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Referência em FISIOTERAPIA na Internet
www.fisioweb.com.br
Trabalho realizado por: Prof. Blair José Rosa Filho
BIOMECÂNICA GLOBAL
INTRODUÇÃO
A mecânica é uma área da física e da engenharia, que lida com a análise das forças que agem sobre um objeto. Seja para a manutenção deste ou de uma estrutura em um ponto fixo, como a descrição e a causa do movimento do mesmo. Assim, a Cinesiologia deve ser capaz de aplicar leis e princípios básicos de mecânica a fim de avaliar as atividades humanas. Essa aplicação da mecânica cai nos domínios da Biomecânica que pode ser definida como aplicação da mecânica aos organismos vivos, tecidos biológicos, aos corpos humanos e animais. A postura do corpo é resultante de inúmeras forças musculares que atuam equilibrando forças impostas sobre o corpo, e todos os movimentos do corpo são causados por forças que agem dentro e sobre o corpo. Em nossas atividades diárias, no trabalho, no esporte, temos que lidar com forças e os profissionais que trabalham com lesões músculo-esqueléticas precisam compreender como as forças afetam as estruturas do corpo e como estas forças controlam o movimento. A biomecânica é a base da função músculo-esquelética. Os músculos produzem forças que agem através do sistema de alavancas ósseas. O sistema ósseo ou move-se ou age estaticamente contra uma resistência. O arranjo de fibras de cada músculo determina a quantidade de força que o músculo pode produzir e o comprimento no qual os músculos podem se contrair. Dentro do corpo, os músculos são as principais estruturas controladoras da postura e do movimento. Contudo, ligamentos, cartilagens e outros tecidos moles também ajudam no controle articular ou são afetados pela posição ou movimento.
1. CENTRO DE GRAVIDADE A Gravidade é uma força externa que age sobre um objeto sobre a terra, e para equilibrar essa força, uma segunda força externa precisa ser induzida - ou seja, todo o corpo recebe a ação de uma força, reage à mesma com uma força igual e oposta. O conceito de Centro de Gravidade é proveitoso ao descrever e analisar mecanicamente o movimento do corpo humano e outros objetos, sabendo exatamente como a força da gravidade atua nesses corpos. O Centro de Gravidade é o ponto dentro de um objeto onde se pode considerar que toda a massa, ou seja, o material que constitui o objeto, esteja concentrada. A gravidade puxa para baixo todo ponto de massa que constitui este objeto ou o corpo. No entanto, a determinação do Centro de Gravidade do corpo humano é muito difícil, pois este não apresenta densidade uniforme, não é rígido e não é simétrico enquanto um objeto com todas estas características o Centro de Gravidade em cada ponto é igual. Existem cálculos matemáticos que analisam parte a parte o centro de gravidade de um corpo não uniforme, de forma a adquirir um resultado médio do centro de gravidade do mesmo. 2. LINHA GRAVITACIONAL A localização do Centro de Gravidade do corpo como um todo varia, dependendo da
posição do corpo. Numa pessoa ereta, pode-se situá-lo de forma aproximada sobre uma linha, formada pela interseção de um plano que corta o corpo em duas metades, uma direita e uma esquerda, e um plano que corta o corpo em metade anterior e posterior. A posição do ponto do Centro de Gravidade ao longo desta linha imaginária, pode-se considerar que a gravidade atua sobre esse único ponto de Centro de Gravidade, puxando diretamente para baixo em direção ao centro da terra. Essa linha ou direção de tração é a linha de gravidade.
3. BASE DE SUSTENTAÇÃO A base de sustentação, ou a base de apoio para o corpo é a área formada abaixo do corpo pela conexão com a linha continua de todos os pontos em contato com o solo. Na posição ereta, por exemplo, a base de apoio é aproximadamente um retângulo, formado por linhas retas através dos dedos, formado por linhas retas através dos dedos e calcanhares e ao longo dos dedos de cada pé. Quando um corpo está numa posição fixa com a linha de gravidade passando através da base de apoio, diz-se que ele está compensado, estável ou em equilíbrio estático. Se a linha de gravidade passar fora da base de apoio, o equilíbrio e a estabilidade são perdidos e os membros apoiadores devem mover-se para evitar uma queda. Essa situação ocorre continuamente, quando andamos, corremos e mudamos de direção. 4. FORCAS QUE ATUAM NO MOVIMENTO A Ciência mecânica diz que uma força pode ser definida simplesmente como um empurrão ou tração. Por definição a força é uma entidade que tende a produzir movimento. Às vezes, o movimento não ocorre ou o objeto se acha em equilíbrio. O ramo da mecânica que lida com este fenômeno é a estática; caso haja o movimento, é chamado dinâmica. A força é definida por quatro características básicas:
- magnitude de força;
- direção;
- sentido; e
- quantidade de tração. As forças mais comuns envolvidas com a biomecânica são: a força muscular, gravitacional, inércia, de flutuação e força de contato. A força produzida por músculos depende de vários fatores. Dois desses fatores incluem velocidade de contração do músculo e comprimento do músculo. O peso de um objeto é resultado da força gravitacional. O conceito de inércia mantém que um corpo permanece em repouso ou em movimento uniforme até receber a ação de uma força externa. A força de flutuação tende a resistir à força da gravidade. Na água a magnitude dessa força equivale ao peso de água que o objeto desloca. A força de contato existe toda vez que dois objetos se acharem em contato um com o outro. Esse tipo de força pode ser uma força de reação ou uma força de impacto. A força pode ser ainda subdividida em uma força normal perpendicular às superfícies de contato e uma força de fricção ou atrito que é paralela à superfície de contato. 5. PLANOS E EIXOS Planos de ação são linhas fixas de referencia ao longo das quais o corpo se divide. Há 3 planos e cada um está em ângulo reto ou perpendicular com dois planos. O plano frontal passa através do corpo de lado a lado, dividindo-o em frente e costa. É também chamado plano coronal. Os movimentos que ocorrem neste plano são abdução e adução. O plano sagital passa através do corpo da frente para trás e o divide em direita e esquerda. Pode-se pensar nele como uma parede vertical cuja extremidade se move. Os movimentos que ocorrem neste plano são flexão e extensão. O plano transverso passa horizontalmente pelo corpo e o divide em parte superior e inferior. É também chamado plano horizontal. Neste plano, ocorre a rotação. Sempre que um plano passa pela linha média de uma parte, esteja ela no plano sagital, frontal ou transverso, está se referindo ao plano cardinal, porque divide o corpo em partes iguais. O pondo onde os três planos cardinais se encontram é o centro de gravidade. No corpo humano este ponto é, na linha média, mais ou menos ao nível da segunda vértebra sacra, ligeiramente anterior a ela.
