ATIVAÇÃO MUSCULAR DURANTE A PEDALADA COM OS JOELHOS
TANGENCIANDO O QUADRO DA BICICLETA
Rodrigo Rico Bini1, Fernando Diefenthaler1, Felipe Pivetta Carpes1, Carlos Bolli Mota1,2
GEPEC – Grupo de Estudo e Pesquisa em Ciclismo
1
Laboratório de Pesquisa do Exercício – Universidade Federal do Rio Grande do Sul – UFRGS – Porto Alegre – RS.
2
Laboratório de Biomecânica – Universidade Federal de Santa Maria – UFSM – Santa Maria – RS.
Resumo: O objetivo deste estudo foi comparar a ativação dos músculos Tibialis Anterior (TA), Gastrocnemius Medialis
(GA), Bíceps Femoris (BF), Rectus Femoris (RF), Vastus Lateralis (VL), Adductor Longus (AL) e Gluteus Maximus
(GM) nas seguintes situações: 1- posição de referência (posição preferida); 2- posição de adução (joelhos tangenciando
o quadro da bicicleta); 3- posição de abdução (joelhos afastados do quadro da bicicleta). Seis atletas foram avaliados
por meio da eletromiografia de superfície (SEMG). Todos pedalaram em suas próprias bicicletas montadas em um
ciclosimulador, com carga de trabalho referente ao limiar ventilatório. A ativação muscular foi quantificada pela média
do envelope RMS, sendo comparada por meio da ANOVA para medidas repetidas e post-hoc de Tukey. Não foram
observadas diferenças significativas na ativação dos sete músculos avaliados entre as três posições avaliadas, com
exceção do AL quando comparadas às posições de adução e abdução. Estes resultados sugerem uma adaptação
muscular nas posições avaliadas.
Palavras Chave: ciclismo, eletromiografia, aerodinâmica.
Abstract: The aim of the present study was to compare the activation of Tibialis Anterior (TA), Gastrocnemius Medialis
(GA), Bíceps Femoris (BF), Rectus Femoris (RF), Vastus Lateralis (VL), Adductor Longus (AL) e Gluteus Maximus
(GM) muscles in three situations: 1- reference position (preferred position); 2- adduction position (knees almost
touching the bicycle frame); 3- abduction position (knees aways from the bicycle frame). Six athletes were evaluated
through surface electromyography (SEMG). They cycled in their own bicycles mounted in a wind-trainer, with the
workload relative to the ventilatory threshold. The muscle activation was quantified by the mean value of RMS
envelope, with statistical comparison by an ANOVA for repeated measures and Tukey post-hoc. There were no
differences in the seven muscles’ activation for all the three evaluated positions, except adduction and abduction
position in which AL muscle differed. These results suggest a muscle adaptation to the evaluated positions.
Keywords: cycling, electromyography, aerodynamics.
INTRODUÇÃO
(posição de adução) comparado com a posição dos
joelhos preferida pelo atleta em relação ao quadro
A otimização dos aspectos aerodinâmicos
da bicicleta (posição de referência).
relacionados à postura do ciclista na bicicleta é
uma importante estratégia adotada para a melhora
Uma das possíveis razões para explicar essas
da performance [1]. Uma estratégia, em relação à
observações seria a adaptação funcional dos
aerodinâmica,
pelos
músculos adutores do quadril em produzir mais
ciclistas em competições é a tentativa de pedalar
força nos menores comprimentos musculares, o
com os joelhos tangenciando o quadro da bicicleta
que aconteceria devido à tentativa, por parte do
com o objetivo de reduzir a área frontal do
ciclista, de manter os joelhos próximos ao quadro
conjunto ciclista-bicicleta [2].
da bicicleta durante o ciclo da pedalada. A
comumente
empregada
Resultados de estudo anterior [3] indicam
medição da ativação muscular nestas situações
que alguns atletas podem aumentar o impulso das
poderia ser realizada com o intuito de quantificar o
forças efetiva e resultante quando pedalaram com
recrutamento dos músculos adutores do quadril
os joelhos tangenciando o quadro da bicicleta
nestas situações (referência e adução).
