Como os comprimentos e velocidades das fibras musculares afetam a geração de força muscular enquanto os humanos caminham e correm em diferentes velocidades

Os comprimentos e velocidades das fibras musculares têm um efeito dramático na geração de força muscular. No entanto, não se sabe se os comprimentos e velocidades das fibras musculares dos membros inferiores afetam substancialmente a capacidade dos músculos de gerar força durante a caminhada e a corrida. Examinamos essa questão desenvolvendo simulações da dinâmica músculo-tendão para calcular os comprimentos e velocidades das fibras musculares a partir de gravações eletromiográficas de 11 músculos dos membros inferiores e medições cinemáticas do quadril, joelho e tornozelo feitas enquanto cinco sujeitos caminhavam a velocidades de 1.0-1.75 m s(-1) e corriam a velocidades de 2.0-5.0 m s(-1). Analisamos os comprimentos simulados das fibras, as velocidades das fibras e as forças para avaliar a influência das propriedades de força-comprimento e força-velocidade na geração de força em diferentes velocidades de caminhada e corrida. As simulações revelaram que a capacidade de geração de força (ou seja, a força gerada por unidade de ativação) de oito dos 11 músculos foi significativamente afetada pela velocidade de caminhada ou corrida. A capacidade de geração de força do sóleo diminuiu com o aumento da velocidade da caminhada, mas a transição da caminhada para a corrida aumentou a capacidade de geração de força ao reduzir as velocidades das fibras. Nossos resultados demonstram a influência da arquitetura do músculo sóleo na transição de caminhada para corrida e os efeitos da compliance músculo-tendão na capacidade dos plantarflexores de gerar momento e potência no tornozelo. O estudo apresenta dados que permitem que os músculos dos membros inferiores sejam estudados em detalhe sem precedentes, relacionando a dinâmica das fibras musculares e a geração de força às demandas mecânicas da caminhada e da corrida.