- Inclinação lateral : quando se refere ao tronco que se move para a direita ou para a esquerda. 8. TIPOS DE CONTRAÇÕES MUSCULARES Há três tipos básicos de contrações musculares:
- Isométrica;
- Isotônica concêntrica; e
- Isotônica excêntrica. Uma contração isométrica ocorre quando o músculo se contrai, produzindo força sem mudar o seu comprimento. O músculo se contrai mas nenhum movimento ocorre. O ângulo da articulação muda. Uma contração isotônica pode ser dividida em concêntrica e excêntrica. Uma contração concêntrica ocorre quando há movimento articular, o músculo diminui e as fixações musculares se movem em direção uma da outra. Uma contração excêntrica ocorre quando há movimento articular, mas o músculo parece alongar, quer dizer, as extremidades se distanciam. 8.1. CONTRAÇÕES CONCÊNTRICAS 1 - Fixações musculares se movem juntas, em direção uma da outra. 2 - O movimento se faz contra a gravidade. 3 - Se o movimento acontece com gravidade, o músculo está usando uma força maior do que a força da gravidade. 8.2. CONTRAÇÕES EXCÊNTRICAS 1 - As fixações musculares se movem para longe uma da outra. 2 - 0 movimento ocorre com gravidade. 9. SISTEMA DE ALAVANCAS Uma alavanca é uma barra rígida que gira em torno de um ponto fixo quando uma força é aplicada para vencer a resistência. Uma quantidade maior de força ou um braço de alavanca mais longo aumentam o movimento de força. Há três classes de alavancas, cada uma com uma função e uma vantagem mecânica diferente. Diferentes tipos de alavancas também podem ser encontradas no corpo humano. No corpo humano, a força que faz com que a alavanca se mova, na maioria das vezes e muscular. A resistência que deve ser vencida para que o movimento ocorra, inclui o peso da parte a ser movida, gravidade ou peso externo. A disposição do eixo em relação à força e a resistência vão determinar o topo de alavanca. 9.1. CLASSE DAS ALAVANCAS 9.1.1. Alavanca de Primeira Classe O eixo (E) está localizado entre a força (F) e a resistência ( R). 9.1.2. Alavanca de Segunda Classe O eixo (E) em uma das extremidades, a resistência ( R) no meio e a força (F) na outra extremidade. 9.1.3. Alavanca de Terceira Classe Tem o eixo numa das extremidades, a força no meio, a resistência na extremidade oposta.
A alavanca de 3ª classe é a mais comum das alavancas do corpo. Sua vantagem é a extensão do movimento.
10. TORQUE Se for exercida uma força sobre um corpo que possa girar em torno de um ponto central, diz-se que a força gera um torque. Como o corpo humano se move por uma série de rotações de seus segmentos, a quantidade de torque que um músculo desenvolve é uma medida muito proveitosa de seu efeito. Para empregar o valioso conceito de torque, devem-se compreender os fatores relacionados à sua magnitude e as técnicas para seu cálculo. A magnitude de um torque está claramente relacionada à magnitude da força que o está gerando, mas um fator adicional é a direção da força em relação à posição do ponto central. A distância perpendicular do pivô à linha de ação da força é conhecida como braço de alavanca da força. Um método para calcular o torque é multiplicar a força (F) que gerou pelo braço de alavanca (d). **T = F x d
- CADEIA CINÉTICA** É o estudo das forças que produzem ou afetam o movimento. As leis desenvolvidas por Newton formam a base para o estudo da cinemática. 11.1. PRIMEIRA LEI DE NEWTON A força tem sido definida como uma entidade que acelera um objeto (implica em movimento). a aceleração, seja positiva ou negativa, de um objeto, é a rapidez com que muda de velocidade, que é produzida por uma ou mais forças. Esta é a lei da Inércia, que afirma que um objeto permanece em seu estado existente de movimento a menos que sofra a ação de uma força externa. Assim, um objeto estacionário não começará a se mover, a menos que uma força externa aja sobre ele, e um objeto em movimento permanecerá em movimento, na mesma velocidade e direção. 11.2. SEGUNDA LEI DE NEWTON A segunda lei de Newton é a lei da aceleração. Afirma que quando uma força externa age sobre um objeto, o objeto muda sua velocidade ou acelera-se em proporção direta à força aplicada. O objeto irá também acelerar em proporção inversa à sua massa. Assim, a massa tende a resistir à aceleração. A fórmula bem conhecida como: F = m. a é válida para objetos que se movem em translação ou linearmente. 11.3. TERCEIRA LEI DE NEWTON A gravidade é uma força externa que sempre age sobre um objeto sobre a terra. Para equilibrar essa força crescente, uma segunda força externa precisa ser introduzida. Um objeto apoiado sobre uma mesa recebe ação de pelo menos duas forças: a da gravidade e a força exercida pela mesa. Assim, na medida em que o objeto sobre a mesa sofre ação da tração da gravidade, a mesa reage à força da gravidade com uma força igual e oposta. 12. TRABALHO E ENERGIA Quando a força de um objeto está relacionada com a localização do objeto, os princípios de trabalho e energia se tornam importantes. Em mecânica, o trabalho refere-se ao produto de forças exercidas sobre um objeto e o deslocamento do objeto paralelo ao componente de força de resistência do objeto. Trabalho (W) = Força (F) x Distância (d). O trabalho é realizado na medida em que a força vence uma resistência e move o objeto em uma direção paralela ao componente de força de resistência. Energia é a capacidade de fazer trabalho. Existem muitas formas de energia, dentre elas a energia mecânica e o calor. O calor é geralmente considerado subproduto de outras formas de energia ou resulta quando uma forma de energia se transforma em outra. Um aumento de calor ocorre quando moléculas de área aquecida aumentam sua quantidade de
O ligamento coracoumeral segue do processo coracóide à face anterior do tubérculo maior e serve para fortalecer a cápsula articular. Os ligamentos glenoumerais (superior, médio, inferior) também são encontrados na parte anterior da articulação e constituem parte da cápsula articular. Embora difíceis de identificar como ligamentos individuais, eles seguem da cavidade glenóide ao tubérculo menor e colo anatômico do úmero. 13.2. FISIOLOGIA DO OMBRO 13.2.1. Amplitude
- Extensão do ombro - 45 º a 50º
- Flexão do ombro - 180 º (amplitude total do ombro)
- Rotação interna do ombro - 95 º (ultrapassa um pouco 90º)
- Rotação externa do ombro - 80 º (não atinge 90º) Abdução e adução a partir da posição da referência =3 estágios
- Abdução de amplitude 60º
- Abdução de amplitude 120º
- Abdução de amplitude 180º Adução amplitude muito fraca Adução atinge amplitude de 30º a 45º 13.2.2. Amplitude e músculos envolvidos
- Anteposição (proteção) . Peitoral maior . Peitoral menor . Serrátil anterior
- Retroposição (retração) Rombóide Trapézio Grande dorsal Obs.: A amplitude de anteposição é maior que a da retroposição.
