003 Sistema muscular

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BIOMECÂNICA DO 
MÚSCULO 
ESQUELÉTICO 
HUMANO
Prof. MsC. Nelson Kian
üCONTRÁTEIS – fornecem características 
de contratibilidade (músculo)
üNÃO-CONTRÁTEIS – tem as mesmas 
propriedades de qualquer tecido conjuntivo, 
incluindo tendões, ligamentos, habilidade 
de resistir a forças deformantes bem como 
a viscoelasticidade (cartilagem 
articular,fáscia e pele)
TECIDOS
É o único tecido capaz de desenvolver 
tensão (contração) ativamente, isso 
promove funções:
vManter a postura ereta
vMovimentar seu membros
vAbsorver os choques.
Somente consegue desempenhar essas 
funções quando devidamente estimulado.
MÚSCULO
PROPRIEDADES 
COMPORTAMENTAIS 
DA UNIDADE 
MUSCULOTENDINOSA
É a capacidade de ser estirado ou 
de aumentar em comprimento.
Extensibilidade
Comprimento normal
de repouso
Estendido
É a capacidade do músculo voltar ao 
comprimento normal após ser 
estirado.
Elasticidade
Após recuo elástico passivoEstendido
Relativo à capacidade de 
aumentar seu comprimento 
(aumento da secção longitudinal) 
ou encurtamento com o passar 
do tempo.
Viscoelástica
Plasticidade
É a capacidade do músculo responder 
com uma contração a um estímulo. Pode 
ser:
vEletroquímicos (potencial de ação 
proveniente do nervo correspondente)
vMecânico- aplicado a uma porção do 
músculo.
Irritabilidade
É a capacidade do músculo produzir 
tensão (contração)
Contratibilidade
ORGANIZAÇÃO 
ESTRUTURAL DO 
MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
TECIDO CONJUNTIVO
TECIDO 
MUSCULOESQUELÉTICO
TECIDO 
MUSCULOESQUELÉTICO
Sarcômero – compartimentalizado entre 2 linhas Z
TECIDO 
MUSCULOESQUELÉTICO
Modelo de deslizamento dos miofilamentos
üSarcômero – compartimentalizado entre 2 linhas Z.
üBanda A – filamentos grossos e rugosos de miosina e filamentos finos e lisos de actina,
üBanda I – apenas filamentos finos de actina,
üBanda H – localiza-se no cento da banda A, contêm apenas filamentos grossos de miosina
TIPOS DE FIBRAS 
MUSCULARES
üCaracterísticas estruturais, 
histoquímicas e comportamentais 
diferentes.
üImplicam diretamente sobre a 
função muscular.
üDividem-se nas categorias: 
contração rápida (CR) e contração 
lenta (CL).
TIPOS DE FIBRAS
CARACTERÍSTICA TIPO I TIPO IIa TIPO II b
Velocidade de 
contração
lenta rápida rápida
Ritmo de fadiga lento intermediário rápido
Diâmetro pequeno intermediário grande
Concentração de 
ATPase
baixa alta alta
Concentração 
mitocondrial
alta alta baixa
Concentração das 
enzimas glicolíticas
baixa intermediária alta
mais velhas intermediária mais novas
Coloração mais vermelhas intermediária mais brancas
Apesar de todas as fibras em uma 
unidade motora serem do mesmo 
tipo, a maioria dos músculos 
esqueléticos contém fibras tanto CR 
quanto CL, com as quantidades 
relativas variando de um músculo 
para o outro e de um indivíduo para 
o outro.
TIPOS DE FIBRAS
ü CR – atletas em provas que exijam 
contração muscular rápida e 
vigorosa, como as corridas de alta 
velocidade e os saltos.
üCL – Atletas em provas de 
endurande (resistência), como 
corrida de longa distância, ciclismo 
e natação.
TIPOS DE FIBRAS
üA idade e a obesidade são fatores 
que afetam a composição do tipo de 
fibra muscular.
üExiste uma redução progressiva 
relacionada à idade no número de 
unidades motoras e de fibras 
musculares, bem como no tamanho 
das fibras do tipo II.
TIPOS DE FIBRAS
Evidências novas salientam o 
papel da expressão genética 
sobre o tipo de fibras e sugere 
que o músculo esquelético se 
adapta às demandas funcionais 
alteradas com mudanças no 
fenótipo das fibras individuais.
