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CINESIOLOGIA E BIOMECÂNICA APLICADAS AO EXERCÍCIO UNIASSELVI-PÓS Autoria: Vinícius Morato Indaial - 2019 1ª Edição Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 1 13/08/2019 11:16:57 CENTRO UNIVERSITÁRIO LEONARDO DA VINCI Rodovia BR 470, Km 71, no 1.040, Bairro Benedito Cx. P. 191 - 89.130-000 – INDAIAL/SC Fone Fax: (47) 3281-9000/3281-9090 Reitor: Prof. Hermínio Kloch Diretor UNIASSELVI-PÓS: Prof. Carlos Fabiano Fistarol Equipe Multidisciplinar da Pós-Graduação EAD: Carlos Fabiano Fistarol Ilana Gunilda Gerber Cavichioli Jóice Gadotti Consatti Norberto Siegel Julia dos Santos Ariana Monique Dalri Marcelo Bucci Revisão Gramatical: Equipe Produção de Materiais Diagramação e Capa: Centro Universitário Leonardo da Vinci – UNIASSELVI Copyright © UNIASSELVI 2019 Ficha catalográfica elaborada na fonte pela Biblioteca Dante Alighieri UNIASSELVI – Indaial. M831c Morato, Vinícius da Silva Cinesiologia e biomecânica aplicadas ao exercício. / Vinícius da Silva Morato. – Indaial: UNIASSELVI, 2019. 154 p.; il. ISBN 978-85-7141-386-3 ISBN Digital 978-85-7141-387-0 1.Cinesiologia. - Brasil. 2. Biomecânica. - Brasil II. Centro Univer- sitário Leonardo Da Vinci. CDD 612.044 Impresso por: Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 2 13/08/2019 11:16:57 Sumário APRESENTAÇÃO ............................................................................5 CAPÍTULO 1 SISTEMA MUSCULAR .....................................................................7 CAPÍTULO 2 CINESIOLOGIA ..............................................................................61 CAPÍTULO 3 SISTEMA LOCOMOTOR .............................................................105 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 3 13/08/2019 11:16:57 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 4 13/08/2019 11:16:57 APRESENTAÇÃO O que é Cinesiologia? O que é Biomecânica? São a mesma coisa? Por que estudá-las? Onde e como aplicá-las? Quais conceitos, sistemas, tipologia, funções, estruturas, mecanismos que compõem esses estudos? Questões como estas serão abordadas e esclarecidas no decorrer deste livro, através de uma abordagem sucinta, porém dinâmica, englobando desde o básico ao complexo, buscando a contextualização com a realidade. Serão apresentados desde a definição e constituição de um músculo ao sistema de alavancas, tal percurso denotará em três capítulos intitulados: Sistema Muscular, no qual serão apresentados a tipologia muscular, os componentes e composições, os nomes e seus papéis nos principais movimentos; Cinesiologia, no qual denotaremos o que é e o porquê de estudá-la, uma análise mais científica dos músculos e as variações das posições do corpo; por fim, o Sistema Locomotor, que apresentará todos os componentes que o envolvem, suas características fisiológicas e mecânicas originando o sistema de alavanca. Atualmente, as equipes profissionais de diversos esportes, principalmente os esportes individuais, como os de lutas, vêm investindo cada vez mais em contratação de profissionais da área de fisiologia, cinesiologia e biomecânica, visando à otimização do rendimento no treinamento, buscando uma melhor performance em competições, pois com o domínio dessas ciências há uma tendência maior em traçar uma estratégia que envolve a relação de controle do treino e nutrição. Conhecer cientificamente o movimento específico de um gesto motor pertencente a uma modalidade específica semelhante ao tipo de recurso alimentar que possa potencializar e fornecer mais energia para tal, aumentando sua eficácia, torna-se uma vantagem para atletas de elite. Bons estudos! Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 5 13/08/2019 11:16:57 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 6 13/08/2019 11:16:57 CAPÍTULO 1 SISTEMA MUSCULAR A partir da perspectiva do saber-fazer, neste capítulo você terá os seguintes objetivos de aprendizagem: Saber: o aluno conhecerá a constituição de um músculo, seu funcionamento, finalidades, tipos, sua manutenção para melhor eficácia e seu papel no movimento humano aplicado no exercício e no esporte. Fazer: o aluno saberá identificar a localização de um músculo específico, suas ações e seu papel em um determinado movimento, paralelo à compreensão de cuidados e aplicações para manter uma musculatura saudável e eficaz. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 7 13/08/2019 11:16:57 8 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 8 13/08/2019 11:16:57 9 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 1 CONTEXTUALIZAÇÃO O que se entende quando ouvimos e/ou lemos a nomenclatura sistema muscular? É bem simples, trata-se de todo um conjunto de músculos existentes no nosso corpo que é totalmente responsável por uma série de funções. Que funções são essas? São várias, por isso se chama sistema! O sistema muscular é considerado o maior sistema orgânico do corpo humano, responsável pela geração de calor (energia térmica) para todo o organismo, é responsável também pelo equilíbrio postural, sustentação, circulação sanguínea e está totalmente ligado a qualquer tipo de movimento, seja dinâmico (em movimento) ou estático (no qual o corpo se encontra parado, porém, há contração muscular) (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2016). A estrela, ou como podemos dizer, o protagonista que terá todo o nosso foco neste capítulo, será o músculo, por isso precisamos entender o que realmente ele é, do que ele é formado, suas características e classificações, o que faz o músculo funcionar e que recursos são utilizados para um melhor funcionamento, quais tipos de músculos existem e quais suas funções em determinados movimentos. Já parou para analisar que exatamente nesse momento em que você está lendo esse parágrafo, nosso sistema muscular está trabalhando em pleno vapor? Que ao usar o dedo no mouse, ou clicar no teclado para rolar a página, até mesmo nos movimentos dos olhos para acompanhar o texto, diversos músculos estão atuando? Então pare para fazer essa análise e observe a magnitude desse sistema. 2 O QUE É UM MÚSCULO? DE QUE É FORMADO E QUAIS SÃO SEUS COMPONENTES? Para falarmos sobre um sistema, seja ele qual for, precisamos conhecer e entender seus componentes, como um sistema específico de um carro, mais precisamente o sistema de aceleração, no qual para entendê-lo, devemos conhecer quais peças fazem parte e qual a função de cada uma para o funcionamento geral desse sistema. Seguindo essa premissa, teremos agora acesso a uma básica e breve noção sobre conceitos e definições relacionadas aos músculos. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 9 13/08/2019 11:16:57 10 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício Informações mais detalhadas sobre esse tema encontram-se em obras de anatomia e fisiologia geral e esportiva, como os livros citados a seguir. MCARDLE, W. D.; KATCH, F. I.; KATCH, V. L. Fisiologia do exercício: energia, nutrição e desempenho humano. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. PAULSEN, F.; WASCHKE, J.; PASSOS, M. A. R. F. Sobotta - Atlas de anatomia humana. v. 1, 2 e 3. São Paulo: Grupo Gen, 2018. FIGURA 1 – EXEMPLOS DE MÚSCULOS ESQUELÉTICOS SUPERFICIAIS DO CORPO HUMANO FONTE: https://www.passeidireto.com/arquivo/34755473/sistema- muscular-do-corpo-humano. Acesso em: 2 jul. 2019. O que é um músculo? O músculo é um órgão formado por fibras contráteis (células longas que possuem miofibrilas que ajudam na movimentação corporal), controladas por um outro sistema (Sistema Nervoso Central), é de cor vermelha devido à existência de pigmentos e de grande quantidade de sangue nas fibras musculares. Podem estar ligados diretamente à nossa estrutura óssea, denominando-se músculos esqueléticos, essas são estruturas que cruzam articulações executando váriostipos de movimento; ou fazem parte da estrutura Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 10 13/08/2019 11:16:58 11 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 de órgãos e/ou aparelhos, no qual chamam-se músculos viscerais. Os músculos representam entre 40 a 50% do peso corporal total, somando mais de 650 músculos no corpo humano, cada um tendo um papel específico para executar. Quimicamente dizendo, as fibras são compostas por proteínas estruturais, como actina e miosina; mioglobina; substâncias energéticas como o glicogênio; além de enzima, íons de cálcio e fosfatos livres. Miofibrilas: organelas cilíndricas formando diversos feixes longitudinais que ocupam quase todo o citoplasma das células musculares. Quando elas entram em contato com a membrana celular, tornam-se responsáveis pelo processo de contração muscular. FIGURA 2 – VISÃO ORGANIZACIONAL DOS COMPONENTES MUSCULARES FONTE: https://docplayer.com.br/47001184-Tema-b-organizacao- microsacopica-e-contracao-muscular.html. Acesso em: 2 jul. 2019. O músculo contém água (aproximadamente 75% de seu peso é água), proteínas (16 a 22%), gordura (entre 1,5 a 13%), carboidratos (0,5 a 1,3% do peso muscular, falando apenas do glicogênio) e constituintes inorgânicos. A água é o principal constituinte dos fluidos extracelulares e várias substâncias químicas são dissolvidas ou despejadas nela, por isso, a água age como um meio de transporte dessas substâncias, entre a camada vascular e as fibras musculares. A matéria Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 11 13/08/2019 11:16:58 12 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício sólida muscular é formada principalmente pelas proteínas que são classificadas, geralmente, por sua capacidade de se dissolver no sarcoplasma, miofibrilas e do estroma. Existe também nos músculos a presença de outros compostos, que são as substâncias nitrogenadas, como as substâncias nitrogenadas não proteicas, que incluem vários compostos químicos (aminoácidos, peptídeos