- Abdução de 90º no plano frontal . Músculo deltóide . Músculo supra-renal . Músculo trapézio
- Antepulsão + adução anterior = 140º . Músculo "deltóide (feixe clavícula)" . Músculo "sub escapular" . Músculo "peitoral maior" . Músculo "peitoral menor” . Músculo "serrátil anterior"
- Retropulsão + adução posterior + 30º . Músculo "deltóide" . Músculo "infra espinhal" . Músculo "redondo maior" . Músculo "redondo menor" . Músculo "rombóide" . Músculo "trapézio" . Músculo "grande dorsal"
- Cintura escapular A cintura escapular consiste de dois pares de ossos: . 1 clavícula de cada lado . 1 escápula de cada lado
- Articulações . Articulação esternoclavicular - é a que se dá entre a ponta medial da clavícula e o manúbio do esterno. E uma articulação sinovial em sela. Há um disco cartilaginoso entre as duas faces, que ajuda a articulação a mover-se melhor, reduzindo a incongruência das
superfícies e absorvendo o choque transmitido através do membro superior para o esqueleto axial (D.1).
. Articulação acromioclavicular - é uma pequena articulação sinovial entre a ponta lateral da clavícula e o processo acromial da escápula (D.2). . Articulação glenoumeral - é a função entre a cabeça do úmero e a cavidade glenóide. É uma articulação sinovial, esferóide e multiaxial. É a frouxidão da cápsula que permite que a articulação possua uma grande amplitude de movimento mas a faz vulnerável a luxações (D.1). . Articulação carococlavicular - é onde a superfície inferior da clavícula passa na proximidade do processo coracóide da escápula. A forte união desta articulação fibrosa garante que a escápula e a clavícula movam-se como uma unidade e também ajuda a transferir o choque do membro superior a forte extremidade medial da clavícula. 13.2.3. Ligamentos . ligamento interclavicular . ligamento costoclavicular . ligamento acromioclavicular . ligamento conóide . ligamento trapezóide . ligamento capsular . ligamento transversoumeral . ligamento glenoumeral 13.2.4. Músculos envolvidos na rotação interna (medial) e externa (lateral) do ombro
- Músculo subescapular - Rotação interna medial II Movimento acessório: adução fraca do úmero
- Músculo peitoral maior - Adução horizontal do ombro II Movimento acessório: Flexão do úmero Rotação mediana interna do úmero
- Músculo grande dorsal - Extensão do ombro II Movimento acessório: Adução do úmero Adução horizontal Rotação medial
- Músculo redondo maior - Extensão do ombro II Movimento acessório: Adução do úmero Rotação medial (interna)
- Músculo infra espinhal - Rotação externa lateral do úmero II Movimento acessório: Extensão do ombro Abdução horizontal do úmero
- Músculo redondo menor - Rotação externa lateral do úmero II Movimento acessório: Extensão fraca do ombro Adução do ombro 13.2.5. Músculos envolvidos nos movimentos escapulares
- Músculo trapézio (fibras superiores) - Elevação da escápula II Movimento acessório: Extensão do pescoço
- Músculo elevador da escápula - Elevação da escápula
- Músculo trapézio (fibras inferiores) - Depressão da escápula II Movimento acessório: Adução da escápula
- Músculo serrátil anterior - Abdução da escápula Movimento acessório:
abdução. 13.2.11. Músculos que ligam o ombro ao braço e suas funções
- Músculo deltóide - faz abdução do braço, é a parte clavicular e adjacente ao acrômio, flexionam o braço. As partes espinhais e adjacentes das porções acromiais estendem o braço medialmente, a porção dorsal e gira lateralmente o braço.
- Músculo coracobraquial - faz flexão do braço e do antebraço, e faz supinação da mão.
- Músculo tríceps braquial - porção longa, aduz o braço.
- Músculo infra-espinhal - faz adução do braço, é fraco rotador lateral e flexor.
- Músculo supra-espinhal - gira lateralmente, faz abdução (parte posterior) e adução (parte inferior).
- Músculo redondo menor - gira lateral e faz adução do braço.
- Músculo redondo maior - adução, extensão e giro medial do braço.
