas fases de potência e na de seguimento. O tronco complementa a ação do braço com rotação direita na fase preparatória (arremesso com a mão direita) e rotação esquerda na fase de potência e de seguimento. Do mesmo modo, a coxa direita gira lateralmente na fase preparatória e gira medialmente até que saia do solo na fase de potência. [16] Termos Especializados para Descrever Movimentos Existem nomes especializados que se referem a vários movimentos segmentares (FIGURA 1-10). Apesar de a maioria desses movimentos segmentares estar tecnicamente entre os seis movimentosbásicos descritos acima, o nome especializado do movimento é o termo comumente usado pelos profissionais. Flexão lateral direita e esquerda é um nome de movimento que se aplica somente ao movimento da cabeça ou tronco. Quando o tronco ou a cabeça inclinam-se para o lado, o movimento é denominado flexão lateral. Se o lado direito do tronco ou cabeça move-se de modo que aponte para baixo, o movimento é chamado flexão lateral direita, e vice-versa. A cintura escapular tem nomes de movimentos especializados que podem ser descritos observando-se os movimentos da escápula. O levantamento da escápula, quando se sobe os ombros, é denominado elevação, enquanto o movimento oposto é denominado depressão. Se as duas escápulas se movem afastando-se uma da outra, como ocorre quando os ombros são rodados, o movimento é denominado protração ou abdução. O movimento de retorno das escápulas uma em direção à outra com os ombros para trás é chamado retração ou adução. Finalmente, as escápulas podem fazer um movimento de balanceio de modo que a base da escápula move-se afastando-se do tronco e a ponta superior move-se aproximando-se do tronco. Esse movimento é chamado rotação para cima, e o movimento de retorno, quando a escápula volta à posição de repouso, é denominado rotação para baixo. No braço e na coxa, a combinação de flexão e adução é denominada adução horizontal, e uma combinação de extensão e abdução é denominada abdução horizontal. A adução horizontal, às vezes chamada de flexão horizontal, é o movimento do braço ou coxa pelo corpo em direção à linha média, usando um movimento horizontal ao solo. Abdução horizontal, ou extensão horizontal, é o movimento do braço ou coxa afastando-se da linha média do corpo na direção horizontal. Nota de rodapé: a seguir apresenta-se uma imagem que corresponde à FIGURA 1-10 e cuja legenda é: Exemplos de movimentos especializados. Alguns movimentos articulares são designados por nomes de movimentos especializados, embora possam, tecnicamente, ser um dos seis movimentos básicos. [17] Esses movimentos estão presentes em uma grande variedade de habilidades esportivas. A ação do braço no lançamento de disco é um bom exemplo do uso da abdução horizontal na fase preparatória e da adução horizontal do braço na fase de potência e de seguimento. Muitas jogadas do futebol utilizam adução horizontal da coxa para trazer a perna para cima e cruzar o corpo para um chute ou passe. No antebraço, os movimentos de pronação e supinação ocorrem na medida em que a ponta distal do rádio roda por cima e para trás da ulna na articulação radioulnar. A supinação é o movimento do antebraço no qual a palma roda até ficar voltada para frente, à partir da posição fundamental inicial. A pronação é o movimento no qual a palma vira-se para trás. Os movimentos articulares de supinação e pronação são também chamados de rotação externa e interna, respectivamente. À medida que o antebraço move-se de uma posição supinada para pronada, ele passa pela posição semipronada em que a palma vira-se para a linha média do corpo com os polegares para frente. As ações de pronação e supinação do antebraço são usadas com movimentos de rotação do braço para aumentar a amplitude de movimento, acrescentar giro. aumentar a potência e mudar a direção durante as fases de aplicação de força em esportes com raquete, voleibol e lançamentos. Na articulação do punho, o movimento da mão em direção ao polegar é chamado de flexão radial, enquanto o movimento oposto da mão em direção ao dedo mínimo é chamado de flexão ulnar. Esses nomes de movimentos especializados são fáceis de lembrar, pois não dependem da posição do antebraço ou braço, como para interpretar a abdução e adução. e podem ser facilmente interpretados quando é conhecida a localização do rádio (lado do polegar) e da ulna (lado do dedo mínimo). A flexão ulnar e radial são movimentos importantes em esportes com raquete para controle e