Fisiologia muscular

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  • definir a relação de força e comprimento do sarcômero
  • definir o que é princípio do tamanho
  • definir os tipos de ação muscular, sua relação com o comprimento total do conjunto músculo-tendão e a relação de força interna e externa
  • Fisiologia muscular

    1. 1. Sistema MuscularProf. Rodrigo Marques da SilvaDisciplina: Fisioterapia Desportiva
    2. 2. O Músculo Esquelético• 40% peso corporal: músculo esquelético• + 400 músculos• Ventres e tendões– fascículos– Fibras– Sarcômero
    3. 3. Estrutura Microscópica• Fibra muscular– 3000 actina (finos)– 1500 miosina (grossos)• Moléculas responsáveispela contração;• Linha Z: atravessatransversalmente a miofibrila(âncora);• Sarcômero: 1 à 4 micrômetros• Retículo Sarcoplasmatico:estoque de Ca2++
    4. 4. Relação força e comprimento do sarcômero
    5. 5. Estrutura Macroscópica2 Tipos principais de fibras musculares•Fibras vermelhas: contração lenta, tônicas, diâmetro menor,alta concentração de mitocôndrias,, dependemprincipalmente do metabolismo oxidativo, contraçãocontínua, fadigam lentamente, trabalham na manutenção dapostura.•Fibras Brancas: contração rápida, fásicas, dependem dometabolismo glicolítico, se fadigam mais facilmente, realizamaior catabolismo protéico; IIa e IIb;* Avds as fibras do tipo I são recrutadas primeiro e as Fibrasdo Tipo II recrutadas de acordo com o aumento na produçãode potência;
    6. 6. Unidade Motora (UM)É a união entre umÉ a união entre ummoto-neurônio commoto-neurônio comtodas as fibrastodas as fibrasmusculares que elemusculares que eleinerva.inerva.UM pequenaUM pequena15 fibras15 fibras (extra-oculares)(extra-oculares)Movimentos FinosMovimentos Finos(mais precisos)(mais precisos)UM grandeUM grande2000 fibras2000 fibras (gastrocnêmio)(gastrocnêmio)Movimentos geraisMovimentos gerais(menos precisos)(menos precisos)
    7. 7. Unidade Motora• Cada fibra nervosa que sai da medula e inerva um númeroespecífico de fibras musculares (1 à 800);• Precisão: poucas fibras musculares em cada unidade• Sem grande precisão: muitas fibras por cada unidade motora;• Lei do “tudo ou nada”;
    8. 8. Sinapse• Junção Neuro Muscular• Chegada do impulso elétrico>> Lib da Ach>> difusãopara a membrana muscular >> ligação ao receptor >>abertura dos canais de sódio >>propagação doimpulso elétrico pela membrana da célula;
    9. 9. Na JNM esse potencial de ação estimula o botão terminal dajunção e secreta na fenda terminal um neurotransmissor, nocaso, a acetilcolina (Ach).AchAchBotão TerminalFenda terminalCélula MuscularReceptor nicotínicoCanais de Na+++++----Sinapse
    10. 10. AchAchBotão TerminalFenda terminalCélula MuscularReceptor nicotínicoA Ach se liga ao seu receptor (receptor nicotínico) na membranada célula muscular.++++----Sinapse
    11. 11. AchAchBotão TerminalFenda terminalCélula MuscularReceptor nicotínicoCanais de Na+++++----SinapseA abertura destes canais permite que uma grande quantidade de íonssódio flua para dentro da membrana da fibra muscular no pontoterminal neural. Isso desencadeia potencial de ação na fibra muscular;
    12. 12. Pontes CruzadasRepouso:•sem acoplamento•ATP na cabeça de miosina•CA2+ armazenados no RsarcoplasmáticoAcoplamento:• chega o potencial de ação• liberação do Ca2+• permite a ligação da cabeça de miosina no filamento de actina;Contração:•Atividade ATPase (ATP quebrado em ADP + P)•Aproximação das linhas Z
    13. 13. Pontes CruzadasRecarregando:•Desacoplamento•Reposição do ATP na cabeça demiosinaRelaxamento:• Íons CA2+ devolvidos ao RS• troponina volta a cobrir os locais ativos no filamento de actinaUFMG, 2009
    14. 14. Tipos de FibrasFIBRA TIPO I (V) FIBRA TIPO II (B)Resistência Velocidade,potênciaFadiga lentamente Fadiga rapidamenteMenor diâmetro Maior diâmetroEnzimas oxidativas Enzimas glicolíticasAlto nº mitocôndrias Baixo nº mitocôndriasMaior capilarização Menos capilarização
    15. 15. Tipos de FibrasAs fibras podem mudar de característica?•A resposta a determinada dose de treinamentopode ser muito diferente entre os indivíduos;•A capacidade de transformar um tipo de fibradevido ao treinamento seria efeito indireto dacapacidade da própria pessoa em responder aotreinamento. (Bouchard & Rankinen, 2001);
    16. 16. Características1.Velocidade decontraçãoI LentaIIa IntermediáriaIIb Rápida2.Velocidade derelaxamentoI LentaIIa IntermediáriaIIb Rápida
    17. 17. Velocidade de ContraçãoTipoITipo IIaTipo IIbV = 60 – 80m/sV = 80 – 100m/sV = 90 – 130m/s100 ms30 ms50 msAxônios mielinizados (20µm) = 210 m/s;Segmentos lombares até os músculos dopé (1m);Aproximadamente 8 ms (0,008 s)!!!!!
