análise da fadiga muscular durante contração isométrica dos ...

ANÁLISE DA FADIGA MUSCULAR DURANTE CONTRAÇÃO
ISOMÉTRICA DOS MÚSCULOS FLEXORES DO COTOVELO
Welber Melo Moreira 1 , Pedro Reis de Oliveira 1 , Larissa Di Oliveira 2 , Renato André Silva 3 ,
Carlos Alberto Gonçalves 2 , Yomara Lima Mota 1
1 Universidade Católica de Brasília; 2 Universidade de Brasília; 3 Centro Universitário UNIEURO.
Resumo: O objetivo deste estudo foi avaliar a fadiga muscular dos flexores do cotovelo (bíceps braquial e
braquiorradial) em diferentes ângulos durante o exercício isométrico através da eletromiografia de superfície.
Participaram 12 homens, saudáveis. O teste constituiu em sustentar pelo maior tempo possível uma carga de 30% da
contração voluntária máxima (CVM) nos ângulos de 45º, 90º e 135º de flexão de cotovelo do membro não-dominante
até a exaustão. A queda da freqüência mediana foi utilizada como parâmetro para estudo da fadiga. Observou-se
diferença significante em relação ao ângulo de queda nos músculos BB e BRD a 90°, onde o BB apresentou um maior
ângulo de queda. Foi encontrada diferença significante, entre os ângulos de 45° e 90° e entre 45° e 135° para a CVM.
Palavras-Chave: Eletromiografia, Fadiga muscular, Bíceps Braquial, Braquiorradial, Contração isométrica
Abstract: The purpose of this study was to assess the muscle fatigue of the elbow flexors (biceps brachial and
brachioradialis) in different angles during the isometric exercise through the electromyography of surface. Twelve
young males, without history of joint or neuromuscular injuries in the superior member had participated of this study.
The test consisted in support for the higher time as possible a load of 30% of the maximum voluntary contraction
(CVM) in angles of 45º, 90º and 135º of elbow flexion of the non-dominant member until the exhaustion. The fall of the
medium frequency was used as parameter for the study of fatigue. Statistically significant difference was found in
relation to the muscles BB and BRD observed at 90°, where the BB presented a higher angle of fall. It was found
statistically significant difference between the angles of 45° and 90° and between 45° and 135° for the CVM.
Key Words: Electromyography, Muscle fatigue, Biceps Brachial, Brachioradialis, Isometric contraction
INTRODUÇÃO
O estudo da fadiga muscular, que significa,
entre outros detalhes, conhecer o momento de
exaustão do sistema neuromuscular, ocupa a
atenção de pesquisadores em diversas áreas, pois a
fadiga altera a eficácia da força contrátil,
interferindo no controle cortical do movimento [1].
A Eletromiografia de Superfície (EMG-S)
pode ser utilizada como um indicador de alterações
musculares durante este processo de fadiga [2]. De
acordo com DE LUCA (1993) a freqüência
mediana (FMN) é o parâmetro menos sensível a
ruídos e mais sensível aos processos fisiológicos e
bioquímicos relacionados com contrações
sustentadas.
Em estudos de biomecânica envolvendo
exercícios dinâmicos e estáticos é frequentemente
desejável monitorar a fadiga dos músculos
envolvidos em determinada tarefa. Uma aplicação
clara deste tipo de estudo é que, a partir do
conhecimento do comportamento da fadiga
muscular, pode-se entender o papel do músculo
monitorado na tarefa estabelecida [4].
Através da análise do comportamento da
FMN é possível verificar a relação da atividade