TIPOS DE FIBRAS
Admite-se que a regeneração do 
músculo após um exercício pode 
proporcionar um estímulo para a 
participação das células satélites 
na remodelagem do músculo pela 
alteração da expressão genética 
(fibras musculares e sua função).
TIPOS DE FIBRAS
ARQUITETURA 
DA FIBRA
ARQUITETURA DA FIBRA
As orientações das fibras dentro 
do músculo e os arranjos pelos 
quais as fibras se fixam aos 
tendões musculares afetam a 
força da contração muscular e a 
amplitude .
ARQUITETURA DA FIBRA
ARQUITETURA DA FIBRA
ØPARALELO –
orientadas 
principalmente 
em paralelo 
com o eixo 
longitudinal do 
músculo. Ex: 
sartório, reto 
abdominal, 
bíceps braquial.
Paralelo
ØO encurtamento representa 
essencialmente o resultado do 
encurtamento de suas fibras.
ØPermite maior encurtamento de todo 
o músculo.
ØConseguem movimentar os segmentos 
corporais em maiores ADM.
ARQUITETURA DA FIBRA
ØOBLÍQUO – Cada 
fibra se insere em 
um ou mais 
tendões, alguns 
deles estendendo 
por todo o 
comprimento do 
músculo.Ex: tibial 
anterior, deltóide.
Peniforme
ØReduz a força efetiva gerada para um 
determinado nível de tensão das fibras 
ØPossuem mais fibras por unidade de 
volume muscular, por isso geram mais 
força.
ØVelocistas possuem ângulo de inserção 
menores que os dos fundistas – maior 
velocidade de encurtamento.
Peniforme
velocistas fundistas
Peniforme
ØQuando o ângulo de inserção ultrapassa 
os 60º, a quantidade de força efetiva 
transferida realmente ao tendão é menor 
que a metade da força produzida 
realmente pelas fibras musculares.
Ffibra = 100N � = 60º
Ftendão = Ffibras . (cos �)
Ftendão = 100N . ½
Ftendão = 50N
Ff
Ft
β
FUNÇÃO DO 
MÚSCULO 
ESQUELÉTICO
d1
Centro de
rotação
Fm
Tm = Fm x d1
O torque (Tm) produzido 
por um músculo no centro 
articular de rotação é o 
produto da força 
muscular (Fm) pelo braço 
de momento do músculo.
Ft
Fb
O torque exercido pelo 
bíceps braquial (Fb) deve 
contrabalançar os 
torques criados pela 
força desenvolvida no 
tríceps braquial (Ft), pelo 
peso do antebraço e da 
mão (pf) e pelo peso do 
objeto colocado na mão 
(Ps)
Pf Ps
Recrutamento das Unidades Motoras
Velocidade 
e 
magnitude 
da 
contração 
muscular
Delicados
Regulares
Precisos
Recrutamento das Unidades Motoras
ØNeurônios que inervam as unidades das 
fibras motoras CL – limiar baixo.
ØFibras de CL – ativam primeiro, mesmo 
o movimento ser resultante do membro 
rápido.
ØTipo I Tipo IIa Tipo IIb
Exercício de baixa
intensidade
Fadiga
TIPOS DE CONTRAÇÃO
œISOTÔNICA – Concêntrica e 
Excêntrica.
œISOMÉTRICA
TIPOS DE CONTRAÇÃO
œCONCÊNTRICA –
quando a tensão 
muscular produz um 
torque maior que o 
torque resistido em 
uma articulação, o 
músculo se encurta –
ocorre a aproximação 
das inserções 
musculares.
TIPOS DE CONTRAÇÃO
œEXCÊNTRICA –
quando o torque 
articular oponente 
ultrapassa aquele 
produzido pela tensão 
do músculo – ocorre 
um movimento de 
“frenagem” e as 
inserções se afastam.
TIPOS DE CONTRAÇÃO
œISOMÉTRICA – quando 
o torque oponente na 
articulação atravessada 
pelo músculo for igual ao 
torque produzido pelo 
músculo (torque efetivo 
zero) – o comprimento 
muscular não se altera e 
quase não ocorre 
movimento articular.