- Músculo subescapular - giro medial do braço e flexão, extensão do braço, adução e abdução. Resumo dos músculos envolvidos nos movimentos do ombro e da cintura escapular Movimentos Anatômicos Músculos Atuantes Primários Músculos Atuantes Assistentes Flexão Deltóite anterior Peitoral menor (clavícula) Bíceps braquial (cabeça curta) Coracobraquial Subescapular Extensão Grande dorsal Redondo maior Tríceps braquial Deltóide posterior Abdução Deltóide medial Supra-espinhal Peitoral maior Deltóide anterior Biceps braquial Adução Peitoral maior Grande dorsal Redondo maior Bíceps braquial Tríceps braquial Coracobraquial Subescapular Adução horizontal Deltóide anterior Peitoral maior Coracobraquial Bíceps braquial Abdução horizontal Deltóide médio Deltóide posterior Infra-espinhal Redondo menor Supra-espinhal Grande dorsal Redondo maior Rotação interna Subescapular Redondo maior Deltóide anterior Peitoral menor Bíceps braquial Rotação externa Infra-espinhal Redondo menor Deltóide posterior Elevação da escápula Trapézio Elevador da escápula Rombóide
xxxxxx
Trapézio
Depressão da escápula Peitoral menor Grande dorsal Abdução e rotação para cima da escápula Serrátil anterior Trapézio Elevador da escápula Abdução e rotação para cima da escápula Rombóide Peitoral menor
xxxxxx
14. O PUNHO E A MÃO
14.1. CONSIDERAÇÕES ANATÔMICAS
Todos os elos que compõem o membro superior podem, em última análise, ser relacionados ao asseguramento da função de movimentos especializados da mão. Tarefas motoras finas, como as executadas por um neurocirurgião, são realizadas com a mesma estrutura anatômica usada por um carateca para partir fibras de madeira e tijolos, uma tarefa grosseira cujo principal requisito é a transmissão de força. A mão é composta de 27 ossos e mais de 20 articulações. Os ossos, divididos em três grupos, são os oito carpais, cinco metacarpais e três fileiras de falanges. Os ossos do carpo, classificados como irregulares, são o escafóide, semilunar, piramidal e piriforme, trapezóide, trapézio, capitato e uncinado. Os cinco ossos do metacarpo têm uma base proximal, um corpo e uma cabeça distal. As três fileiras de falange são as fileiras proximal, média e distal. O polegar não possui uma falange média. O punho é constituído pelas articulações radiocárpica e intercárpicas. A primeira, uma articulação elipsóide, é formada pela extremidade distal do rádio, um disco articular e três dos quatro ossos na fileira proximal do carpo. A articulação radiocárpica é separada da fileira proximal de carpais por um disco articular fibrocartilagíneo. Os três carpais envolvidos formam uma face convexa lisa que recebe a extremidade distal côncava do rádio e admite movimentos planares (anaxiais). As articulações intercárpicas são divididas em três grupos: as articulações entre os ossos escafóide, semilunar, piramidal e isiforme; as articulações entre o capitato, uncinado, trapezóide e trapézio; e a articulação mediocárpica, entre as fileiras proximal e distal. Os ligamentos da articulação radiocárpica incluem uma extensa cápsula articular e o radiocárpico palmar, radiocárpico dorsal, colateral ulnar do carpo e colateral radial do carpo. As articulações intercárpicas são sustentadas por uma complexa rede de ligamentos. As articulações carpometacárpicas incluem as dos quatro dedos mediais e a do polegar. A articulação carpometacárpica do polegar é formada pela base do primeiro metacarpal e o trapézio. Contudo, as articulações carpometacárpicas dos quatro dedos mediais são sinoviais planas. A articulação carpometacárpica do polegar tem uma cápsula articular relativamente frouxa que é reforçada pelos ligamentos carpometacárpicos palmar (radial) e dorsal (anterior e oblíquo posterior) laterais do polegar. Os ligamentos das articulações carpometacárpicas são os carpometacárpicos dorsais, carpometacárpicos palmares e carpometacárpicos interósseos. As extremidades distais dos metacarpais formam articulações elipsóides com as extremidades proximais das falanges proximais, as articulações metacarpofalângicas (MF). 14.2. MOVIMENTOS ARTICULARES A articulação radiocárpica produz circundução. A articulação permite todos os movimentos, exceto rotação em tomo de seu eixo longitudinal. O movimento no plano frontal inclui a abdução, às vezes referida como desvio radial ou flexão radial, e adução, ás vezes referida como desvio ulnar ou flexão ulnar. No plano sagital, o punho se estende e se flete. A flexão faz com que a palma se aproxime da face do antebraço. O movimento das articulações intercárpicas é desprezível. As articulações carpometacárpicas são de dois tipos: a do polegar é uma articulação selar, permitindo movimentos extensos e peculiares. As demais são do tipo plano. A segunda e terceira articulações carpometacárpicas não permitem praticamente nenhum movimento; a
polegar está sob controle dos extensores longo e curto do polegar, que atuam nas falanges e metacarpais. O oponente do polegar e abdutor curto do polegar são músculos tenares ativos durante a extensão do polegar. O flexor curto do polegar desempenha um importante papel no posicionamento do polegar sem carga próximo às pontas dos dedos, enquanto o flexor longo do polegar geralmente é inativo. Este, entretanto, parece fornecer a maior parte da força necessária para neutralizar cargas aplicadas ao polegar nessa posição, não importando se a falange distal está fletida ou estendida. O fator limitante na força da preensão pode de fato ser uma função da incapacidade de o polegar opor-se a cargas. Para a adução do polegar contribuem o extensor longo do polegar, flexor longo do polegar, flexor curto do polegar e adutor do polegar. A contribuição do flexor e extensor longo do polegar é solicitada para trabalhar contra uma carga e, ao neutralizar as tendências dos outros músculos a fletir ou estender o polegar, propicia um torque de adução resultante. Os músculos hipotenares, são o palmar curto, abdutor do dedo mínimo, flexor curto do dedo mínimo e oponente do dedo mínimo. Quando o polegar é suavemente colocado em oposição aos lados e pontas de cada um dos dedos mediais, os músculos tenares são mais ativos que os hipotenares. Dos músculos tenares, o oponente é o mais ativo e o flexor curto do polegar o menos ativo. O músculo hipotenar mais ativo é o oponente do dedo mínimo. À medida que a força de oposição aumenta, a atividade do flexor curto do polegar aumenta, tornando-se dominante. Os dedos e seus movimentos exemplificam como o conhecimento do tipo de articulação e da direção da linha de tração dos músculos envolvidos não fornece todas as informações necessárias para determinar o movimento qualitativamente. A complexa expansão extensora, uma estrutura tendínea altamente especializada, é um importante determinante do movimento dos dedos. Na posição lumbrical, os lumbricais e interósseos dorsais e palmares não podem simultaneamente fletir a articulação MF e estender as articulações IFP e IFD. Na posição em gancho, a contração dos flexores longos dos dedos é necessária