FISIOLOGIA FISIOLOGIA NEUROMUSCULAR IINEUROMUSCULAR II

Prof. Ms Guilherme Prof. Ms Guilherme Gularte de AgostiniGularte de Agostini

gopes@uol.com.brgopes@uol.com.br

FORÇAFORÇA

Neural Neural MuscularMuscular

MecânicoMecânico

Neural Neural

Força Neural

REFLEXO

RECRUTAMENTO

AÇÃO UNI / BILATERAL

SINCRONIA

INIBIÇÃO ANTAGONISTA

FREQÜÊNCIA

RECRUTAMENTO

SINCRONIA

FREQÜÊNCIA

Unidades MotorasUnidades Motoras

Fisiologia Humana e do Fisiologia Humana e do ExercícioExercício

EstruturaEstrutura

• Contrações musculares são Contrações musculares são produzidas por estimulações de produzidas por estimulações de motoneurôniosmotoneurônios da medula espinhal da medula espinhal (Sherrington Apud Noth, 1992).(Sherrington Apud Noth, 1992).

• Conceituação Conceituação Conjunto de fibras Conjunto de fibras musculares musculares inervadasinervadas pelo mesmo pelo mesmo motoneurônio.motoneurônio.

EstruturaEstrutura

• O número de fibras musculares pode O número de fibras musculares pode variar de 5 até mais de 1000, variar de 5 até mais de 1000, dependendo do dependendo do tipo de tarefatipo de tarefa realizada pelo músculo.realizada pelo músculo.

• Poucas fibras Poucas fibras Alta precisão; Alta precisão;

• Muitas fibras Muitas fibras Alta força. Alta força.

Estrutura da UMEstrutura da UM

Tipos de UMsTipos de UMs• Por existirem diferentes tipos de fibras Por existirem diferentes tipos de fibras

musculares, deve-se também musculares, deve-se também existir existir diferentes comandos para estas fibrasdiferentes comandos para estas fibras, , e desta forma, formam-se diferentes tipos de e desta forma, formam-se diferentes tipos de unidades motoras.unidades motoras.

• Os tipos de UMs são Os tipos de UMs são diferenciados pelas diferenciados pelas fibras musculares que inervamfibras musculares que inervam, , formando assim UMs do tipo I (SO) e tipos IIa formando assim UMs do tipo I (SO) e tipos IIa (FR) e IIb (FF) (FR) e IIb (FF)

Características funcionais dos Características funcionais dos diferentes tipos de UMsdiferentes tipos de UMs

Tipo de UMTipo de UM ForçaForça ResistênciaResistência

SOSO BaixaBaixa GrandeGrande

FRFR MédiaMédia Média Média

FFFF AltaAlta BaixaBaixa

Ativação das UMsAtivação das UMs

• O acionamento central das UMs promove em O acionamento central das UMs promove em muitas tarefas o muitas tarefas o recrutamento seletivorecrutamento seletivo de de um ou outro tipo e, em algumas vezes, um ou outro tipo e, em algumas vezes, ativando ativando todos os tipos ao mesmo tempo.todos os tipos ao mesmo tempo.

• Isso é realizado variando a intensidade do Isso é realizado variando a intensidade do estímulo nervoso.estímulo nervoso.

• Para que isso seja realizado, as diferentes UMs Para que isso seja realizado, as diferentes UMs devem ter devem ter diferentes limiares de diferentes limiares de recrutamentorecrutamento..

Relação força de contração Relação força de contração com limiar de recrutamentocom limiar de recrutamento

Resposta dos diferentes tipos Resposta dos diferentes tipos de UMs para Força e de UMs para Força e ResistênciaResistência

Funcionamento da UMFuncionamento da UM

• A relação da intensidade do estímulo A relação da intensidade do estímulo e a capacidade de gerar força das e a capacidade de gerar força das UMs respondem a uma ordem UMs respondem a uma ordem hierárquica de ativação, denominada hierárquica de ativação, denominada de de princípio do tamanhoprincípio do tamanho das UMs. das UMs.

• Baseado nos diferentes limiares de ativação Baseado nos diferentes limiares de ativação das UMs, as que possuem das UMs, as que possuem baixo limiar baixo limiar serão recrutadas primeiroserão recrutadas primeiro. Isso acontece . Isso acontece em tarefas que exigem pouca força.em tarefas que exigem pouca força.

