Lab Biologia do Exercício Físico

CINEMÁTICA

Autor: Prof. Dr. Aderbal Aguiar, CV Lattes http://lattes.cnpq.br/8760300182929573

A cinemática é um ramo da mecânica que estuda o movimento dos objetos sem se preocupar com as forças que os causam. A cinemática pode ser dividida em três categorias principais: linear, angular e temporal. Essas categorias descrevem diferentes aspectos do movimento e são usadas para analisar e compreender uma ampla variedade de fenômenos físicos.

1. Cinemática linear (ou cinemática de translação): A cinemática linear se concentra no movimento de objetos ao longo de uma trajetória linear (reta ou curva) em um espaço tridimensional. Esta categoria de cinemática examina as propriedades do movimento, como posição, velocidade e aceleração. Algumas variáveis importantes na cinemática linear incluem:

• Posição (x, y, z): A localização de um objeto no espaço em relação a um sistema de coordenadas.
• Velocidade (v): A taxa de mudança da posição de um objeto com o tempo. A velocidade é um vetor e tem magnitude (rapidez) e direção.
• Aceleração (a): A taxa de mudança da velocidade de um objeto com o tempo. A aceleração também é um vetor e tem magnitude e direção.

2. Cinemática angular (ou cinemática de rotação): A cinemática angular se concentra no movimento rotacional de objetos ao redor de um eixo fixo. Essa categoria de cinemática analisa propriedades como ângulo, velocidade angular e aceleração angular. Algumas variáveis importantes na cinemática angular incluem:

• Ângulo (θ): A medida da rotação de um objeto em torno de um eixo fixo, geralmente expressa em graus ou radianos.
• Velocidade angular (ω): A taxa de mudança do ângulo de um objeto com o tempo. A velocidade angular tem magnitude e direção (sentido horário ou anti-horário).
• Aceleração angular (α): A taxa de mudança da velocidade angular de um objeto com o tempo. A aceleração angular tem magnitude e direção (sentido horário ou anti-horário).

3. Cinemática temporal: A cinemática temporal se concentra na análise do tempo envolvido no movimento de objetos. O tempo é uma variável fundamental na descrição e análise de qualquer fenômeno cinemático, tanto linear quanto angular. Na cinemática temporal, a ênfase está no estudo das relações entre as variáveis temporais e outras variáveis cinemáticas, como posição, velocidade, aceleração, ângulo, velocidade angular e aceleração angular.

Em resumo, a cinemática linear lida com o movimento ao longo de uma trajetória linear, a cinemática angular lida com o movimento rotacional em torno de um eixo fixo e a cinemática temporal analisa a relação entre o tempo e outros aspectos do movimento. Esses conceitos são fundamentais para entender e analisar uma ampla variedade de fenômenos físicos em mecânica e áreas relacionadas.

 

OSTEOCINEMÁTICA

A osteocinemática é o estudo dos movimentos ósseos no sistema esquelético e das articulações que permitem esses movimentos. Essa área da biomecânica se concentra na descrição e análise dos movimentos articulares, levando em consideração os eixos e planos de movimento, bem como os graus de liberdade. A osteocinemática é essencial para a compreensão da funcionalidade do sistema musculoesquelético, permitindo aos profissionais de saúde avaliar e tratar uma variedade de condições e disfunções relacionadas à mobilidade e à postura.

Eixos e Planos de Movimento:

Para descrever os movimentos osteocinemáticos, é necessário entender os planos e eixos de movimento. Os planos são superfícies imaginárias que dividem o corpo em seções, enquanto os eixos são linhas imaginárias ao redor das quais ocorrem os movimentos. Os três planos e eixos de movimento são:

1. Plano sagital: Divide o corpo em direita e esquerda. Os movimentos que ocorrem neste plano incluem flexão e extensão (por exemplo, dobrar e estender o joelho).

• Eixo frontal: É perpendicular ao plano sagital e passa de um lado do corpo para o outro.

2. Plano frontal: Divide o corpo em frente e atrás. Os movimentos que ocorrem neste plano incluem abdução e adução (por exemplo, levantar e baixar o braço lateralmente).

• Eixo sagital: É perpendicular ao plano frontal e passa de frente para trás do corpo.

3. Plano transversal: Divide o corpo em superior e inferior. Os movimentos que ocorrem neste plano incluem rotação interna e externa (por exemplo, girar a cabeça de um lado para o outro).