estabilização da raquete. Também no voleibol, o movimento de flexão ulnar é um componente de valor no passe de antebraço na medida em que ajuda a manter a posição estendida do braço e aumenta e área de contato do antebraço. No pé, os movimentos de flexão plantar e dorsiflexão são nomes especializados para extensão e flexão do pé, respectivamente. A flexão plantar é o movimento em que a base do pé move-se para baixo e o ângulo formado entre o pé e a perna aumenta. Esse movimento pode ser criado levantando o calcanhar de modo que o peso é transferido para cima dos artelhos, ou colocando o pé aplanado sobre o solo em frente e movendo a perna para trás de modo que o peso corporal fique atrás do pé. A dorsiflexão é o movimento do pé para cima em direção à perna que diminui o ângulo relativo entre a perna e o pé. Esse movimento pode ser criado colocando o peso sobre os calcanhares e levantando os artelhos, ou mantendo o pé aplanado sobre o chão e abaixando o peso centrado sobre o pé. Qualquer ângulo pé-perna maior que 90 graus é denominado de posição plantar flexionada, enquanto qualquer ângulo pé-perna menor que 90 graus é denominado dorsiflexão. O pé tem outro grupo de movimentos especializados chamado inversão e eversão que ocorrem nas articulações intertársicas e metatársicas. A inversão do pé ocorre quando a borda medial do pé levanta de modo que a sola do pé vira-se para dentro em direção ao outro pé. Eversão é o movimento oposto do pé quando a parte lateral do pé levanta de modo que a sola do pé virá para fora, para o lado oposto do outro pé. Geralmente existe confusão quanto ao uso dos termos inversão e eversão e o uso popularizado de pronação e supinação como termos que descrevem movimentos do pé. Os movimentos de inversão e eversão não são os mesmos que pronação e supinação: de fato. eles são somente uma parte dos movimentos de pronação e supinação. A pronação do pé é, na verdade, uma combinação de movimentos que consistem em dorsiflexão na articulação do tornozelo, eversão nos társicos e abdução do antepé. A supinação é criada pela flexão plantar, inversão dos társicos e adução do antepé. É importante observar que pronação e supinação são movimentos dinâmicos do pé e do tornozelo quando o pé está sobre o solo durante uma corrida ou o andar. Esses dois movimentos são determinados pela estrutura e folga do pé, pelo peso corporal e pelas superfícies de apoio e calçados. O último movimento especializado, a circundução, é um movimento que pode ser criado por qualquer articulação ou segmento que tenha o potencial de mover-se em duas direções, de modo que o segmento possa ser movido de modo cônico na medida em que a ponta do segmento faz um trajeto circular. Um exemplo de circundução seria colocar o braço à frente e escrever um "O" imaginário no ar. A circundução não é simplesmente uma rotação, mas uma combinação de quatro movimentos criados em combinação seqüencial. O movimento do braço para criar o "O" imaginário é, na verdade, uma combinação da ação de flexão, adução, extensão e abdução do braço. Os movimentos de circundução são também possíveis no pé, coxa, tronco, cabeça e mão. Os movimentos de todos os segmentos principais estão revistos na TABELA 1-1. Sistemas de Referência Relativo versus Absoluto Para observar e descrever qualquer tipo de movimento com precisão, é preciso estabelecer primeiramente um sistema de referência. O uso de movimentos articulares em relação à posição inicial fundamental ou anatômica é um exemplo de um sistema de referência simples, já usado neste capítulo para descrever o movimento dos segmentos. Para melhorar a precisão de uma análise de movimento, um movimento pode ser avaliado a partir de diferentes pontos ou posições iniciais. [18] Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma tabela constituída por 4 colunas e 14 linhas que correspondeà TABELA 1-1 e cuja legenda é: Revisão dos Movimentos. Segmento Articulação Gl Movimentos Cabeça Intervertebral 3 Flexão, extensão, hiperextensão, flexão lateral D/E, rotação D/E, circundução Atlantoaxial (3 articulações) 1 cada Rotação D/E Tronco Intervertebral 3 Flexão, extensão, hiperextensão, rotação D/E, flexão lateral D/E, circundução Braço Ombro 3 Flexão, extensão, hiperextensão, abdução, adução, hiperabdução, hiperadução, abdução horizontal, adução horizontal, rotação mediai/lateral, circundução Braço/Cintura Esternoclavicular 3 Elevação, depressão Escapular Acromioclavicular 3 abdução, adução (protração, retração), rotação para cima/para