• A medida que A medida que aumenta a exigência de aumenta a exigência de forçaforça da tarefa, aumenta-se a da tarefa, aumenta-se a intensidade intensidade do impulsodo impulso nervoso, nervoso, ultrapassando o ultrapassando o limiarlimiar de ativação das UMs de grande de ativação das UMs de grande limiar.limiar.

Ordem de Recrutamento das Ordem de Recrutamento das UMsUMs

• A ordem de recrutamento também é A ordem de recrutamento também é seletiva dentro da seletiva dentro da mesma UMmesma UM, , recrutando primeiro as UMs com recrutando primeiro as UMs com menor capacidade de produzir força.menor capacidade de produzir força.

• A capacidade de gerar força da UMs A capacidade de gerar força da UMs respondem ao respondem ao número e tamanho número e tamanho das fibras muscularesdas fibras musculares que o nervo que o nervo motor inerva.motor inerva.

Ordem de Recrutamento das Ordem de Recrutamento das UMsUMs

Recrutamento neuro Recrutamento neuro muscularmuscular

Leve Moderado Intenso Máximo

%RECRUTAMENTO

Exerc/FibrasExerc/Fibras Tipo ITipo I Tipo Tipo IIaIIa

Tipo Tipo IIbIIb

Ginast. Ginast. Local.Local.

CaminhadaCaminhada

Corrida Corrida LimiarLimiar

1RM1RM

Pique 100mPique 100m

Hipert. Trad.Hipert. Trad.

Aplicação PráticaAplicação Prática

Exceções ao Princípio do Exceções ao Princípio do TamanhoTamanho

Ação Excêntrica e Ação Excêntrica e Movimentos ExplosivosMovimentos Explosivos

Ordem de RecrutamentoOrdem de Recrutamento

• Nardone et al., (1995) encontraram que Nardone et al., (1995) encontraram que as UMs FF do gastrocnêmio medial as UMs FF do gastrocnêmio medial foram foram seletivamente ativadasseletivamente ativadas quando foi realizado flexão plantar quando foi realizado flexão plantar excêntrica.excêntrica.

• Alem disso, poucos potenciais do sóleus Alem disso, poucos potenciais do sóleus existiram durante a ação excêntrica, existiram durante a ação excêntrica, indicando indicando menor atividade EMGmenor atividade EMG destes na ação Excêntricadestes na ação Excêntrica

Ordem de Ordem de RecrutamentoRecrutamento

Movimento RápidoMovimento Rápido

• Em alguns movimentos, o importante Em alguns movimentos, o importante é produzir é produzir grande forçagrande força num curto num curto espaço de tempo, independente de a espaço de tempo, independente de a mesma ser menor que a mesma ser menor que a Estática Estática máximamáxima..

• Ex. Corrida com aumento brusco na Ex. Corrida com aumento brusco na velocidade (tempo de contato e força velocidade (tempo de contato e força exercida).exercida).

Taxa de Codificação das Taxa de Codificação das UMsUMs

• A ativação da UM responde a A ativação da UM responde a lei do lei do tudo ou nadatudo ou nada..

• O aumento da taxa de disparo SNC O aumento da taxa de disparo SNC pode aumentar a força de contração pode aumentar a força de contração das UMs ?das UMs ?

Resposta de força da UM e Resposta de força da UM e freqüência de estímulofreqüência de estímulo

Resposta de força da UM e Resposta de força da UM e freqüência de estímulofreqüência de estímulo

Resposta de força da UM e Resposta de força da UM e freqüência de estímulofreqüência de estímulo

Resposta de força da UM e Resposta de força da UM e freqüência de estímulofreqüência de estímulo

RespostaResposta

• Sim, este processo é chamado de Sim, este processo é chamado de somação de abalos somação de abalos

• Como isso ocorre ?Como isso ocorre ?

• Aumentando o número de Aumentando o número de pontes pontes cruzadas ligadascruzadas ligadas na mesma unidade na mesma unidade de tempo.de tempo.

Freqüência de disparo acima Freqüência de disparo acima da máximada máxima

• Se em seres humanos, a freqüência Se em seres humanos, a freqüência ótima de disparo das UMs é em torno ótima de disparo das UMs é em torno de 50Hz, do que adiantaria aumentar de 50Hz, do que adiantaria aumentar essa freqüência para 100Hz ?essa freqüência para 100Hz ?

