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Brazilian Journal of Physical Therapy

versão impressa ISSN 1413-3555versão On-line ISSN 1809-9246

Rev. bras. fisioter. vol.13 no.2 São Carlos mar./abr. 2009  Epub 17-Abr-2009

http://dx.doi.org/10.1590/S1413-35552009005000021 

ARTIGOS ORIGINAIS

 

Análise do padrão eletromiográfico durante os agachamentos padrão e declinado

 

 

Alves FSMI; Oliveira FSI; Junqueira CHBFI; Azevedo BMSII; Dionísio VCIII

IFisioterapeuta
IIPrograma de Pós-Graduação em Fisioterapia, Centro Universitário do Triângulo (Unitri), Uberlândia (MG), Brasil
IIILaboratório de Estudos Clínicos em Fisioterapia, Universidade de Ribeirão Preto (UNAERP), Ribeirão Preto (SP), Brasil

Correspondência para

 

 


RESUMO

OBJETIVO: Identificar e comparar o padrão eletromiográfico (EMG) dos principais músculos do membro inferior com apoio bilateral durante o agachamento padrão e declinado.
MÉTODOS: Foram recrutados oito sujeitos (três homens e cinco mulheres), todos destros, atletas de final de semana e saudáveis (médias: 20,57 anos; 69,5±15kg; 1,73±0,15m). Foram registrados os sinais eletromiográficos dos músculos vasto medial oblíquo (VMO), vasto lateral (VL), bíceps femoral (BF), sóleo (SO), tibial anterior (TA) e eretor espinhal (EE) durante a fase ascendente (70º-0º) e descendente (0º-70º) dos agachamentos padrão (plano horizontal) e declinado (a 25º). A integral da atividade EMG de cada músculo foi calculada no intervalo de 300 milisegundos (ms) antes do início e do final do movimento. A média de cada músculo para cada sujeito foi analisada pelo teste de análise de variância para medidas repetidas (ANOVA) para verificar o efeito da tarefa de agachar.
RESULTADOS:A análise qualitativa revelou que o padrão de atividade muscular durante os agachamentos padrão e declinado foram similares, e a análise quantitativa não revelou diferenças na atividade EMG.
CONCLUSÃO: Os resultados demonstram que a atividade EMG dos músculos estudados foi similar entre as tarefas propostas.

Palavras-chave: eletromiografia; articulação do joelho; atividade motora; terapia por exercício.


 

 

Introdução

A síndrome da dor fêmoro-patelar (SDFP) compreende várias lesões que acometem o aparelho extensor do joelho como a tendinopatia patelar, tendinite na inserção do tendão da patela, tendinite patelar, tendinose patelar, joelho do saltador, disfunção fêmoro-patelar1, e é uma condição comum que vem acometendo pessoas entre 10 e 35 anos de idade, sendo mais comum em mulheres que em homens2. A disfunção fêmoro-patelar produz grande estresse na cartilagem articular e tem o potencial de aumentar o estresse no osso subcondral, sendo uma explicação plausível de causas de dor nessa articulação3.

Embora a instabilidade patelar seja a principal causa dessa síndrome4, muitos são os fatores que podem produzir tal instabilidade5. O antagonismo entre a atividade do vasto medial oblíquo (VMO) e a do vasto lateral (VL) estabiliza a patela, e quando ocorre um desequilíbrio entre as forças geradas por essas porções do quadríceps, é produzida a instabilidade e consequente dor na articulação fêmoro-patelar2, principalmente quando a articulação é mais exigida.

Exercícios em cadeia cinética fechada têm sido empregados em muitos programas de reabilitação, inclusive para os portadores da SDFP6,7. O agachamento é um bom exemplo de exercício em cadeia cinética fechada8 e faz parte de qualquer programa de ginástica ou musculação9, bem como de programas de reabilitação10. O principal objetivo é o desenvolvimento de força dos principais músculos do membro inferior10, embora possa haver diferença na atividade EMG desses músculos11. Mais recentemente, Purdam et al.12 e Young et al.13 sugeriram que o agachamento declinado (AD) a 25° é uma boa forma de recuperação de portadores de tendinite patelar comparado com o agachamento padrão (AP), ou seja, no plano horizontal.