muscular com o ângulo articular, como no estudo
de MURRAY, DELP e BUCHANAN (1995), no
qual observaram que o músculo Bíceps Braquial
(BB) é fortemente influenciado pelo ângulo da
articulação do cotovelo. E ainda, entender o papel
dos sinergistas como no estudo de GAMET e
MATON (1989) onde relataram que o músculo
Braquiorradial (BRD) e Braquial (BR) são mais
fadigáveis que o BB.
Nesse contexto, o objetivo do estudo foi
analisar a fadiga muscular dos flexores do cotovelo
em diferentes ângulos durante o exercício
isométrico através do comportamento da
freqüência mediana.
METODOLOGIA
Participaram deste estudo 12 voluntários
do sexo masculino, sedentários, sem história de
lesão ósteo-articular ou neuromuscular de membro
superior, com idade de 22,92±2,21 anos, massa
corporal total de 73,35±16,06 kg, estatura
174,66±6,6 cm, dobra cutânea do BB 6,62±4,43
mm e do BRD 8,25±3,7 mm.
Todos os voluntários assinaram um Termo
de Consentimento Livre e Esclarecido. Este
trabalho foi aprovado pelo Comitê de Ética da
Faculdade de Medicina da Universidade de
Brasília (UNB).
Todo o protocolo foi executado no
Laboratório de Estudos em Fisiologia Digital
(LEFID) da Universidade Católica de Brasília
(UCB).
No primeiro dia de teste, foram feitas as
medidas antropométricas de dobra cutânea do
braço na região do BB e do antebraço na região do
BRD (local onde foram fixados os eletrodos) e o
teste de dominância manual segundo Inventário de
Edhinburg [7] sempre pelo mesmo avaliador. Em
seguida, determinou-se a força de Contração
Voluntária Máxima (CVM) dos músculos flexores
do cotovelo no lado não-dominante. Os sujeitos
realizaram uma contração máxima por três vezes
nos ângulos de 45º, 90º e 135º, com três minutos
de repouso entre as tentativas. Foi considerado o
maior valor da CVM conseguido pelo sujeito para
cada ângulo.
Nos outros três dias de teste, os indivíduos
realizaram contrações isométricas dos flexores do
cotovelo com carga de trinta por cento (30%) da
CVM na posição supina de antebraço, e neutra de
punho, nos ângulos pré-estabelecidos, escolhidos
randomicamente. Entre cada coleta houve um
intervalo mínimo de 48 horas.
Os ângulos do cotovelo foram
determinados e mantidos através de um ergômetro.
Para obter o feedback da força os indivíduos
ficaram em pé, a 1,10 da tela do microcomputador,
com o tronco encostado lateralmente ao ergômetro
e o pé contra-lateral posicionado à frente.
O exercício foi à manutenção de uma
contração isométrica em flexão do cotovelo a 30%
da CVM, em um ângulo pré-determinado, até a
exaustão.
O monitoramento da força foi feito por um
transdutor de força Hand Dynamometer, da marca
BIOPAC ® – modelo SS25L. O punho foi
envolvido por uma pulseira que conectava
perpendicularmente o antebraço com o transdutor,
via cabo de aço, até o solo.
Para coleta do sinal EMG-S foi utilizado
um amplificador de sinais biológicos modelo
MP30, da marca BIOPAC ® (com 04 canais). O
registro do EMG-S foi feito nos seguintes
músculos: Bíceps Braquial (BB) e Braquiorradial
(BRD).
2

A pele foi preparada com tricotomia, sabão
neutro, abrasão com bucha vegetal e lixa até que a
impedância entre pele e eletrodo fosse igual ou
inferior a 30 KΩ, monitorada por multímetro
digital da marca Centek, modelo DT830B.
Para garantir o controle do sítio de registro
optou-se em seguir o método de aferições
conforme recomendações do SENIAM (1999).
Para medidas de dobras cutâneas utilizouse
um adipômetro da marca Lange ® em cada sítio
de registro para controle da impedância entre o
eletrodo e o músculo estudado. Foram utilizados
eletrodos bipolares passivos de Ag/AgCl
(Meditrace ® ), com diâmetro total de 3,6 cm e
diâmetro da região de captação de 1,0 cm,
posicionados paralelamente às fibras musculares
com distância inter-eletrodos de 3,6 cm. O eletrodo
de referência foi colocado no pulso contra-lateral
ao membro testado.
A freqüência de amostragem de todos os
canais foi de 2000 Hz e para o sinal EMG-S o
ganho foi de 2500 Hz, enquanto que para o sinal de
força o ganho foi de 500 Hz. Foi utilizado o Filtro
FIR passa faixa de 500 Hz e passa alta de 30Hz. A
aquisição e o armazenamento dos dados foram
feitos através do software Biopac Lab Pro ® 3.6.5.
O processamento dos sinais coletados foi
dividido nas seguintes etapas: recorte do “sinal
bruto”, cálculo do tempo de resistência e ângulo de
queda.
O sinal bruto da EMG-S foi recortado
utilizando o mesmo software da coleta, onde se
considerou somente a faixa entre 15%, acima e
abaixo, da CVM solicitada.
O sinal da EMG-S no processo da fadiga
foi avaliado pelo deslocamento da Freqüência
Mediana (FMN) no espectro do sinal calculado por
Fourier. Para o cálculo da FMN foi utilizado o
software de processamento SPEC (desenvolvido
no Laboratório de Engenharia Biomédica do
Instituto de Biologia / UnB), em MATLAB 5.0,
segundo algoritmos descritos em GONÇALVES
(1982). Foi utilizado o software Origin 6.0
Professional para realizar a normalização (feita
pelo pico do sinal), calcular o ângulo de queda e
definir o tempo de resistência (TR).
A normalidade dos dados foi testada pelo
teste de Shapiro-Wilks. Para os valores de CVM
foi aplicado Teste t pareado. Já para o ângulo de
queda da freqüência mediana e tempo de
resistência foi aplicado o teste não paramétrico de
Wilcoxon com p