à flexão das IFP e IFD mas também é acompanhada de um indesejável torque de flexão na MF. Para anular o torque contraproducente, o extensor dos dedos se contrai, mas assim fazendo tende a causar extensão das IFP e IFD). Essas ineficiências aparentes podem ser explicadas pela natureza dos sistemas de alavancas e pela tensão passiva gerada por antagonistas alongados. Os lumbricais e interósseos tendem a ser o sistema muscular dominante na articulação MF. Segundo, o extensor dos dedos domina a articulação MF quando os lumbricais não estão ativos. Terceiro, os flexores longos dominam as articulações IFP e IFD mesmo quando o extensor dos dedos está ativo. Na posição lumbrical, os lumbricais e interósseos causam flexão da MF, que alonga o tendão do músculo extensor dos dedos e subseqüentemente causa extensão das articulações IFP e IFD. Na posição em gancho, o músculo extensor dos dedos e os flexores longos contribuem. O primeiro domina a articulação MF e os dois últimos dominam as articulações IFP e IFD. Na flexão completa, os flexores longos dominam as articulações MF, IFP e IFD, mas o estiramento imposto à expansão extensora deve ser aliviado por algum grau de extensão do punho ou, no mínimo, evitando-se a flexão do punho. O movimento de preensão é geralmente considerado como a categoria de movimentos da mão nos quais a mão segura um objeto. Os movimentos de preensão são classificados como aperto de potência ou aperto de precisão. No primeiro, todos os músculos extrínsecos contribuem para a força. Os músculos interósseos e tenares são usados no aperto de potência, mas os lumbricais (excluindo o quarto) não são ativos. O movimento grosseiro e força compressiva necessários no aperto de precisão são proporcionados por músculos extrínsecos específicos. Os músculos intrínsecos, entretanto, fornecem as características de controle fino da preensão. Se um objeto precisa ser girado na mão, os interósseos são importantes para abduzir e/ou aduzir as articulações MF, e os lumbricais abduzem e/ou aduzem e giram a falange proximal. Os interósseos propiciam alterações delicadas na compressão, e o flexor curto do polegar oponente do polegar e abdutor do polegar fornecem forças de adução transversalmente à palma. 14.4. CONSIDERAÇÕES MECÂNICAS DAS LESÕES DO PUNHO E MÃO O traumatismo de várias regiões do membro superior proximais ao punho e mão freqüentemente resulta em disfunção distal. Três nervos do membro superior, o ulnar, o
mediano e o radial, estão sujeitos a lesão e influenciam diretamente a função da mão. As lesões do cotovelo podem afetar o nervo ulnar quando este passa entre o epicôndilo medial e o elécrano, onde é coberto apenas por fáscia e pele. A abdução e adução dos dedos, exceto o polegar, e a flexão do quarto e quinto dedos são afetadas por uma lesão do nervo ulnar. O nervo mediano é o nervo para o lado radial do antebraço e mão. Um dos muitos ramos desse nervo supre a maioria dos músculos da eminência tenar, e a lesão do nervo pode afetar profundamente a função do polegar. O nervo radial supre os músculos extensores do braço e antebraço. Espiralando-se em volta do úmero a partir do plexo braquial, o nervo radial pode ser lesado em decorrência de lesões do complexo do ombro como luxações e fraturas, afetando assim o movimento no punho e na mão. O canal do carpo é uma área relativamente constrita localizada na face anterior do punho através da qual passam os oito tendões flexores, o flexor longo do polegar e o nervo mediano. O canal é formado em três lados pelos ossos do carpo e no quarto lado pelo ligamento cárpico palmar. A síndrome do canal do carpo resulta de uma compressão que pode ser iniciada por micro ou macrotraumatismos, tenossinovite (inflamação de uma bainha tendínea) dos tendões flexores, fratura, ou luxação de qualquer um dos carpais. Basicamente, a tumefação do conteúdo do canal ou uma constrição do canal comprime o nervo mediano. Os resultados são uma gama de sintomas na distribuição do nervo mediano, desde formigamento dos dedos indicador e médio a atrofia dos músculos tenares.
15. A COLUNA VERTEBRAL 15.1. CONSIDERAÇÕES ANATÔMICAS A coluna vertebral é composta de 33 vértebras, das quais 24 se unem para formar uma coluna flexível. De cima para baixo, são classificadas como cervicais (C1 - C7), torácicas (T1- T12), lombares (L1-L5), sacrais (S1-S5) e quatro coccígeas. As vértebras sacrais e coccígeas são denominadas vértebras falsas porque no adulto são fundidas para formar o sacro e cóccix. As demais vértebras, cervicais, torácicas e lombares, são denominadas verdadeiras porque permanecem distintas por toda a vida. O forame vertebral, através do qual passa a medula espinhal, é limitado na frente pelo corpo vertebral e atrás pelo arco vertebral. Este arco é formado por dois pedículos e lâminas. Os pedículos se originam do corpo vertebral, enquanto as lâminas se originam dos pedículos. Um processo espinhoso projeta-se para trás a partir de sua origem na junção das lâminas, e dois processos transversos projetam-se para trás e lateralmente a partir de sua origem nas junções dos pedículos e lâminas. Dois pares de processos articulares, superiores e inferiores, unem vértebras adjacentes. Os nervos espinhais em cada nível segmentar deixam a coluna vertebral através dos forames intervertebrais, que são limitados pelas incisuras vertebrais (superior e inferior) de vértebras contíguas. A coluna vertebral é sustentada e protegida de forças em parte pelas estruturas articulares. Os dois tipos de articulações na coluna vertebral são sínteses cartilagíneas e sinoviais planas. O primeiro tipo é encontrado ao longo da coluna vertebral do áxis ao sacro e composto de discos fibrocartilagíneos entre os corpos de vértebras adjacentes. Estes discos são contíguos com camadas de cartilagem hialina nas faces inferiores e superiores dos corpos e são classificados como sínfises. Na região torácica, os discos têm uma espessura quase uniforme, enquanto nas áreas cervical e lombar são mais espessos na frente, o que contribui para as curvas regionais. Os discos intervertebrais são compostos de duas estruturas principais. O núcleo pulposo é uma massa semelhante a gel situada no centro do disco. É limitado por uma camada de fibrocartilagem resistente denominada anel fibroso. Os discos degeneram-se com a idade em associação a uma redução em sua capacidade de ligar-se com água. Esta qualidade de ligação à água reduzida resulta em menor elasticidade, o que influencia a capacidade de armazenar energia e distribuir cargas e, portanto, a capacidade de resistir à colocação de cargas. A outra articulação encontrada na coluna vertebral é a articulação sinovial entre os processos de vértebras adjacentes. As cápsulas dessas articulações são finas e bastante frouxas, fixando-se às margens dos processos articulares. A flexibilidade (a capacidade de uma articulação percorrer uma amplitude de movimento) da coluna vertebral está diretamente relacionada à orientação dessas articulações com referência umas às outras.
