Biomecânica da coluna vertebral

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Biomecânica da coluna vertebral 
Profª.Ms Mary Hellen Morcelli Gotardo 
Disciplina: Cinesiologia e Biomecânica 
 
Função mecânica da coluna vertebral 
• Ligação mecânica entre membro inferior e superior 
• Protetor ósseo da medula espinhal 
 
• 33 vértebras divididas: 
• Cervicais (7) 
• Torácicas (12) 
• Lombares (5) 
• Sacrais-fundidas (5) 
• Coccígeas-fundidas (4) 
Segmento móvel 
• Duas vértebras adjacentes e os tecidos moles entre elas 
 
• Unidade funcional da coluna 
 
• Três articulações: 
• corpos vertebrais 
separados por discos 
• articulações facetárias 
direita e esquerda 
 
 
 
Vértebras 
• Corpo vertebral: principais componentes na sustentação de 
carga 
• Canal vertebral: arcos neurais, porções posteriores dos corpos 
vertebrais e discos intervertebrais 
• Processo espinhoso e transverso: estabilizadores para 
aumentar a vantagem mecânica dos músculos 
 
 
Vértebras 
• Aumento progressivo do tamanho vertebral 
 
 
 
 
Vértebras 
• Tamanho e angulação dos processos vertebrais é diferente ao 
longo da coluna 
 
 
Vértebras 
• Tamanho e angulação dos processos vertebrais é diferente ao 
longo da coluna 
• Modificação na orientação das articulações zigoapofisárias 
• Zigoapofisárias: permitem o movimento, sustentação de carga, juntamente 
com os discos resistem as forças de torção e cisalhamento 
 
 
 
 
 
Vértebras 
• Duas primeiras vértebras: formato e função especiais 
 
•Atlas: receptáculo para os côndilos occipitais 
• Articulação atlantoaxial: grande amplitude de rotação axial 
 
 
Discos intervetebrais 
• Discos fibrocartilaginosos que atuam como “amortecedores” 
 
• Diferenças nas alturas anterior e posterior: produzem as 
curvaturas fisiológicas da coluna 
 
• Estruturas funcionais: 
• Anel fibroso 
•Núcleo pulposo (90% água, colágeno 
e proteoglicanos) 
 
 
Discos intervetebrais 
• Anel fibroso: atua como uma mola contraída que mantém os 
corpos vertebrais unidos 
 
•Núcleo pulposo: rolamente (nos movimentos de flexão e extensão 
os corpos vertebrais rolam sobre o núcleo) 
 
•Flexão anterior, flexão lateral e extensão 
•Estresse compressivo em um lado do disco e tensão 
de tração no outro 
• Rotação: 
•Estresse em cisalhamento no disco 
• AVDs: compressão é a forma mais comum 
de sobrecarga 
 
 
 
Discos intervetebrais 
• Disco com sobrecarga: perde água e a coluna vertebral sofre 
uma diminuição de altura de até 2 cm 
 
• Retirada a pressão sobre o disco a água é reabsorvida e o 
volume e altura dos discos retornam. 
 
 
 
 
 
Discos intervetebrais 
• Os discos apresentam suprimento sanguíneo até 
aproximadamente 8 anos de idade. Posteriormente ele depende de 
meios mecânicos para manter a nutrição 
 
• Mudanças intermitentes de postura levam a ação de 
bombeamento dos discos (entrada e saída de água leva nutrientes 
para dentro e restos metabólicos para fora 
 
• Manter a mesma postura por longos períodos pode comprometer 
esses mecanismo e levar a prejuízo na saúde do disco 
• Discos depende do movimento corporal para garantir sua nutrição 
 
 
 
 
Discos intervetebrais 
• Envelhecimento e lesão: reduzem irreversivelmente a capacidade 
de absorção de água (redução da absorção de impacto) e 
consequentemente levam a movimentos anormais entre as 
vértebras adjacentes ocasionando mais carga compressiva, de 
tração e de cisalhamento sobre as estruturas da coluna vertebral 
 