    18. 18. Fuso Neuro MuscularReflexo de Estiramento• Localizados no ventre do músculo;• Estiramento súbito estimula o fuso;• Contração reflexa;• Somente uma sinapse (monossináptico)Comprimento muscularDependente da velocidade
    19. 19. Orgão Tendinoso de Golgi• Controle da contração muscular;• Detecta alteração na tensão gerada músculo;• Responde a intensamente a aumentossúbitos de tensão;• Causam inibição reflexa do músculo;• Equilíbrio entre as cargas no músculo;
    20. 20. Inibição Recíproca
    21. 21. Tônus MuscularTônus Muscular“ Resistência passiva ao alongamento muscular”
    22. 22. Tônus MuscularTônus MuscularALLEN DD, WIDENER GL, 2003
    23. 23. PRINCÍPIO DO TAMANHOAs fibras musculares são recrutadas numaordem crescente de tamanho, por que fibrasmaiores apresentam maior limiar deexcitação.TAMANHO DA FIBRATIPO DE FIBRA
    24. 24. Princípio do Tamanho(Smith et al., 1997)1. Ativação das menores fibras (tipo I)2. Aumento do número de UMs ativadas (tipo II).3. Aumento da freqüência de estimulação das UMs ativadas.051015202530354045500 20 40 60 80 100% Contração MáximaFreq.Disparo(pot/seg)IIIaIIbSale, DG In: Strength and Power in Sport, 1992
    25. 25. Recrutamento dasunidades motoras
    26. 26. Velocidade de Contração eRelaxamento0204060801001200 5 10 15 20 25 30Tempo (ms)Tensão(ug)FibraVelozFibra Lenta
    27. 27. Características1.Diâmetro da fibraI PEQUENOIIa INTERMEDIÁRIOIIb GRANDE2.GlicogênioI BAIXOIIa INTERMEDIÁRIOIIb ALTO3.EnzimasoxidativasI ALTAIIa INTERMEDIÁRIOIIb BAIXA
    28. 28. Características5.Atividade ATPaseI BAIXAIIa ALTAIIb ALTA6.Fonte de ATPI Fosforilação oxidativaIIa Fosforilação oxidativaIIb glicólise7.Resistência à fadigaI ALTAIIa INTERMEDIÁRIOIIb BAIXA8.CapilarizaçãoI ALTAIIa ALTAIIb BAIXA
    29. 29. Tipos de fibras e modalidadesesportivas• Fibras do tipo I – modalidades que exigem– baixa produção de força;– Baixa velocidade de contração;– duração prolongada;– (ex: provas de endurance, corrida, ciclismo, triatlo)• Fibras do tipo II – modalidades que exigem– Alta produção de força;– Alta velocidade de contração;– Curta duração;– (ex: musculação, corridas de velocidade)
    30. 30. Tipos de Contração• Isotônica ExcêntricaResistência vence a força• Isotônica ConcêntricaForça vence a resistência• IsométricaForça igual a resistência(sem mov articular);• IsocinéticaVelocidade constante durante toda ADM
    31. 31. Para uma mesma carga, qual tipode contração gera maior tensão?Albert (2002) defende que uma quantidademenor de unidades motoras seja solicitadadurante contrações excêntricas do que emrelação às contrações concêntricas paraproduzir o mesmo torque.