TIPOS DE CONTRAÇÃO
œISOCINÉTICA - é um tipo de contração 
menos comum, geralmente faz-se uso de um 
equipamento especial. Diferente da 
contração isotônica porque combina as 
características tanto da isometria quanto do 
treinamento com pesos, a fim de 
proporcionar uma sobrecarga muscular com 
uma velocidade
TIPOS DE CONTRAÇÃO
œISOCINÉTICA - a força gerada pelo músculo 
ao encurtar-se com velocidade constante 
teoricamente é máxima durante toda a 
amplitude do movimento (Fox, 2000). O trabalho 
com este tipo de contração normalmente exige 
um equipamento especial criado para permitir 
uma velocidade constante de contração, não 
importando a carga (Bompa, 1993).Exemplo - isocinética
EX: bicicleta estática, máquinas de 
remo, natação e etc. Uma das 
vantagens dos exercícios isocinéticos, é 
o fato de nunca se alcançar o 
esgotamento total do músculo 
trabalhado, como freqüentemente 
acontece através do exercício isotônico. 
Avaliação isocinética
CARACTERÍSTICAS FUNCIONAIS 
Durante a realização do movimento 
raramente um músculo atua 
isoladamente.
Os músculos seguem uma terminologia à 
função na qual está realizando quando 
atua combinado na mesma modalidade 
respectiva do movimento.
AGONISTAS
ØAção de um músculo para causar 
movimento.
ØPelo fato de vários músculos 
diferentes contribuírem para um 
movimento, é feita uma distinção entre 
agonistas primários e acessórios.
ØAtivos durante a aceleração.
ANTAGONISTAS
ØAções opostas àquelas dos agonistas
para tornar mais lento ou interromper 
o movimento.
ØGeralmente estão posicionados em 
lados opostos, dos agonistas, de uma 
articulação.
ØGeralmente ativos durante a 
desaceleração (aceleração negativa).
ESTABILIZADORES
ØAção de um músculo para 
estabilizar uma parte do corpo 
contra alguma outra força (interna 
ou externa).
ESTABILIZADORES
ØPrevinem as ações indesejadas que 
ocorrem normalmente quando os 
agonistas desenvolvem tensão 
concêntrica.
ØEX: bíceps braquial (supinação e fexão
do cotovelo), quero somente a flexão, 
o neutralizador será o pronador
redondo.
SINERGISTAS
Øpodem ser conceituados como sendo 
os músculos que se contraem ao 
mesmo tempo dos agonistas, porém 
não são considerados os principais 
responsáveis pelo movimento ou 
manutenção da postura.
CADEIAS 
CINÉTICAS
ABERTA
Em uma cadeia cinemática ou cadeia 
cinética aberta, o segmento distal da 
cadeia move-se no espaço enquanto o 
segmento proximal atua como ponto 
fixo (Ex: flexão de cotovelo com peso 
na mão).
FECHADA
Em uma cadeia cinemática ou 
cadeia cinética fechada, o 
segmento distal da cadeia está 
fixo e as partes proximais movem-
se (Ex: flexão do cotovelo 
dependurado em uma barra). 
PONTO FIXO
PONTO MÓVEL
Ponto fixo – Ponto móvel
Esse conceito de ponto fixo e 
ponto móvel se dá justamente 
pela diferenciação das cadeias 
cinéticas aberta e fechada
Ponto fixo – Ponto móvel
Em uma cadeia cinética 
aberta, o ponto fixo é a 
extremidade proximal, 
enquanto o ponto móvel é a 
extremidade dista
Ponto fixo – Ponto móvel
Em uma cadeia cinética 
fechada ocorre o inverso, 
sendo o ponto fixo a 
extremidade distal e o ponto 
móvel a extremidade proximal.
Ponto fixo – Ponto móvel
Em uma cadeia cinética 
aberta, o ponto fixo é a 
extremidade proximal, 
enquanto o ponto móvel é a 
extremidade dista
Ponto fixo – Ponto móvel
Quebram-se os padrões antigos de origem
e inserção muscular, sendo agora somente 
considerado inserção distal e inserção 
proximal, tendo em vista que para efetuar 
uma mesma contração muscular podem-se 
alternar os pontos fixos e pontos móveis 
alternando as cadeias cinéticas