ESTUDO ELETROMIOGRÁFICO DAS FORÇAS ATUANTES NO QUADRIL EM APOIO MONOPODAL: UMA NOVA VISÃO SOBRE O MODELO DE KOCH

INTRODUÇÃO

O estudo das forças que atuam sobre as diferentes estruturas biológicas do organismo é fundamental para a correta interpretação e adequado manejo de diversas situações da prática clínica diária. Nesse contexto, a análise biomecânica da articulação do quadril tem importante papel e vem sendo estudada intensamente ao longo das últimas décadas.

Koch, baseando-se na análise das forças atuantes na extremidade superior do fêmur feita por Culmann, postulou que a musculatura abdutora deveria gerar duas vezes a força do peso corporal para manter o equilíbrio em apoio monopodal e prevenir o corpo de cair em direção ao lado sem apoio(1-2). Embora não tenha levado em conta a ação de todas as estruturas em torno do quadril, o modelo de Koch permanece como alicerce para o desenho, testes e validações de inúmeros implantes e montagens para a articulação do quadril(3-7).

Pauwels corroborou os conceitos de Koch, associando novos conhecimentos ao estudo da biomecânica do quadril, como a posição do centro de gravidade S5 durante a marcha(8). Em apoio monopodal, a força exercida pela musculatura abdutora tende a produzir um momento de força com magnitude igual, porém em direção oposta àquela gerada pelo peso corporal em relação à cabeça femoral. Assim, o peso que age excentricamente ao quadril, levando a hemipelve a uma posição em adução e extensão, é contrabalançado pela ação da musculatura abdutora contralateral(8). Bombelli, utilizando-se dos conceitos de Koch e de Pauwels, demonstrou a grande importância do complexo vasto lateral-glúteo médio como a principal força responsável por contrabalançar o momento em varo do quadril durante o apoio monopodal(9).

Fetto et al propuseram um modelo que inclui o trato iliotibial (TIT) como banda de tensão estática lateral ao terço proximal do fêmur, reduzindo o torque em varo no fêmur e man-tendo a estabilidade pélvica(10-12). Sua principal crítica ao modelo anterior é baseada no fato de que nos estudos de Koch e de Pauwels os momentos de inércia dos segmentos corporais suportados pelo quadril foram completamente ignorados. Ultimamente, alguns autores têm atestado os novos conceitos introduzidos por Fetto et al(13-15).

O objetivo dos autores com o presente experimento foi determinar a participação dos principais grupamentos musculares presentes na região do quadril em apoio monopodal por meio de estudo eletromiográfico.

MÉTODOS

Foram estudados 17 voluntários do sexo masculino, médicos residentes do Serviço de Ortopedia e Traumatologia do Hospital Municipal Miguel Couto-RJ, sadios, sem lesão prévia dos quadris, destro-dominantes, com média de idade de 26 anos (variando de 24 a 28 anos). Todos os voluntários fo-ram apresentados aos objetivos do trabalho e assinaram Termo de Consentimento Informado elaborado pelos autores.

Eletromiografia (EMG) foi realizada com aparelho de dois canais TECA SapphireII 2ME® (Medelec, Inglaterra), utilizando-se agulha monopolar TECA® (Medelec, Inglaterra) de 27 gauges, com amplitude de onda 100µV, duração média de cinco segundos e filtro de 10Hz. Não foram usados eletrodos de superfície. Os exames foram realizados sempre pelo mesmo pesquisador (WSJ) na Clínica Neurológica Prof. Fernando Pompeu-RJ.

Padronizou-se o quadril esquerdo para a avaliação da ativação muscular em apoio monopodal por tratar-se do lado nãodominante em todos os sujeitos desta pesquisa. Foram avaliados os grupamentos musculares extensor (músculo glúteo máximo - Gmax), flexor (músculo iliopsoas - IP), abdutor (músculo glúteo médio - Gmed) e adutor (músculo adutor longo - AL). A escolha da musculatura estudada se deveu à sua topografia de fácil acesso, à existência de ventre muscular único e ao fato de serem monoarticulares.

O potencial eletromiográfico foi analisado de acordo com Basmajian e graduado em inativo (-), fracamente ativo (+), moderadamente ativo (++), fortemente ativo (+++) e altamente ativo (++++)(16).

Análise estatística foi realizada pelo teste exato de Fisher para verificar a existência de associação na ativação funcional entre os grupamentos musculares estudados, com nível de significância a = 5%. A análise estatística foi processada pelo software estatístico SAS® System (SAS Institute Inc., Estados Unidos).

