análise eletromiográfica dos músculos flexores do joelho

ANÁLISE ELETROMIOGRÁFICA DOS MÚSCULOS FLEXORES DO
JOELHO EM CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA FATIGANTE
Mauro Gonçalves 1 , Ricardo Mitsuo Yamaguti 1 , Sarah Regina Dias da Silva 1,2 , Adalgiso Coscrato
Cardozo 1, 3 , Kleber Parada 4
1 Laboratório de Biomecânica – Universidade Estadual Paulista –UNESP – Rio Claro-SP.
2 Centro Universitário Claretiano – CEUCLAR – Batatais – SP.
3 Departamento de Ciências da Saúde – Universidade Federal de São Paulo – UNIFESP – Baixada Santista-SP.
4 Universidade de Ribeirão Preto - UNAERP
Resumo: O objetivo deste estudo foi analisar por meio da eletromiografia o processo de fadiga dos músculos
semitendinoso, bíceps da coxa (cabeça longa) e gastrocnêmio (cabeça lateral) em contrações isométricas. Dez
voluntárias saudáveis com idades entre 18 e 29 anos executaram flexão isométrica do joelho durante um minuto, com
50%, 60% e 70% da carga máxima em único dia. Foram analisados os valores de slope e intercepto das freqüências
média e mediana. Os resultados mostraram que o slope do músculo semitendinoso apresentou diferenças significativas
em relação aos outros músculos nas cargas de 60% e 70%, indicando maior contribuição deste músculo devido a
diferenças na anatomia dos músculos estudados e ao ângulo de flexão do joelho utilizado. Pode-se concluir que
exercícios isométricos de flexão do joelho a 90º privilegiam o músculo semitendinoso, sendo necessários menores
ângulos de flexão para análises específicas dos músculos bíceps da coxa e gastrocnêmio.
Palavras Chave: flexores do joelho, eletromiografia, fadiga.
Abstract: The objective of this study was to analyze through electromyography the fatigue process of the
semitendinosus, biceps femoris and gastrocnemius muscles during isometric contractions. Ten female healthy subjects
between 18 and 29 years executed isometric knee flexion during one minute, with 50%, 60% and 70% of the maximum
load in one day. The mean power frequency and median frequency slopes and intercepts had been analyzed. The slopes
values of the semitendinosus muscle presented differences in relation to the other muscles in loads of 60% and 70%,
indicating higher contribution of this muscle due the differences in the anatomy of the studied muscles and to the angle
of knee flexion. It can be concluded that isometric exercises at 90º knee flexion privileges the semitendinosus muscle,
and minors flexion angles for specific analyses of the muscles biceps femoris and gastrocnemius could be studied.
Keywords: knee flexors, electromyography, fatigue.
INTRODUÇÃO
Em joelhos saudáveis a ação agonista do
músculo quadríceps gera uma força de
deslizamento da tíbia sobre o fêmur com
simultânea ação antagonista dos músculos
posteriores da coxa promovida pelos reflexos
espinhais. Estes reflexos, incluindo a inibição
recíproca, modulam a quantidade de co-atividade
[1] produzindo assim a estabilização da articulação
[2] e auxiliando o ligamento cruzado anterior
(LCA) na manutenção da estabilidade articular [3,
4, 5].
Estudos demonstram que fraqueza ou
padrões atípicos de ativação dos ísquiotibiais
aumentam o risco de lesões no joelho, tais como a
ruptura do LCA [6] durante treinamentos,
atividades esportivas e altas cargas de trabalho.
Alguns pesquisadores como Wojtys e Huston [7]
acreditam que o gastrocnêmio também promove
estabilidade à articulação do joelho, resistindo à
força de deslizamento da tíbia durante a ação do
quadríceps na extensão de joelho [8]. Padrões
atípicos e uma ineficiente atuação muscular podem
estar relacionados entre outros fatores com a fadiga
muscular.