Entretanto, as estratégias motoras (padrão no recrutamento muscular) na realização do agachamento ainda não foram totalmente exploradas. Cheron et al.14 e Hase et al.15 estudaram apenas a estratégia motora durante a fase inicial do agachamento, sendo que pode haver mais de uma estratégia para o início do agachamento15. Outros estudos observaram a estratégia motora em movimentos esportivos, cujo foco principal era articulação do joelho8,10,11. Mais recentemente, Dionísio et al.16 identificaram e descreveram uma única estratégia para a execução do agachamento quando os movimentos do tronco são restritos no plano sagital.

Contudo, todos esses estudos foram desenhados utilizando o agachamento padrão, e o efeito do agachamento declinado sobre a estratégia motora ainda é pouco conhecido. Kongsgaard et al.17 observaram que no agachamento declinado unipodal, a atividade EMG do quadríceps e dos flexores plantares foram maiores do que outros músculos, e que o tendão patelar sofria maior tensão do que o agachamento padrão. Esse maior esforço sobre o tendão patelar produziria um efeito biopositivo, o que poderia justificar a melhora dos portadores da tendinite patelar. Todavia, os autores não discutiram o padrão de recrutamento muscular utilizado na realização desse tipo de agachamento comparado com o agachamento padrão.

Portanto, o objetivo deste estudo foi identificar e comparar o padrão eletromiográfico durante as fases ascendente e descendente dos agachamentos padrão e declinado.

 

Materiais e métodos

Amostra

Foram selecionados oito voluntários adultos jovens (três homens e cinco mulheres) saudáveis, todos destros, que não praticavam atividade física regularmente (atletas de final de semana) e tinham idade entre 18 e 25 anos (média 20,57 anos), peso entre 50 e 90Kg (média 69,5±15kg), altura de 1,60 a 1,90m (média 1,73±0,15m). Não foram inclusos sujeitos com histórico de dor, cirurgia, doenças ou lesões osteomioarticulares de membro inferior. Ao voluntário foi reservado o direito de se retirar da pesquisa a qualquer momento, conforme o termo de consentimento previamente assinado por ele e aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa do Centro Universitário do Triângulo (Unitri) sob o registro 624842 em 27 de Junho de 2007.

Registro dos dados

Após a tricotomia e assepsia com álcool, eletrodos de superfície ativos diferenciais simples foram fixados no vasto medial oblíquo (VMO), vasto lateral (VL), bíceps femoral (BF), sóleo (SO), tibial anterior (TA) e eretor espinhal (EE). Para o VMO, o eletrodo foi colocado no ventre muscular respeitando a direção das fibras (cerca de 54º) e também uma distância de cerca de 2cm distal ao ponto motor18. Para tanto, foi solicitada uma contração isométrica do quadríceps, de forma a observar a atividade do VMO. A partir disso, o eletrodo foi posicionado considerando o ângulo de inclinação das fibras e buscando a posição mais próxima do retináculo. Para os outros músculos, os eletrodos foram colocados de acordo com as recomendações do projeto SENIAM (Surface ElectroMyoGraphy for the Non-Invasive Assessment of Muscles) da Biomedical Health and Research Program (BIOMED II) of the European Union19. Os eletrodos não eram descartáveis e eram compostos por duas barras paralelas de prata com 1cm de comprimento e 1mm de largura cada, com 1cm de distância uma da outra. O ganho dos eletrodos foi de 20 vezes e foram conectados ao eletromiógrafo computadorizado da marca DataHominis Tecnologia Ltda com ganho de 100 vezes, perfazendo um ganho total de 2000 vezes, filtro passa faixa de 15Hz a 1kHz com uma frequência de aquisição de 2000Hz. Também foi utilizado um eletrodo terra, de 3cm2, fixado no maléolo lateral da fíbula e untado com pasta gel eletrocondutora para melhorar a condução dos sinais e eliminar eventuais interferências externas. Um canal auxiliar também foi utilizado com um eletrogoniômetro DataHominis de hastes flexíveis e rotação de 360°, o qual foi colocado na articulação do joelho, com o eixo fixado sobre o epicôndilo lateral do fêmur, com as hastes alinhadas com o fêmur e com a tíbia. Previamente ao início da avaliação, os canais do eletromiógrafo foram devidamente calibrados para determinar a extensão total do joelho 0º e a flexão (180º).