Tabela 2: Valores da média e desvio padrão do TR (s) nos
ângulos de 45°, 90° e 135°.
Ângulos TR (s)
45° 129,91± 9,29
90° 154,91±41,39
135° 136,33±36,45
Ângulo de Queda
Os ângulos de queda da FMN nos ângulos
de 45º, 90º e 135º dos músculos BB e BRD,
obtidos na contração isométrica, estão
representados na Figura 1. Observou-se diferença
estatística significante em relação aos músculos
BB e BRD a 90° (p=0,04), onde o BB apresentou
um maior ângulo de queda. Demonstrou ainda, um
maior ângulo de queda a 45° sem diferença
estatística entre BB e BRD, o mesmo ocorreu a
135°.
Ângulo
0,15
0,10
0,05
0,00
-0,05
-0,10
-0,15
-0,20
-0,25
-0,30
Ângulo de queda
(Média e DP)
BB45 BRD45 BB90 BRD90 BB135 BRD135
Média
±DP
±1,96*DP
Figura 1: Média e desvio padrão do ângulo de queda da FMN
a 45º, 90º e 135º.
DISCUSSÃO
Segundo MAMAGHANI et al. (2001) a
fadiga é uma condição em que o músculo não é
mais capaz de gerar ou sustentar a produção de
potência esperada e em oposição ao achado de
MAMAGHANI et al. (2001) que avaliaram a
CVM dos flexores do cotovelo a 60°, 90° e 120°
demonstrando não haver diferença significante nos
valores médios da CVM. Observou-se no presente
estudo diferença estatística entre os ângulos de 45°
e 90° bem como 45° e 135°, indicando um
aumento da força com o aumento do ângulo
articular dos flexores do cotovelo. NORDIN e
FRANKEL (2003) descrevem que a força contrátil
que um músculo é capaz de produzir aumenta com
o comprimento do mesmo e é máxima quando o
músculo está no comprimento de repouso, ponto
onde existe maior sobreposição dos filamentos de
actina e miosina.
Tais autores, entretanto relatam que o
aumento do comprimento da fibra, que ocorre
durante uma atividade excêntrica, aumenta a
capacidade de aplicação de força pelo músculo. A
explicação é que durante uma ação excêntrica há
um aumento da força exercida pelas pontes
transversas e outra possibilidade é o aumento da
quantidade de Cálcio liberado ou pelo alongamento
dos sarcômeros dentro da miofibrila [12].
HUNTER e ENOKA (2001) definiram o
tempo de resistência como o período em que o
indivíduo consegue manter a força durante
contrações sustentadas. O TR em contrações
submáximas envolve múltiplos músculos, podendo
ser influenciado pela variação do padrão de
ativação muscular.
O mecanismo para a variação do TR é
desconhecido. Evidências indiretas sugerem que
grandes forças estão associadas, tais como, o
aumento da pressão intramuscular, oclusão do
fluxo sangüíneo, acúmulo de metabólitos e
prejuízo na liberação de oxigênio para o músculo
realizar uma contração sustentada. O tempo de
resistência pode também ser influenciado pela
4

distribuição da ativação dos músculos agonistas e
sinergistas [17].
MAMAGHANI et al. (2001) verificaram o
padrão do tempo de resistência nos flexores do
cotovelo a 20 e 40% da CVM em 60°, 90° e 120°
demonstrando que a posição do cotovelo não causa
efeito no tempo de resistência. E que o tempo de
resistência declina com o aumento da porcentagem
da CVM. O que corrobora com os resultados
encontrados neste estudo.
No decorrer da fadiga ocorre uma alteração
no espectro de freqüência da EMG, isto é, acontece
um declínio da FMN que pode ser representado
linearmente. O ângulo formado por esse declínio
foi definido no presente estudo como ângulo de
queda da freqüência mediana.
Correlacionando a queda da freqüência
mediana dos músculos BB e BRD nos ângulos de
45º, 90º e 135º não foram encontrados diferenças
estatísticas significativas. Segundo TAL’NOV et
al. (1999) durante um exercício fatigante ocorre
uma redistribuição da atividade entre os agonistas
e os sinergistas, podendo ser considerado como um
fator direto para diminuição do efeito da fadiga.
OLIVEIRA (2003) afirma que a resistência
muscular durante a flexão isométrica do cotovelo
independe do ângulo da articulação, ou seja, do
comprimento da fibra muscular.
Comparando os músculos BB e BRD entre
si, nos diferentes ângulos estudados, observou-se
uma tendência a um maior ângulo de queda do
músculo BB em todos os ângulos. O BB é o
principal músculo responsável pela flexão do
cotovelo, consequentemente o mais exigido na
realização da atividade [15]. O BRD, por ser
sinergista deste mesmo movimento, auxilia o BB
em sua tarefa gerando um processo de fadiga com
menor intensidade. Esta diferença se torna mais
evidente no ângulo de 90° onde foi possível
observar diferença estatística entre os músculos BB
e BRD (p=0,04).
CONCLUSÃO
O tempo de resistência não muda em
função do ângulo articular. Há um aumento da
força com o aumento do ângulo da articulação do
cotovelo. O músculo BB apresenta um maior
ângulo de queda comparado com o BRD a 90°.
Sugerimos a necessidade da continuidade
do estudo, pois o movimento de flexão do
cotovelo, além dos músculos estudados, há
também a participação músculos biarticulares, tais
como, os flexores dos dígitos, participação dos
antagonitas bem como a influência do
posicionamento das articulações adjacentes.
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