Durante o processo de fadiga, as unidades
motoras disparam em velocidades crescentes para
compensar a diminuição da força, decorrente da
fadiga de outras unidades motoras e manter o nível
de tensão muscular [9]. Este comportamento é
evidenciado pelo aumento da amplitude do sinal
eletromiográfico [10]. Também a fadiga pode ser
analisada por meio dos parâmetros espectrais da
eletromiografia (EMG), em particular aquelas
promovidas durante contrações isométricas [11].
Durante contrações isométricas e isotônicas, a
fadiga é caracterizada por um aumento na
amplitude e uma diminuição das freqüências
mediana (FM) e média (FMed) [12]. Parâmetros de
freqüência do sinal eletromiográfico podem ser
analisados em função do tempo por meio de
regressões lineares, tanto em contrações
isométricas quanto isotônicas. Destas regressões,
são frequentemente estudados os valores de
coeficiente de inclinação (slopes) [13, 10] e
interceptos ou valores iniciais (onde x = 0),
utilizados para diferenciação dos tipos de fibras
musculares em determinados estudos [14].
Considerando a importância da ação dos
músculos flexores do joelho, bem como os danos
que uma ativação insuficiente pode trazer
decorrentes de fraqueza ou da fadiga, seu estudo
passa a ser fundamental. Portanto, identificar
indicadores de resistência muscular, que
futuramente poderão ser úteis como formas de
comparação quando submetidos a programas de
treinamento ou reabilitação torna-se importante.
Neste sentido, o objetivo do presente estudo foi
avaliar o comportamento dos músculos flexores do
joelho em diferentes intensidades de contração
isométrica realizadas durante 1 minuto.
MATERIAIS E MÉTODOS
Participaram deste estudo 10 voluntários
do gênero feminino com idades entre 18 e 29 anos,
fisicamente ativas, sem antecedentes de doenças
músculo-esqueléticas, todos universitários e de
antropometria semelhante. Antecipadamente ao
experimento os voluntários foram orientados sobre
as atividades a serem realizadas e assinaram um
termo de consentimento em submeter-se às
mesmas. Este estudo foi previamente aprovado
pelo Comitê de Ética em Pesquisa local.
Para captação dos sinais eletromiográficos
foram utilizados eletrodos de superfície
(LECTEC), com revestimento de cloreto de prata
com 2,8cm de largura, 3,7cm de comprimento,
com distância intereletrodos de 3 cm, dispostos
sobre os músculos bíceps da coxa (cabeça longa),
semitendinoso e gastrocnêmio (cabeça lateral), do
membro inferior dominante, posicionados com
adaptação do protocolo empregado por Delagi et
al. (1981) (Figura 1). Com intuito de evitar
possíveis interferências na captação do sinal
eletromiográfico, realizou-se previamente à
colocação dos eletrodos, tricotomia, abrasão com
lixa fina e limpeza da pele com álcool no nível dos
músculos estudados. Os voluntários foram,
também, devidamente conectados a um eletrodo de
referência posicionado sobre o processo estilóide
do rádio, do lado dominante.
Os sinais EMG foram obtidos por meio de
um módulo de aquisição de sinais biológicos
(Lynx ® ) foi calibrado com um ganho em 1000
vezes, o filtro de passa alta em 20Hz e o filtro de
passa baixa em 500Hz, assim como um software
específico (Aqdados-Lynx ® ) calibrado com uma
freqüência de amostragem de 1000 Hz.

O teste foi realizado no equipamento LEG
CURL (BODY SOLID ® ) (Figura 2), na qual os
voluntários foram posicionados em decúbito
ventral com o joelho flexionado a 90º para a
realização dos testes. Primeiramente foi
determinada a contração isométrica voluntária
máxima (CIVM) de cada voluntário e após um
intervalo não menor que 30 minutos, foram
realizados os testes de contração isométrica
durante 1 minuto a 50%, 60% e 70% da CIVM
escolhidas aleatoriamente para cada teste. Os testes
foram executados em único dia e entre eles houve
um intervalo de 30 minutos. Para a análise dos
sinais eletromiográficos foram utilizadas rotinas
específicas em ambiente MatLab (MathWorks ® )
com a qual obteve-se a FM e FMed, e os valores de
slope e intercepto da regressão linear entre a
atividade EMG e o tempo de execução. Para a
análise estatística dos valores de slope e intercepto
de FM e Fmed dos músculos semitendinoso, bíceps
da coxa e gastrocnêmio nas diferentes cargas
(50%, 60% e 70%) foram feitos testes de
normalidade e homogeneidade e pelos resultados
Slope FM (Hz. s-1 )
0.0
-0.1
-0.2
-0.3
-0.4
-0.5
-0.6
♦
Slope Frequência Mediana
50 60 70
*
Cargas (% CIVM)
Semi Bíceps Gastro
obtidos, optou-se pelo teste de Kruskal-Wallis com
nível de significância estabelecido para p