Tarefa

Os sujeitos foram posicionados de forma que os pés tivessem uma distância equivalente à largura dos ombros, e estivessem paralelos. Os sujeitos foram ainda orientados a manter os braços cruzados sobre seu peito, de forma que cada mão tocasse o ombro oposto. A captação dos sinais eletromiográficos foi feita somente no membro dominante do voluntário (lado direito). A atividade elétrica desses músculos foi capturada durante os agachamentos padrão (Figura 1A) e declinado a 25º (Figura 1B), na fase descendente (0º a 70º) e ascendente (70º a 0º). Foi posicionado, na região posterior do sujeito, um suporte ajustável para limitar o movimento final da fase descendente e delimitar o início do movimento na fase ascendente.

 

 

Foi permitida a execução de 2 repetições para o aprendizado do movimento e para conferir se havia algum fio que fosse capaz de impedir os movimentos, e se a captação dos sinais estava adequada, sem a presença de ruídos.

Os voluntários realizaram as 10 repetições do agachamento padrão, sendo 5 repetições para a fase descendente e 5 repetições para a ascendente. Posteriormente, o mesmo número de repetições foi realizado, na mesma sequência, para o agachamento declinado.

O início de cada movimento foi autorizado por meio do comando verbal do pesquisador. Os sujeitos foram orientados a realizar movimentos o mais rapidamente possível e manter a posição final até o término da coleta, cuja duração foi de 2 segundos. Entre cada repetição, houve um intervalo de aproximadamente 1 minuto, necessário pra salvar os dados obtidos e também para evitar a fadiga muscular. Entre cada série de 5 repetições, houve um período de 3 minutos com a finalidade novamente de evitar a fadiga muscular.

Processamento dos dados

Os sinais EMG obtidos em microvolts (µV) foram retificados (full wave), filtrados (passa-baixa a 25Hz, usando um filtro Butterworth de segunda ordem) e normalizados pela contração isométrica voluntária máxima (CIVM). Depois os mesmos foram analisados a partir do início do movimento menos 300 milisegundos (ms) determinado a partir do início do deslocamento angular, captado pelo eletrogoniômetro. Foi obtida a média das 5 repetições de cada sujeito para cada tarefa. A partir da média, foi calculada a integral (área da curva retificada) de cada um dos músculos até o final do movimento. Para esses procedimentos, foram utilizados o software Excel (Microsoft, Office XP 2003) e o KaleidaGraph (Synergy software, versão 3.08).

Análise estatística

Para o cálculo amostral, foi utilizada a distribuição t de Student a partir do desvio-padrão observado nos estudos piloto. Para a avaliação do efeito da tarefa, foi utilizada a análise de variância (ANOVA) fatorial de medidas repetidas two way [tarefa (agachamento padrão e agachamento declinado) X músculos (integral da curva dos seis músculos)]. Como processo post hoc foi utilizado o método Least-significant diference (LSD). Os dados foram analisados em um computador pessoal com o programa estatístico Statistica for Windows (Statsoft, Inc. versão 5.0). Para todas as avaliações, foi estabelecido um nível de significância (a) de 0,05 e b de 0,2, com poder de 80%.

 

Resultados

Agachamento na fase descendente (atividade excêntrica)

Analisando qualitativamente a série temporal de uma repetição na fase descendente (Figura 2), foi possível observar que antes de iniciar o movimento de agachamento, todos os músculos apresentaram uma atividade basal. Apenas o EE apresentou alguma atividade adicional. Isso ocorreu para ambas as modalidades de agachamento (Figuras 2E e 2F). Durante o início do agachamento, o SO e o EE tiveram aumento de sua atividade no AD, sugerindo que os mesmos estiveram envolvidos no início do movimento. Para o AP, o TA também foi ativado, sugerindo que ele foi necessário para iniciar o movimento (Figura 2A). O TA seria necessário para gerar uma perturbação postural na articulação do joelho e iniciar o movimento.

