fisiologia do músculo estriado ii
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Fisiologia do músculo estriado II
Fisiologia do músculo estriado II
Prof. Dr. Caio Maximino
Marabá/PA – 2015
Fisiologia do músculo estriado II
Fatores que modulam a força de contração
● No músculo esquelético, o potencial de ação leva à liberação de Ca2+ e, portanto à contração
● Um único estímulo sempre leva à liberação máxima de Ca2+ (resposta tudo-ou-nada) e, portanto, a um abalo muscular máximo– Consequência: a gradação da força de contração
é alcançada pelo recrutamento variável de unidades motoras ou pela mudança na frequência de potenciais de ação
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Recrutamento diferencial
● As fibras musculares são recrutadas numa ordem crescente de tamanho, porque– A reobase aumenta com o tamanho– A resistência de entrada diminui com o tamanho– A resistência da membrana diminui com o
tamanho
● Ativação favorecida: Tipo RL Tipo FR → →Tipo RR
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Princípio do tamanho
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Somação por frequência
● MAS um único estímulo não é suficiente para induzir a contração máxima da fibra, porque é breve demais para manter o sistema de filamentos deslizantes em movimento por tempo suficiente para que a posição final (contração máxima) seja alcançada
● Assim, o encurtamento do músculo só irá continuar se um segundo estímulo ocorrer antes que o músculo tenha relaxado completamente.
● Se a frequência de estimulação for tão alta que o músculo não consegue relaxar entre os estímulos, a contração máxima sustentada da unidade motora (tétano) irá ocorrer
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Tetanização e tipos de fibras musculares
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
Gastrocnêmio (F) Gastrocnêmio (S) Sóleo (S)
Fisiologia do músculo estriado II
Modulação da força por arcos reflexos
● O reflexo miotático é um mecanismo de modulação da força de contração
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Relação comprimento-tensão
● Quando um. músculo contrai, gera força (normalmente mensurada como tensão) e diminui de comprimento– Para estudar as propriedades biofísicas do músculo, um desses
parâmetros é mantido fixo enquanto o outro é mensurado
● Contração isométrica – O comprimento do músculo é mantido constante, e a força gerada durante a contração é mensurada
● Contração isotônica – A força de contração é mantida constante, e a mudança no comprimento do músculo é mensurada
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Tipos de contração
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Tipos de contração
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
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Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Relação comprimento-tensão
● Quando um músculo em repouso é esticado, resiste o estiramento por uma força que aumenta lentamente no início e cresce rapidamente conforme o estiramento aumenta– Influenciada pela fáscia associada ao músculo– Principal fator é a extensibilidade da titina, que mantém a estabilidade do
filamento de miosina no centro do sarcômero
● Se estimula-se o músculo para a contração nesses diferentes comprimentos, a força contrátil aumenta conforme o comprimento é aumentado até um ponto L0 (comprimento ótimo)
● Conforme o músculo é esticado além de L0, a força de contração decresce
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Relação comprimento-tensão
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Relação comprimento-tensão e comprimento dos sarcômeros
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
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Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Relação força-velocidade
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
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Biomecânica
● A velocidade com que o músculo encurta (contrai) é fortemente dependente da quantidade de força que o músculo desenvolve
● Na ausência de qualquer carga, a velocidade de contração é máxima (V0), e corresponde à taxa máxima de troca de pontes cruzadas– Proporcional à taxa máxima de turnover da mATPase)
– V0 é maior em fibras rápidas do que em fibras lentas
● Aumentar a carga diminui a velocidade de contração até que, em carga máxima (i.e., carga igual à força máxima produzida pelo músculo), o músculo não pode mais se contrair; aumentos acima desse ponto resultam no estiramento do músculo (velocidade negativa)– Velocidade positiva – Movimento concêntrico– Velocidade negativa – Movimento excêntrico
● Uma curva potência-tensão reflete a taxa de trabalho exercido a cada carga e demonstra a taxa máxima de trabalho em carga sub-máxima.
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Relação força-velocidade
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
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Papel das articulações no trabalho muscular
● “O corpo utiliza seus ossos e suas articulações como alavancas e pontos de apoio [fulcros] sobre os quais os músculos exercem força para mover ou resistir a uma carga” (Silverthorn, 2010, p. 428)
● Os ossos formam alavancas, as articulações flexíveis forma os fulcros, e os músculos presos aos ossos geram a força pela contração
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
A articulação como alavanca
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músculo
Modulaçãoda força decontração
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Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
A articulação como alavanca
● A distância relativa entre o fulcro e a carga e o ponto no qual o esforço é aplicado determina se uma alavanca vai operar como vantagem ou desvantagem mecânica– Se a carga está mais próxima e o esforço mais longe do fulcro,
um esforço pequeno será necessário para mover uma carga maior por uma distância pequena
● Vantagem mecânica – mais força, menos velocidade, menos amplitude de movimento
– Se a carga está mais longe do fulcro e o esforço é aplicado mais próximo deste, um esforço relativo maior será necessário para movimentar uma carga pequena
● Desvantagem mecânica – menos força, mais velocidade, mais amplitude de movimento
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
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Biomecânica
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Propriedadesbiofísicas do
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Modulaçãoda força decontração
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Biomecânica
Força do bíceps braquial x 5 cm = 7 kg x 25 cm = 35 kg adicionais
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Tipos de alavancas
● Alavancas de primeira classe (interfixas) – Fulcro entre o esforço e a carga– se o esforço estiver mais próximo do fulcro do que a carga, há vantagem mecânica– Se a carga estiver mais próxima do fulcro do que o esforço, há desvantagem
mecânica
● Alavancas de segunda classe (inter-resistentes) – Carga entre o fulcro e o esforço– Sempre produzem vantagem mecânica, porque a carga sempre está mais próxima
do fulcro do que o esforço
● Alavancas de terceira classe (inter-potentes) – Esforço entre o fulcro e a carga– Sempre produzem desvantagem mecânica, porque o esforço está sempre mais
próximo do fulcro do que a carga
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
Mecânica domovimento
Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Tipos de alavancas
Propriedadesbiofísicas do
músculo
Modulaçãoda força decontração
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Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Coordenação entre os músculos
● Os movimentos comumente resultam da atividade global de diversos músculos.