• Esse processo resulta em alterações na altura e postura da 
coluna vertebral acompanhada frequentemente de mudanças 
degenerativas nas estruturas vertebrais 
 
 
 
 
 
 
Ligamentos 
• Auxiliam na estabilidade dos segmentos móveis 
 
• Ligamento longitudinal anterior 
e posterior 
 
•Ligamento supraespinal 
 
• Ligamento interespinhal 
 
• Ligamento intertransversário 
 
 
 
 
Ligamentos 
• Ligamento amarelo 
 
• Conecta a lâmina das vértebras adjacentes 
 
• Contém grande proporção de fibras elásticas 
 
• Permanece tensionado mesmo com a coluna em posição 
anatômica (aumenta estabilidade) 
 
• Pré-estresse: estresse sobre a coluna gerado pela tensão 
dos ligamentos em repouso 
 
 
 
Ligamentos 
Curvaturas vertebrais 
• No plano sagital existem 4 curvaturas que mecanicamente 
permitem absorção de maior impacto sem lesão: 
 
•Primárias (nascimento): 
•Torácica 
•Sacral 
 
•Secundárias (sustentação de peso): 
• Lombar 
• Cervical 
 
 
 
 
Curvaturas vertebrais 
• Constantemente modeladas em resposta as magnitudes e 
direções das forças que atuam 
 
 
 
 
 
 
 
Movimentos na coluna vertebral 
• Flexão e extensão 
• Ocorre principalmente na 
coluna cervical e lombar 
 
• Na coluna torácica as 
orientações das superfícies 
articulares limitam a ADM 
 
• Não confundir flexão 
vertebral com flexão de 
quadril ou inclinação pélvica 
anterior 
 
•Hiperextensão: extensão 
além da posição anatômica 
 
 
Movimentos na coluna vertebral 
• Flexão lateral (inclinação) 
 
• Movimento no plano frontal 
 
• Maior ADM para flexão 
lateral ocorre na cervical 
seguida da torácica 
 
 
 
 
 
 
 
 
Movimentos na coluna vertebral 
• Rotação 
 
• Movimento no plano transverso 
 
• Acompanhada por discreta flexão 
lateral 
 
• Maior movimento ocorre na região 
cervical 
 
•Região lombar o movimento é 
muito reduzido devido aos 
processos articulares interligados 
 
 
Músculos 
• Atuando conjuntamente realizam movimento de flexão e 
extensão 
• Atuando unilateralmente realizam movimentos de flexão lateral 
e/ou rotação 
 
 
 
 
 
 
 
 
Músculos 
• Músculos pré-vertebrais 
• Reto anterior da cabeça 
• Reto lateral da cabeça 
• Longo da cabeça 
• Longo do pescoço 
 
• Origem: Região anterior do 
occipital e vértebras cervicais 
• Inserção: Superfície anterior 
das vértebras cervicais e primeiras 
três vértebras torácicas 
 
• Ação: flexão, inclinação e 
rotação para o lado oposto 
 
 
Músculos 
• Reto do abdome 
 
• Origem: Cartilagem costal das 
costelas 5-7 
 
• Inserção: Crista púbica 
 
• Ação: flexão e inclinação 
 
 
 
 
 
 
 
Músculos 
• Oblíquo externo 
• Origem: Superfície externa das 8 últimas costelas 
 
• Inserção: Linha alba e crista ilíaca anterior 
 
• Ação: flexão, inclinação e rotação para o lado oposto 
 
 
 
 
 
 
 
Músculos 
• Oblíquo interno 
• Origem: Linha branca e 4 últimas costelas 
 
• Inserção: Ligamento inguinal, crista ilíaca , fáscia toracolombar 
 
• Ação: flexão, inclinação e rotação para o mesmo lado 
 
 
 
 
 
 
 
Músculos 
• Esplênios (cabeça e 
pescoço) 
• Origem: Processo mastoide 
(osso temporal), processo 
transverso (C1, C2, C3) 
 
• Inserção: Metade inferior do 
ligamento nucal, processos 
espinhosos de C7 e T1-T6 
 