A atividade elétrica dos músculos VMO e VL analisada em ambos os agachamentos (AD e AP) tiveram sua ativação após o início do movimento (Figuras 2C e 2D). Sua ação se dá na tentativa de frear o movimento, controlando a velocidade da flexão do joelho, produzida pela ação gravitacional, a qual aumenta com a flexão do joelho. Isso justificaria a atividade EMG crescente de acordo com o aumento da flexão do joelho. O músculo BF foi o último a ser ativado no AD (Figura 2E), mas no AP sua ativação foi simultaneamente ao VMO e VL (Figura 2F). Essa ativação possivelmente foi necessária para dosar a quantidade de rotação que a pelve produziria, mantendo-a estabilizada e auxiliando o EE no controle do agachamento. Além disso, juntamente com as porções do quadríceps, contribuiriam para a estabilidade do joelho durante o movimento.

Após o início do movimento, a atividade EMG de todos os músculos estudados aumentou em ambos os grupos; mas, qualitativamente, a atividade EMG desses músculos foi maior na tarefa AP. Entretanto, quando a média da integral de cada um dos músculos foi calculada durante todo o tempo de movimento (Figura 3A) e analisada estatisticamente, a análise de variância não revelou efeito das tarefas (F(1,14)=2,54 p<0,1332) e nem da interação (F(5,70)=0,10 p<0,9926); entretanto, como esperado, houve efeitos dos músculos (F(5,70)=5,34 p<0,003). O pos hoc também não mostrou efeito da tarefa para cada um dos músculos (p>0,33).

 


 

Agachamento na fase ascendente (atividade concêntrica)

A análise qualitativa da série temporal de uma repetição do agachamento na fase ascendente (Figura 4) mostra que todos os músculos estudados foram ativados antes do início do movimento, tanto no AD como no AP. Isso foi necessário para que fosse possível a manutenção na posição inicial (agachado a 70°). Entretanto, a magnitude pareceu ser superior no AP, quando comparado ao AD. Para iniciar o movimento na fase ascendente, foi necessário o aumento de atividade dos músculos responsáveis por vencer a inércia e a ação gravitacional (VMO, VL e EE) em ambos os agachamentos (Figuras 4C E 4D). Esses músculos continuaram ativos por todo o movimento até a chegada da posição ereta, em que a atividade foi reduzida ao mínimo necessário para manter a postura.

O músculo TA foi ativado de forma concêntrica para produzir a estabilização da articulação do tornozelo e o deslocamento anterior da tíbia no AP, mas no AD sua atividade pareceu menor (Figuras 4A e 4B). O BF comportou-se de maneira diferente entre os agachamentos. No AD, ele permaneceu com baixa atividade antes do início do movimento; mas, logo após o início do movimento, sua atividade foi um pouco mais acentuada, atuando de forma concêntrica, gerando a rotação posterior da pelve, auxiliando na subida (Figura 4F). No AP, o BF já tinha uma ativação superior ao AD antes de iniciar o movimento, e depois essa atividade foi ainda maior durante o movimento (Figura 4E).

Após o início do movimento, a atividade EMG de todos os músculos aumentou em ambos os grupos; mas, qualitativamente, a atividade EMG desses músculos foi maior na tarefa do AP. Entretanto, apesar dessas observações (Figura 3B), a análise de variância não revelou efeito das tarefas (F(1,14)=1,03 p<0,3280) e interação (F(5,70)=0,16 p<0,9769), mas houve efeitos dos músculos (F(5,70)=6,54 p<0,001). O pos hoc também não mostrou efeito da tarefa para cada um dos músculos (p>0,27).

 

Discussão

O principal objetivo deste estudo foi identificar e comparar a estratégia motora (padrão de recrutamento muscular) e a atividade eletromiográfica nas fases ascendente e descendente dos agachamentos padrão e declinado. Todos os sujeitos foram capazes de realizar adequadamente as tarefas.

De acordo com Hase et al.15, os músculos EE, gastrocnêmio e isquiotibiais mediais são os primeiros a serem ativados para que o tronco e os joelhos, respectivamente, sejam capazes de iniciar o movimento e ocorrer a descida durante o agachamento. Esses autores observaram que houve uma breve desativação do EE depois de iniciado o movimento, a magnitude da atividade foi aumentando na medida que ocorria o agachamento. Por outro lado, a atividade do TA foi observada em parte dos sujeitos analisados e, em outra parte, a atividade era ausente. Esse padrão foi refletido do deslocamento do centro de pressão ao iniciar o agachamento15.