simples, creatina, creatina fosfato, creatinina, vitaminas, nucleosídeos e nucleotídeos, incluindo adenosina trifosfato (ATP)) (WILMORE; COSTILL, 2001). Com relação à gordura, a quantidade é variável (pois depende da individualidade e contextualização de cada ser humano), constituindo-se praticamente apenas de lipídios neutros (triglicerídeos) e fosfolipídios. No que diz respeito a carboidratos, o músculo apresenta, em média, uma quantidade pequena. O glicogênio é o carboidrato mais presente no músculo, pois a maioria dos outros carboidratos consiste em glicosaminoglicanos, glicose e outros mono ou dissacarídeos e intermediários do metabolismo glicolítico. Além de todas essas substâncias, o músculo contém vários constituintes inorgânicos, entre eles cálcio, magnésio, potássio, sódio, ferro, fósforo, enxofre e cloro. Os músculos se dividem em nove grupos pelo corpo: cabeça, pescoço, abdômen, região posterior do tronco, tórax, membros inferiores, membros superiores, órgãos dos sentidos e períneo. Dentre as principais funções dos músculos, podemos citar: • A produção de movimentos: que podem ir desde os mais simples, que são os movimentos naturais (andar, engatinhar, pular) aos mais complexos (escrever, rebater uma bola, executar um golpe). • Estabilização corporal: a contração muscular esquelética atua como estabilizador articular, produzindo o equilíbrio, permitindo algumas posturas, como ficar em pé ou simplesmente sentar. • Controle do volume dos órgãos: a contração sustentada das faixas anelares dos músculos lisos (como os esfíncteres) pode impedir a saída do conteúdo de um órgão oco. • Movimentação e transporte de substâncias intercorporal: a intensidade do fluxo sanguíneo é controlada pelos músculos lisos das paredes dos vasos. Nutrientes e oxigênio são levados aos músculos pela corrente sanguínea através do movimento (bombeamento) do músculo cardíaco. • Produção de calor: há manutenção da temperatura corporal a partir de uma quantidade de calor produzida em uma contração muscular. Consequentemente, os músculos são os órgãos que melhor se adaptam à realidade do sujeito, seja ele uma pessoa normal ou um atleta de elite. Podemos citar dois exemplos, um em cada tipo de músculo diferente. No caso dos músculos Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 12 13/08/2019 11:16:58 13 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 viscerais, podemos apontar o coração, que é considerado um órgão nobre que se adapta à necessidade do ser humano. Consequentemente, o coração dos praticantes de exercícios e atletas tem a estrutura cardíaca modificada naturalmente para suprir as necessidades do corpo, a hipertrofia do ventrículo esquerdo e o aumento da espessura da veia aorta são um exemplo de adaptação fisiológica estrutural, pois na necessidade de melhor e maior bombeamento sanguíneo para levar maior quantidade e mais rápido os nutrientes e o oxigênio para todo o corpo buscando sua melhor performance, essas estruturas se modificam e se adaptam. Já os músculos esqueléticos, através do exercício físico, podem desenvolver maior volume e aumentar seu ganho de força e/ou resistência. 2.1 TECIDO FASCIAL Antes de avançarmos em nosso estudo para entendermos o funcionamento muscular, seja estrutural ou como parte de um sistema, precisamos entender e saber que os músculos não trabalham de maneira individual ou em grupos e que não são os únicos responsáveis pelo movimento. Existe uma rede sistemática de diversos componentes que fazem parte desse processo, que vão desde mecanismos neurais a tecidos conjuntivos. Por isso, essa seção fará, de certa maneira, uma espécie de introdução para a próxima etapa. Ao fim deste capítulo, você entenderá que o sistema muscular é caracterizado por apresentar todo um complexo sistema de sustentação, contenção, ligação, envolvimento e proteção, além, é claro, de estar presente em todos os compartimentos e cavidades corporais. O tecido fascial (ou sistema fascial) tem participação direta em todo esse sistema. Caracteriza-se por ser uma estrutura viscoelástica formada por tecidos conjuntivos presente em todo o corpo, sendo composta principalmente por tecido conectivo, ou seja, promove também conexões (os tecidos conectivos estão presentes na maioria dos tecidos que participam de ações durante os exercícios físicos). O coração dos praticantes de exercícios e atletas tem a estrutura cardíaca modificada naturalmente para suprir as necessidades do corpo, a hipertrofia do ventrículo esquerdo e o aumento da espessura da veia aorta são um exemplo de adaptação fisiológica estrutural. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 13 13/08/2019 11:16:58 14 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício FIGURA 3 – IMAGEM DO TECIDO FASCIAL INTRA E EXTRAMUSCULAR FONTE: https://anatomiaefisioterapia.com/2018/05/07/ redescobrindo-a-fascia-muscular/. Acesso em: 2 jul. 2019. As bainhas em torno dos nervos e vasos, os órgãos, a constituição do peritônio e da pleura, a junção do osso ao osso, músculo ao osso e as bandas tendíneas são exemplos de elementos estruturais e funcionais que sofrem interferência direta do tecido fascial, seja como proteção, constituição e/ou auxílio em formação. Em uma visão mais geral, o tecido fascial penetra e envolve todos os órgãos, músculos (individualmente e em todas a conexões), ossos, tecidos fibrosos (ligamentos, tendões, retináculos, cápsulas articulares) e fibras nervosas. Encontram-se em todas as direções e sentidos do corpo, sendo o único sistema conectivo que tem como característica se interligar a todos os músculos simultaneamente, criando um ambiente funcional único para todos os sistemas do corpo, ou seja, literalmente, o tecido fascial permite que todos os sistemas trabalhem interligados em um ambiente comum a todos. Caracterizado como um sistema multifuncional (várias funções),o sistema fascial tem como principal importância seu papel na manutenção e na estabilização da postura ereta do corpo, porém, também tem importante papel na proteção intermuscular, ou seja, ele impede que haja atrito de um músculo com outro. Dependendo da área corporal, as fáscias podem ser extremamente finas e frágeis ou fortes e resistentes. As fáscias se subdividem em dois grupos, sendo eles: Superficial: encontra-se unida na camada inferior à pele. É composta por O tecido fascial permite que todos os sistemas trabalhem interligados em um ambiente comum a todos. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 14 13/08/2019 11:16:59 15 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 tecido fibroelástico, estruturas vasculares sanguíneas e linfáticas, gordura e terminações nervosas, há a presença dos corpúsculos de Pacini e dos receptores cutâneos de pressão. Profunda: como o nome já diz, encontra-se em áreas mais profundas, como áreas intramusculares (envolve e separa os músculos) e/ou se aderindo em proeminências ósseas. Possui uma fáscia dura, resistente e compacta. Corpúsculo de Pacini: terminação nervosa periférica que faz papel de receptor mecânico. FIGURA 4 – IMAGEM DA LOCALIZAÇÃO DAS FÁSCIAS MUSCULARES SUPERFICIAIS E PROFUNDAS FONTE: https://www.facebook.com/abfascias/photos/ d41d8cd9/1901136373539910/. Acesso em: 2 jul. 2019. Agora que temos uma breve noção de que o músculo não trabalha sozinho no corpo humano, podemos entender como o músculo funciona em sua estrutura interna e em todo o sistema muscular. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 15 13/08/2019 11:16:59 16 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício 3 O QUE FAZ UM MÚSCULO FUNCIONAR? Acabamos de entender que o músculo não tem vida própria, certo? Ou será que ele resolve se contrair e criar movimentos do nada? Claro que não, seria uma loucura, não é? Já imaginou você, querendo dormir, mas seus músculos resolvem dançar? Obviamente algo ou alguém é responsável pelo seu funcionamento além de toda uma estrutura química. Alguém dá as ordens! Há um general, e os músculos, como bons soldados, seguem essa ordem de maneira perfeita. É uma hierarquia corporal, mas quem será que dá as ordens? Como essas ordens chegam ao conhecimento dos músculos? Como estes respondem? Essas são algumas das perguntas que serão respondidas nas próximas seções. Agora faremos uma pergunta diferenciada com um outro objetivo, e gostaríamos que você a fixasse e aplicasse em cada parte da leitura desta seção, procurando respondê-la de maneira resumida, clara e objetiva. Ao final desta seção, apresentaremos a resposta e você reflitará se está de acordo com a sua análise, se há a necessidade de alteração ou não, combinado? A pergunta é a seguinte: O que faz um músculo funcionar? 