baixo Antebraço Cotovelo 1 Flexão, extensão, hiperextensão Radioulnar 1 Pronação, supinação Mão Punho 2 Flexão, extensão, hiperextensão, flexão radial, flexão ulnar, circundução Dedos Metacarpofalângica 2 Flexão, extensão, hiperextensão, abdução, adução, circundução Interfalângica 1 Flexão, extensão, hiperextensão Polegar Carpometacárpica 2 Flexão, extensão, abdução, adução, oposição, circundução Metacarpofalângica 1 Flexão, extensão Interfalângica 1 [sem informação] Coxa Quadril 3 Flexão, extensão, hiperextensão, abdução, adução, hiperadução, adução horizontal, abdução horizontal, rotação mediai/lateral, circundução Perna Joelho 2 Flexão, extensão, hiperextensão, rotação mediai/lateral Pé Tornozelo 1 Flexão plantar, dorsiflexão Intertársica 3 Inversão, eversão Artelhos Metatarsofalângica 2 Flexão, extensão, abdução, adução, circundução Interfalângica 1 Flexão, extensão Um sistema de referência é necessário para especificar a posição do corpo, de um segmento ou um objeto para descrever um movimento ou identificar se ocorreu qualquer movimento. A estrutura ou sistema de referência é estabelecida arbitrariamente, e pode estar localizada dentro ou fora do corpo. A estrutura de referência é colocada em um lugar determinado e geralmente consiste de duas a três linhas imaginárias chamadas eixos que se interseccionam em ângulos retos em um ponto comum denominado origem. Qualquer posição pode ser descrita identificando a distância entre o objeto e cada um dos três eixos. É muito importante identificar a estrutura de referência usada na descrição do movimento. Um exemplo de sistema de referência colocado fora do corpo é a linha de saída em uma corrida de 100 metros. O centro de uma articulação anatômica como o ombro pode ser usado como sistema de referência dentro do corpo. O braço pode ser descrito como movendo-se por um ângulo de 90 graus quando é abduzido até que fique em ângulo reto com o tronco. Contudo, se o solo é usado como estrutura de referência, o mesmo movimento de abdução do braço pode ser descrito em relação ao solo. como um movimento até a altura de 1,6 metro do solo. Quando o movimento angular é descrito, as posições articulares. velocidades e acelerações podem ser descritas usando uma estrutura de referência absoluta ou relativa. Uma estrutura de referência absoluta é aquela em que os três eixos interseccionam-se no centro da articulação e o movimento do segmento é descrito em relação àquela articulação. O posicionamento absoluto de um braço abduzido perpendicular ao tronco é 0 ou 360 graus descrito com relação aos eixos que atravessam a articulação do ombro. Uma estrutura de referência relativa é aquela em que o movimento de um segmento é descrito com relação ao segmento adjacente. Veja na FIGURA 1-11 um exemplo de sistema de referência absoluto e relativo aplicado ao membro inferior. No mesmo exemplo do braço em abdução perpendicular ao tronco, o posicionamento relativo do braço em relação ao tronco é 90 graus. A estrutura de referência deve ser claramente identificada de modo que os resultados possam ser interpretados coerentemente, e como diferentes sistemas de referência são usados por pesquisadores diferentes, o sistema de referência e o ponto de referência precisam ser identificados antes de comparar e contrastar resultados entre estudos. Por exemplo, alguns pesquisadores denominam um antebraço completamente estendido como posição de 180 graus, e outros denominam essa posição de zero graus. [19] Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem que corresponde à FIGURA 1-11 e cuja legenda é: Estrutura de referência absoluta versus relativa. É importante designar a estrutura de referência que você está usando na descrição do movimento. Uma estrutura de referência absoluta mede o ângulo segmentar em relação à articulação distal. Uma estrutura de referência relativa mede o ângulo formado pelos dois segmentos. Após 30 graus de flexão na articulação do cotovelo, a posição final será 150 graus ou 30 graus, respectivamente, de acordo com os dois sistemas descritos acima. Pode haver bastante confusão quando se tenta interpretar um artigo usando um sistema de referência diferente daquele do autor. Planos/Eixos O método universalmente usado para descrever os movimentos humanos em três dimensões baseia-se em um sistema de planos e eixos. Três planos imaginários são posicionados pelo corpo em ângulos retos de modo que façam intersecção no centro de massa do corpo. O movimento é dito como ocorrendo em um plano