Para a fase descendente do agachamento, os resultados do presente estudo mostraram que o músculo EE foi um dos primeiros a ser ativado com o objetivo de gerar uma perturbação postural no tronco, aumentando a sua atividade na medida que a flexão do tronco ocorria. A desativação da atividade EMG do EE não foi observada, mas a atividade do TA esteve sempre presente no AP. O músculo TA foi ativado no início do movimento para produzir uma perturbação postural na articulação do joelho como uma reação pré-programada15,16. Entretanto, a ativação do TA não foi observada no AD. Para a quebra do padrão postural, os sujeitos podem ter utilizado o EE15 ou outro músculo, que não estava entre os músculos estudados. O músculo poplíteo é considerado um flexor primário do joelho e rotador externo do fêmur quando o pé não está livre para mover20,21. Stensdotter et al.22 observaram que o músculo poplíteo foi o primeiro a ativar durante contrações isométricas do quadríceps em cadeia cinética fechada e aberta independente da amplitude angular. Possivelmente, os sujeitos do presente estudo podem ter utilizado uma estratégia que tenha como característica ativação primária do poplíteo para executar a quebra do padrão postural, uma vez que o TA estava em desvantagem mecânica para ser ativado durante o AD. Entretanto, estudos devem ser realizados para confirmar tal hipótese.

Além da maior atividade elétrica do EE, na fase descendente, para conter o deslocamento anterior do centro de massa e mantê-lo em uma posição adequada23,24, o BF também foi ativado. Ohkoshi et al.25 descreveram uma grande ativação dos posteriores da coxa na fase descendente do agachamento com a flexão do tronco, o que está de acordo com os achados do presente trabalho. Com a flexão do tronco, é necessária uma ação efetiva do BF para estabilizar o quadril. Essa ação diminui a tendência de anteversão pélvica durante a flexão do tronco, impedindo que o centro de massa fique mais anterior, atuando como sinergista do EE. No AP essa sinergia parece ter sido maior (Figura 2E), possivelmente por exigir maior flexão do quadril para realizar o agachamento do que no AD.

A atividade do TA foi importante no início do movimento no AP, mas também se mostrou importante durante o movimento para a estabilidade no tornozelo no sentido médio-lateral16; além disso, o TA também é importante na estabilidade no sentido ântero-posterior, cujo controle da tíbia é essencial para manutenção do equilíbrio. Essa estabilização da tíbia também é conseguida pela ação sinérgica do SO, cuja principal função é desacelerar a tíbia durante a fase descendente do agachamento. A importância do SO no controle da tíbia tem sido observada por outros autores durante a marcha26, pois ele contribui para a ação de extensão do joelho, sendo, portanto, agonista do quadríceps. No AP, o SO é bem ativado durante o movimento, tendendo a ser maior do que no AD (Figuras 2A e 2B). Isso ocorreu provavelmente em função de que, durante o AP, na medida que ocorre o movimento na fase descendente, aumenta o deslocamento da tíbia anteriormente e consequentemente aumenta o torque gerado no tornozelo16. Diferentemente, no AD, o tornozelo apresenta-se em flexão plantar, e o deslocamento anterior da tíbia é mais discreto, não gerando grande demanda para ativar o SO. Entretanto, quantificando os dados, não houve diferença estatística. O músculo SO tem o padrão de ativação similar ao TA, sendo antagonista a este, realizando uma coativação durante a fase de descida do agachamento. Juntos eles atuam para a estabilização do tornozelo no sentido ântero-posterior.

Dionísio et al.16 mostraram que os músculos do quadríceps e os posteriores da coxa não mudam sua atividade EMG no início e na fase de aceleração do movimento, sendo justificado pela ação gravitacional, que produz a queda livre do corpo, não necessitando atividade EMG adicional. Este estudo corrobora tais achados. Esses músculos (VMO, VL e BF) são ativados durante o movimento na tentativa de desacelerar o movimento, contraindo-se excentricamente. O músculo VMO tem uma ativação qualitativamente maior que a do VL, embora a análise de variância não tenha revelado o efeito da tarefa.