3.1 SISTEMA NERVOSO CENTRAL O general se chama sistema nervoso e é responsável por enviar estímulos à musculatura, e baseado nesses estímulos, todo um sistema é solicitado para trabalhar, desde o oxigênio e os nutrientes levados pela corrente sanguínea ao músculo até o movimento corporal propriamente dito. Você se lembra de que falamos um pouco sobre o sistema fascial? Então, o sistema nervoso utiliza esse sistema para conduzir as ações motoras. A reação do procedimento de contração muscular ocorre devido à combinação de impulsos neurais inibitórios (quando o sinal produzido na membrana pós-sináptica for de hiperpolarização, a ação resultante será inibitória do potencial de ação) e excitatórios (quando o sinal produzido na membrana pós-sináptica for a despolarização, iniciando o potencial de ação), que transmitem estímulos contínuos aos neurônios e determinam seu potencial de ação para a excitação, assim, os impulsos excitatórios se sobressaem aos impulsos inibitórios das fibras musculares, resultando numa contração e estimulando o recrutamento de unidades motoras (são essas unidades funcionais que são responsáveis pelo fenômeno do controle neuromuscular no que diz respeito à parte final de toda a estrutura desse processo) (MAIOR; ALVES, 2003; WILMORE; COSTILL, 2001). Imagine dois carros, um vermelho e um azul paralelos e em movimento na mesma velocidade, pois recebem a mesma energia, e você tem o poder de apertar um botão para gerar em um desses carros uma energia extra, contudo, em cada Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 16 13/08/2019 11:16:59 17 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 carro há uma reação. Enquanto o carro azul ao receber mais energia se torna mais veloz, o carro vermelho ao receber mais energia se torna mais lento. Digamos que a ação excitatória do músculo seja a energia extra no carro azul e que esse botão, para ter efeito, depende de alguns mecanismos, os mecanismos neurais! O que é uma unidade motora? É um conjunto de elementos funcionais formado por um motoneurônio (neurônios motores) e todas as fibras musculares que ele inerva, assim, essas fibras, de maneira sincronizada, sofrem ativação por um axônio motor, resultando na contração, como podemos ver na figura a seguir. FIGURA 5 – IMAGEM DE UMA UNIDADE MOTORA FONTE: https://www.saberatualizado.com.br/2016/06/como-explicar- nossos-momentos-de-super.html. Acesso em: 2 jul. 2019. Existem dois tipos de motoneurônios: • Pequenos: aqueles que inervam poucas fibras musculares, formando unidades motoras capazes de produzir menos força. • Grandes: aqueles que inervam maior quantidade de fibras musculares, formando unidades motoras maiores e mais potentes, consequentemente, gerando mais força. Como supracitado, essas contrações são comandadas pelo sistema nervoso central através dos mecanismos neurais. Com relação a esses mecanismos, daremos ênfase para o órgão tendinoso de Golgi (OTG) e para os fusos musculares. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 17 13/08/2019 11:16:59 18 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício 3.2 MECANISMOS NEURAIS - ÓRGÃO TENDINOSO DE GOLGI (OTG) O órgão tendinoso de Golgi está localizado entre os tendões e as fibras musculares, exatamente onde ocorre essa junção, misturando-se entre as fibras de colágeno que respondem instantaneamente a estímulos de variação do comprimento do músculo, assim como o aumento de tensão, provocando um relaxamento reflexo. Quando os tendões recebem uma carga de tensão extrema, os receptores do órgão tendinoso de Golgi enviam um grande comando de ação para as fibras conducentes do seu nervo sensorial, que seguem para a membrana plasmática da célula muscular desenvolvendo um efeito inibitório nos motoneurônios (que são responsáveis pelo relaxamento do músculo), diminuindo a carga de tensão. O que isso quer dizer? Esse mecanismo é um sistema de proteção reflexo, que atravanca (trava, diminui) a ação muscular, limitando e controlando a contração. FIGURA 6 – ÓRGÃO TENDINOSO DE GOLGI FONTE: https://www.slideshare.net/dimitryjunior/fundamentos- da-avaliao-neurolgica. Acesso em: 2 jul. 2019. É como o papel de um disjuntor no quadro de luz. Para evitar um curto-circuito e uma provável tragédia, ou simplesmente a perda de um eletrodoméstico, o disjuntor, quando recebe uma carga excessiva de eletricidade, desarma, ou seja, ele deixa de ser condutor de energia e a corrente elétrica é cortada, não passando para os eletrodomésticos, tomadas etc. O órgão tendinoso de Golgi é o nosso disjuntor. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 18 13/08/2019 11:16:59 19 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 FIGURA 7 – FUSO MUSCULAR FONTE: https://docplayer.com.br/115012146-Aula-2-neurofisiologia- do-movimento.html. Acesso em: 2 jul. 2019. 3.3 MECANISMOS NEURAIS - FUSO MUSCULAR O segundo componente dos mecanismos neurais que temos como ênfase é o fuso muscular. Esses são os receptores de flexibilidade ativos na nossa musculatura, logo, são acionados por qualquer alteração muscular no que diz respeitoao avanço sobre o limiar de extensão. Quando tal fato ocorre, o fuso muscular envia informações sensoriais à medula, que responde de imediato (resposta reflexa). Essa resposta reflexa é transformada em excitação tônica das fibras musculares extrafusais pelos neurônios motores do tipo alfa. É esse fenômeno tônico que permite que um certo nível de tensão permaneça em um músculo mesmo estando em repouso, este acontecimento é conhecido como tônus muscular. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 19 13/08/2019 11:16:59 20 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício Além dos neurônios motores do tipo alfa, o tônus muscular também sofre interferência de outro neurônio, localizado na ponta anterior da medula: o neurônio motor tipo gama (ver Figura 9). O que ele faz? Seu axônio é como o cabo USB do carregador de um celular, ele leva a eletricidade da tomada ao telefone, esse cabo é um axônio (ver Figura 5), acompanha o axônio do neurônio motor alfa chegando até o músculo esquelético, fazendo sinapse (sinapse é o local exato onde ocorre a junção entre dois neurônios, ali a atividade elétrica de um influencia a atividade do outro, resultando na sinapse excitatória ou inibitória, como já falamos anteriormente) com a fibra do fuso muscular, contraindo as suas extremidades. Isso ocasiona a diminuição de tensão da região central do fuso, incentivando o reflexo monossináptico (mono = um, ou seja, apenas uma sinapse) elevando a tensão no músculo. Axônio: é uma parte do neurônio que é responsável pela condução do impulso elétrico do corpo celular até o músculo. FIGURA 8 – IMAGEM DE UMA SINAPSE, JUNÇÃO ENTRE DOIS NEURÔNIOS FONTE: https://psicoativo.com/2017/01/sinapses-partes-funcoes- e-tipos-de-sinapses.html. Acesso em: 2 jul. 2019. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 20 13/08/2019 11:16:59 21 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 Cada fuso muscular é composto por: • Cápsula: bainha de tecido conjuntivo que recobre as fibras intrafusais. • Fibras intrafusais: são fibras musculares que se localizam dentro do fuso muscular. • Fibras aferentes (sensoriais e motoras): fibras que captam a informação e levam para o centro nervoso. As fibras intrafusais (como o próprio nome já diz “intra” = dentro; interno) se encontram no interior do fuso muscular. Essas fibras não são contráteis e não possuem miofibrilas na sua porção central, contudo, em suas extremidades, contêm fibras que se contraem quando estimuladas pelos neurônios motores, nesse caso, o neurônio motor gama. Um típico fuso muscular é composto por duas fibras de saco nuclear e um número variável de fibras de cadeia nuclear (geralmente, em média, contém cinco). FIGURA 9 – IMAGEM DE UM SISTEMA NEUROMUSCULAR FONTE: https://slideplayer.com.br/slide/363271/. Acesso em: 2 jul. 2019. Já as fibras eferentes motoras do tipo gama, que se distribuem nas extremidades contráteis das fibras intrafusais, têm como função o controle do comprimento do músculo, independente do estado em que se encontra (alongado ou encurtado). O encurtamento, nesse caso, ocorre somente nas Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 21 13/08/2019 11:17:00 22 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício suas extremidades, onde estão presentes os filamentos de actina e de miosina (proteínas contráteis) que são responsáveis pela ação de encurtamento da linha M durante a contração (a linha M faz parte do sarcômero, localizada em uma região chamada zona H, que é composta exclusivamente por filamentos grossos (miosina), que se encontram entre os filamentos finos (actina)). Quando acontece a ativação das fibras aferentes, imediatamente a medula recebe essa informação, produzindo uma ação reflexa dos motoneurônios, que dirige a contração com maior força, diminuindo o estímulo de estiramento. Esse sistema de contração é responsável por evitar lesões como a hiperextensão muscular e é conhecido como reflexo do estiramento, pois quando há uma contração muscular, a coativação dos motoneurônios tipo alfa e gama garante a atividade permanente do fuso muscular. Para um entendimento mais específico e detalhado sobre o sistema nervoso central e mecanismos neuromusculares, consulte os seguintes livros de fisiologia do exercício. MAIOR, A. S. E.; ALVES. A. A contribuição dos fatores neurais em fases iniciais do treinamento de força muscular: uma revisão bibliográfica. Motriz. Rio Claro, v. 9, n. 3, p. 161-168, 2003. WILMORE, J. H.; COSTILL, D. L. Fisiologia do esporte e do exercício. 2. ed. São Paulo: Manole, 2001. 