RESULTADOS

Gmax - Em quatro voluntários (23,5%) a ativação muscular foi fraca (+); em quatro (23,5%), moderada (++); em oito (47,1%), forte (+++); e em um (5,9%), alta (++++). Nenhum voluntário apresentou potencial eletromiográfico inativo (-) no Gmax (figura 1).

IP - Em cinco voluntários (29,4%) não houve ativação muscular (-); em seis (35,3%), a ativação foi fraca (+); em cinco (29,4%), moderada (++); e em um (5,9%), alta (++++). Nenhum voluntário apresentou potencial eletromiográfico forte (+++) no IP.

Gmed - Em sete voluntários (41,2%) a ativação muscular foi moderada (++), em nove (52,9%) forte (+++) e em um (5,9%) alta (++++). Nenhum voluntário apresentou potencial eletromiográfico inativo (-) ou fraco (+) no Gmed (figura 1).

Rev Bras Ortop. 2006;41(7):278-82 Giordano V, Luz EM, Lima Filho JCC, Serafim MAM, Amaral NP, Scappini Júnior W

4. AL - Em cinco voluntários (29,4%) não houve ativação muscular (-), em três (17,6%) a ativação foi fraca (+), em seis (35,3%) moderada (++), em dois (11,8%) forte e em um (5,9%) alta (++++).

Baseando-se nos critérios de Basmajian, considerou-se como ativação funcional os graus +++ e ++++ (ativações forte e alta, respectivamente) e não-funcional o grau - (inativação). Assim, 53% dos voluntários apresentaram ativação funcional no Gmax, 5,9% no iliopsoas (IP), 58,8% no Gmed e 17,7% no adutor longo (AL) (tabela 1). Observou-se que existe associação estatisticamente significante entre a ativação funcional do Gmed e do Gmax (p = 0,013).

DISCUSSÃO

Baseados no conceito biomecânico proposto por Koch, posteriormente aplicado por Pauwels e Bombelli, os modelos experimentais que têm sido usados para avaliar as forças exercidas sobre o quadril e os efeitos sobre o tecido ósseo dos diversos implantes desenvolvidos para esta região utilizam freqüentemente o vetor do peso corporal e a força da musculatura abdutora(1,4-9). Koch afirmou que o Gmed exerce o equivalente a duas vezes o peso corporal para equilibrar a pelve(1). Inman sugeriu que a contração do Gmed fornece proteção ao colo femoral contra fraturas(17). Dessa forma, tem sido largamente aceito que a ação do músculo Gmed contrabalance o torque em varo que ocorre no extremo superior do fêmur. No entanto, Rybicki et al demonstraram que a quantidade de energia necessária para sustentar tal esforço biomecânico e proteger o colo femoral contra o momento em varo durante longo período caminhando excede a capacidade metabólica deste músculo(18).

Recentemente tem sido proposto que a representação adequada das forças atuantes sobre o quadril deveria levar em consideração a contribuição dinâmica e estática das partes Estudo eletromiográfico das forças atuantes no quadril em apoio monopodal: uma nova visão sobre o modelo de Koch moles em torno desta articulação(10-12,19). Fetto et al propuseram que a ação do complexo vasto lateral-glúteo médio e do TIT equilibra o momento em varo do quadril, transformando forças de tensão em compressão(10-12). A combinação das ações dinâmica (Gmax) e estática (TIT) mantém a estabilidade pélvica, atuando como banda de tensão ao longo da cortical lateral do fêmur. Neste cenário, o TIT passa a funcionar como um grande "ligamento" biarticular, capaz de estabilizar tanto o quadril quanto o joelho. Estudando primariamente a articulação glenoumeral e posteriormente a região do cotovelo, Basmajian demonstrou a importância dos ligamentos como estabilizadores articulares(16). Quando uma força de tração é exercida através da articulação, a maior parte da carga é suportada pelos ligamentos e não pelos músculos.

No presente estudo foram utilizados voluntários do sexo masculino, adultos jovens, sem doença sistêmica ou lesão prévia nos quadris. O quadril esquerdo foi padronizado para investigação e o exame eletromiográfico foi realizado com eletrodo de agulha. A escolha dos sujeitos da pesquisa se deveu à facilidade de obtenção dos voluntários (todos médicos residentes do Serviço de Ortopedia e Traumatologia da instituição em que foi idealizada a pesquisa) e ao fato de se tratar de indivíduos hígidos, portanto sem critérios que nos fizessem exclui-los da investigação. A adoção do quadril esquerdo como sítio do exame se deu pelo fato de ser este o lado não-domi-nante dos sujeitos da pesquisa. Além disso, não entendemos tal opção metodológica como viés ao atual experimento, haja vista a existência de rotinas padronizadas em nossa especialidade médica, como o uso do quadril direito na avaliação da densidade mineral óssea através de densitometria óssea ou do punho esquerdo na avaliação da idade óssea pelo Atlas de Greulich e Pyle. Não foi nosso objetivo em nenhum momento estabelecermos possíveis diferenças entre os quadris dos sujeitos pesquisados. Foi, sim, determinar a participação dos principais grupamentos musculares presentes na região do quadril em apoio monopodal através de estudo eletromiográfico.