Para a fase ascendente do agachamento, os sujeitos já em posição agachada, antes do início do movimento, apresentaram atividade EMG em todos os músculos estudados, com a finalidade de manter a posição inicial. Mesmo antes de iniciar o movimento, ocorreu um aumento da atividade EMG dos músculos VMO e VL para realizar o movimento. Isso está de acordo com o estudo de Isear et al.11. O EE também é ativado anteriormente ao movimento, contribuindo para a extensão do tronco para que o movimento de subida seja eficiente.

Após o início do movimento, esses músculos continuaram com grande atividade EMG e outros músculos foram ativados, como o SO, TA e BF. O BF contribuiu com a extensão do quadril, com tração da pelve posteriormente25, enquanto que o TA e SO foram ativados para manter a estabilidade do tornozelo10. Entretanto, o SO foi mais ativo para que a tíbia fosse puxada para trás, produzindo a flexão plantar necessária para a fase ascendente do agachamento. Essas observações para a fase ascendente foram similares para ambas as modalidades de agachamento (Figuras 4A e 4B).

O que mais chama a atenção nos resultados tanto para a fase ascendente quanto para a descendente é que, embora não tenha sido estatisticamente significativo, houve tendência de maior ativação EMG de todos os músculos no AP (Figuras 2 e 4). Esses resultados não estão de acordo com o estudo de Kongsgaard et al.17. Esses autores verificaram a atividade elétrica dos músculos VMO e VL significativamente maior na fase excêntrica do AD que no AP. A tarefa realizada nesse estudo foi o movimento de agachamento unipodal na fase excêntrica (0º a 95º). A demanda mecânica para essa atividade é acentuada se se considerar a necessidade de desaceleração na fase descendente. Além disso, o fato de que a tarefa foi realizada com apoio unilateral maximiza essa demanda, refletindo nos achados EMG. No presente estudo, o agachamento foi realizado de forma bipodal, sem controle do tronco, minimizando as dificuldades na execução da tarefa. A grande flexão de tronco proporciona o deslocamento anterior do centro de massa, o que gera menor torque no joelho e, portanto, menor atividade EMG no quadríceps. Essas diferenças na metodologia justificam em parte a diferença entre os estudos. Também é possível que essas diferenças estejam relacionadas com as amostras utilizadas. Kongsgaard et al.17 tiveram uma amostra composta por sete homens e seis mulheres, enquanto que, no presente estudo, a amostra foi composta por três homens e cinco mulheres. As diferenças de gênero poderiam contribuir para a diferença na ativação da atividade EMG. Muitos estudos demonstraram diferenças de gênero em várias atividades, como a maior força do aparelho extensor do joelho27 e na área de contato e pressão da articulação fêmoro-patelar28 em favor dos homens. Por outro lado, o deslizamento e rolamento entre fêmur e tíbia durante cadeia cinética fechada é maior nas mulheres29. Baseado nesses estudos, especula-se que essas diferenças poderiam gerar torques diferentes nas articulações do joelho e do tornozelo30, o que poderia influenciar a atividade EMG. Outros estudos devem ser realizados para confirmar essas hipóteses relacionadas ao controle do tronco e às diferenças de gênero.

Em razão do tamanho e composição da amostra e, considerando a possibilidade de diferenças de gênero, os resultados do presente estudo devem ser avaliados com cautela. Todavia, é certo que ambas as formas de agachamento são efetivas para o fortalecimento do quadríceps, situação usual na prática clínica, inclusive na reabilitação da SDFP.

 

Conclusão

De acordo com a metodologia, amostra utilizada e os resultados deste estudo, pode-se concluir que o padrão de atividade EMG dos músculos estudados é similar entre os agachamentos padrão e declinado.

 

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Correspondência para:
Flávio Sérgio Marques Alves
Rua Dom Silvério, 70, Bairro Rosário
CEP 38440-060, Araguari (MG), Brasil
e-mail: fsmalves@yahoo.com.br

Recebido: 26/06/2008
Revisado: 07/10/2008
Aceito: 02/12/2008

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