Intercepto FM (Hz)
120
100
80
60
40
20
0
* diferença significativa em relação ao músculo bíceps da coxa na mesma carga.
† diferença significativa em relação à carga de 70% (semitendinoso).
Gráficos 3 e 4 - Valores dos interceptos de FM e Fmed dos músculos semitendinoso, bíceps da coxa e
gastrocnêmio.
Os valores de intercepto da FM (Gráfico
3) foram maiores para o músculo gastrocnêmio
em relação ao músculo bíceps da coxa cabeça
longa a 50%, 60% e 70% da CIVM. O músculo
semitendinoso também apresentou maior valor de
intercepto da FM a 60% da CIVM em relação a
70% da CIVM. Os valores de intercepto da FMed
(Gráfico 4) apresenta maior valor para o músculo
gastrocnêmio em relação ao músculo bíceps da
coxa cabeça longa a 50% da CIVM e não
apresentou diferença significativa (p

ângulo de flexão do joelho, apresentando menores
valores de torque quanto maiores os ângulos
empregados. Por outro lado, o músculo
semitendinoso possui as fibras musculares
posicionadas paralelamente ao seu comprimento e
que possivelmente possui maior número de
sarcômeros em série devido ao seu maior
comprimento de fibra [15], enquanto o músculo
bíceps da coxa é um músculo unipenado, com
menor comprimento de fibra. Esse ângulo de
penação aumenta durante a flexão do joeho,
fazendo o músculo bíceps da coxa diminuir sua
contribuição em ângulos maiores que 45º, e a
partir dos 60° o músculo semitendinoso é o maior
contribuinte com a manutenção do torque e tensão
da flexão de coxa [15]. Sendo assim, os maiores
valores de slope encontrados para o músculo
semitendinoso podem estar relacionados com sua
maior participação na contração isométrica em
90°.
O músculo gastrocnêmio é um músculo
biarticular e atua como acessório na flexão do
joelho [18]. No presente estudo, pode-se notar que
o mesmo apresenta os menores valores de slope,
demonstrando um inexpressivo desenvolvimento
do processo de fadiga durante o teste, sendo
justificada então por uma menor contribuição na
flexão do joelho. As intensidades de carga
impostas apresentaram efeitos diferentes para os
músculos, visto que a 50% estes apresentam
atividade predominantemente semelhantes, com
evidente atividade para o músculo semitendinoso
nas maiores cargas. No entanto, o aumento das
cargas apresentou menor efeito na atividade
eletromiográfica, o que pode estar relacionado à
proximidade dos valores de carga utilizada [13,
19]. Somente o músculo semitendinoso
apresentou diferenças significativas frente ao
aumento da carga e reforça a hipótese de que sua
contribuição na manutenção da tensão aumenta
para suportar o aumento da carga.
Os valores de intercepto apresentaram
diferenças significativas entre o músculo
gastrocnêmio e o bíceps da coxa. Os maiores
valores de intercepto do músculo gastrocnêmio
pode ser explicado pela sua maior proporção de
fibras musculares do tipo II (67%) de contração
rápida em relação ao músculo bíceps da coxa
(33%) [17], apesar da menor contribuição do
gastrocnêmio na flexão de coxa. Estudo de Kupa
et al., [14] indica que músculos com maior
proporção de fibras musculares de contração
rápida (tipo II) demonstram maiores valores de
intercepto por terem maior secção transversa e
maiores velocidades de condução dos potenciais
de ação.
Embora o presente estudo tenha permitido
analisar o comportamento dos slopes e interceptos
das FM e FMed, dos músculos semitendinoso,
bíceps da coxa e gastrocnêmio durante exercício
isométrico, estudos futuros deveriam considerar
outros músculos e em diferentes ângulos de flexão
do joelho, com o objetivo de aumentar o
conhecimento sobre os mesmos e possibilitar a
criação de outros protocolos para a avaliação da
resistência muscular localizada e verificar o efeito
de treinamentos e reabilitação sobre estes
músculos.
CONCLUSÃO
Constata-se que o músculo semitendinoso
apresenta maior efeito do tempo de execução e da
intensidade da contração durante a flexão
isométrica do joelho a 90º. Exercícios isométricos
de flexão de coxa com esta angulação privilegiam

o músculo semitendinoso, sendo necessários
menores ângulos de flexão do joelho para analisar
a ativação específica dos músculos bíceps da coxa
e gastrocnêmio.
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e-mail: maurog@rc.unesp.br
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