Anatomia da queda

(publicado na UC novembro/2010)

Ao dissecar os movimentos segundo as leis da Física, a Biomecânica tenta explicar por que idosos caem e como o exercício pode poupá-los do acidente mais comum na terceira idade
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Quem entra no Laboratório de Biomecânica da Unesp em Rio Claro pode pensar que chegou a uma sala de musculação, mas logo se dá conta que os equipamentos são bem mais sofisticados que os encontrados nas academias de ginástica. Em seguida, ao se deparar com os panos pretos que pendem do teto até o chão, vai perceber que ali também funciona um estúdio de filmagem. E se olhar para o lado, verá uma bancada cheia de notebooks, onde alunos de pós-graduação manipulam uma parafernália de softwares que soltam gráficos pouco amigáveis para quem é de fora.

Essa estrutura tem como objetivo dissecar os movimentos do corpo humano em seus componentes elementares. “Para isso, nos baseamos nas leis da Física e particularmente da Mecânica Clássica”, diz Mauro Gonçalves, coordenador do laboratório.

As leis formuladas por Isaac Newton no século 17 estão na base da Biomecânica, mas outras áreas da ciência são igualmente importantes para essa disciplina que “não tem um corpo de conhecimento próprio”, segundo o pesquisador. Interdisciplinar por definição, a Biomecânica depende ainda de altas doses de Anatomia, Fisiologia, Matemática e Computação.

“O que nos interessa são variáveis como velocidade, aceleração, força e atividade elétrica de nervos e músculos”, detalha Gonçalves, que também é professor do Departamento de Educação Física do Instituto de Biociências. Com base nelas, é possível não só dissecar o movimento de voluntários em uma série de experimentos, mas também avaliar a eficácia de programas de reabilitação física. Não é por acaso que 7 dos 12 pós-graduandos do pesquisador são fisioterapeutas.


Na manhã do último 28 de setembro, quando a reportagem chegou ao laboratório, Isabel Rodrigues Maia, 69 anos, já esperava o início dos testes. Ela participa de um projeto de pesquisa, financiado pelo CNPq, que pretende responder a duas perguntas básicas: por que os idosos caem e como a atividade física pode poupá-los da queda, que nessa idade quase sempre tem consequências sérias. “É um tema muito preocupante no mundo todo, por causa da maior longevidade da população”, lembra o pesquisador. “Com mais quedas, mais fraturas, mais restrição ao leito, o que aumenta o risco de complicações no aparelho respiratório, nos músculos e nos ligamentos”, complementa.

O resultado é o aumento da mortalidade e, entre os sobreviventes, um grande declínio da qualidade de vida. O custo econômico também é alto, pois crescem os gastos com internações, medicamentos, aposentadorias e afastamento do trabalho.

Voluntária ativa
Dona Isabel nunca caiu e aparenta estar em ótima forma física. Há cinco anos pratica natação e hidroginástica numa academia de Rio Claro. Ela faz parte do grupo de idosos ativos que a equipe de Gonçalves está comparando com idosos inativos e adultos saudáveis. Até agora 20 mulheres com mais de 60 anos já passaram pela sessão de testes biodinâmicos, que incluem caminhada na esteira (com e sem obstáculos) e exercícios musculares, sempre monitorados por eletrodos, sensores de força e câmera filmadora.

O primeiro passo do experimento é a preparação de dona Isabel, que já está vestida com roupas apropriadas (todas pretas, já se vai entender por que) para fazer exercícios. Em sua perna direita duas pós-graduandas aplicam eletrodos (sem fio) que vão medir a atividade elétrica de cinco músculos da perna e enviar os dados (por telemetria) para um aparelho receptor que está ligado ao computador.

Antes disso, porém, a mestranda Mary Hellen Morcelli limpa a pele da voluntária com álcool, passa uma gilete descartável para remover pelos e com uma gaze lixa suavemente o local. “Quem vem fazer o experimento ganha uma depilação, mas de uma perna só”, brinca a fisioterapeuta. Como só mulheres participam do experimento – elas tedem a cair mais -, os homens foram poupados do inconveniente de ter a perna raspada.

Além dos eletrodos, nove “olhos de gato” são colados sobre a roupa de dona Isabel. São botões de plástico fotorrefletores, que brilham quando há pouca luminosidade. Os pesquisadores os usam como marcadores dos movimentos da pessoa, enquanto ela caminha tendo atrás de si um fundo negro. “Não queremos ver o corpo, apenas os pontos”, explica Gonçalves – por isso a roupa preta. A movimentação dos olhos de gato nas imagens gravadas mais tarde será decomposta em diversos cálculos por softwares especializados, que fornecem dados de ângulo de articulações, velocidade, entre outros.