específico se estiver ao longo desse plano ou paralelo a ele. O movimento em um plano sempre ocorre sobre um eixo que corre perpendicular ao plano. Veja a ilustração apresentada na FIGURA 1-12. Espete um alfinete em um pedaço de papelão e gire o papelão ao redor do alfinete. O movimento do papelão ocorre no plano, e o alfinete representa o eixo de rotação. O papelão pode girar ao redor do alfinete seguro horizontalmente, verticalmente ou lateralmente, representando o movimento do papelão nos três planos existentes. Esse exemplo pode ser aplicado para descrever linhas imaginárias passando pela articulação do quadril nas mesmas três direções do alfinete, representando flexão da coxa sobre uma linha imaginária que corre de um lado para outro, abdução sobre uma linha imaginária que corre de frente para trás, rotação sobre uma linha imaginária que corre de cima para baixo. Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem que corresponde à imagem FIGURA 1-12 e cuja legenda é: Plano e eixo. O movimento ocorre em um plano sobre um eixo que corre perpendicular ao plano. Esses planos permitem que possamos descrever completamente um movimento e contrastar um movimento de braço diretamente à frente do corpo com um movimento de braço diretamente ao lado do corpo. Os planos e eixos colocados sobre o corpo humano para as descrições de movimento estão apresentados na FIGURA 1-13. O plano sagital bissecciona o corpo nas metades direita e esquerda. Os movimentos no plano sagital ocorrem sobre um eixo frontal ou "z" que vai de um lado para outro. Esses movimentos podem ocorrer sobre um eixo que atravessa uma articulação, pelo centro do corpo no centro de massa, ou por um ponto de contato externo, como uma barra fixa. A FIGURA 1-14 exemplifica esses movimentos. A maior parte das análises em duas dimensões da biomecânica são feitas com movimentos no plano sagital. Exemplos de movimentos no plano sagital ao redor de uma articulação podem ser dados fazendo movimentos de flexão e extensão, como elevar o braço à frente, inclinar o tronco para frente e para trás, levantar e abaixar uma perna à frente, e levantar-se sobre os artelhos. Os movimentos no plano sagital envolvendo todo o corpo rodando ao redor do centro de massa incluem "saltos mortais" sem apoio, "saltos mortais" com apoio e a posição carpada no salto ornamental. Os movimentos do corpo no plano sagital sobre um suporte externo incluem plantar o pé e girar o corpo sobre o pé, e girar sobre as mãos apoiadas ao saltar um obstáculo. Paraobter a vista mais acurada de qualquer movimento em um plano, é preferível uma posição perpendicular ao plano de movimento que permita visualizar o eixo de rotação. Assim, todas as atividades oferecidas como exemplos de movimentos no plano sagital são melhor visualizadas estando lateralmente ao corpo para permitir enfoque no eixo frontal de rotação. [20] Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem que corresponde à FIGURA 1-13 e cuja legenda é: Planos e eixos no corpo humano. Os três planos cardinais que se originam no centro de gravidade são o plano sagital, que divide o corpo em direita e esquerda, o plano frontal, que divide o corpo em frente e trás, e o plano transverso, que divide o corpo em parte superior e inferior. O movimento ocorre no plano ou paralelo a ele sobre um eixo mediolateral (plano sagital), um eixo ântero-posterior (plano frontal) ou eixo longitudinal (plano transverso). O plano frontal ou coronário bissecciona o corpo nas metades da frente e de trás. O eixo sobre o qual ocorrem os movimentos no plano frontal é o eixo sagital ou "x" que corre anterior e posterior ao plano. Como os movimentos no plano sagital, os movimentos no plano frontal podem ocorrer sobre uma articulação, sobre o centro de massa do corpo, ou sobre um ponto de contato externo (FIGURA 1-15). Movimentos articulares característicos no plano frontal incluem abdução/adução de coxa. flexão lateral de cabeça e tronco, e inversão e eversão do pé. Os movimentos no plano frontal de todo o corpo sobre o centro de massa não são tão comuns quanto os movimentos nos outros planos, mas podemos exemplificá-los com os movimentos aéreos. O movimento no plano frontal sobre um ponto externo de contato pode ser visto com freqüência na dança e balé, especialmente quando os dançarinos movem- se lateralmente a partir de um ponto pivô, ou na ginástica em que o corpo gira lateralmente sobre a mão, como na "roda". Para visualizar os movimentos no plano frontal, enfocando a