    32. 32. VELOCIDADE DO ENCURTAMENTO““Um músculo que se contrai excêntrica ou isometricamente é capaz deproduzir mais força que um músculo que se contrai concentricamente”.“ A capacidade do músculo de gerar tensão é inversamente proporcional a sua velocidade decontração.
    33. 33. Ação muscular: o estado da atividade muscularExercício Ação Muscular Comprimento Relação FI-FEESTÁTICO ISOMÉTRICA CONSTANTE FI= FEDINÂMICO CONCÊNTRICA ENCURTA FI> FEDINÂMICO EXCÊNTRICA ALONGA FI< FEDINÂMICOISOCINËTICOCONCÊNTRICAou EXCÊNTRICAENCURTA ouALONGAFi = força interna desenvolvida pelo músculo.FE = força externa sobre o músculo.
    34. 34. SobrecargaJ Appl Physiol 81:2004-2012, 1996.Muscle fiber hypertrophy, hyperplasia, and capillarydensity in college men after resistance trainingMcCall e cols, 1996
    35. 35. Relatos de Hiperplasia Muscularcom o TreinamentosReitsma W. Skeletal muscle hypertrophy after heavy exercise in rats withsurgically reduced muscle function. Am J Phys Med 1969; 48(5):237-58.Rowe RW, Goldspink G. Surgically induced hypertrophy in skeletalmuscles of the laboratory mouse. Anat Rec 1968; 161(1):69-75.Giddings CJ, Gonyea WJ. Morphological observations supporting musclefiber hyperplasia following weight-lifting exercise in cats. Anat Rec1992; 233(2):178-95.Somente estudos com animaisProvável mecanismo: sobrecarga crônica.
    36. 36. Hipertrofia e Hiperplasia• Resistência– Aumento mitocondrial– Densidade capilar– Nenhuma alteração no volume• Potência– Tamanho– Força muscular– Hiperplasia em adultos ????
    37. 37. Adaptações Musculares ao TFHIPERTROFIA MUSCULARPré-treino Pós-treino
    38. 38. Hipertrofia e HiperplasiaRecuperação da Forçamuscular• Relação direta com com a área de secção transversa.• Sessão de treinamento de força eleva síntese protéica;• Treinamento de força aumenta a área de secção transversade todos tipos de fibra; mas o aumento é maior nas fibras dotipo II Staron et al,(1990);
    39. 39. O Envelhecimento Fisiológico–Sarcopenia (↓ das fibras do tipo II)• 10% - entre as idades de 25 e 50 anos.• 40% - entre as idades de 50 e 80 anos.
    40. 40. Fadiga Muscular• Força determinada pelo seu tamanho;• FCM: 3 à 4 kg/cm²;DEFINIÇÃO : Decréscimo reversível da forçacontrátil;• Atividade muscular repetida de longa duração• Diminui capacidade de produzir força e avelocidade de contração muscular;• Diminuição fluxo sanguíneo leva a fadiga
    41. 41. Fadiga MuscularAlterações durante a fadiga• Ligeiro decréscimo do numero de pontescruzadas interagindo;• Menor produção de força por uma únicaponte cruzada;• Menor velocidade cíclica das pontes noencurtamento;• Aumento na [ H+] e diminuição do PHintracelular (Edman e Low, 1990.)
    42. 42. Fator Hormonal• O exercício com sobrecarga é o fator primárioque determina respostas adaptativas agudas ecrônicas;• Variáveis associadas ao treinamento e àsrespostas metabólicas:– Tipo de ação muscular;– Intensidade;– Volume de exercício;– Velocidade;– Período de recuperação– Frequência de treinamento
    43. 43. Fator HormonalTestosterona– Hormônio masculino (presente em ambos ossexos mas em [ ] diferentes;– promove o aumento da síntese protéica;– Exercícios com grande sobrecarga e uso degrandes grupos musculares promovem umaumento na [testosterona]
    44. 44. O fator HormonalPrograma de treinamento de força– Especificidade– Progressão– VariaçãoPermite uma maior interaçãohormônio- tecido muscular• Treinamento de força aumenta agudamente a[testosterona] no sangue em homens; sem alteraçõe snas mulheres; (Kraemer et al, 1998; Kraemer et al, 1999; )• Sem alteração em exercícios de baixa intensidade (Bosco ecols, 2000;)
    45. 45. Epidemiologia
    46. 46. Epidemiologia no Futebol• Movimentos Bruscos (a cada 6 seg)• Lesões : 10 à 35 /1000 horas de jogo– 100 horas/ ano (elite)• 1,78 lesões/ ano (CROMWELL, 2000)– 35% Recidivas– 35% treinamento
    47. 47. Exigências de trabalhoBLAZER KU; 1992.
