Aula 6 Biomecânica da Coluna vertebral

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AULA 06 
Biomecânica da Coluna 
vertebral – cargas sobre a 
coluna 
• As forças atuantes sobre a coluna 
vertebral são: 
1. Peso corporal; 
2. Tensão dos ligamentos espinhais; 
3. Tensão dos músculos 
intervertebrais; 
4. Pressão intra-abdominal e torácica; 
5. Quaisquer cargas externas 
aplicadas aos segmentos; 
2º eixo 
pneumático. 
Eixo principal de 
decomposição de 
forças. 
Sobre o eixo 
longitudinal da 
coluna vertebral Cavidade torácica 
Cavidade abdominal 
2º Eixo 
pneumático 
O segundo eixo 
pneumático pode 
diminuir em até 
50% a compressão 
entre D12-L1 e em 
30% entre L5-S1 
Biomecânica da Coluna vertebral – 
cargas sobre a coluna 
• Na postura de pé o centro de gravidade total fica 
anteriorizado a coluna vertebral; 
• Colocando a coluna em constante momento de flexão; 
• Os eretores da coluna devem manter uma ação muscular 
constante para evitar esse movimento; 
• Se ocorre uma flexão dos membros superiores, ou do 
tronco a ação do eretor da coluna aumenta; 
• Como o eretor tem um braço de força muito pequeno, 
mudanças no posicionamento do tronco e/ou aumento 
da carga resistida pelos membros superiores afastados 
do tronco, aumentam enormemente a força realizada; 
Biomecânica da Coluna vertebral – 
cargas sobre a coluna 
• Além da sobre 
carga causada por 
implementos 
externos, as forças 
sobre a coluna 
vertebral podem 
aumentar devido as 
posturas assumidas 
pelo corpo; 
 
Pesos dos segmentos: 
Cabeça = 5,2kg (52N) 
Tronco = 29,7kg (297N) 
Membros 
superiores = 7,8kg (78N) 
Barra e anilhas = 60 kg (600N) 
18cm 37cm 58 cm 
L5 S1 
6cm 
37,2cm 
Força de reação de cisalhamento 
Força de reação de compressão 
Força de ação muscular 
Qual o torque que L5 está submetida? 
Total = Cabeça+ Tronco+ M.Superiores+ Implementos 
Total = 
(52N*58cm)+(297N*18cm)+(78N*37,2cm)+(600
N*37cm) 
Total 
=3.016n/cm+5.346N/cm+2.901,6N/cm+22.200N/
cm 
Total = 33.463,6N/cm 
Qual a força do eretor da 
coluna? 
∑𝑇 =0 
Total = Eretores 
33.463,6N/cm= F*6cm 
F = 
33.463,6𝑁/𝑐𝑚
6𝑐𝑚
 
F = 5.577,3N 
 
 
 
 
Biomecânica da Coluna vertebral – 
cargas sobre a coluna 
• A pressão nos discos intervertebrais muda significativamente 
com a posição corporal e a carga; 
• Durante cargas estáticas ocorre deformação do disco ao decorrer 
do tempo, resultando em maior transferência da carga para as 
facetas articulares dos processos transversos; 
• Cargas dinâmicas leva a perda da hidratação articular e 
diminuição da capacidade de resistência a compressão, com 
diminuição da capacidade de resistência muscular e sobre cargas 
nos ligamentos, podendo resultar em desconforto e 
posteriormente dor; 
• Movimentos repetidos de flexão com sobre carga levam ao 
“fenômeno do relaxamento da flexão” que ocorre nos extensores 
diminuindo as forças de resistência muscular; 
Biomecânica da Coluna vertebral – 
cargas sobre a coluna 
• Na postura de pé, a carga 
compressiva da coluna leva a 
uma força de cisalhamento 
para a região ventral; 
• Isso é particularmente 
verdade na região lombar; 
– Casos patológicos podem 
ocorrer dessa ação como a 
espondilólise e a 
espondilolistese; 
Força Peso Força de cisalhamento 
Força de compressão 
Biomecânica da Coluna 
vertebral – cargas sobre a 
coluna 
• A flexão lateral da coluna, 
bem como a rotação, 
apresentam um quadro 
de ativação muscular mais 
complexo do que na 
flexão/extensão do 
tronco; 
• Apenas 50Nm de torque 
lateral pode levar a forças 
compressivas de até 800N 
entre L5 e S1; 
Biomecânica da Coluna 
vertebral – cargas sobre a 
coluna 
• Movimento de rotação 
podem alcançar ainda 
maiores cargas 
compressivas; 
• Ficando entre 1.400N a 
2.500N; 
• Ângulos assimétricos de 
levantamento podem 
potencializar ainda mais 
essas forças compressivas 
Lesões na coluna – 
Lombalgia 
• A lombalgia é a dor mais prevalente 
na coluna, com índices de 85% de 
incidência durante qualquer período 
da vida; 
• É a segunda maior causa de 
abstenções no trabalho, sendo mais 
comum em operadores de campo; 
• Com o envelhecimento ocorre 
naturalmente a degeneração dos 
discos intervertebrais, na região 
lombar isso é particularmente 
verdade; 
 