3.4 BIOQUÍMICA MUSCULAR Além de todo o funcionamento estrutural comandado pelo sistema nervoso central, há também elementos e substâncias químicas que estão presentes e atuantes em todo o processo, estas são produzidas pelo próprio corpo e/ou oriunda externamente, é por isso que uma alimentação saudável, paralela à hidratação, contribui para a manutenção e o funcionamento do nosso corpo. Através dessa união (alimentação e hidratação), temos acesso a vários nutrientes e macronutrientes que serão utilizados em todo o processo de funcionamento muscular (e de todos os outros sistemas), um rápido exemplo: Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 22 13/08/2019 11:17:00 23 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 o hidrato de carbono (carboidrato) é armazenado nos músculos e no fígado na forma de glicogênio, que é a primeira fonte de energia utilizada durante o exercício, exercendo assim funções, como fonte de energia, preservação das proteínas, ativador metabólico e combustível para o sistema nervoso central. A proteína é um dos nutrientes que desempenha maior número de funções nas células, fazendo parte da estrutura básica dos tecidos e desempenhando funções metabólicas relevantes (transporte de oxigênio etc.). A gordura, apesar de não representar fonte energética determinante durante um momento específico de uma ação, exerce papel essencial no metabolismo (WEINECK, 2000; MORATO, 2016). Já foi observado, por exemplo, que os atletas que consumiam baixos valores de gordura e altos valores de hidratos de carbono apresentaram maior força muscular e maior velocidade em seus movimentos (WILMORE; COSTILL, 2001; MORATO, 2016). De fato, para todo o mecanismo do corpo funcionar perfeitamente e melhor, há a necessidade de recursos suplementares naturais, simplesmente, uma boa alimentação. Esse tema foi abordado bem superficialmente no intuito de apenas mostrar que há todo um conjunto que faz parte do funcionamento de um simples músculo. Voltando ao nosso “protagonista”, como dito anteriormente, os músculos são constituídos de fibras, que são compostas por proteínas estruturais. Fazendo um apanhado geral, no caso das miofibrilas, estas são constituídas por proteínas contráteis chamadas actina e miosina. Há nas fibras também a presença de uma proteína semelhante à hemoglobina, a mioglobina, responsável não só pela cor avermelhada do músculo, mas também é responsável pelo transporte do oxigênio para as mitocôndrias. Além disso, as fibras possuem substâncias energéticas, necessárias para o trabalho muscular, como o glicogênio. Como são células com grande atividade metabólica, as fibras musculares apresentam grande quantidade de enzima, íons de cálcio e fosfatos livres. Para todo o mecanismo do corpo funcionar perfeitamente e melhor, há a necessidade de recursos suplementares naturais, simplesmente, uma boa alimentação. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 23 13/08/2019 11:17:00 24 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício FIGURA 10 – EXEMPLO DE MOLÉCULAS DE PROTEÍNAS ACTINA E MIOSINA E MOLÉCULAS DE PROTEÍNAS REGULADORAS TROPONINA E TROPOMIOSINA FONTE: https://mind42.com/public/4c81972b-0730-4f90- 8f6b-895dfe02c23a. Acesso em: 2 jul. 2019. Quando falamos de porcentagem, 75 a 80% das proteínas miofibrilares sãoformadas pelas proteínas miosina (50 a 55% das proteínas miofibrilares caracterizam-se por sua grande proporção de aminoácidos carregados (positiva ou negativamente)) e actina (20 a 25%), enquanto o restante é constituído pelas proteínas reguladoras da função muscular, atuando direta ou indiretamente no complexo adenosina trifosfato-actina-miosina. As principais proteínas reguladoras são a tropomiosina e troponina (entre 16 a 20% das proteínas miofibrilares são formadas pela tropomiosina e troponina juntas (que estão associadas ao filamento de actina)). A tropomiosina é responsável pela sensibilidade do sistema actomiosina ao cálcio, que libera a contração, e a troponina é a proteína que recebe esse íon (Figura 10); há ainda as proteínas da linha M (creatina quinase, miomesina e proteína M), α actinina, proteína C e β actinina, que se enquadram também como proteínas reguladoras. Como será apresentado na Figura 11, durante a contração muscular, as cabeças de miosina formam ligações com os filamentos de actina, originando a actomiosina, proporcionando um estado de rigidez e de relativa inextensibilidade muscular. Na fase de relaxamento muscular, essas ligações se rompem, por isso, quando o músculo está em repouso praticamente não existem ligações. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 24 13/08/2019 11:17:00 25 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 FIGURA 11 – O MOMENTO EM QUE AS CABEÇAS DE MIOSINA FAZEM LIGAÇÕES COM OS FILAMENTOS DE ACTINA FONTE: https://www.youtube.com/watch?v=j-5959hSHCc. Acesso em: 2 jul. 2019. Assim como um carro precisa de combustível para funcionar, o nosso músculo também precisa de uma fonte de energia para realizar algumas funções, no caso do processo de contração, a principal fonte de energia usada se chama adenosina trifosfato, ou simplesmente “ATP”, e é justamente no processo de contração que o músculo necessita de maior quantidade de energia. O mecanismo mais eficiente para a quebra da molécula de ATP consiste numa série de reações decorrentes do metabolismo aeróbico. Estas reações envolvem a glicólise (é a sequência das reações que convertem a glicose em ácido pirúvico, com produção simultânea de ATP) e o ciclo do ácido tricarboxílico. A glicólise é um meio de obtenção rápida de ATP sob condições anaeróbicas. Quando o músculo contrai rapidamente, o suprimento de oxigênio torna-se insuficiente para uma nova quebra da molécula de ATP via metabolismo aeróbio, havendo um acúmulo de íons hidrogênio no músculo (ocasionando a produção de ácido lático), permitindo que a glicólise se processe rapidamente em conjunto à menor produção de energia e diminuição do pH sanguíneo (aumento de acidez). Esse evento ocasiona a fadiga, que resulta no mal funcionamento muscular, uma vez que a falta de energia e o acúmulo de acidez fazem com que o músculo não consiga mais contrair. Para o músculo se recuperar da fadiga, o ácido lático acumulado é transportado pela corrente sanguínea até o fígado, no qual é reconvertido em glicose e o ATP então é novamente produzido através do processo aeróbico normal. Sabe Sabe quando você resolve dar uma corridinha no fim de tarde ou vai jogar futebol nos fins de semana e durante essas atividades aparecem as câimbras? Então, nesse momento, significa que não está tendo oxigênio suficiente na corrente sanguínea para quebrar as moléculas de ATP e produzir energia suficiente para o seu músculo continuar a funcionar, ao invés disso, seu músculo se encheu de íons de hidrogênio, dando origem final ao lactato. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 25 13/08/2019 11:17:00 26 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício quando você resolve dar uma corridinha no fim de tarde ou vai jogar futebol nos fins de semana e durante essas atividades aparecem as câimbras? Então, nesse momento, significa que não está tendo oxigênio suficiente na corrente sanguínea para quebrar as moléculas de ATP e produzir energia suficiente para o seu músculo continuar a funcionar, ao invés disso, seu músculo se encheu de íons de hidrogênio, dando origem final ao lactato. FIGURA 12 – EXEMPLO DE ELEMENTOS PARTICIPANTES NA PRODUÇÃO DE ENERGIA MUSCULAR FONTE: https://super.abril.com.br/mundo-estranho/como-e-obtida-a- energia-que-faz-nosso-corpo-funcionar/. Acesso em: 2 jul. 2019. No músculo, o glicogênio é metabolizado pela via glicólica. O piruvato é metabolizado no ciclo do ácido tricarboxílico, formando dióxido de carbono e água ou sendo convertido a ácido lático. O ácido lático, o dióxido de carbono e a água são removidos do músculo através da corrente sanguínea (isso mostra a importância de uma boa hidratação). Parte da energia deste metabolismo não é utilizada para a contração muscular e é liberada no músculo na forma de calor para a manutenção da temperatura do corpo. É por esse motivo que alguns métodos de perda de peso muito utilizados, principalmente nos esportes de combates, não são aconselháveis, pois impedem a ação de controle térmico corporal, podendo ocasionar a morte (podemos usar, por exemplo, o ato de treinar de casaco, ou com saco plástico na tentativa irregular de perder peso). O excesso de calor é removido pela corrente sanguínea e é dissipado pela pele e pelos pulmões. Você conseguiu responder à pergunta que fizemos no início? O que faz um músculo funcionar? Simples: o músculo funciona a partir da ação paralela do sistema nervoso central e da bioquímica muscular. Enquanto um é responsável Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 26 13/08/2019 11:17:00 27 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 pelas ações neuromusculares (tipos de estímulo, condução, respostas, contração), o outro é responsável pelo tipo de fonte de energia (elementos (nutrientes) e substâncias químicas ingeridas, produzidas, solicitadas, transportadas) e as vias metabólicas utilizadas. Conseguimos ter uma breve ideia de como o corpo humano é perfeito, não é? Um sistema complexo, porém, dinâmico, que fornece energia para o funcionamento do músculo. Para saber mais sobre o sistema energético, leia sobre fontes de energias e vias metabólicas em “Fisiologia do exercício”. MCARDLE, W. D.; KATCH, F. I.; KATCH, V. L. Fisiologia do exercício: energia, nutrição e desempenho humano. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. Agora que sabemos como funciona e o que faz um músculo funcionar, conheceremos os tipos de músculos existentes. 4 TIPOLOGIA MUSCULAR Quando falamos de tipologia, nos referimos a vários tipos de alguma coisa, nesse caso, os vários tipos de músculos. Obviamente que o que foi abordado na primeira seção era uma visão mais geral dos papéis e funções do músculo no corpo, contudo, nesta seção, a abordagem será mais específica, pois além de conhecer os tipos de músculos, conheceremos também a função específica de cada um, formas, entre outras informações. Ao classificar os músculos com relação à localização, encontramos dois tipos, que se expressam na Figura 13. Superficiais ou cutâneos: estes se encontram bem na superfície logo abaixo da pele e têm pelo menos uma parte inserida na camada profunda da derme. Podemos vê-los na região do crânio e da face e na região das mãos e pescoço, por exemplo, o músculo peitoral. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 27 13/08/2019 11:17:00 28 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício Profundos ou subaponeuróticos: esses músculos não possuem ligações inseridas na parte profunda da derme, porém, são inseridos nos ossos, como o serrátil. FIGURA 13 – EXEMPLOS DE MÚSCULOS SUPERFICIAIS (ESQUERDA) E PROFUNDOS (DIREITA) FONTE: https://br.pinterest.com/pin/217861700703189101/. Acesso em: 2 jul. 2019. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 28 13/08/2019 11:17:00 29 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 Já com relação à forma, os músculosse dividem em três tipos, são eles: FIGURA 14 – FORMAS DOS MÚSCULOS FONTE: http://filosonatural.blogspot.com/2017/02/anatomia-musculos- configuracao-externa.html. Acesso em: 2 jul. 2019. • Longos: os músculos mais longos são os superficiais, estes podem ultrapassar duas ou mais articulações, como no caso do músculo sartório, que se localiza na coxa, originando-se na crista ilíaca superior e se inserindo na parte medial da tuberosidade tibial. • Curtos: os músculos curtos são aqueles que se encontram em locais com pouca amplitude articular, porém não quer dizer que sejam fracos ou que não tenham um desempenho importante, os músculos da mão se encaixam nesse exemplo. • Largos: estes são caracterizados por terem um formato laminar (imagine uma massa de pizza logo após ser esticada), encontram-se nas paredes do abdômen e tórax, como o diafragma. Com relação ao posicionamento das fibras, os músculos podem ser classificados como: • Reto: paralelo à linha média, como o reto abdominal. • Transverso: perpendicular à linha média, como o transverso abdominal. • Oblíquo: diagonal à linha média, como o oblíquo externo. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 29 13/08/2019 11:17:01 30 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício FIGURA 15 – TIPOS DE MÚSCULOS COM RELAÇÃO AO POSICIONAMENTO DE SUAS FIBRAS FONTE: https://blog.queimadiaria.com/contrair-o-abdome- durante-os-exercicios/. Acesso em: 2 jul. 2019. No que diz respeito às funções, os músculos possuem quatro: • Agonistas: são considerados os músculos principais, responsáveis pela ativação de um movimento específico do corpo, o que produz a ação. Eles se contraem para realizar o movimento desejado, como na execução do exercício “rosca bíceps”, o músculo agonista é o bíceps braquial, pois é o músculo que faz a ação e se contrai. • Antagonistas: são os músculos contrários aos que executam a ação, consequentemente, no momento em que os agonistas se contraem, os antagonistas se alongam. No exemplo anterior, na rosca bíceps, no qual o bíceps braquial é agonista, executando toda a ação e contração, o tríceps braquial faz papel de antagonista, se relaxando. Entretanto, se o trabalho fosse, por exemplo, “tríceps no pulley”, então o tríceps se transforma na musculatura agonista enquanto o bíceps executa um papel antagonista. • Sinergistas: auxiliam na movimentação dos agonistas e/ou antagonistas, fornecendo também a estabilização para uma execução sem riscos indesejáveis durante a ação principal. Ainda usando o exemplo da “rosca bíceps”, o bíceps braquial age como agonista, o tríceps braquial como antagonista e os flexores e extensores do punho exercem uma contração para estabilizar as articulações do cotovelo e do punho. • Fixadores: por fim, os fixadores, que são responsáveis por estabilizar a origem do músculo que executa a ação (antagonista), para este executar o movimento com maior segurança e eficácia. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 30 13/08/2019 11:17:01 31 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 FIGURA 16 – EXECUÇÃO DE UMA FLEXÃO DE COTOVELO, APRESENTANDO A FUNÇÃO DE CADA MÚSCULO FONTE: http://blogdescalada.com/musculatura-antagonista- escalada/. Acesso em: 2 jul. 2019. Enfim, para finalizarmos a tipologia muscular enfatizando de fato os tipos de músculos com relação à estrutura e à função, estes se subdividem em três: músculo liso, músculo cardíaco e músculo esquelético. 4.1 MÚSCULO LISO O músculo liso se encontra nas paredes do sistema digestivo, sistema respiratório (vias respiratórias), sistema reprodutor (ductos urinários e genitais), sistema cardiovascular (paredes arteriais, veias e grandes vasos linfáticos) e na pele (ZANELA, 2015). É regulado pelo sistema nervoso autônomo, por hormônios e por situações e condições fisiológicas, logo, não está sobre controle voluntário, ou seja, nós não temos controle sobre essa musculatura (eu não posso escolher a hora em que meu estômago deve digerir algum alimento). Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 31 13/08/2019 11:17:01 32 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício FIGURA 17 – IMAGEM DE UM EXEMPLO DE ÓRGÃO COMPOSTO POR MÚSCULO LISO E UM CORTE TRANSVERSAL FONTE: https://descomplica.com.br/blog/biologia/quais-as-principais- caracteristicas-do-tecido-muscular/. Acesso em: 2 jul. 2019. Esse tipo de musculatura possui fibras que normalmente são alongadas com as extremidades mais estreitas (Figura 17), contudo variam de forma dependendo de sua localização. Atuam de modo que a parte mais espessa de uma está aplicada sobre as extremidades delgadas de fibras adjacentes. Observando o corte transversal, o músculo liso apresenta contornos que variam de arredondados até triangulares ou poligonais e uma diferenciação considerável em relação ao diâmetro entre as células. A actina e a miosina estão presentes nas mesmas proporções que no músculo esquelético, porém, não há formação de estrias. As células musculares lisas podem se apresentar isoladas ou em pequenos grupos formando feixes. Independente do jeito que se apresentam, são envolvidas por um tecido conjuntivo que as mantém unidas e que transmite a força de contração simultaneamente. Assemelha-se ao cabeamento de fios elétricos que temos em casa, todos são encapados, essa capa exerce exatamente o papel que o tecido conjuntivo executa nas fibras. Esse mesmo tecido conjuntivo também preenche os espaços que existem entre as fibras, juntamente às fibras nervosas e aos vasos sanguíneos, no entanto, as fibras do músculo liso são menos irrigadas que as do músculo esquelético, que conheceremos mais à frente. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 32 13/08/2019 11:17:01 33 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 4.2 MÚSCULO CARDÍACO Apesar de o músculo cardíaco, no que diz respeito à biomecânica e à cinesiologia, não ter interesse-alvo, entender seu funcionamento e função é essencial, pois esta musculatura é responsável pelo batimento cardíaco e, consequentemente, toda a circulação corporal, que é a máquina que faz tudo funcionar, ou seja, o músculo cardíaco é o motor do carro. O coração é um órgão nobre que tem a capacidade de se adaptar ao tipo de esforço que o indivíduo se submete de acordo com a sua modalidade desportiva ou contextualização diária, com a finalidade de suprir suas necessidades relacionadas ao bombeamento sanguíneo, é por isso que o treinamento intensivo e constante dos atletas instiga adaptações cardiovasculares, contudo, essas adaptações incluem alterações funcionais, estruturais e anatômicas, que podem exceder os valores de referência de uma pessoa normal (PELLICCIA et al., 1999; PELLICCIA et al., 2002; PUFFER, 2002; MORATO, 2016). Para ter um conhecimento mais aprofundado sobre esse tema, sugerimos que busque ler sobre o sistema cardiovascular e cardiorrespiratório geral e aplicado ao exercício. MCARDLE, W. D.; KATCH, F. I.; KATCH, V. L. Fisiologia do exercício: energia, nutrição e desempenho humano. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. ZANELA, C. Fisiologia Humana. Rio de Janeiro: Seses, 2015. Assim, estruturalmente, o músculo cardíaco apresenta uma mistura de características semelhantes às do musculo esquelético e liso e é por isso que a sua especialização é realizar as contínuas e involuntárias contrações necessárias para o bombeamento sanguíneo. As fibras do músculo cardíaco (ou miocárdio) são menores que as fibras do músculo esquelético, há uma quantidade maior de glicogênio em seu sarcoplasma e suas mitocôndrias são maiores e em maior número. Além de todas essas diferenças, as células do miocárdio são compostas por um único núcleo (localizado ao centro) e são ramificadas. Seus miofilamentos se juntam formando várias fibrilas, que variam muito em tamanho, contudo, os filamentos de actina e miosina permanecem alinhados, caracterizando um formato estriado. Cinesiologiae Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 33 13/08/2019 11:17:01 34 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício FIGURA 18 – EXEMPLO DE UM MÚSCULO CARDÍACO E UM CORTE TRANSVERSAL DE SUAS FIBRAS FONTE: https://descomplica.com.br/blog/biologia/quais-as-principais- caracteristicas-do-tecido-muscular/. Acesso em: 2 jul. 2019. Outra característica exclusiva do músculo cardíaco é a presença dos discos intercalares, uma espécie de membrana dupla, são junções intercelulares que aparecem como linhas retas ou escalariformes (têm um aspecto de escada), são responsáveis pela manutenção da junção entre as fibras e pela transmissão da tensão das fibrilas ao longo do eixo da fibra de uma unidade celular para a seguinte, ou seja, atuam na sincronia da contração. A distribuição do tecido conjuntivo, vasos e fibras nervosas, é igual à dos músculos esqueléticos e lisos, exceto pelo fato de possuir uma maior rede de capilares sanguíneos, esse fator contribui para o fato de o músculo do miocárdio possuir capacidade maior para o metabolismo oxidativo. 4.3 MÚSCULO ESQUELÉTICO Este grupo muscular é o que mais nos interessa no que diz respeito à cinesiologia e à biomecânica do movimento aplicado no exercício. Tudo o que já foi falado sobre mecanismos neurais, bioquímica funcional muscular, transportes, execuções, tipos de contração, entre outros temas, se aplica nesse grupo. Não que os outros tipos musculares sejam inferiores e/ou não importantes para a educação física e o exercício, mas, de fato, para esta disciplina, o músculo esquelético é o nosso carro-chefe, afinal é responsável por toda a produção de movimento. O músculo esquelético é o músculo ligado ao esqueleto. Este grupo muscular é o que mais nos interessa no que diz respeito à cinesiologia e à biomecânica do movimento aplicado no exercício. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 34 13/08/2019 11:17:01 35 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 4.4 COMPOSIÇÃO FUNCIONAL DA MUSCULATURA ESQUELÉTICA O músculo esquelético é constituído por dois grandes conjuntos celulares, um especializado na produção da contração, este é composto pelas miofibrilas, e o outro é responsável pela sustentação, composto pelo tecido conjuntivo. Podem ter ligações diretamente aos ossos, às cartilagens, às fáscias e à pele. A estrutura física do músculo esquelético é composta por um conjunto de fibras musculares (miofibrilas), e como dito anteriormente, são células altamente especializadas, longas, cilíndricas e multinucleadas. No músculo, as miofibrilas se agrupam de forma paralela, literalmente como um cabeamento de fios elétricos formando vários feixes de fibras, associados de modos diferentes e variados, formando, assim, tipos diferentes de músculos. Essas fibras musculares são recobertas por um tecido conjuntivo (sarcolema), porém, dependendo de sua localização, a nomenclatura é alterada. Por exemplo, quando envolve o músculo, esse tecido recebe o nome de epimísio, já os delgados septos, que se estendem para dentro circundando todos os feixes, recebem o nome de perimísio e a rede que recobre as fibras musculares individualmente se chama endomísio. Como podemos observar, todos são tecidos conjuntivos, porém, cada um com um nome específico de acordo com a sua localização. Observe a figura a seguir. O músculo esquelético é constituído por dois grandes conjuntos celulares, um especializado na produção da contração, este é composto pelas miofibrilas, e o outro é responsável pela sustentação, composto pelo tecido conjuntivo. FIGURA 19 – EXEMPLO DE ESTRUTURA DE MÚSCULO ESQUELÉTICO FONTE: http://fisioterapiafisioex.blogspot.com/2013/05/ neuromuscular.html. Acesso em: 2 jul. 2019. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 35 13/08/2019 11:17:01 36 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício A miofibrila é composta por miofilamentos, que podem ser finos e grossos. O miofilamento fino é composto pela proteína actina, como observado na seção referente à bioquímica celular, e o grosso, pela proteína miosina. A produção da contração muscular ocorre mediante a interação destes dois. Dois miofilamentos de actina entrelaçados um no outro formam o miofilamento fino. Nos locais em que esses dois filamentos se encontram, forma-se uma espécie de ligação, nessa ligação existe a molécula de proteína chamada troponina, e ocorre a ligação com a molécula de proteína tropomiosina. O cálcio é ativado exatamente pela troponina e tropomiosina, tornando-as elementos essenciais reguladores da contração muscular (ROBERGS; ROBERTS, 2002; WILMORE; COSTILL, 2001). No entanto, as moléculas de miosina são organizadas formando um longo filamento, o miofilamento grosso, no qual cada molécula possui uma cabeça (uma espécie de alargamento). Essas cabeças de miosina são capazes de se movimentar, ligando-se aos locais onde se encontra a actina (Figura 11), gerando a contração e/ou relaxamento muscular. FIGURA 20 – ORGANIZAÇÃO DA FIBRA MUSCULAR FONTE: https://www.sobiologia.com.br/conteudos/Histologia/ epitelio22.php. Acesso em: 2 jul. 2019. Os tendões musculares são originados pela capacidade elástica dos tecidos fasciais (o tecido conjuntivo colagenoso que envolve os músculos), e os Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 36 13/08/2019 11:17:01 37 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 componentes elásticos paralelos funcionam como sustentação da fibra muscular. Assim, quanto maior for a porcentagem de colágeno para as fibras elásticas, maior será o número de fibras orientadas na direção do estresse, consequentemente, quanto maior a área transversal do tendão, mais forte ele será. Como dito anteriormente na Seção 2.1 (Tecido Fascial), a sua composição viscoelástica é essencial, correspondendo ao limite de elasticidade. Existe um momento em que as fibras musculares vão se afunilando, dando origem aos tendões (onde ocorre a transmissão da força), esse local chamamos de região musculotendínea. Ocorre uma redução de até 90% das fibras musculares para que se juntem ao tecido tendíneo, aumentando consideravelmente a tensão através da área de secção transversa, conjuntamente às unidades funcionais contráteis (os sarcômeros), que estão localizados próximo à junção musculotendínea (são normalmente menores), produzindo menor geração de força, porém, aumentando a taxa de contração e diminuição da capacidade de mudança de comprimento. Em cada ponta da fibra muscular há uma grande dobra de sarcolema, que conectada aos terminais de actina do sarcômero e do tecido tendíneo (pela proteína transmembrana), acabam diminuindo o impacto causado pelo sarcômero. Não podemos falar de tendões sem pensar em flexibilidade muscular, não é? Para um bom entendimento desse fenômeno, é necessária a compreensão do comportamento mecânico do músculo esquelético. O tecido muscular, por exemplo, é composto por dois elementos, um contrátil e outro elástico. O elemento contrátil é representado pelo componente ativo, já mencionado, que é formado pelos miofilamentos de actina e miosina. O elemento elástico é representado pelo componente passivo, formado pelo tecido conjuntivo conectivo (endomísio, perimísio e epimísio). Estes elementos resistem à deformação tendínea e muscular no momento que são submetidos a uma força de tração, contribuindo para a diminuição da flexibilidade. As fibras elásticas são compostas por elastina e são capazes de alongar-se até 150%, ou seja, possuem uma grande capacidade de alongamento, diferente das fibras de colágeno (ROBERGS; ROBERTS, 2002; WILMORE; COSTILL, 2001; MCARDLE; KATCH; KATCH, 2016). Funcionalmente dizendo, as fibras nervosas, assim como os vasos que trazem sangue nutrido e oxigenado ao músculo esquelético, acompanham os septos de tecido conjuntivo a partir do epimísio e vão se ramificando até alcançarem as fibras musculares. As arteríolas e vênulas são conduzidasno sentido transversal em relação às fibras musculares e a maioria dos capilares são direcionados paralelamente ao eixo longitudinal das fibras. Esta organização de funcionalidades e localização permite uma cobertura mais expansiva da superfície da célula para a troca de nutrientes e produtos do metabolismo celular. Como As fibras elásticas são compostas por elastina e são capazes de alongar- se até 150%. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 37 13/08/2019 11:17:01 38 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício falado anteriormente em Mecanismos Neurais, cada fibra nervosa pode se ramificar e enervar numerosas fibras musculares, e esse contato ocorre através dos axônios terminais. Para um entendimento mais profundo sobre arteríolas e vênulas, leia sobre o sistema circulatório nos livros indicados a seguir. MCARDLE, W. D.; KATCH, F. I.; KATCH, V. L. Fisiologia do exercício: energia, nutrição e desempenho humano. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. ZANELA, C. Fisiologia Humana. Rio de Janeiro: Seses, 2015. 4.5 COMO A MUSCULATURA ESQUELÉTICA SE COMPORTA? O músculo se comporta de acordo com o tipo de estímulo que recebe, a irritabilidade, a contratilidade, a extensibilidade, a elasticidade e a capacidade de desenvolver tensão são as propriedades mais comuns que determinam o desempenho muscular quando falamos de variação de sobrecarga e velocidade. No caso da irritabilidade (ou excitabilidade), esse comportamento se caracteriza pelo fato de o músculo ser capaz de responder a estímulos vindos de um neurônio motor. A contratilidade, por sua vez, corresponde à capacidade que o músculo tem de gerar tensão ao realizar o seu encurtamento após receber uma estimulação competente. Você sabia que o nosso corpo possui músculos que são capazes de se encurtar dentro de uma amplitude que varia de 50% a 70%? A extensibilidade é definida pela capacidade que o nosso músculo tem de se alongar além do comprimento de repouso. Paralelo à extensibilidade, a elasticidade se caracteriza pelo fato de a fibra muscular retornar ao seu comprimento de repouso após o término da força de alongamento. Tanto a extensibilidade quanto a elasticidade são estipuladas pela quantidade de tecido conjuntivo presente nos músculos. A irritabilidade, a contratilidade, a extensibilidade, a elasticidade e a capacidade de desenvolver tensão são as propriedades mais comuns que determinam o desempenho muscular quando falamos de variação de sobrecarga e velocidade. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 38 13/08/2019 11:17:02 39 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 Dependendo do comprimento em que o músculo se encontra no momento em que está recebendo um estímulo, é capaz de produzir, ou não, força (ou tensão). No momento em que o músculo está perto do seu comprimento de repouso, é produzida a força máxima, porém, em uma posição de encurtamento, a força diminui (primeiro lenta e depois mais rapidamente), e quando ocorre um alongamento, a força diminui de maneira progressiva (HAMILL; KNUTZEN, 1999; AMADIO; BARBANTI, 2000; NORDIM; FRANKEL, 2003; KNUDSON, 2007). 4.6 TIPOS DE MÚSCULOS ESQUELÉTICOS COM RELAÇÃO ÀS ARTICULAÇÕES Um músculo, na maioria das vezes, realiza o movimento de um único segmento (o segmento que o músculo atravessa a articulação). Estes músculos são chamados de monoarticulares, contudo, existe outro tipo de músculo que não se encaixa nesse perfil: os músculos biarticulares ou poliarticulares. Esses músculos atravessam mais de uma articulação, criando um número relativo de movimentos que ocorrem de modo oposto entre si. A posição corporal e a interação do músculo são influenciadas por algumas variáveis externas no que diz respeito a uma determinada ação, como a superfície em que o membro está apoiado ou o objeto no qual esse membro está fixado. O gasto energético dos músculos monoarticulares é consideravelmente reduzido graças à atuação dos músculos biarticulares, pois estes permitem o trabalho positivo em uma articulação e o negativo em uma outra articulação adjacente. FIGURA 21 – DOIS EXEMPLOS DE MÚSCULOS MONOARTICULARES E BIARTICULARES FONTE: http://virtual.udabol.edu.bo/pluginfile.php/166749/mod_resource/content/1/ WORK%20PAPER%20biomecanica%20del%20musculo.pdf. Acesso em: 2 jul. 2019. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 39 13/08/2019 11:17:02 40 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício Estes músculos podem apresentar com maior frequência um fenômeno conhecido como insuficiência, que se classifica em ativa e passiva. A insuficiência ativa ocorre quando um músculo atinge um ponto em que não pode mais ser encurtado. Sabe quando, por exemplo, o músculo bíceps braquial realiza uma flexão de cotovelo e acaba realizando também uma flexão de ombro? Então, se tentarmos realizar uma flexão de ombro e cotovelo ao mesmo tempo, ocorrerá a proximidade de suas inserções, nesse momento o bíceps se encontrará em insuficiência ativa. Agora, quando um músculo não pode mais ser alongado sem danificar suas fibras, como os músculos isquiotibiais ao realizarem duas ações diferentes em duas articulações, por exemplo a flexão do joelho e a extensão do quadril, se fletimos o quadril com o joelho estendido, os isquiotibiais ficam em insuficiência passiva (NORDIM; FRANKEL, 2003; KNUDSON, 2007). 5 IMPORTÂNCIA DO SISTEMA MUSCULAR PARA O EXERCÍCIO FÍSICO E O ESPORTE Todo o conteúdo apresentado anteriormente foi uma maneira de apresentar de forma geral e resumida sobre a fisiologia do músculo, suas funções, objetivos, estrutura, funcionamento e classificações, pois é impossível entender como um sistema funciona sem saber alguns detalhes de seus componentes. Ainda nessa perspectiva muscular, todo o assunto apresentado foi com relação a um mecanismo universal de qualquer ser humano, mas quando se trata de migrar esses conhecimentos para pessoas praticantes de exercícios, sejam essas pessoas apenas simples praticantes ou atletas/superatletas, todas essas funções são potencializadas, pois esses indivíduos solicitam desses sistemas funções superiores aos das funções básicas do dia a dia. Ainda usando o exemplo de um carro (afinal, por que um carro? Porque um carro é uma máquina estruturada e nosso corpo é como se fosse uma), o seu mecanismo estrutural funcional é igual em todos, mas o que diferencia um carro popular (pessoa convencional) de uma Ferrari (superatleta), são as estruturas e os componentes introduzidos e adaptados. Logo existe uma série de adaptações e recursos que aumentam e melhoram o desempenho do sistema muscular nos exercícios. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 40 13/08/2019 11:17:02 41 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 FIGURA 22 – ESSA IMAGEM SATIRIZA UMA ATLETA COM SUAS ESTRUTURAS TÃO POTENCIALIZADAS A PONTO DE SUPERAR LIMITES HUMANOS FONTE: http://augusthocesar.blogspot.com/2011/05/ como-treinar.html. Acesso em: 2 jul. 2019. É uma sequência mais suprida de elementos. Por exemplo: quando o indivíduo pratica exercício físico, o corpo tem que se adaptar, portanto, automaticamente, toda a quantidade nutricional deve ser aumentada, afinal aumenta-se a solicitação de combustível e, consequentemente, o consumo de energia, o coração precisa mandar ainda mais oxigênio e nutrientes para o músculo que, por sua vez, para se adaptar e promover uma execução técnica específica de uma modalidade específica, recebe os estímulos necessários para seguir com um melhor desempenho e eficácia. Vários estudiosos e investigadores científicos, como Morato (2016), Weineck (1989; 1999; 2000), Willett (1990) e Paiva (2009), aplicam e observam testes em busca de novas descobertas que contribuam para a relação otimização de rendimento com a melhora de desempenho (seja no treino ou em competição) e menores riscos de lesões. Esse processo envolve toda umaestratégia de controle de treino, com suporte nutricional e psicológico, modificando o corpo estrutural e fisiologicamente. 5.1 AÇÕES MUSCULARES Qualquer aumento de trabalho requer o aumento de outros componentes, sejam nutricionais ou até de repouso. Através do treinamento, o atleta desenvolve Esse processo envolve toda uma estratégia de controle de treino, com suporte nutricional e psicológico, modificando o corpo estrutural e fisiologicamente. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 41 13/08/2019 11:17:02 42 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício a capacidade de acionar ao mesmo tempo e em maior número as unidades motoras musculares, gerando uma melhor e maior contração, com certeza possui uma melhor coordenação muscular. Quer um exemplo? Enquanto uma pessoa convencional (não atleta) só consegue colocar em ação ao mesmo tempo uma certa porcentagem de suas fibras musculares ativáveis, os atletas conseguem atingir nitidamente uma porcentagem mais alta e podem atingir até 100% das referências estabelecidas. Ao praticar um exercício ocorre naturalmente um aumento da solicitação muscular, esse aumento está correlacionado a um desempenho maior da sincronização das unidades motoras, é por isso que se consegue maior velocidade de contração e aumento da capacidade muscular durante a contração. Contudo, essa solicitação das unidades motoras depende do tipo de exercício que está sendo executado, pois nem todas as unidades motoras são solicitadas simultaneamente, isso varia de acordo com o tamanho do seu motoneurônio, que se agrupa estimulando as fibras musculares de acordo com as suas características (fibras do tipo I, IIa e IIb) para realizar a contração. Motoneurônio é um neurônio capaz de exercer atividade motora em um determinado músculo. FIGURA 23 – FIBRAS DO TIPO I E DO TIPO II COM SUAS CARACTERÍSTICAS FONTE: https://blogpilates.com.br/como-ativar-cada-tipo- de-fibra-muscular/. Acesso em: 2 jul. 2019. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 42 13/08/2019 11:17:02 43 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 As fibras do tipo I são as fibras vermelhas, de contração lenta, as quais usam o oxigênio como principal sistema energético, ou seja, a via aeróbia. São mais resistentes à fadiga e mais requisitadas em exercícios contínuos de grande volume e baixa intensidade, como a natação (fundista) e a corrida (maratona). Já as fibras do tipo II são as fibras brancas, que utilizam como fonte de energia a fosfocreatina e a glicose, ou seja, a via anaeróbia. Possuem como característica a contração rápida, contudo, têm pouca resistência à fadiga. São requisitadas em atividades explosivas e com alta intensidade, como a musculação ou esportes de combates. Durante o exercício ocorrem vários estímulos externos. Estes estímulos produzem impulsos nervosos que são recebidos pelas unidades motoras, que a partir dessas informações definem que tipo de contração e relaxamento será realizado, ou seja, quanto maior for o impulso nervoso produzido por esses estímulos, maior será a quantidade de unidades motoras solicitadas para a contração muscular (de acordo com o tipo de fibras). Quando as pessoas se inscrevem em uma academia e procuram obter ganho de massa muscular, aumentando seu volume, querem ter ênfase em hipertrofia. Fisiologicamente, o que ocorre no músculo é a ativação de todas as unidades motoras, produzindo força máxima (isso ocorre devido à soma de unidades motoras múltiplas), gerando ganho de força e, em alguns casos, sem alteração na área de secção transversa da musculatura (ROBERGS; ROBERTS, 2002; WILMORE; COSTILL, 2001; MCARDLE; KATCH; KATCH, 2016; POWERS; HOWLEY, 2009; PEREIRA; SOUZA JÚNIOR, 2004). Os exercícios apresentam uma resistência (externa) aos músculos que, por sua vez, enviam ao cérebro essas informações, solicitando às unidades motoras a produção de tensão muscular (tensão essa de acordo com a atividade proposta). Diante disso, ocorre a produção da força muscular, ou torque, sobre as articulações, ocorrendo a produção do movimento para suportar a sobrecarga. Isso significa que as ações musculares, sejam elas quais forem, dependem do nível de estimulação e da força desenvolvida pelo músculo diante da resistência imposta a ele. Além de gerar o movimento, os músculos também podem trabalhar como estabilizadores, contribuindo para um movimento específico em uma articulação adjacente. Essas ações musculares são as contrações musculares. Dentre os tipos de contração muscular, podemos listar dois (exemplificados na Figura 24): • Contração isotônica: quando a tensão muscular ocorre em graus diferentes, promovendo a mudança dos ângulos articulares. Esta se subdivide em duas: o Contração concêntrica: efetua uma ação mais concentrada, ou Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 43 13/08/2019 11:17:02 44 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício seja, há um encurtamento muscular provocando uma tração em outra estrutura, reduzindo o ângulo de uma articulação e aproximando uma extremidade de outra, como na flexão de cotovelo, onde o ângulo é diminuído devido à contração do bíceps braquial, aproximando a extremidade da mão à extremidade do ombro. o Contração excêntrica: quando aumenta o comprimento total do músculo durante a contração. Usando o exemplo anterior, é quando a flexão do cotovelo muda para a fase de extensão e há um alongamento do bíceps braquial com uma leve contração para segurar a volta do movimento. • Contração isométrica: ocorre quando é gerada uma tensão muscular sem movimento, geralmente quando se sustenta algum objeto ou um próprio membro em uma certa posição no ar, também tem como objetivo estabilizar as articulações enquanto outras são movidas. Ainda com o exemplo da flexão de cotovelo, quando ocorre a contração muscular na flexão ou extensão, a contração isométrica ocorrerá no momento em que o indivíduo parar no meio do movimento, sustentando o peso. FIGURA 24 – OS TIPOS DE CONTRAÇÕES, SENDO RESPECTIVAMENTE: ISOTÔNICA CONCÊNTRICA, ISOTÔNICA EXCÊNTRICA E ISOMÉTRICA FONTE: http://cinesiologiaemfisioerapia.blogspot.com/2012/02/ miologia-o-que-sao-os-musculos.html. Acesso em: 2 jul. 2019. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 44 13/08/2019 11:17:02 45 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 1 Vamos fazer uma pequena investigação seguida de uma análise? Faremos de duas formas: primeiro você buscará em qualquer site que contenha vídeos, uma execução de algum movimento simples (exceto flexão e extensão de cotovelo) e, ao observar o vídeo, tente identificar qual músculo está realizando a contração concêntrica e qual está realizando a contração excêntrica (se necessário busque outro vídeo em que ocorra a contração isométrica). Após essa análise, observe outra execução de movimento, porém em você mesmo ou em outra pessoa, e faça o mesmo procedimento analítico (nesse caso, se houver dúvidas sobre o acerto, busque novamente em vídeos o movimento proposto e certifique-se). No que diz respeito ao consumo de energia e à produção de força, essas ações musculares são muito diferentes. No caso da contração excêntrica, ela é capaz de gerar a mesma força ou até maior que os outros dois tipos de ações musculares, realizando a solicitação de um menor número de fibras. Isso ocorre no nível do sarcômero. Já a contração concêntrica possui uma capacidade menor de produzir força por conta da diminuição do número de pontes cruzadas formadas com o aumento da velocidade de contração. Essa diferença de força gerada que ocorre entre as contrações excêntricas e concêntricas é consequência das ações que geram movimentos verticais, pois a produção de força, nesse caso, é influenciada por torques desenvolvidos pela ação gravitacional, como em um trabalho de agachamento. Nesse movimento existe um torque imposto pela força gravitacional (torquedescendente) paralelo à ação excêntrica do músculo. Além das contrações mencionadas, existem ainda mais dois tipos que são importantes para o nosso conhecimento: a contração isocinética e a isoinercial. A contração muscular isocinética é a contração dinâmica, caracteriza- se pela velocidade do movimento, que se mantém constante, associada a uma sobrecarga muscular, oriunda de um equipamento específico, como nos exercícios de musculação. Essa contração também favorece a resistência muscular. Já a contração isoinercial é uma resistência em que o músculo se contrai constantemente (HAMILL; KNUTZEN, 1999; AMADIO; BARBANTI, 2000; NORDIM; FRANKEL, 2003; KNUDSON, 2007). Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 45 13/08/2019 11:17:02 46 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício 5.2 VARIÁVEIS QUE INTERFEREM NA FORÇA MUSCULAR Há várias variáveis (controláveis ou não), que podem interferir de maneira positiva e/ou negativa na produção de força muscular. Essas variáveis podem ser oriundas de fatores internos ou externos. Nesta seção, denotaremos algumas das correlações mais importantes a respeito da correlação força e mecânica do movimento, como a área do corte transversal muscular; o ângulo de inserção muscular; a correlação comprimento x tensão, força x velocidade, excêntrico x concêntrico e tempo x tensão. O entendimento e a compreensão dessas relações de fato contribuem para um treinamento mais específico, otimizando resultados e aumentando o desempenho. Em vários momentos desse capítulo o nome “área transversa do músculo” foi citado, mas enfim, o que ela é? Simples, podemos dizer que é a porção inteira de um músculo (exatamente uma visão transversa) com os seus componentes, onde podemos ter uma ideia de dimensão, espessura, largura, como se pôde observar na Figura 3. Isso significa que quanto maior essa seção, maior volume terá o músculo, maior tamanho, não em relação ao comprimento, mas em espessura, consequentemente, maior força. Imagine um pedaço de carne, essa carne é retangular, se fizer um corte em bife seguindo seu comprimento teremos uma visão longitudinal, já para ter um corte transversal, teríamos que tornar esse retângulo em dois quadrados, consequentemente, teremos uma visão da secção transversa dessa carne. A produção de valências, como a força e a velocidade muscular, podem ser determinadas de acordo com a arquitetura muscular. A área de corte transversal de uma fibra depende do grau de separação, inclinação ou dispersão do sarcômero, que admite mudanças na velocidade de encurtamento do músculo, por isso, quanto maior separação (volume) ou área de corte transversal fisiológica, maior capacidade de gerar força, contudo, com perda na velocidade de contração. As fibras longas paralelamente exibem uma área de trabalho mais extensa, gerando maior amplitude de movimento e velocidade de contração. A aproximação e o afastamento de um osso com relação à articulação dependem da estabilização ou desestabilização de um músculo em relação ao segmento proposto, realizada pelo ângulo em que este se insere, ou seja, dependendo do ângulo que ocorrer uma inserção muscular, esta pode promover a estabilização ou o inverso de um segmento. Usando mais uma vez o movimento de extensão e flexão de cotovelo como exemplo, quando o ângulo do tendão for O entendimento e a compreensão dessas relações de fato contribuem para um treinamento mais específico, otimizando resultados e aumentando o desempenho. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 46 13/08/2019 11:17:02 47 SISTEMA MUSCULAR Capítulo 1 reto sobre o osso, a força muscular é direcionada ao longo da extensão do osso e para dentro da articulação, já para ocorrer a flexão, é necessário que ocorra uma força ainda maior para realizar o movimento dos segmentos em torno da articulação, promovendo a estabilização articular no momento em que ocorre o deslocamento do antebraço na direção do cotovelo. Os componentes “rotatórios” e “de deslizamentos” são dois constituintes da força, que independentemente de qualquer tensão muscular ocorrente durante o movimento, sempre vão variar de acordo com o ângulo de inserção do músculo. O primeiro age de forma perpendicular ao eixo longitudinal do segmento e é responsável pelo torque, permitindo o movimento rotacional do segmento em torno da articulação, e o segundo está associado à força muscular, atuante paralelamente ao eixo longitudinal do segmento. O resultado da relação entre comprimento e tensão dos sarcômeros dará origem ao tipo de tensão proporcionada pela fibra muscular. Como supracitado, a contração e/ou o encurtamento muscular são provocados pelas proteínas contráteis do sarcômero, devido a estímulos enviados pelo sistema nervoso. Nesse processo estão envolvidos as proteínas estruturais e os tecidos conjuntivos não contráteis que estão por fora das células musculares (epimísio, perimísio e endomísio) e são os componentes elásticos paralelos (tecidos que repousam paralelamente às fibras ativas, como o perimísio) e seriados (estruturas que repousam alinhadas em série com as proteínas ativas, como os tendões) do músculo. O estiramento muscular resulta em um alongamento dos componentes elásticos paralelos e seriados, gerando uma curva de tensão passiva (essa tensão é produzida pela força elástica dos tendões ou pelas proteínas estruturais), que é uma parte importante da capacidade de geração de força da unidade musculotendínea. Essa tensão passiva é essencial para os músculos estirados, pois estes realizam a movimentação e a estabilização das articulações contra as forças gravitacionais. Sobre a correlação força x velocidade, podemos dizer que o tipo de ação do músculo que definirá essa relação. Por exemplo, na ação concêntrica, ocorre a diminuição da força simultaneamente ao aumento da velocidade. Quando chega em um momento em que a velocidade é zero, ocorre o alcance à força máxima, porém, vale ressaltar que o modo inverso também pode ocorrer, ou seja, quanto maior a força, menor a velocidade e quanto maior velocidade significa que há uma força menor. Vale ressaltar que esse é um dos princípios básicos da musculação, no qual por segurança e por eficácia em resultado, usamos a velocidade de execução do movimento de acordo com a sobrecarga imposta, ou seja, Esse é um dos princípios básicos da musculação, no qual por segurança e por eficácia em resultado, usamos a velocidade de execução do movimento de acordo com a sobrecarga imposta, ou seja, quanto maior a carga, menor a velocidade e vice-versa. Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício.indd 47 13/08/2019 11:17:03 48 Cinesiologia e Biomecânica Aplicadas ao Exercício quanto maior a carga, menor a velocidade e vice-versa. No momento em que aumentamos a carga e, consequentemente, reduzimos a velocidade, produzimos também uma potência maior, por isso, a potência é resultado da força pela velocidade. Já nas ações realizadas pelos grupos musculares antagonistas (ações excêntricas), ocorre o aumento da tensão muscular com a velocidade de alongamento, exatamente pelo fato desses músculos estarem sofrendo um alongamento durante a contração. Há alguns detalhes bem específicos sobre o trabalho das fibras (rápidas e lentas) com relação a sua participação no efeito de pré-alongamento e na modificação da tensão depois de um certo tempo de alongamento. No ciclo que envolve o alongamento e o encurtamento muscular, ocorre um aumento de tensão devido ao acúmulo de energia potencial elástica. Esse acúmulo acontece no componente elástico, logo, toda essa energia armazenada será recuperada após uma contração de tempo razoável (esta gira em torno de 0,9 segundo) e logo em seguida será novamente utilizada no movimento oposto. Semelhante ao funcionamento de uma mola, algumas estruturas musculares devolvem essa energia acumulada, contudo, se ocorre
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