músculos. 15.3.1. Cargas aplicadas à coluna vertebral A dor no dorso, especialmente na região lombar, é tão prevalente nos esportes, ambientes profissionais e mesmo situações domésticas que se tem empreendido pesquisas biomecânicas sobre este tema em todo o mundo. O desequilíbrio entre a força da musculatura dorsal e da abdominal pode ser fonte de problemas. Um desequilíbrio pode criar, entre outras coisas, um desvio da postura pélvica, deste modo alterando a curva lordótica e subseqüentemente sobrecarregando o disco. As atividades causadoras de rotação são aquelas durante as quais a coluna vertebral é submetida a torções vigorosas. Em análises biomecânicas simplificadas, pode-se tratar a coluna vertebral como um corpo rígido girando em tomo de seu eixo, situado na articulação lombossacral (L5-S 1). Considere algumas das forças que atuam sobre esse tipo de modelo durante as posturas elementares de ficar em pé e levantar-se, dado um homem de 891 N (91 kg) na posição ereta. Se 50% do peso corporal estiverem acima da articulação lombossacral, pode-se pressupor uma força compressiva de 445,5 N (45,5 kg). Contudo, no indivíduo normal, a face superior de S1 é inclinada para a frente de 30º a 40º (ângulo sacral). Essa inclinação introduz uma força de cisalhamento de até 341,25 N 934,8g). as forças compressivas atuam predominantemente sobre o anel fibroso através da compressão do núcleo pulposo. As forças de cisalhamento afetam principalmente o forame intervertebral, às vezes denominado arco neural, a área entre os processos articulares inferior e superior contíguos. Se o homem agora fletir a coluna vertebral de modo que o ângulo seja 45º, é evidente que o braço de momento do centro de gravidade da metade superior do corpo, e o braço de momento de qualquer peso externo nas mãos ou em outro lugar, aumenta. Isto significa que se houver necessidade de manter a metade superior do corpo numa posição de equilíbrio estático, o torque exercido pelos extensores vertebrais (músculo eretor da espinha) deve ser igual a essa tendência rotacional para a frente. Observa-se que o torque necessário aumenta à medida que o ângulo do tronco aproxima-se de 90º, quando o braço de momento atinge seu máximo. Quando o ângulo do tronco aumenta além de 90º e o centro de gravidade é trazido mais próximo do eixo de rotação, o braço de momento começa a diminuir. Logo, a contribuição dos extensores do tronco necessária para se opor a esse torque também se reduz. Entretanto, após um certo ponto na amplitude de movimento da flexão vertebral e da flexão do quadril associada, pode-se observar "relaxamento dos flexores". Quando ocorreu relaxamento dos flexores, disse-se que as estruturas ósseo- ligamentosas passivas foram responsáveis pela estabilização da coluna vertebral. (No entanto, o eretor da espinha alongado e o grupo posterior profundo criam tensão passiva, a despeito do silencio elétrico, segundo suas propriedades de comprimento-tensão). Como o braço de momento dos ligamentos pós-vertebrais é pequeno, a necessidade de forças dessa magnitude é potencialmente perigosa para os ligamentos. A perda de pelo menos parte do controle muscular nas posições extremas fornece informações biomecânicas importantes acerca de diversas tarefas de levantamento, simétricas e assimétricas. 15.4. MÚSCULOS DA COLUNA VERTEBRAL Os músculos que atuam sobre a coluna vertebral podem inicialmente ser divididos em duas categorias, anterior e posterior. Os músculos de ambas as categorias existem em pares bilaterais, embora possam e de fato funcionem de modo independente (unilateralmente). Como regra geral, os músculos da categoria anterior causam flexão da coluna vertebral, enquanto os da categoria posterior são responsáveis pela extensão. Considera-se que um músculo, o quadrado lombar, atua como flexor lateral puro. 15.4.1. Grupo anterior - flexores cervicais O grupo pré-vertebral de músculos consiste no longo do pescoço e longo da cabeça. Estes são músculos profundos que causam flexão da cabeça e vértebras cervicais (exceto o longo do pescoço, que atua apenas sobre as vértebras cervicais) quando se contraem bilateralmente. A contração unilateral desses músculos causa flexão lateral das vértebras cervicais ou rotação da cabeça. Os oito músculos hióideos causam flexão cervical contra uma resistência maior que a do segmento, mas são usados principalmente na deglutição.