articulação ou o ponto sobre o qual todo o corpo está girando, a melhor posição é na frente ou atrás do corpo. O plano transverso ou horizontal bissecciona o corpo em partes superior e inferior. Os movimentos que ocorrem nesse plano são primariamente rotações sobre um eixo longitudinal, vertical ou "y". Exemplos de movimentos que ocorrem no plano transverso sobre os eixos verticais das articulações são as rotações nas articulações vertebrais, do ombro e do quadril. A pronação e supinação do antebraço nas articulações radioulnares são também um movimento no plano transverso. O eixo para todos esses movimentos é uma linha imaginária que corre verticalmente descendo pelas articulações vertebrais, do ombro, radioulnar ou do quadril. Um exemplo de plano de movimento transverso sobre o centro de massa do corpo seria girar verticalmente ao redor do corpo no ar (FIGURA 1-16). Esse é um movimento muito comum na ginástica, dança e patinação no gelo. Existem também inúmeros exemplos na dança, patinação ou ginástica em que o atleta faz movimentos no plano transverso sobre um eixo externo que passa por um ponto pivô entre o pé e o solo. Todos os movimentos de giro que fazem o corpo girar sobre o solo ou sobre o gelo são exemplos. Apesar de os movimentos no plano transverso serem aspectos muito vitais da maioria das habilidades esportivas de sucesso, esses movimentos são difíceis de acompanhar visualmente já que o melhor posicionamento para vê-los é por cima ou por baixo do movimento para ficar perpendicular ao plano de movimento. Conseqüentemente, os movimentos de rotação são avaliados seguindo o movimento linear de algum ponto sobre o corpo caso não seja possível o posicionamento vertical. A maioria dos movimentos humanos ocorre em dois ou mais planos nas várias articulações. Na corrida, por exemplo, o membro inferior parece mover- se predominantemente no plano sagital à medida que o membro inferior balança para frente e para trás no ciclo. Quando se examina com cuidado os membros e articulações, encontra-se movimentos em todos os planos. Na articulação do quadril, por exemplo, a coxa faz flexão e extensão no plano sagital. abduz e aduz no plano frontal, e gira interna e externamente no plano transverso. Se os movimentos humanos fossem confinados a um único plano de movimento, pareceríamos robôs quando desempenhássemos nossas habilidades ou movimentos articulares. Examine o movimento em três dimensões de um lançamento sobre o ombro apresentado na FIGURA 1-17. Observe o posicionamento para visualizar o movimento em cada um dos três planos. [21] Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem que corresponde à FIGURA 1-14 e cuja legenda é: Movimentos no plano sagital. Os movimentos no plano sagital são tipicamente flexões e extensões, ou algum exercício de mortal para frente ou para trás. Os movimentos podem ocorrer sobre um eixo articular, sobre o centro de gravidade ou sobre um eixo externo. O movimento em um plano pode também ser descrito como um grau de liberdade (gl) único. Essa terminologia é usada geralmente para descrever o tipo e quantidade de movimento permitidos estruturalmente pelas articulações anatômicas. Um gl 1 para uma articulação indica que a articulação permite que o segmento se mova por um plano de movimento. Uma articulação com gl 1 é também denominada uniaxial, já que há um eixo, perpendicular ao plano de movimento, sobre o qual ocorre o movimento. Uma articulação com gl 1, o cotovelo, somente permite flexão e extensão no plano sagital. Convencionalmente, a maioria das articulações é considerada como tendo grau 1, 2 ou 3 de liberdade oferecendo movimento potencialmente uniaxial, biaxial ou triaxial, respectivamente. O ombro é um exemplo de articulação com gl 3 porque permite que o braço se movimente no plano frontal pela abdução e adução, no plano sagital pela flexão e extensão, e no plano transverso pela rotação. Articulações com gl 3 no corpo incluem as articulações vertebrais, as do ombro e as do quadril; articulações com gl 2 incluem joelho, metacarpofalângicas. punho e carpometacárpicas do polegar; articulações com gl 1 incluem atlantoaxial, interfalângicas, cotovelo, radioulnar e tornozelo. O gl 3 nem sempre implica maior mobilidade, mas indica que a articulação permite movimento nos três planos. O ombro é muito mais móvel que o quadril, embora ambos sejam articulações triaxiais e capazes de realizar os mesmos movimentos. Os movimentos de tronco, embora classificados como tendo gl 3, são bastante restritos