• Eixo vertical: É perpendicular ao plano transversal e passa de cima para baixo do corpo.

 

Graus de Liberdade:

Os graus de liberdade de uma articulação referem-se ao número de movimentos independentes que podem ocorrer naquela articulação. Uma articulação pode ter até três graus de liberdade, correspondendo aos três planos de movimento e eixos. Algumas articulações permitem apenas um tipo de movimento (um grau de liberdade), enquanto outras permitem dois ou três tipos de movimento (dois ou três graus de liberdade).

 

Cadeias cinemáticas

Os exercícios de cadeia cinemática aberta (CCA) e cadeia cinemática fechada (CCF) são dois tipos distintos de exercícios utilizados na reabilitação, treinamento e condicionamento físico. Ambos têm aplicações e benefícios específicos, dependendo dos objetivos e das necessidades individuais. Aqui estão as principais diferenças entre os dois tipos de exercícios:

 

1. Cadeia Cinemática Aberta (CCA):

• Segmento distal livre: Nos exercícios de CCA, a parte distal (extremidade) do segmento corporal em movimento não está fixada ou apoiada em uma superfície. Por exemplo, ao realizar um exercício de extensão do joelho sentado, a perna está livre para se mover no ar.
• Movimentos isolados: Os exercícios de CCA geralmente envolvem movimentos isolados de uma única articulação, focando em um grupo muscular específico.
• Menor estabilidade: Como os movimentos são realizados com a extremidade distal livre, a estabilidade das articulações envolvidas é geralmente menor nos exercícios de CCA.
• Exemplos: Extensão do joelho sentado, flexão de cotovelo com halteres, elevação lateral do ombro.

 

2. Cadeia Cinemática Fechada (CCF):

• Segmento distal fixo: Nos exercícios de CCF, a parte distal do segmento corporal em movimento está fixada ou em contato com uma superfície. Por exemplo, durante um agachamento, os pés estão em contato com o solo durante todo o movimento.
• Movimentos multiarticulares: Os exercícios de CCF geralmente envolvem o movimento de várias articulações simultaneamente e requerem a coordenação de múltiplos grupos musculares.
• Maior estabilidade: Devido ao contato fixo da extremidade distal com uma superfície, os exercícios de CCF proporcionam maior estabilidade às articulações envolvidas e podem ajudar no desenvolvimento do equilíbrio e da coordenação.
• Exemplos: Agachamentos, flexões, lunges, barras fixas (pull-ups).

 

Em resumo, os exercícios de cadeia cinemática aberta focam em movimentos isolados e têm menor estabilidade, enquanto os exercícios de cadeia cinemática fechada envolvem movimentos multiarticulares e proporcionam maior estabilidade. Ambos os tipos de exercícios podem ser utilizados em programas de treinamento e reabilitação, dependendo dos objetivos e necessidades específicas do indivíduo.

 

Tipos de Articulações

As articulações do corpo humano podem ser classificadas em diferentes tipos, com base na estrutura e na função. Os principais tipos de articulações incluem:

• Articulações fibrosas: São caracterizadas por tecido conectivo fibroso e geralmente permitem pouco ou nenhum movimento (por exemplo, suturas do crânio).
• Articulações cartilaginosas: São unidas por tecido cartilaginoso e permitem movimentos limitados (por exemplo, discos intervertebrais).
• Articulações sinoviais: são um tipo de articulação no sistema esquelético que permite uma ampla gama de movimentos. Elas são caracterizadas por sua estrutura específica, que inclui uma cápsula articular, superfícies articulares cobertas por cartilagem, membrana sinovial e líquido sinovial. Essas características fornecem às articulações sinoviais a capacidade de movimentação livre e redução do atrito entre as superfícies articulares.

Algumas das principais características das articulações sinoviais incluem:

• Cápsula articular: Uma estrutura fibrosa que envolve e protege a articulação, proporcionando estabilidade e suporte.
• Cartilagem articular: Reveste as superfícies ósseas nas articulações e proporciona uma superfície lisa e resistente ao desgaste, reduzindo o atrito durante o movimento.
• Membrana sinovial: A sinóvia é uma fina camada de tecido que reveste as articulações sinoviais, também conhecidas como membrana sinovial. Essa membrana é responsável pela produção e secreção do líquido sinovial, uma substância viscosa e lubrificante que preenche a cavidade articular
• Líquido sinovial: Um líquido viscoso e lubrificante que preenche a cavidade articular, proporcionando nutrição à cartilagem e reduzindo o atrito entre as superfícies articulares.