O superficial esternocleidomastóideo, um músculo de duas cabeças, também flete a cabeça e vértebras cervicais. Atuando unilateralmente, causa a flexão lateral das vértebras cervicais e rotação da cabeça para o lado oposto (os termos lado oposto e mesmo lado em relação à rotação serão usados para indicar o lado com referência ao músculo que esteja se contraindo unilateralmente). Os músculos escalenos (anterior, médio e posterior) podem ser considerados com a categoria anterior, mas na verdade situam-se mais lateralmente. Embora importantes na respiração, também fletem as vértebras cervicais ou, se ativados em um lado, fletem lateralmente as vértebras cervicais. 15.4.2. Grupo anterior - flexores lombares Conforme indicado antes, o grau de flexão e extensão da região torácica é extremamente restrito. Por isso, apenas a região lombar é apresentada aqui. Devido às limitações da região torácica ao movimento no plano sagital, a grande amplitude da flexão- extensão cervicais não influencia a região lombar. O grupo de músculos responsáveis pela flexão lombar é geralmente referido como abdominais. Eles não possuem nenhuma conexão direta com a coluna vertebral. Alguns são ainda distinguidos por não possuírem fixações ósseas em nenhuma das extremidades. Ademais, além das ações articulares cruciais que efetuam (isto é, flexão lombar), são importantes na constrição da cavidade abdominal e seu conteúdo. Esta última função eleva a pressão intra-abdominal, que, além de estar associada à eliminação de resíduos (defecação e micção), também reduz as cargas sofridas pelas vértebras lombares durante determinadas atividades. Uma discussão dessa função segue-se à apresentação da musculatura. O músculo reto do abdome, como seu nome indica, desce verticalmente no abdome e suas partes direita e esquerda são separadas pela linha branca tendínea. Devido à sua linha de tração orientada verticalmente, é um primo-agonista para a flexão da coluna vertebral e um flexor lateral quando ativado apenas de um lado. Os músculos oblíquos interno e externo do abdome cobrem as porções anterior e lateral da parede abdominal entre o reto do abdome na frente e o músculo grande dorsal / fáscia toracolombar atrás. As fibras desses músculos seguem quase perpendicularmente umas às outras, uma característica que se reflete numa grande diferença em suas ações unilaterais. Quando ambos os lados dos oblíquos externos se contraem simultaneamente, os componentes Z e X de sua tração são neutralizados. Quando apenas um lado do músculo é ativado, contudo, ocorre flexão vertebral e, além disso, flexão lateral e rotação do tronco, neste caso para o lado oposto. Com exceção da direção da rotação, o mesmo é válido para os oblíquos internos. Durante uma contração unilateral desse músculo, a rotação do tronco é para o lado oposto. O transverso do abdome, o músculo mais profundo desse grupo, não tem uma função associada à execução motora por causa de sua linha de tração e conexões tendíneas. No entanto, todos esses músculos têm uma conexão anatômica comum ou relação entre si, pois as bainhas aponeuróticas dos oblíquos externo e interno e do transverso do abdome formam a bainha do reto do abdome. 15.4.3. Grupo posterior - extensores vertebrais Aproximadamente 140 músculos estão envolvidos na função motora da coluna vertebral. Para fins de uma análise geral do movimento, a separação dos extensores da coluna vertebral em grupos simplifica o assunto sem comprometer a compreensão. Dois grandes grupos de músculos compõem o grupo posterior (ou extensores vertebrais): o eretor da espinha e o grupo posterior profundo. O grupo eretor da espinha, ou músculo sacroespinhal, se origina como uma grande massa carnosa na área sacral; quando ascende na coluna vertebral, divide-se em três colunas principais. A divisão, que ocorre no nível lombar superior, resulta na formação dos músculos iliocostal, longíssimo e espinhal (ainda considerados globalmente como o eretor da espinha. Nas regiões torácica e lombar, o músculo sacroespinhal é coberto pela fáscia toracolombar. Esta estrutura é particularmente relevante, tendo em vista a prevalência da síndrome de lombalgia e a relação de uma maior força dos músculos abdominais com a redução das cargas sobre a coluna vertebral. O transverso do abdome e a porção inferior da origem do oblíquo interno do abdome nascem dessa fáscia. Ademais, a porção inferior da origem do oblíquo externo justapõe-se a uma parte do grande dorsal, dos quais o último também é incorporado à fáscia.
os principais músculos da respiração o diafragma e os intercostais. Os músculos escalenos, esternocleidomastóideo, peitorais, serrátil anterior e abdominais são considerados agonistas e acessórios. No homem, o diafragma é o músculo inspiratório principal. Com sua ativação e subseqüente contração, o diafragma expande a base do tórax ao mover as costelas para cima e lateralmente. Este movimento ocorre pelas forças transmitidas através de seu centro tendíneo (inserção) à sua origem, que se fixa quase inteiramente ao redor da face interna da cavidade corporal. Os oblíquos internos e intercostais externos são ativos durante a expiração e inspiração, respectivamente. Esses músculos funcionam de acordo com o interespaço no qual estão localizados. 15.7. DEFEITOS ESPECÍFICOS A flexibilidade da coluna vertebral às vezes é prejudicada pelo desenvolvimento de desvios indesejáveis. A cifose e escápulas abduzidas são inteiramente diferentes: a primeira é uma convexidade posterior aumentada da coluna torácica e a última um desvio, para a frente, do cíngulo do membro superior. Entretanto, uma causa a outra e as duas comumente aparecem como um defeito integrado. A cifose resistente ou estrutural, ou qualquer defeito desse tipo acompanhado de dor aguda, indica uma provável doença ou defeito hereditário de natureza mais grave. Jamais se devem fornecer exercícios corretivos nesses casos, exceto quando prescritos por um médico. A lordose é uma concavidade posterior aumentada da curva lombar ou cervical normal, acompanhada de uma inclinação da pelve para a frente. Os músculos da região lombar são encurtados e os abdominais alongados. Quando essa posição é assumida habitualmente, um peso excessivo é lançado sobre as margens posteriores dos corpos das vértebras lombares e há uma forte tendência ao desenvolvimento de escápulas abduzidas em compensação ao desvio para trás do peso corporal. Os indivíduos que são mais flexíveis do que a média têm apenas de adquirir a capacidade de assumir a posição correta da coluna vertebral e, então, praticá-la até que o hábito esteja estabelecido. Quando a pelve é inclinada excessivamente para a frente, os músculos do dorso e flexores dos quadris são encurtados enquanto os músculos do abdome e do jarrete são alongados. Não trará nenhum beneficio corrigir o desequilíbrio apenas dos músculos do tronco ou do quadril, ambos os grupos devem ser ajustados e controlados para manter a pelve em seu grau de inclinação apropriado. Dorso plano (cifose lombar) - o dorso plano envolve uma redução abdominal na curvatura lombar normal. O ângulo de obliqüidade da pelve é reduzido, pois os músculos dos jarretes são curtos demais e os flexores dos quadris e ligamentos iliofemorais, longos demais. Está comumente associado aos ombros arredondados, tórax plano e abdome protuso típicos do quadro clínico de fadiga. A condição é de difícil correção, mas os esforços para aumentar a força e tônus dos músculos do abdome e eretor da espinha podem ser recompensadores. Curvatura lateral - a curvatura lateral da coluna vertebral, que em estágios acentuados é denominada escoliose, é um desvio para um dos lados. Representa uma combinação de desvio lateral e rotação longitudinal. Poder-se-ia esperar que os músculos no lado côncavo da curvatura fossem mais fortes que os do lado convexo, e isto é o que seria observado se a curvatura decorresse da ação desimpedida dos músculos longitudinais. Contudo, estudos eletromiográficos mostraram que na maioria dos casos os músculos no lado côncavo são mais fracos que o normal. Isto é atribuído ao fato de que o desequilíbrio dos músculos mais profundos (semi-espinhal, multífico e rotadores) é o principal fator na produção da deformidade. Esses músculos profundos são rotadores importantes. Quando os de um lado são paréticos, a ação desimpedida dos músculos do lado oposto gira as vértebras para uma posição escoliótica. Em alguns casos, entretanto, os músculos no lado convexo estão atrofiados e os do lado côncavo, contraídos. E controverso se as alterações que depois ocorrem podem ser explicadas com base apenas no desequilíbrio muscular.