● Em uma articulação, os músculos esqueléticos normalmente estão arranjados em pares antagonistas (flexores, extensores, abdutores-adutres, etc.)– Agonista – Contrai-se para causar a ação– Antagonista – Relaxa-se, permitindo os efeitos do agonista
● A definição do agonista e do antagonista é dinâmica – na extensão do braço, o tríceps (e não o bíceps) age como agonista
● Sinergistas – contraem em conjunto, normalmente estabilizando uma articulação
● Fixadores – Contraem para estabilizar a porção proximal de um membro enquanto o movimento ocorre na porção distal
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músculo
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Biomecânica
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Coordenação entre os músculos
● Motor primário (= agonista) – braquial anterior
● Sinergista – Bíceps braquial
● Antagonista – Tríceps braquial
● Fixador – Rombóide
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Biomecânica
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Pares de agonistas e antagonistas
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Biomecânica
Movimento Agonista Antagonista
Extensão do punho Extensor dos dedos Flexores dos dedos
Flexão do cotovelo Bíceps braquial Tríceps braquial
Extensão do cotovelo Tríceps braquial Bíceps braquial
Flexão do ombro Deltóide anteriorPeitoral maiorBíceps braquial
Deltóide posteriorLatíssimo do dorsoTríces do braço
Extensão do ombro Deltóide posteriorLatíssimo do dorso
Deltóide anteriorPeitoral maior
Adução do ombro Latíssimo do dorsoPeitoral maior
Deltóide
Abdução do ombro Deltóide Latíssimo do dorsoPeitoral maior
Flexão do tronco Reto do abdomen Eretor da espinha
Extensão do tronco Eretor da espinha Reto abdominal
Dorsiflexão Tibial anterior GastrocnêmioSóleo
Plantarflexão GastrocnêmioSóleo
Tibial anterior
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Características biomecânicas dos ossos
● Material anisotrópico (resistência diversa a cargas aplicadas em diferentes direções)– A hidroxiapatita é um material rígido e rugoso com boa força
compressiva e baixa força tênsil; confere anisotropia ao osso.
– Colágeno têm módulo elástico baixo, boa força tênsil, baixa força compressiva.
● Força e dureza (osso cortical mais resistente)
● Propriedades viscoelásticas (respostas diferentes de acordo com a velocidade da carga)
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Biomecânica
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Compressão
● Carga que atua axialmente sobre o osso, diminuindo seu comprimento e aumentando seu diâmetro
● Quanto maior a carga de compressão, mais tecido deve ter o osso para suportá-la
● Carga compressiva é maior nas vértebras lombares e nos ossos dos membros inferiores
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Biomecânica
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Tração
● Carga oposta à compressão
● Atua axialmente sobre o osso, aumentando seu comprimento e diminuindo seu diâmetro
● Os ossos proximais dos membros superiores estão sob tração por parte dos ossos distais
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Biomecânica
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Cisalhamento
● Tipo de carga que tende a provocar um deslizamento de uma parte de um osso sobre outra
● Durante o movimento de agachamento, a articulação do joelho sofre cisalhamento
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Biomecânica
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Flexão
● Tipo de carga que tende a curvar um osso, provocando esforços de compressão de um lado e de tração de outro
● Ocorre quando uma força excêntrica é aplicada à extremidade de um osso, criando um momento (torque) em um plano que contém seu eixo longitudinal
● As forças musculares que atuam em ossos longos são exemplos de flexão
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Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Torção
● Tipo de carga que tende a torcer um osso
● Ocorre quando uma força tende a girar um osso em torno do seu eixo longitudinal enquanto uma de suas extremidades permanece fixa
● Deve-se ao torque produzido em um plano perpendicular ao eixo longitudinal do osso
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Biomecânica
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Cargas mecânicas sobre os ossos
compressão tração cisalhamento torção flexão
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Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Cargas combinadas
● Como os ossos do corpo humano estão submetidos à força gravitacional, forças musculares e outros tipos de forças, eles geralmente estão submetidos a mais de um tipo de carga.
● A combinação de duas ou mais formas puras de carga é chamada carga combinada.
● A forma irregular e a estrutura assimétrica dos ossos também contribui para o surgimento de cargas combinadas.
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Biomecânica
Fisiologia do músculo estriado II
Respostas ósseas à carga
● Hipertrofia - aumento da densidade óssea (mineralização) em resposta ao aumento das cargas regularmente aplicadas (atividades físicas regulares).
– Quanto maior a força regularmente aplicada, maior a mineralização do osso.
● Atrofia - diminuição da densidade óssea (mineralização) em resposta à redução das cargas regularmente aplicadas (sedentarismo).
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