312
abdução dos quadris, na qual os joelhos se
Savelberg et al. [4] avaliaram a ativação
mantiveram afastados do quadro da bicicleta.
muscular do membro inferior durante a pedalada
em diferentes posições do tronco. Os autores
A hipótese inicial deste estudo é de que seria
observaram que a mudança no ângulo de flexão do
observado um aumento na ativação dos músculos
tronco provoca alterações na ativação de todos os
adutores do quadril na pedalada com os joelhos
músculos do membro inferior avaliados. Uma das
tangenciando o quadro da bicicleta. A alteração na
possíveis razões para estas mudanças na ativação
ativação se estenderia aos demais músculos do
muscular do membro inferior quando é alterado o
membro inferior nas posições diferentes daquela
ângulo do tronco está relacionada com a diferença
preferida pelo atleta.
na função entre os músculos mono-articulares e biarticulares [5,6].
MATERIAIS E MÉTODOS
O padrão de ativação dos músculos do
membro inferior no ciclismo é descrito na
Seis atletas com experiência competitiva no
literatura [7], no entanto, os músculos adutores
ciclismo (três ciclistas e três triatletas) participaram
permanecem ausentes nestas análises. Houtz &
voluntariamente. O presente estudo foi aprovado
Fisher [8] descreveram qualitativamente a ativação
pelo Comitê de Ética em Pesquisa com Seres
do músculo Gracilis no ciclismo com o uso da
Humanos da Universidade Federal do Rio Grande
eletromiografia de superfície (SEMG). Estes
do Sul (UFRGS).
observaram ativação deste músculo na região
Os atletas foram avaliados em suas próprias
próxima aos 180 graus do ciclo da pedalada,
bicicletas montadas em um ciclosimulador Cateye
provavelmente atuando como flexor do joelho. Os
CS1000 (Cateye CO, Osaka, Japão). A fim de
demais músculos adutores do quadril não foram
auxiliar os ciclistas na manutenção das posturas
analisados no ciclismo até o presente momento.
que seriam avaliadas foram utilizadas hastes
Outro aspecto que a literatura parece não
metálicas que foram posicionadas ao lado do
apresentar evidências é o efeito da pedalada com
ciclista (direita e esquerda), no sentido longitudinal
os joelhos tangenciando o quadro da bicicleta
e paralelo a bicicleta, auxiliando na manutenção do
sobre a atividade dos músculos do membro
afastamento dos joelhos do quadro da bicicleta,
inferior.
resultante da abdução dos quadris.
Três posições dos joelhos foram avaliadas:
Com isto, o objetivo do presente estudo foi
1.
comparar a ativação de músculos do membro
Posição de referência: aquela em que o atleta
inferior durante a pedalada, quando os ciclistas
pedalava com os joelhos na distância
tangenciavam com os joelhos o quadro da
preferida do quadro da bicicleta;
2.
bicicleta, com a ativação destes músculos quando a
Posição de adução: aquela que o atleta
posição preferida dos joelhos em relação ao quadro
pedalava com os joelhos tangenciando o
da bicicleta era adotada. A ativação destes
quadro da bicicleta;
3.
músculos do membro inferior nas situações citadas
Posição de abdução: aquela em que o atleta
anteriormente também foi comparada com aquela
pedalava com os joelhos afastados do quadro
na qual os ciclistas assumiram uma postura de
da bicicleta, quase tocando as hastes
313
Esta
Longus (AL) e Gluteus Maximus (GM) do membro
posição era mantida por meio de uma
inferior direito foi mensurada por meio da
abdução dos quadris.
eletromiografia de superfície. Eletrodos Ag/AgCl
Foram coletados o consumo de oxigênio
na configuração bipolar (2,5 cm de distância entre
(VO2), a produção de dióxido de carbono (VCO2) e
eletrodos) foram posicionados sobre a pele, na
a taxa de troca respiratória (RER) por meio de um
região do ventre muscular. A colocação destes foi
sistema de espirometria de circuito aberto CPX/D
antecedida pela tricotomia e limpeza da pele com
(Medical Graphics Corp., St Louis, USA) com
abrasão
coleta dos dados a cada respiração.
recomendações para colocação dos eletrodos [12].
metálicas
descritas
anteriormente.
