Estimativa das forças musculares em seres humanos durante o andar - Orselli, Maria Isabel Veras (2014)
A estimativa das forças musculares durante o movimento humano tem inúmeras aplicações na área da Biomecânica. Nesse trabalho descrevo a aplicação de métodos de estimativa das forças musculares a dois diferentes problemas. O primeiro consiste em se quantificar as cargas a que os músculos e as articulações do membro inferior de adultos jovens estão sujeitos durante o andar em ambiente aquático e terrestre. Já o segundo consiste na investigação do efeito do aumento da complacência do tendão de Aquiles (TAq; tendão do triceps sural) na dinâmica de produção de força dos músculos gastrocnêmio e sóleo (G e S respectivamente; ambos músculos do triceps sural), visando compreender se o aumento da complacência, observado com o envelhecimento, poderia contribuir para as alterações na biomecânica da marcha de idosos. A hipótese no primeiro estudo era de que as forças desenvolvidas pelos músculos do membro inferior durante o andar em ambiente aquático não seriam menores em relação ao ambiente terrestre. Especificamente, esperávamos observar um aumento nas forças geradas nos flexores e extensores de quadril e joelho. No segundo estudo, nossas hipóteses eram de que o aumento na complacência do TAq faria com que as fibras musculares operassem mais distantes do seu comprimento ótimo, aumentando os níveis de ativação e o consumo metabólico dos músculos G e S. Com o objetivo de verificar as hipóteses levantadas nos dois estudos propostos utilizamos o software OpenSim 3.1 e dados experimentais dos movimentos estudados, para realizar simulações do andar humano e estimar as forças nos músculos do membro inferior durante essa tarefa. Em ambos os estudos os dados experimentais foram adquiridos através de sistemas de análise do movimento humano compostos por câmeras, para filmar os movimentos corporais dos voluntários, e plataformas de força, para medir as forças de reação do solo. Os resultados obtidos no primeiro estudo confirmaram nossas hipóteses, uma vez que indicam que durante determinadas fases do ciclo da marcha as forças geradas pelos músculos flexores e extensores de joelho e quadril, tais como os músculos isquiotibiais e o gluteo máximo, podem exceder as forças geradas em ambiente terrestre. Esses resultados corroboram a idéia de que o andar em ambiente aquático pode ser efetivo no ganho de força muscular. As hipóteses para o segundo estudo também foram confirmadas. Adicionalmente, nossos resultados previram que, para o triceps sural gerar a potência necessária para manter o indivíduo andando com velocidade confortável, os tendões dos músculos G e S devem se movimentar de maneira independente. A diferença no movimento dos feixes do TAq é tanto maior quanto maior a sua complacência. Além disso, verificamos que há um mínimo no consumo metabólico do gastrocnêmio em um nível específico de complacência do TAq, enquanto para o sóleo o consumo aumenta sistematicamente com o aumento da complacência. Esses resultados indicam que um aumento na complacência do TAq pode comprometer o desempenho dos músculos do triceps sural e aumentar o seu consumo energético, contribuindo para as alterações na biomecânica da marcha de idosos. As informações fornecidas nos dois estudos aqui apresentados podem auxiliar profissionais de área da saúde no planejamento de programas de treinamento e reabilitação para adultos e idosos, tanto no ambiente terrestre quanto no ambiente aquático.