quando se avalia o movimento no nível de uma única vértebra. Por exemplo, as áreas lombar e cervical das vértebras permitem que o tronco flexione e estenda, mas esse plano de movimento é limitado na porção torácica média das vértebras. Do mesmo modo, as ações de rotação do tronco ocorrem primariamente nas regiões torácica e cervical já que a região lombar apresenta potencial limitado no plano horizontal. Somente a combinação de todos os segmentos vertebrais permite o movimento com gl 3 produzido na coluna. [22] Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem que corresponde à FIGURA 1-15 e cuja legenda é: Movimentos no plano frontal. Os movimentos segmentares no plano frontal sobre eixos articulares ântero-posteriores são abdução e adução, ou algum movimento especializado no sentido lateral. Os movimentos no plano frontal sobre o centro de gravidade ou sobre um ponto externo envolvem movimentos laterais do corpo, que são mais difíceis que os movimentos ântero-posteriores. Existem também movimentos adicionais de deslizamento que ocorrem pelas superfícies articulares e podem ser interpretados como acrescentando mais graus de liberdade àqueles definidos na literatura. Por exemplo, a articulação do joelho é considerada com tendo gl 2 devido aos movimentos de flexão/extensãono plano sagital e rotações no plano transverso. Contudo, a articulação do joelho também apresenta translação linear e sabe-se bem que existe movimento na articulação no plano frontal quando as superfícies articulares deslizam uma sobre a outra para criar movimentos de translação de um lado para outro. Apesar desses movimentos terem sido medidos e serem razoavelmente significantes, eles não têm sido reconhecidos como um grau de liberdade adicional para a articulação. Os graus de liberdade para a maioria das articulações do corpo estão incluídos no gráfico de revisão dos movimentos apresentado na TABELA 1-1. Uma cadeia cinemática deriva da combinação de graus de liberdade nas várias articulações para produzir uma habilidade ou movimento. A cadeia é a soma dos graus de liberdade em articulações adjacentes e identifica os graus totais de liberdade disponíveis ou necessários para o desempenho de um movimento. Por exemplo, chutar uma bola envolveria um sistema de elos com gl 11 em relação ao tronco, já que gl 3 poderia ser usado para o quadril, gl 2 para o joelho, gl 1 para o tornozelo, gl 3 nos társicos e gl 2 nos artelhos. [23] Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem que corresponde à FIGURA 1-16 e cuja legenda é: Movimentos no plano transverso. Os movimentos no plano transverso são geralmente rotações que ocorrem sobre um eixo longitudinal que passa através de uma articulação, do centro de gravidade ou de um ponto de contato externo. Exemplos de Características do Movimento Articular Exemplos de Movimentos Articulares Simples O conhecimento das características de movimento de uma articulação específica é valioso na implementação de um programa de alongamento, fortalecimento ou reabilitação. O método mais seguro de alongar ou fortalecer a musculatura de um segmento é mover o membro pela amplitude de movimento do segmento em um plano de movimento usando somente gl 1 na articulação. Enquanto os movimentos planares simples não são transferidos diretamente para padrões complicados em uma habilidade esportiva que utiliza tipicamente padrões diagonais por dois ou três planos, o movimento uniaxial é a abordagem comumente usada para condicionamento e reabilitação. Isso ocorre porque o movimento por um plano permite melhor isolamento dos grupos musculares que estão arranjados em compartimentos funcionais nas articulações da frente, de trás e dos lados. É também mais seguro, já que o movimento por mais de um plano pode criar sobrecarga na articulação e musculatura adjacente. Apresentamos aqui dois segmentos e suas características de movimento. Uma apresentação mais detalhada de todos os segmentos pode ser encontrada nos capítulos sobre componentes músculo-esqueléticos dos segmentos e articulações do corpo. As características de mobilidade ativa de cada articulação serão examinadas. A amplitude de movimento produzida ativamente indica a mobilidade articular associada a uma contração muscular voluntária. Outra técnica comum, 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 participante. Esta técnica analisa o potencial de movimento na articulação. Outra discussão importante é a diferença entre posição segmentar e movimento. Por exemplo, quando