a
base
de
álcool,
respeitando
as
A carga de trabalho foi normalizada, nas três
O eletrodo de referência foi posicionado sobre a
posições avaliadas, por meio da manutenção do
superfície anterior da tíbia. Os cabos do sistema de
VO2 no qual o RER se mantivesse com valores
eletromiografia foram fixados a pele, permitindo a
entre 0,8 e 1, indicando que os atletas estavam em
movimentação natural do segmento inferior do
uma intensidade de esforço próxima àquela
atleta, minimizando o movimento dos fios durante
correspondente ao limiar ventilatório [9,10]. Estas
a coleta dos dados.
condições foram mantidas por meio da regulagem
Os sinais de EMG foram adquiridos pelo
da inclinação do ciclosimulador em 3%, relação de
software Windaq® (WINDAQ, DataQ Instruments
marchas e cadência fixa nas três posições
Inc., USA) com uma taxa de amostragem de 2000
avaliadas, sendo estas selecionadas durante o
Hz por canal, e amplificação de 1K, utilizando-se
período de aquecimento.
um
Nas condições previamente descritas, os
eletromiógrafo
de
oito
canais
(Bortec
Eletronics Inc., Calgary, Canada).
atletas pedalaram por três minutos com o VO2 e o
Os
sinais
coletados
foram
filtrados
RER estabilizados. Os dados foram coletados nos
utilizando-se um filtro digital Butterworth do tipo
últimos
período
passa-banda, com freqüência de corte de 10-500
adquiridos os dados de eletromiografia (EMG),
Hz [12]. Assim como os sinais de EMG, os sinais
eletrogoniometria e as variáveis respiratórias (VO2,
de eletrogoniometria foram analisados em rotinas
VCO2 e RER).
implementadas em ambiente MATLAB (Mat
30
segundos,
sendo
neste
O cálculo da cadência média de pedalada em
Works Inc., USA). Nestas rotinas foi calculado o
cada uma das posições foi realizada por meio da
envelope RMS do sinal de EMG, com janela de
análise do sinal advindo de um reed switch
0,04 segundos [13], para subseqüente análise da
acoplado ao quadro da bicicleta. Este, consistindo
média dos dez primeiros ciclos alternados de
o sistema de eletrogoniometria, emitia um pulso
pedalada. O envelope RMS foi normalizado pelo
elétrico quando o pé-de-vela passasse por ele a
maior valor obtido na posição de referência [7].
cada ciclo de pedalada [11].
Para a análise estatística dos dados foi
A atividade elétrica dos músculos Tibialis
utilizada a ANOVA para medidas repetidas com o
Anterior (TA), Gastrocnemius Medialis (GA),
objetivo de comparar as variâncias do valor médio
cabeça longa do Bíceps Femoris (BF), Rectus
do envelope RMS ao longo de cada um dos dez
Femoris (RF), Vastus Lateralis (VL), Adductor
ciclos de pedalada entre as posições de referência,
314
adução e abdução. Este foi seguido pelo teste posthoc
HSD
de
Tukey
quando
diferenças
significativas fossem observadas, a fim de
determinar entre quais posições as diferenças
ocorreram.
Para
todos
estatísticos
utilizou-se
o
os
procedimentos
pacote
estatístico
SigmaStat 2.03 (SPSS Inc., USA) com nível de
significância de 0,05.
RESULTADOS
Figura 1. Média e DP do RMS dos músculos
Na tabela 1 são apresentados os resultados
Tibialis Anterior, Gastrocnêmius Medialis, Bíceps
referentes às características da amostra, incluindo
Femoris,
idade, tempo de treinamento e volume semanal de
Rectus
Femoris,
Vastus
Lateralis,
Adductor Longus e Gluteus Maximus nas posições
treinamento de ciclismo.
de referência (REF), adução (ADU) e abdução
(ABDU). * Representa diferença significativa em
Tabela 1: Características dos atletas avaliados,
relação à posição de adução (p < 0,05).
incluindo idade e tempo de treinamento em
anos, e distância semanal de treinamento de
Os resultados indicam redução diferença
ciclismo em quilômetros (DP, desvio-padrão).
significativa na média dos dez ciclos de pedalada
do envelope RMS na posição de abdução quando
Atleta
Idade
(anos)
Tempo de
Treino
comparada a posição de adução para o músculo
treino
semanal
AL. Ambas as posições não diferiram da posição
(anos)
(km)
de referência para este músculo. Os demais
Ciclista A
30
18
450
músculos
Ciclista B
24
4
600
estatisticamente significativas entre as posições
Ciclista C
26
7
450
avaliadas.