A cartilagem é um tecido conjuntivo especializado, flexível e resistente, que desempenha um papel crucial no suporte e na formação de estruturas no corpo humano. Ela é composta por células chamadas condrócitos, que são responsáveis pela produção e manutenção da matriz extracelular rica em colágeno e proteoglicanos. Existem três tipos principais de cartilagem: hialina, elástica e fibrosa, cada uma com funções e características específicas.

• Cartilagem hialina: é o tipo mais comum e abundante de cartilagem no corpo. Ela possui uma matriz extracelular translúcida, composta principalmente por colágeno tipo II e proteoglicanos. A cartilagem hialina é encontrada nas superfícies articulares dos ossos, no nariz, traqueia e laringe. Ela proporciona suporte e flexibilidade, além de reduzir o atrito entre as superfícies articulares durante os movimentos, como no joelho e no ombro.
• Cartilagem elástica: possui uma matriz extracelular semelhante à cartilagem hialina, mas com maior quantidade de fibras elásticas, conferindo maior flexibilidade e elasticidade. É encontrada em locais que requerem maior capacidade de deformação e retorno à forma original, como na orelha externa e na epiglote. Um exemplo de movimento envolvendo a cartilagem elástica é a mudança na forma da orelha quando pressionada e sua subsequente volta à posição original.
• Cartilagem fibrosa: também conhecida como fibrocartilagem, possui uma matriz extracelular mais densa, com maior quantidade de fibras colágenas tipo I, o que a torna mais resistente e menos flexível. A cartilagem fibrosa é encontrada em locais que exigem maior resistência a forças de compressão e tração, como nos discos intervertebrais da coluna vertebral e no menisco do joelho. Por exemplo, a cartilagem fibrosa permite que a coluna vertebral suporte o peso do corpo e absorva impactos durante atividades como caminhar e pular.

O líquido sinovial tem várias funções importantes nas articulações sinoviais, incluindo:

• Lubrificação: O líquido sinovial reduz o atrito entre as superfícies articulares cobertas por cartilagem, facilitando o movimento suave e protegendo a cartilagem do desgaste.
• Nutrição: O líquido sinovial fornece nutrientes essenciais à cartilagem articular, que não possui suprimento sanguíneo direto. Ele também remove resíduos metabólicos, contribuindo para a saúde geral da articulação.
• Amortecimento: O líquido sinovial ajuda a distribuir a pressão e a absorver choques nas articulações, protegendo os ossos e as estruturas circundantes de lesões durante atividades de impacto.

A sinóvia e o líquido sinovial são componentes fundamentais das articulações sinoviais e desempenham um papel crucial na manutenção da mobilidade e da saúde das articulações no sistema musculoesquelético humano.

As articulações sinoviais podem ser classificadas em vários tipos, com base na forma das superfícies articulares e nos movimentos permitidos. Os principais tipos de articulações sinoviais incluem:

1. Articulações planas: Possuem superfícies planas que deslizam umas sobre as outras, permitindo movimentos deslizantes e de rotação. Exemplo: articulações entre os ossos do carpo (mão).
2. Articulações em dobradiça: Permitem a flexão e a extensão em um único plano, como uma dobradiça. Exemplo: cotovelo.
3. Articulações em pivô: Permitem a rotação ao redor de um eixo. Exemplo: articulação entre o rádio e a ulna no antebraço.
4. Articulações condilares: Possuem superfícies ovais que permitem movimentos em dois planos (flexão/extensão e abdução/adução). Exemplo: articulação do punho.
5. Articulações em sela: Possuem superfícies articulares em forma de sela que permitem movimentos em dois planos e rotação limitada. Exemplo: articulação carpometacárpica do polegar.
6. Articulações esferoidais (ou articulações do tipo bola e soquete): Permitem movimentos em todos os três planos e oferecem a maior amplitude de movimento. Exemplo: ombro e quadril.

As articulações sinoviais são cruciais para a mobilidade e a funcionalidade do sistema musculoesquelético humano. Elas são comuns em áreas do corpo que exigem maior amplitude de movimento e flexibilidade, como os membros superiores e inferiores.