Resumo
Embora as relações força-comprimento (F-C) e força-velocidade (F-V) de um músculo possam ser facilmente determinadas in-vitro, a determinação in-vivo é certamente mais complexa, e baseia-se frequentemente em medidas de torque e ângulo articular. Uma importante limitação dessa abordagem reside no fato de as mudanças de comprimento do fascículo muscular não se relacionarem de maneira simples às da unidade músculo-tendínea (UMT). Dessa forma, a investigação in-vivo da mecânica músculo-tendão torna-se necessária para a determinação da expressão dessas propriedades musculares no contexto do movimento humano. Neste trabalho, foi determinado, in-vivo, a relação F-C (Parte I) e a relação F-V (Parte II) nos níveis do fascículo e da UMT para contrações voluntárias do músculo vasto lateral (VL) em humanos. A relação F-C foi obtida para contrações máximas e submáximas e a relação F-V, para diferentes níveis de pré-contração do músculo. A fim de obter um melhor entendimento do fenômeno, o movimento de extensão de joelho foi analisado em diferentes amplitudes de acordo com características cinéticas e cinemáticas do mesmo. As coletas de dados envolveram medições sincronizadas de torque e ângulo de joelho, bem como arquitetura muscular e EMG do VL durante contrações isométricas (F-C) e isocinéticas (F-V) de extensores de joelho. Na Parte I, foi demonstrado que a quantidade de encurtamento dos fascículos em uma contração isométrica depende do comprimento da UMT/ ângulo articular, resultando em diferentes formatos para a relação F-C entre os níveis do fascículo e da UMT e entre contrações máximas e submáximas. As relações F-C para contrações submáximas foram determinadas a partir de níveis percentuais de força (como sugerido na literatura), mas, também, através de uma nova abordagem baseada em níveis percentuais de ativação (EMG). Com base na primeira abordagem, por definição, os picos de força para as relações F-C ocorrem em um comprimento muscular fixo, mas, devido a complacência da UMT, em comprimentos de fascículo maiores a medida que a força na UMT decresce. Contrariamente, na análise baseada em ativação, os picos de força ocorrem em um comprimento de fascículo constante, mas em comprimentos musculares menores a medida que a a força na UMT decresce. Este resultado sugere que o maior potencial de geração de força submáxima é obtido em comprimento de fascículo próximo ao definido como ótimo, ou seja, no comprimento onde a sobreposição dos miofilamentos é máxima. Na Parte II dessa tese, a análise da relação F-V evidenciou que a velocidade de encurtamento do fascículo durante a extensão “isocinética” de joelho pode ser menor, semelhante ou maior do que a da UMT dependendo da velocidade articular e de qual parte do movimento é analisada. A velocidade de encurtamento da UMT aumenta sistematicamente com a velocidade articular, enquanto que os fascículos podem permanecer com velocidades constantes para uma grande amplitude de velocidade articular. Os resultados apontam para a crítica natureza da interação entre ângulo articular, força/ativação muscular, elementos elásticos e mecânica dos fascículos musculares e auxiliam na superação das restrições encontradas quando se relaciona e se aplica conhecimento obtido nos diferentes níveis organizacionais dos músculos.
