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1 Biomecânica do Tecido Muscular Ricardo Martins de Souza 2013 Biomecânica do Tecido Muscular

Biomecânica do Tecido Muscular...Biomecânica do Tecido Muscular Ricardo Martins de Souza 2013 Biomecânica do Tecido Muscular 2 Unidade Motora Na coordenação da contração de

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Biomecânica do Tecido Muscular

Ricardo Martins de Souza 2013

Biomecânica do Tecido Muscular

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Unidade Motora

Na coordenação da contração de todas as fibras é feita através de um subdivisão em unidades funcionais as Unidades Motoras (UM);

A UM consiste de um nervo motor (alfa), com seu corpo nervoso e núcleo localizado na matéria cinza da “medula espinhal” e forma um longo axônio até os músculos, onde se ramifica e inerva muitas fibras.

Fatores Determinantes da Força Muscular

Número de UM Recrutadas; Frequência dos Disparos; Número de Sarcômeros em Paralelo; Número de Fibras em Paralelo; Força Normalizada:

Força / Área Sec. Transversal

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Frequência dos Disparos

Tipo I Tipo IIa

Tipo IIb

Tipo IIb

(KOMI, 1992)

Tipos de Fibras Musculares

Fibras I

Fibras IIa

Fibras IIb

INTENSIDADE

NÚMERO DE FIBRAS

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Capacidade de Resistência à Fadiga

Coordenação Inter e Intramuscular

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Fatores Determinantes da Força Muscular

700

450

200

Forç

a M

uscu

lar

100 40 80 Área de Secção Transversa (cm2)

60

Extensores de Joelho

Homens Mulheres

Diferenças Anatômicas; % Gordura Intramuscular; % Tecido Conjuntivo;

Adaptações Neurais aos Exercícios

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Relação Comprimento-Tensão

Relação Contração-Tensão

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Relação Força-Velocidade

Descreve a relação entre a força máxima em comprimento ótimo (o comprimento no qual o músculo pode exercer sua força isométrica máxima) e a v e l o c i d a d e c o r r e s p o n d e n t e d e encurtamento muscular;

Forç

a

Velocidade

Tipo II (Rápido)

Tipo I (Lenta)

Relação Força-Velocidade (Contração Concêntrica)

Músculo Longo vs. Músculo Calibroso

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Adaptações no Comprimento-Tensão

Herzog et al. (1991): a relação força-veloc idade pode ser adaptada para permitir uma maximização do desempenho;

As propriedades do reto da coxa de

ciclistas e fundistas se adaptam de acordo com as exigências diárias do treinamento;

Implicações: a não especificidade

do treinamento pode ter um e f e i t o d e t r e i n a m e n t o concorrente;

Forç

a

Comprimento

Ciclistas

Forç

a

Comprimento

Fundistas

Forç

a

Comprimento (Sarcômero)

Componentes Elásticos em Série e em Paralelo

± F

Golgi

TCI

TCE

CES

CEP

FT TC

FT

CC

FT: Fascículos do Tendão; TCI: Tecido Conjuntivo Intramuscular; TCE: Tecido Conjuntivo Extra; CEP: Componente Elástico Paralelo; CES: Componente Elástico em Série; CC: Componente Contrátil; TC: Tendão Comum;

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Componentes Elásticos em Série e em Paralelo

Retardo Eletromecânico

Quando um músculo é estimulado, ocorre um retardo de tempo antes do início da tensão;

Tempo necessário para que o componente

contrátil possa alongar o CES; Durante este período a frouxidão muscular

é eliminada; Varia de 20 a 100 ms; Fibras de CR tem REM mais curtos; Indivíduos altamente treinados tem REM

mais curtos; Crianças tem REM mais longos.

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Contramovimento

Movimento inicial na direção oposta àquela do movimento (salto vertical, arremesso);

Quando se realiza uma contração

concêntrica sem pré-estiramento, a fase inicial deve retira a frouxidão do CES, que requer energia;

O contramovimento realiza um

ciclo estira-encurta;

Efeito da Temperatura O aumento da temperatura:

– Melhora de transmissão nervosa (freqüência do estímulo);

– Melhora a atividade enzimática (eficiência da contração muscular);

– Melhora a elasticidade do colágeno (extensibilidade do músculo);

– Um menor número de UM são necessárias para sustentar uma determinada carga;

Benefícios: aumenta a força muscular, potência e resistência;

Forç

a

Velocidade

Frio

Aquecido

Relação Força-Velocidade em Função da Temperatura

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Cargas Mecânicas e Deformações

  Deformação elástica: rápida deformação do material, o qual apresenta capacidade do voltar ao seu estado original após a remoção da carga aplicada.

  Deformação plástica: deformação lenta e gradativa do material, as deformações são permanentes; cargas aplicadas ultrapassam o limite elástico do material.

§ Yield point: limite elástico;

§ Deformação plástica e elástica;

§ Failure point: rompimento total

§ Energia armazenada; § Módulo de elasticidade: inclinação da curva

Cargas Mecânicas e Deformações

  Stress: relação carga externa aplicada com a secção transversal da estrutura;

  Strain: deformação desenvolvida no interior da estrutura em decorrência de cargas externas aplicadas (distensão);

  Módulo de Elasticidade ou Módulos de Young: stress/strain, representando a rigidez do material;

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Módulo de Elasticidade

  Inclinação da curva;   “Dureza do material”

Strain

Stress

Grande rigidez- osso

Rigidez moderada Cartilagem

Pouca rigidez tendão

A inclinação da curva stress-strain de um material é conhecida como modulo de elasticidade ou modulo de Young (E) e mede a rigidez de um material; Stress é o produto do modulo de elasticidade pelo strain do material.

)()(

strainstressE

εσΔ

Δ=

Viscoelasticidade

  Característica dos materiais que possuem propriedades fluidas e sólidas;   Sólidos: deformação apenas enquanto a força externa é aplicada;   Fluidos: a deformação ou deformação residual permanece após remoção da carga;   Creep: se um tecido viscoelástico é mantido sobre um mesmo stress, ele será gradualmente alongando;

Sólido

Viscoelástico sólido

Viscoelástico fluido

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Histerese Histerese: caracterizada como um fenômeno pelo

qual há uma perda de energia quando um material é submetido a um ciclo de carga/descarga, a qual pode ser quantificada pela área formada pelas de curvas de carregamento e descarregamento.

Deformações Plásticas e Elásticas

A predominante do tipo de deformação dos biomateriais está associada a magnitude e/ou a duração das forças aplicadas.

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Relação entre Estresse e Deformação