Sistema Neuromuscular e Fisiologia do Exercício

Um importante anatomista dinamarquês que, em 1664, fez importantes observações sobre a contração muscular, descrevendo as "fibras motoras" como sendo compostas de "fibrilas minúsculas" dispostas longitudinalmente.

Em seu trabalho "De Musculis et Glandulis Observationum Specimen", Stensen descreveu as "fibras motoras" como sendo compostas de "fibrilas minúsculas" arranjadas ao longo do eixo do músculo. Stensen observou que apenas as porções carnosas das fibras motoras se contraíam, enquanto as porções tendinosas (nas extremidades das fibras) permaneciam inalteradas.

O físico inglês Francis Glisson realizou um experimento para refutar a teoria de que os nervos inflavam os músculos com espíritos causando a contração muscular. Ele colocou o braço de um sujeito em um tubo de vidro selado e observou que a contração muscular não deslocava água para um tubo lateral, mostrando que o volume muscular permanecia constante.

Giovanni Borelli, matemático italiano do século XVII, também fez importantes contribuições para a compreensão da contração muscular. Ele estudou a biomecânica dos movimentos animais, utilizando princípios matemáticos para explicar a força muscular e a locomoção.

A obra de Vesalius, "Fabrica", desafiou as ideias de Galeno, o que gerou resistência e manobras políticas contra ele. Vesalius acabou se tornando médico da corte do Imperador Carlos V.

A contração muscular rápida é característica do músculo gastrocnêmio em mamíferos, enquanto o músculo sóleo se contrai mais lentamente. Essa diferença foi demonstrada por Denny-Brown, independentemente do diâmetro da fibra muscular ou da quantidade de material granular gorduroso presente.

Os pequenos músculos retos do olho têm contrações ainda mais rápidas do que o gastrocnêmio. Essa descoberta de Denny-Brown sugere uma relação entre a velocidade de contração e a função do músculo.

No gatinho recém-nascido, a relação entre os músculos gastrocnêmio e sóleo se inverte. Isso sugere que a velocidade de contração muscular pode mudar durante o desenvolvimento.

A técnica de coloração para identificar tipos de fibras musculares baseia-se na afinidade das fibras por produtos de reação enzimática.

Wachstein e Meisel foram pioneiros no uso de coloração para diferenciar tipos de fibras musculares em 1955, utilizando a enzima succínico desidrogenase.

A coloração para fosfatase de adenosina trifosfato (ATPase) de miocina, desenvolvida por King Engel, tornou-se a técnica mais utilizada para diferenciar tipos de fibras musculares.

Cada tipo de fibra muscular possui uma afinidade específica para certas enzimas, como a succínico desidrogenase, a fosforilase e a ATPase de miocina.

As unidades motoras FF são caracterizadas por contrações rápidas e rápida fadiga, indicando que elas geram muita força, mas se esgotam rapidamente.

As unidades motoras FR são caracterizadas por contrações rápidas e alta resistência à fadiga, sugerindo que elas podem manter atividade por longos períodos.

As unidades motoras S são caracterizadas por contrações lentas e alta resistência à fadiga, indicando que elas são ideais para atividades de baixa intensidade e longa duração.

Essa classificação baseada em velocidade de contração e resistência à fadiga foi inicialmente proposta para os músculos de gatos.

Pesquisadores também encontraram unidades motoras de três tipos, com características semelhantes, em músculos de coelhos e cobaias, sugerindo que a classificação é generalizada em mamíferos.

Em humanos, a técnica de estimulação nervosa permite medir a duração da contração muscular, mostrando que ela varia em uma faixa de 35 a 105 milisegundos.

Essas descobertas indicam que a variação na duração da contração, semelhante à encontrada em gatos, também é presente em humanos.

Estudos de eletroestimulação de nervos e fibras musculares em humanos confirmaram a presença de diferentes tipos de unidades motoras.

Estudos em diferentes espécies demonstram a existência de três principais tipos de unidades motoras: FF, FR, e S. Cada tipo é caracterizado por diferentes características de contração e fadiga, refletindo a função específica do músculo.

O princípio do tamanho descreve a relação entre o tamanho dos motoneurônios e seu limiar de ativação. Motoneurônios maiores têm um limiar de ativação mais alto e são recrutados posteriormente durante contrações musculares.

O princípio do tamanho foi primeiramente proposto por Herbert Gasser e Ramón y Cajal, com base em observações biofísicas e estudos morfológicos.

Denny-Brown e Pennybacker realizaram estudos sobre o recrutamento de unidades motoras em contrações voluntárias humanas, fornecendo evidências adicionais para o princípio do tamanho.

O estudo de Denny-Brown e Pennybacker observou que a contração muscular voluntária começa com o recrutamento de pequenas unidades motoras, seguidas pelo recrutamento de unidades motoras maiores à medida que a força da contração aumenta.

A pesquisa de Richard Stein e seus colegas usou a técnica de média desencadeada por pico para investigar a relação entre o tamanho da unidade motora e o limiar em um músculo da mão humana.

As pesquisas de Stein mostraram uma forte relação linear entre o tamanho da unidade motora e o limiar, com unidades motoras maiores tendo limiares mais altos.

O princípio do tamanho sugere que a ativação muscular em resposta a diferentes níveis de esforço começa com unidades motoras menores e progrediu para unidades motoras maiores, garantindo uma ativação suave e eficiente das fibras musculares.

O princípio do tamanho fornece um modelo fundamental para explicar o controle neural do movimento, revelando a relação entre o tamanho dos motoneurônios, seu limiar de ativação e o recrutamento de unidades motoras durante a contração muscular.