Triatleta A
43
3
200
Triatleta B
21
3,5
230
Triatleta C
23
1
200
Média
28
6,60
355
DP
8,04
6,67
168,37
não
apresentaram
diferenças
DISCUSSÃO
Este trabalho se propunha a comparar a
ativação dos músculos do membro inferior durante
a pedalada tangenciando os joelhos ao quadro da
Na figura 1 são apresentados os resultados
bicicleta em relação à posição preferida do atleta.
da média e desvio-padrão (DP) do envelope RMS
Estas posições foram comparadas com aquela em
dos seis atletas avaliados. Os resultados são
que o atleta afastasse os joelhos do quadro da
apresentados para os sete músculos analisados, nas
bicicleta.
três posições avaliadas.
315
A hipótese inicial era de que ao tangenciar
específica ao comprimento no qual o músculo é
com os joelhos o quadro da bicicleta ocorreria um
exigido [15,16]. Sabendo-se que a estratégia de
aumento na ativação dos músculos adutores do
tangenciar com os joelhos o quadro da bicicleta é
quadril.
utilizada
Esperava-se
também
que
ocorresse
pelos
atletas
em
treinamentos
e
mudança na ativação dos demais músculos do
competições [3], é possível inferir que pela
membro inferior. Pôde-se perceber a partir dos
utilização
resultados obtidos que a hipótese se confirmou
(referência e adução) ocorreria uma adaptação da
parcialmente,
musculatura a estas posições.
visto
que
apenas
o
músculo
destes
músculos
nestas
posições
Adductor Longus (AL) apresentou alterações no
O ciclismo como um movimento realizado
RMS quando foi alterada a posição dos joelhos em
em cadeia cinética fechada, acaba por ativar um
relação ao quadro da bicicleta.
número
importante
de
músculos,
exigindo
inúmeras estratégias de ativação destes músculos
Savelberg et al. [4] observaram que a
exige
[5,6]. Esta análise poderia sugerir que não apenas
“compensações” do ponto de vista da ativação
os sete músculos avaliados no presente estudo
muscular para a manutenção da carga de trabalho.
poderiam ser utilizados de forma aumentada para a
Estas “compensações” dizem respeito a mudanças
maior aplicação de força no pedal, como a sugerida
na magnitude de ativação dos músculos para que
quando realizada a adução dos quadris durante a
seja mantida a força produzida, sendo esperadas
pedalada [14]. Esta diversidade de estratégias
também com a mudança do ângulo do quadril
motoras justificaria a similaridade do RMS dos
(adução e abdução) devido a alterações no
músculos analisados nas três posições avaliadas.
mudança
no
ângulo
do
tronco
comprimento de alguns músculos. Apesar disso, os
resultados não mostram mudanças significativas na
CONCLUSÃO
ativação em resposta a mudanças no ângulo do
quadril.
Não
foram
observadas
diferenças
na
Hug et al. [11] observaram que o aumento
ativação de sete músculos do membro inferior
da carga de trabalho é compensado pelo aumento
(média do envelope RMS) quando alterada a
da ativação muscular. No entanto, a análise do VO2
posição dos joelhos em relação ao quadro da
e da potência produzida indica que a demanda
bicicleta. Apenas o músculo Adductor Longus teve
fisiológica e a carga de trabalho parecem não ser
sua ativação aumentada na posição de adução
alterados na posição de adução em relação à
comparada à posição de abdução.
posição
de
referência
[14].
Este
resultado
corrobora com a ausência de diferença significativa
AGRADECIMENTOS
do RMS dos demais músculos do membro inferior
com a mesma carga de trabalho.
Gostaríamos de dedicar este trabalho ao
A similaridade do RMS nas posições de
professor Antônio Carlos Stringhini Guimarães
referência e adução sugere uma adaptação
que o idealizou e participou ativamente do mesmo
muscular destes atletas nestas posições. Sabe-se
até o seu falecimento.
que o treinamento gera uma adaptação muscular
316
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