A curvatura lateral diminui a capacidade da coluna vertebral de sustentar o peso corporal, distorce as cavidades corporais, aglomera os órgãos fora de lugar e, em casos avançados, causa compressão dos nervos espinhais onde eles deixam o canal vertebral. A escoliose geralmente começa com uma curva em C única. Esta pode ser para qualquer um dos lados, mas como a maioria das pessoas é destra, os músculos no lado direito do corpo são mais fortes e a convexidade tende a se desenvolver para a esquerda. A condição tende a ser mais prevalecente em meninas e entre biótipos ectomorfos, mas não está confinada a nenhum dos dois. a curvatura pode estender-se por toda a coluna vertebral ou ser localizada. Uma curva em C pode inclinar a cabeça obliquamente, quando então há uma tendência reflexa a endireitá-la até que os olhos estejam novamente nivelados. Ao longo do tempo, esse reflexo de endireitamento cria uma inversão da curva em C nos níveis espinhais superiores, produzindo uma curva em S. podem surgir novas tentativas de compensação, criando ondulações adicionais na curva. Nos estágios iniciais, a escoliose pode ser funcional, ou postural. Estes termos indicam que a curva pode ser eliminada por esforço voluntário ou ao pendurar-se com as mãos. Nos estágios posteriores, a condição se torna resistente, ou estrutural, e a curva não pode mais ser eliminada desse modo. Uma vez estabelecida uma curva estrutural, exercícios corretivos podem produzir uma curva compensatória ao invés de abolição da curva primária. A escoliose pode ser causada por numerosas condições unilaterais, incluindo defeitos hereditários da estrutura; deterioração de vértebras, ligamentos, ou músculos, em decorrência de infecções ou doença; paralisia unilateral de músculos espinhais; um membro inferior curto unilateral; pé plano ou pronação unilateral; e desequilíbrio do desenvolvimento muscular devido à profissão ou hábito.
16. A ARTICULAÇÃO DO QUADRIL A articulação do quadril é uma articulação esferóide. É formada pelo encaixamento da cabeça do fêmur no acetábulo do osso do quadril. 16.1. MOVIMENTOS ARTICULARES A despeito da estabilidade inerente proporcionada à articulação por sua arquitetura e sustentação ligamentosa, a articulação do quadril demonstra um alto grau de mobilidade. Os movimentos permitidos pelo quadril, descritos com referência ao fêmur, incluem a flexão e extensão no plano sagital, abdução e adução no plano frontal e rotação medial e lateral no plano transversal. O posicionamento do corpo do fêmur, por meio do colo femural, a uma certa distância da pelve óssea, ajuda a prevenir restrições à amplitude movimento de articulação do quadril que poderiam resultar de colisão. O ângulo colo-corpo permite que o corpo do fêmur se posicione mais lateralmente em relação à pelve. No plano frontal, com referencia ao eixo longitudinal do fêmur, o ângulo colo-corpo normal é de aproximadamente 125º. A deformidade na qual o ângulo é maior, denominada coxa vara, e a deformidade na qual o ângulo é menor, denominada coxa valga, causam alterações na transmissão de forças para o fêmur e a partir dele. Um segundo ângulo, o de anteversão, é o ângulo no qual o colo se projeta do fêmur na direção ântero-posterior. Embora haja uma grande variação entre indivíduos, o valor normal é cerca de 12º a 14º. A articulação do quadril pode mover-se independentemente do cíngulo do membro inferior, mas pode ser complementada por inclinações da pelve. A diferença do sistema aberto do cíngulo do ombro, o sistema fechado do cíngulo pélvico impossibilita movimentos no lado direito independentes do esquerdo. Na posição ereta, as aberturas superior e inferior da pelve formam ângulos com o plano horizontal, de aproximadamente 50 º- 60 º e 15º, respectivamente. Este ângulo denomina-se inclinação da pelve. As inclinações da pelve são rotações medidas com referência à inclinação pélvica e classificadas em relação às articulações dos quadris e lombossacral. A articulação do quadril demonstra sua maior amplitude de movimento no plano sagital, no qual se observa que a flexão pode chegar a 140º e a extensão a 15º. A abdução também pode atingir 30º e a adução um pouco menos que isto, 25 º. A adução deve ser acompanhada de alguma flexão. O grau de flexão do quadril afeta a magnitude da rotação medial e lateral. Numa posição estendida, na qual os efeitos limitadores dos tecidos ligamentosos se manifestam, as amplitudes de rotação medial e