Freqüência de disparo acima Freqüência de disparo acima da máximada máxima

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

Tempo

% C

IM 50 Hz

100Hz

Maior desenvolvimento de potência muscular

REFLEXO

UNI / BILATERAL

Reduced Neural Drive in Reduced Neural Drive in Bilateral Exertions: A Bilateral Exertions: A

Performance-Limiting Factor ?Performance-Limiting Factor ?

DIEÊN et al., MSSE Jan. 2003DIEÊN et al., MSSE Jan. 2003

IntroduçãoIntrodução

• Estudos tem demonstrado que a Estudos tem demonstrado que a atividade do córtex motor em um atividade do córtex motor em um hemisfériohemisfério reduz o reduz o fluxo motor fluxo motor máximo para o hemisfério opostomáximo para o hemisfério oposto. .

• A conseqüência dessa inibição pode A conseqüência dessa inibição pode ser uma fator limitante da performance ser uma fator limitante da performance em em esforços bi-lateraisesforços bi-laterais..

IntroduçãoIntrodução

• Essa inibição ocorre quando músculos Essa inibição ocorre quando músculos homólogoshomólogos em membros em membros contra-lateraiscontra-laterais são são ativados ativados juntamente.juntamente.

• Essa redução é chamada de Essa redução é chamada de Déficit Bi-lateralDéficit Bi-lateral..

• Isso tem sido proposto para explicar Isso tem sido proposto para explicar limitações limitações na performancena performance de saltos com as duas pernas. de saltos com as duas pernas.

IntroduçãoIntrodução

• De onde vem o De onde vem o Déficit Bi-lateralDéficit Bi-lateral (DBL)?(DBL)?

• Herbert & Gandevia (1996) sugerem q o Herbert & Gandevia (1996) sugerem q o DBL em grandes músculos, ocorre DBL em grandes músculos, ocorre devido a problemas de devido a problemas de manutenção da manutenção da posturapostura e conseqüentemente e conseqüentemente menor menor eficiênciaeficiência na na transmissão de forçatransmissão de força..

Objetivo GeralObjetivo Geral

• Testar a hipótese de que a Testar a hipótese de que a inibição inibição inter-hemisfériointer-hemisfério pode resultar pode resultar numa numa redução do drive neural em redução do drive neural em esforços bilateraisesforços bilaterais quando quando comparado à comparado à esforços uni-lateriasesforços uni-laterias..

Objetivos EspecíficosObjetivos Específicos

• 11) DBL em pequenos músculos;) DBL em pequenos músculos;

• 22) DBL em músculos grandes;) DBL em músculos grandes;

• 33) DBL na força rápida.) DBL na força rápida.

MetodologiaMetodologia

Experimento 01Experimento 01

• Protocolo 1aProtocolo 1a• Flexão dedoFlexão dedo• 3 x C.U-L c/ 5” duração / cada lado.3 x C.U-L c/ 5” duração / cada lado.• 3 x C.B-L (mesmo modo).3 x C.B-L (mesmo modo).

• Protocolo 1bProtocolo 1b• Realização C.B-L c/ 1 lado iniciando 1” Realização C.B-L c/ 1 lado iniciando 1”

após o outro.após o outro.

Experimento 01Experimento 01

• Foram utilizados Dinamômetros e EMG.Foram utilizados Dinamômetros e EMG.

• Protocolo 1aProtocolo 1a

• DBL(F) = 100 x (F.U-L – F.B-L) / F.U-LDBL(F) = 100 x (F.U-L – F.B-L) / F.U-L

• DEMG(E) = 100 x (E.U-L – E.B-L) / E.U-LDEMG(E) = 100 x (E.U-L – E.B-L) / E.U-L

Experimento 01Experimento 01

• Protocolo 1bProtocolo 1b

• DBL(F) = 100 x (F.pré – F.pós) / F.préDBL(F) = 100 x (F.pré – F.pós) / F.pré

• DBL(E) = 100 x (E.pré – E.pós / E.préDBL(E) = 100 x (E.pré – E.pós / E.pré

Resultados do Experimento Resultados do Experimento 0101

Resultados do Experimento Resultados do Experimento 0101

Resultados do Experimento Resultados do Experimento 0101

Resultados Experimento 01Resultados Experimento 01

Experimento 02Experimento 02

• Protocolo 2aProtocolo 2a

• Extensão máxima estática do joelho durante 3”;Extensão máxima estática do joelho durante 3”;

• Contração máxima bi-lateral (CMB-L)Contração máxima bi-lateral (CMB-L)

• Eletro-Estimulação Eletro-Estimulação Super-imposição de Super-imposição de abalos 300hz (avaliar o comando neural).abalos 300hz (avaliar o comando neural).