    48. 48. Tempo/DiagnósticoContusão Fratura/ lux Entorses LesõesmuscularesTendites Total< 7 dias 196 (84%) 2 (3,9%) 86(50%) 199 (53%) 66 (51,2%) 549> 7 > 30dias36(15,5%) 35(67,5%) 78 (45%) 175 (46%) 55 (42,6%) 379> 30 dias 0 15 (28%) 9 (5%) 4 (1%) 8 (6,2%) 36Total 252 (24%) 52 (5%) 173 (18%) 378 (39%) 129 (14%) 964Distribuição da Frequencia de lesões em atletas de 8 equipesde futebol profissional do Brasil, segundo Diagnóstico eTempo de afastamento.Cohen, 1997.84 à 233 lesões/ ano/ clube
    49. 49. Porque a incidência de Lesões do LCA vem aumentando ??
    50. 50. Emidemiologia no Futebol• Times que mais atuam > maior incidência de lesão• Atletas mais velhos > maior incidência de lesõesmusculares;; (Osdenberg; 2000).• Risco de lesão no joelho é maior em atletas comhistória de lesão prévia de LCA;• Lesão por overuse (+ comum);– Falta de propriocepção– REDUÇÃO NA ADM– MÁ CICATRIZAÇÃO(Waldén e cols;Br. J. Sports Med,2006;)
    51. 51. British Journal of Sports Medicine 2006;40:767-772Previous injury as a risk factor for injury in elite football:a prospective study over two consecutive seasonsM Hägglund, M Waldén, J Ekstrand
    52. 52. British Journal of Sports Medicine 2006;40:767-772Previous injury as a risk factor for injury in elite football: aprospective study over two consecutive seasonsM Hägglund, M Waldén, J Ekstrand
    53. 53. • 14 times 1ª divisão Suécia (2001/2002);• 197 jogadores (2 temporadas);• 25 anos (17- 38);• Pelo menos 1 lesão 2001 (151 -77%);• 22 sofreram a primeira lesão em 2002;• 131 segunda lesão 2002 (87%);• Atletas q se machucaram em 2001 aumentaram o riscode qualquer lesão em 2002;• Programas multimodais de prevenção devem serinstituídos.British Journal of Sports Medicine 2006;40:767-772Previous injury as a risk factor for injury in elite football:a prospective study over two consecutive seasonsM Hägglund, M Waldén, J Ekstrand
    54. 54. • 202 jogadoras / 2001- 2002.• 173 lesões (110 atletas se machucaram)• 1,93 lesões/ 1000 jogo;• Mais baixa em relação aos homens• Aumento da incidência de osteoatrite no joelho após lesão deLCA em mulheres;Injuries in womens professional soccer.GIZA E; e colsBr J Sports Med. 2005 Apr;39(4):212-6;
    55. 55. Copyright ©2005 BMJ Publishing Group Ltd.Giza, E et al. Br J Sports Med 2005;39:212-216Figure 1 Description of injury. There were five isolated meniscal tears. Another tear wasassociated with an ACL injury and was grouped with sprains.
    56. 56. Copyright ©2005 BMJ Publishing Group Ltd.Giza, E et al. Br J Sports Med 2005;39:212-216Figure 2 Location of Injury location.