• Ação: extensão, inclinação e 
rotação para o mesmo lado 
 
 
 
Músculos 
• Suboccipitais 
• Oblíquo superior e inferior da 
cabeça 
• Reto posterior maior e menor 
da cabeça 
 
•Origem: Occipital e processo 
transverso de C1 
 
•Inserção: Superfícies 
posterior de C1 e C2 
 
•Ação: Extensão, inclinação e 
rotação para o mesmo lado 
 
 
Músculos 
• Eretores da espinha 
• Espinal 
• Longuíssimo 
• Iliocostal 
 
•Origem:Ligamentonucal, 
parte posterior das vértebras 
cervicais, torácicas e lombares, 
9 últimas costelas, crista ilíaca 
e sacro 
 
•Inserção: Processo mastoide 
do occipital, parte posterior das 
vértebras cervicais, torácicas e 
lombares, 12 costelas 
 
•Ação: Extensão, inclinação e 
rotação para o lado oposto 
 
 
Músculos 
• Semiespinais (cabeça, 
tórax e pescoço) 
 
•Origem:Occipital, 
processos espinhosos de 
T2-T4 
 
•Inserção: Processos 
transversos da vértebras 
torácicas e C7 
 
•Ação: Extensão, inclinação 
e rotação para o lado 
oposto 
 
 
Músculos 
• Espinais profundos 
• Multífido 
•Rotadores Interespinais 
•Intertransversários 
•Levantadores das costelas 
 
•Origem:Processo espinhoso e transverso de todas as 
vértebras, sacro 
 
•Inserção: Processo espinhoso e transverso, lâmina das 
vértebras 
 
•Ação: Extensão, inclinação e rotação para o lado oposto 
 
 
Músculos 
• Espinais profundos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Músculos 
• Espinais profundos 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Músculos 
• Esternocleidomastóideo 
 
•Origem:Processo mastoide 
do osso temporal 
 
•Inserção: Esterno e terço 
medial da clavícula 
 
•Ação: Flexão do pescoço, 
extensão da cabeça, 
inclinação e rotação para o 
lado oposto 
 
 
Músculos 
• Levantador da escápula 
 
•Origem:Processo transverso 
de C1-C4 
 
•Inserção: Borda vertebral da 
escápula 
 
•Ação: inclinação 
 
 
 
 
 
Músculos 
• Escalenos (anterior, médio 
e posterior) 
 
•Origem:Processo transverso 
das vértebras cervicais 
 
•Inserção: Duas costelas 
superiores 
 
•Ação: Flexão e inclinação 
 
 
 
 
Músculos 
• Quadrado lombar 
 
•Origem: Última costela e 
processo transverso de L1-L4 
 
•Inserção: Ligamento 
ilíolombar e crista ilíaca 
 
•Ação: Inclinação 
 
 
 
 
 
Músculos 
• Psoas maior 
 
•Origem: T12-L5 
 
•Inserção: Trocânter maior do 
fêmur 
 
•Ação: Flexão 
 
 
 
 
 
 
Carga sobre a coluna vertebral 
• Forças que atuam sobre a coluna vertebral: 
• Peso corporal 
 
• Tensão nos ligamentos espinhais 
 
• Tensão nos músculos 
 
• Pressão intra-abdominal 
 
• Posição ereta: principal forma de carga sobre a coluna 
vertebral é a axial 
 
 
 
Carga sobre a coluna vertebral 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CG 
Carga sobre a coluna vertebral 
• Fenômeno de relaxamento em flexão 
 
• Condição na qual, quando a coluna vertebral está em 
flexão total, os músculos extensores da coluna relaxam e 
o torque de flexão é sustentado pelos ligamentos 
vertebrais 
 
• Ocorre a aproximadamente 57% da flexão de quadril e 
a 84% da flexão vertebral máxima 
 
 
Carga sobre a coluna vertebral 
• Pressão intra-abdominal 
• Aliviador da compressão sobre a coluna lombar 
• Contribui no enrijecimento da coluna lombar e ajuda a evitar 
deformidades