• Protocolo 2bProtocolo 2b

• Realização da Contração máxima iniciando com Realização da Contração máxima iniciando com a perna esquerda 1” antes da direita.a perna esquerda 1” antes da direita.

Experimento 02Experimento 02

• Protocolo 2cProtocolo 2c

• Realização da CMB-L dos extensores Realização da CMB-L dos extensores do joelho, relaxando a perna direita do joelho, relaxando a perna direita 1” após a início da CMB-L.1” após a início da CMB-L.

Experimento 02Experimento 02

• DBL(F)c = 100 x (F.pós – F.pré) / F.pós;DBL(F)c = 100 x (F.pós – F.pré) / F.pós;

• DBL(E)c = 100 x (E.pós – E.pré) / E.pósDBL(E)c = 100 x (E.pós – E.pré) / E.pós

• DN = 100 x (1 – F.s.i. / F.cont)DN = 100 x (1 – F.s.i. / F.cont)

• DN = Ação voluntáriaDN = Ação voluntária

Resultados do Experimento Resultados do Experimento 0202

Resultados do Experimento Resultados do Experimento 0202

Resultados do Experimento Resultados do Experimento 0202

• DN = 94 DN = 94 ± 9% na ± 9% na CMU-L e 89% ± 9% CMU-L e 89% ± 9% na CMB-L.na CMB-L.

Experimento 03Experimento 03

• Protocolo 3Protocolo 3

• Semelhante ao 2a, entretanto os Semelhante ao 2a, entretanto os voluntários foram instruídos para voluntários foram instruídos para realizarem força máxima o mais realizarem força máxima o mais rápido possível.rápido possível.

Resultados do Experimento Resultados do Experimento 0303

Resultados do Experimento Resultados do Experimento 0303

DiscussãoDiscussão

• Em todos os casos, o Déficit EMG foi Em todos os casos, o Déficit EMG foi semelhante ao Déficit de Força, semelhante ao Déficit de Força, sugerindo que o uma redução do sugerindo que o uma redução do drive neural seja a causa do DB-L.drive neural seja a causa do DB-L.

• No protocolo 2, o DN (Eletro-Est) foi No protocolo 2, o DN (Eletro-Est) foi maior na ação U-L indicando maior na ação U-L indicando diferenças entre as contrações. diferenças entre as contrações.

DiscussãoDiscussão

• A hipótese alternativa de Herbert e A hipótese alternativa de Herbert e Gandevia (1996) não foram Gandevia (1996) não foram sustentadas devido a existência do DB-sustentadas devido a existência do DB-L em músculos pequenos (protocolo 1).L em músculos pequenos (protocolo 1).

• Diversas causas tem sido sugeridas ao Diversas causas tem sido sugeridas ao DB-LDB-L

DiscussãoDiscussão

• Diversas causas tem sido sugeridas ao Diversas causas tem sido sugeridas ao DB-L :DB-L :

• 1) Divisão da atenção 1) Divisão da atenção Não sustentada Não sustentada devido a não existência do DB-L em devido a não existência do DB-L em músculos não homólogos.músculos não homólogos.

• 2) Inibição inter – hemisfério 2) Inibição inter – hemisfério Em Em ações sub-máximas ocorre facilitação ações sub-máximas ocorre facilitação inter-hemisfério.inter-hemisfério.

DiscussãoDiscussão

• Treinamento específico atenua o DB-Treinamento específico atenua o DB-L, indicando um mecanismo plástico L, indicando um mecanismo plástico da inibição do DN máximo.da inibição do DN máximo.

ConclusãoConclusão

• Redução do DN é a causa do DB-L, Redução do DN é a causa do DB-L, limitando a performance em limitando a performance em contrações máximas. contrações máximas.

INIBIÇÃO ANTAG.

MuscularMuscular