    57. 57. Prevalência de lesões no futebol em atletas jovens:estudo comparativo entre diferentes categoriasdefinição de lesão utilizada no estudo“ Qualquer acontecimento ocorrido durantejogos ou treinos do clube, com redução ou afastamentocompleto da participação dos atletas nas atividadesesportivas, ou que requerem tratamento especial(ex.: avaliação médica ou bandagem especial) paraque ele continue jogando.”SCHMIDT-OLSEN et al., (1991)Ribeiro e cols; Rev. bras. Educ. Fís. Esp, 2007
    58. 58. Prevalência de lesões no futebol em atletas jovens:estudo comparativo entre diferentes categoriasRev. bras. Educ. Fís. Esp., São Paulo, v.21, n.3, p.189-94, jul./set. 2007
    59. 59. Prevalência de lesões no futebol em atletas jovens:estudo comparativo entre diferentes categoriasRibeiro e cols; Rev. bras. Educ. Fís. Esp, 2007
    60. 60. • Esporte sem contato físico• Idade:– Atletas adultos (96% apresentaram lesões)– Atletas < 17 anos (51%)D Souza, Br J Sports Med, 1994.Lesões em competição (20 %)Membros inferiores (82% ) Laurino, 2000;Coxa (50 %) Laurino, 2000.
    61. 61. Lesões no AtletismoLesões intrínsecas:2,5 à 5,8 lesões/ 1000 horas;Corridas rasas• Lesões musculares Isquiotibiais;– Desequilíbrio de forças– Aquecimento insuficiente– Pouca flexibilidade e coordenação
    62. 62. Lesões desportivas no atletismo: comparação entre informaçõesobtidas em prontuários e inquéritos de morbidade referidaProntuário x IMR (Resposta do atleta)Problema da comparação de dados:Será que as respostas serão as mesmas?Definição de lesão usada: toda afecção ocorridano esporte que prejudicou o treinamento doatleta em intensidade, duração e/ oufrequência;Pastre et al, Rev Bras Med Esporte _ Vol. 10, Nº 1 – Jan/Fev, 2004
    63. 63. Lesões desportivas no atletismo: comparação entre informaçõesobtidas em prontuários e inquéritos de morbidade referidaRelaçãoprontuário x IMR (Resposta do atleta)Pastre et al, Rev Bras Med Esporte _ Vol. 10, Nº 1 – Jan/Fev, 2004
    64. 64. Inquérito deMorbidadeReferidaPastre et al, 2004
    65. 65. Lesões desportivas no atletismo: comparação entre informaçõesobtidas em prontuários e inquéritos de morbidade referidaPastre et al, Rev Bras Med Esporte _ Vol. 10, Nº 1 – Jan/Fev, 2004
    66. 66. Lesões desportivas no atletismo: comparação entre informaçõesobtidas em prontuários e inquéritos de morbidade referidaPastre et al, Rev Bras Med Esporte _ Vol. 10, Nº 1 – Jan/Fev, 2004
    67. 67. Lesões desportivas no atletismo: comparação entre informaçõesobtidas em prontuários e inquéritos de morbidade referidaPastre et al, Rev Bras Med Esporte _ Vol. 10, Nº 1 – Jan/Fev, 2004
    68. 68. Lesões desportivas no atletismo: comparação entre informaçõesobtidas em prontuários e inquéritos de morbidade referidaPastre et al, Rev Bras Med Esporte _ Vol. 10, Nº 1 – Jan/Fev, 2004
    69. 69. Lesões desportivas no atletismo: comparação entre informaçõesobtidas em prontuários e inquéritos de morbidade referida• É possível utilizar o IMR retroagindo 8 mesesneste perfil de atletas;• Lesões são mais marcantes para indivíduosque dependem do aparelho locomotor;Pastre et al, Rev Bras Med Esporte _ Vol. 10, Nº 1 – Jan/Fev, 2004
    70. 70. SaltoSalto Triplo• 3 saltos• Forças de reação do solo– de 14 à 22 vezes o peso corporal (2 toneladas);AMADIO, 1985;*Potencialização dos efeitos da aterrissagem devidoao impulso seguinte.
    71. 71. Lesões no Salto• 55 % das lesões eram por sobrecarga(saltadores);– musculares– entorses de tornozelo• 71% dos saltadores apresentam lesões (2 anos);– Coxa 28 %– Tornozelo 22 %– Joelho 18%– Jumpers Knee (impulso e aterrissagem);Laurino, 2000.
    72. 72. O Arremesso no Atletismo• Arremesso de peso– 7,5 kg homens; 5 kg nas mulheres– Arremesso– Espasmos paravertebrais– Lesões no ombro– Epicondilite lateral cotovelo

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