A – Disco intervertebral 
Jovem. 
B – Disco intervertebral 
adulto saudável. 
C – Disco intervertebral 
Idoso artrótico. 
Biomecânica da Coluna vertebral – 
cargas sobre a coluna 
• Trabalho de aula: 
1. Faça um levantamento dos principais tipos de dor da 
coluna vertebral; 
1. As regiões mais afetadas; 
2. E as principais causas; 
2. Descreva as síndromes de espondilólise e 
espondilolistese; 
3. Diferencie a extrusão da hérnia intervertebral; 
Lesões na coluna – Lombalgia 
patologia 
• É comum a ocorrência de 
lombalgia correlatamente 
com mudanças patológicas 
dos tecidos espinhais; 
• Existindo uma tendência a se 
procurar achados 
radiológicos ou de imagem 
que venham a explicar a dor 
por esse meio; 
• Porém os processos 
degenerativos do 
envelhecimento, podem 
promover lombalgia, mesmo 
sem quaisquer problema 
patológico tecidual; 
Lesões na coluna – Lombalgia fisiologia 
• A dor é a resposta sensória a agentes inflamatórios nos tecidos; 
• A coluna vertebral como um todo, e a região lombar em especial é 
rica em receptores de dor (terminações nervosas livres); 
• Os tecidos conjuntivos e fibrosos, das estruturas ligamentares e 
tendíneas respondem aos processos de lesão liberando vários 
agentes de marcação de inflamação; 
– Prostaglandinas; 
– Leucotrienos; 
– Bradicininas; 
 
A epidemiologia da 
degeneração vertebral articular. 
• Processos degenerativos articulares, especificamente na 
coluna são prevalentes na história humana desde 125.000 anos 
atrás; 
• Arqueólogos encontraram em ossadas de Neandertalensis 
lesões nas vértebras cervicais causadas por Osteo Artrite (OA); 
• Com a evolução humana a prevalência da OA veio a aumentar, 
estando presente no Homo Sapiens a aproximadamente 
30.000 anos atrás; 
• No antigo Egito a OA apresentou uma maior incidência e 
prevalência entre as classes sociais mais baixas, indicando que 
o trabalho já se apresentava como um fator de estimulação a 
doença; 
A epidemiologia da 
degeneração vertebral articular. 
• Entre os romanos foi observada a prevalência de 
OA, apesar dos indivíduos apresentarem uma 
atividade agropecuária e artesanal; 
• Nessas populações a região lombar era a 
principal afetada, seguida da região cervical; 
• Na cultura econômica atual condições 
ocupacionais foram as causas externas primárias 
de OA; 
Degeneração do disco vertebral. 
• É talvez o tipo de doença degenerativa que é 
mais afetada pela atividade ocupacional; 
• Desde 1944 Knutson e Kay tem apresentado 
uma correlação entre a degeneração entre L4-
L5 e L5-S1 com lombalgias e ciatalgia; 
Exercícios de força e resistência. 
• Os exercícios de força e resistência servem como 
método coadjuvante em programas de manutenção e 
recuperação postural; 
• Normalmente os exercícios são realizados mantendo-
se a regra de De Lorme e Watikins, de se realizar 3 
séries de 10 repetições cada; 
• Implementos como halteres e caneleiras são comuns 
como formas de se aumentar a intensidade dos 
exercícios; 
Ombros, costas e pescoço. 
• Exercício de ajoelhar-se com o braço fletido; 
– Trabalha os músculos dos ombros, da parte superior das 
costas e do pescoço; 
Ombros, costas e pescoço. 
• Exercício de ajoelhar-se com o braço abduzido; 
– Trabalha os músculos dos ombros, da parte superior 
das costas e do pescoço; 
Ombros, costas e pescoço. 
• Exercício de ajoelhar-se com o braço estendido;– Trabalha os músculos dos ombros, da parte superior das 
costas e do pescoço; 
 
Ombros, costas e pescoço. 
• Exercício de ajoelhar-se com o braço estendido e o quadril 
estendido: 
– Para o fortalecimento dos músculos dos ombros e do quadril; 
 
Costas e pescoço. 
• Realiza o alongamento dos músculos eretores, 
inferiores e superiores das costas; 
Costas, quadril e joelhos. 
• Trabalho para os músculos paravertebrais 
lombares, glúteos e dos ísquios tibiais; 
Alongamento em “leque” 
• Trabalho músculos peitorais, deltóides, 
rombóides e trapézios; 
Manquito rotador externo. 
• Trabalha os músculos do manquito rotador externo, 
supraespinhoso, infraespinhoso e subescapular;