se inclina para frente dobrando a cintura e mantém-se a posição, tanto esse movimento como a posição final quanto a própria posição são denominados flexão de tronco. O retorno à posição inicial, porém parando antes de atingir a posição ereta, seria ainda uma posição de flexão de tronco, mas o movimento para chegar a essa posição seria a extensão do tronco. As posições são apresentadas em análises estáticas para determinar, por exemplo, as forças sobre as articulações, enquanto os movimentos são usados nas análises dinâmicas para interpretar componentes cinéticos e cinemáticos do movimento. [24] Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem que corresponde à FIGURA 1-17 e cuja legenda é: Movimentos nos três planos. A maioria dos movimentos humanos emprega movimentos nos três planos. A fase de liberação no lançamento alto mostrado acima ilustra movimentos que ocorrem nos três planos. Observe que os movimentos no plano sagital são visualizados pelo lado, os movimentos no plano frontal são visualizados por trás, e os movimentos no plano transverso são visualizados por cima. No PLANO SAGITAL são representados os movimentos de flexão e extensão; no PLANO FRONTAL são representados os movimentos de abdução, adução e flexão lateral do tronco; no PLANO TRANSVERSO é representado o movimento de rotação. O primeiro exemplo de segmento que apresentaremos é o antebraço. um segmento que fica confinado ao movimento em dois planos com respeito à posição anatômica. Apresentaremos uma descrição cinemática dos movimentos do antebraço usando a informação sobre a estrutura de referência da posição anatômica, o movimento angular relativo a essa posição, terminologia do movimento articular, e os três planos de movimento. Os movimentos de flexão e extensão no plano sagital que ocorrem na articulação do cotovelo têm gl 1 (FIGURA 1-18). [25] Nota de revisor: a seguir apresenta-se uma imagem que corresponde à FIGURA 1-18 e cuja legenda é: Movimento articular simples: o antebraço. A flexão e extensão do antebraço ocorre no plano sagital sobre um eixo mediolateral que atravessa a articulação do cotovelo. A pronação e supinação do antebraço ocorre no plano transverso sobre um eixo longitudinal que passa pelas articulações radioulnares. O antebraço pode ser flexionado cerca de 140 a 160 graus antes que seja impedido por resistência considerável dos tecidos moles. O segmento estende- se voltando para a posição anatômica e. para alguns indivíduos, pode ir além da posição anatômica em hiperextensão (5 a 10 graus) se as características estruturais posteriores da articulação permitirem. O antebraço pode também mover-se no plano transverso por movimentos de pronação e supinação que são produzidos nas articulações radioulnar superior e inferior (gl 1). O antebraço pode ser pronado ou supinado de modo que a mão gire em 180 graus a partir da posição anatômica. Os movimentos do antebraço são componentes importantes para muitas habilidades esportivas envolvendo o membro superior. No padrão típico de lançamento sobre o ombro, o antebraço flexiona e faz pronação na fase preparatória e estende-se, às vezes, com ainda mais pronação nas fases de potência e de seguimento. O movimento de extensão do antebraço é um componente significante da fase de aplicação de força de muitas atividades esportivas. O movimento de pronação do antebraço é importante tanto na aplicação de força quanto na aquisição da direção ou colocação correta da mão ou raquete. Enquanto os movimentos do antebraço são contidos dentro de dois planos primários, o sagital e o transverso, o antebraço pode ser orientado tridimensional mente no espaço pelo braço de modo que o segmento propriamente dito possa mover-se por qualquer um dos três planos ou diagonalmente pelos dois planos com referência ao corpo como um todo. Esse é um bom exemplo de cadeia cinemática, ilustrando a contribuição da articulação tridimensional do ombro com os movimentos do antebraço. É melhor identificar primeiro os planos e graus de liberdade do antebraço com respeito à posição anatômica antes de tentar descrever as características do antebraço quando está posicionado no espaço pelo braço. As características de movimento do segmento mais móvel do corpo, o braço, são complexas. O braço move-se na articulação do ombro em três planos de ação diferentes (gl 3). A partir da posição fundamental, o braço eleva-se para frente em flexão no plano sagital subindo até completar
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