O exame eletromiográfico tem por finalidade a mensuração do sinal elétrico associado à ativação muscular, independentemente se a contração é feita de forma voluntária ou involuntária. A unidade funcional da contração muscular é denominada de unidade motora, a qual pode conter de três a 2.000 fibras musculares(20). Em geral, músculos responsáveis por movimentos que requeiram força apresentam maior número de fibras musculares por unidade motora do que músculos que são responsáveis por movimentos finos. Assim, o sinal eletromiográfico é a soma dos potenciais de ação da unidade motora dentro da área ou região em que o(s) eletrodo(s) está(ão) sendo usado(s).

O tipo de eletrodo utilizado e as características de amplificação de sinal têm papel fundamental na obtenção do sinal livre de interferências(20-21). No presente experimento, embora houvesse a possibilidade de utilizarmos eletrodos de superfície, optamos pelo eletrodo de agulha, a despeito de potenciais desvantagens relacionadas ao seu uso, principalmente dor no sítio do exame(21). Devido à capacidade para análise de maior área muscular, eletrodos de superfície apresentam freqüentemente interferência de músculos sinergistas adjacentes e interpretação incorreta. Além disso, este tipo de eletrodo só pode ser utilizado em músculos superficiais, sendo difícil, por exemplo, analisarmos músculos como glúteo médio e iliopsoas(20-22). Para determinados músculos, os eletrodos de agulha são a única possibilidade de obtenção de resultados uniformes(20-21).

Estudou-se o potencial eletromiográfico de acordo com os critérios propostos por Basmajian(16). Outros autores têm utilizado o mesmo desenho de pesquisa(23). Apesar da dificuldade de mensuração de valores absolutos na EMG, o que impossibilitou a realização de testes estatísticos paramétricos, demonstrou-se que existe associação estatisticamente significante entre as ativações do Gmed e do Gmax (p = 0,013, teste exato de Fisher). Em nosso experimento, por meio de EMG observou-se que 53% dos voluntários apresentaram ativação funcional no Gmax e 58,8% no Gmed, sendo, a nosso ver, os principais grupamentos musculares responsáveis pelo equilíbrio do quadril em apoio monopodálico. Enquanto o Gmed atua diretamente como estabilizador primário desta articulação, contrabalançando a queda em adução da pelve, o Gmax parece atuar indiretamente, tracionando o TIT. Sabe-se que 75% de suas fibras convergem para este "ligamento". Nossos achados abrem novos caminhos no estudo da biomecânica do quadril através da demonstração da ativação funcional do Gmax, renovando o modelo de Fetto et al e confirmando a importância do TIT como banda de tensão estática lateral ao terço proximal do fêmur.

CONCLUSÃO

Nas condições estudadas, a ação do músculo glúteo médio mostra-se relevante durante o apoio monopodal, apesar de não ser exclusiva. A ação do músculo glúteo máximo contribui intensamente de forma indireta para promover a estabilidade pélvica, tracionando o trato iliotibial. Os músculos iliopsoas e adutor longo não têm ativação funcional decisiva para o equilíbrio do anel pélvico em apoio monopodal. Os autores concluem que a ação do músculo glúteo máximo deve ser considerada na reprodução in vivo das forças atuantes no quadril durante apoio monopodal.

REFERÊNCIAS

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Investigação realizada no Serviço de Ortopedia e Traumatologia - Hospital Municipal Miguel Couto e no Setor de Neurofisiologia - Clínica Neurológica Prof. Fernando Pompeu, Rio de Janeiro (RJ), Brasil.
1. Médico-Assistente e Coordenador do Programa de Residência Médica do Serviço de Ortopedia e Traumatologia - Hospital Municipal Miguel Couto - Rio de Janeiro (RJ), Brasil.
2. Médico Ex-Residente do Serviço de Ortopedia e Traumatologia - Hospital Municipal Miguel Couto - Rio de Janeiro (RJ), Brasil.
3. Chefe do Serviço de Ortopedia e Traumatologia - Hospital Municipal Miguel Couto - Rio de Janeiro (RJ), Brasil.
4. Médico Neurologista - Clínica Neurológica Prof. Fernando Pompeu - Rio de Janeiro (RJ), Brasil.
Endereço para correspondência:
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