Luzes baixas, eletrodos conectados, câmera ligada, ação: dona Isabel começa a caminhar na esteira. Para não cair, ela usa um equipamento de segurança, comum no paraquedismo e no rapel, que está ligado a uma corda presa ao teto. Do outro lado do pano, numa mesinha de controle, Mariele e outra pós-graduanda, Camilla Zamfolini Hallal, calibram os equipamentos enquanto passam instruções para a voluntária.

Depois de alguns minutos de adaptação na esteira, com a marcha estabilizada numa velocidade confortável, dona Isabel terá de dizer qual a cor da lâmpada que vai acender na sua frente, numa simulação de semáforo de trânsito preparada pelos pesquisadores. “A gente está testando a atenção com dois estímulos. A ideia é colocar algumas perturbações para o equilíbrio”, descreve Gonçalves. Logo depois, a voluntária é avisada que obstáculos poderão aparecer a qualquer momento, por cima dos quais ela tem de passar, sem parar de andar. De vez em quando, uma barra de espuma é colocada na esteira. Dona Isabel reclama um pouco, mas tira tudo de letra, sem tropeçar.

Nos 15 minutos que dura o teste da esteira, os eletrodos registraram uma quantidade imensa de dados. São variações elétricas, da ordem de microvolts, que os nervos aplicam aos músculos numa altíssima frequência, sem as quais nosso corpo não se move. A eletromiografia, como é conhecida a técnica, é um dos métodos mais antigos da Fisiologia, lembra o pesquisador. Foi dissecando rãs que o médico italiano Luigi Galvani descobriu, no século 18, que músculos e nervos são capazes de produzir eletricidade.

Método antigo
Hoje, com recursos muito mais sofisticados (e não invasivos), o grupo de Rio Claro ainda usa o método de Galvani para compreender a queda do idoso do ponto de vista da configuração elétrica de nervos e músculos. E está particularmente interessado na sincronia que deve haver entre músculos agonistas e antagonistas para a realização do movimento pleno. Na caminhada perfeita, por exemplo, enquanto o músculo reto femoral (agonista), na parte frontal da coxa, está contraído, o bíceps femoral (antagonista), na parte de trás da coxa, tem de estar relaxado. E vice-versa.

Os dados coletados pela equipe (que devem ser publicados em breve) têm mostrado que no idoso não ativo a sincronia entre músculos agonistas e antagonistas muitas vezes falha, o que pode resultar em um tombo. A fadiga muscular é outra hipótese que vem sendo apoiada pelos resultados obtidos até agora. Nesse caso, o que está em jogo são as unidades motoras, explica Gonçalves, ou seja, o conjunto mínimo de fibras musculares que são controladas pela mesma terminação nervosa. À medida que mais fibras ficam fatigadas pelo esforço do exercício, mais unidades motoras são recrutadas para manter o movimento na mesma intensidade. “É uma compensação”, explica.

Mais comum nos anciãos sedentários, o fenômeno da fadiga também aumenta as chances de um passo errado, de um desequilíbrio. “Não podemos controlar isso”, afirma Gonçalves. “É algo que tem origem no subcórtex (camada do cérebro ligada a processos fisiológicos fora do controle consciente).” Por outro lado, ressalta, o condicionamento físico aumenta a resistência das fibras musculares à fadiga, evitando que essa capacidade do organismo seja levada embora pelo envelhecimento.

Concluído o teste da esteira, dona Isabel vai para um dinamômetro, equipamento capaz de medir a força que ela tem nas pernas em resposta à outra força contrária, oferecida pela máquina e controlada pelos pesquisadores. “Aqui nós medimos o torque, isto é, o quanto você consegue realizar de força a uma certa distância da articulação”, tenta traduzir o especialista. A vantagem do equipamento em relação à esteira está no controle da velocidade do movimento. “O que medimos é o comprimento do músculo, que aumenta conforme mais força é aplicada, de forma semelhante à de um estilingue”, completa.

A pesquisa sobre a biomecânica da queda de idosos começou em 2009 e está entrando numa nova fase, com uma injeção de cerca de R$ 500 mil pelo CNPq, dos quais grande parte está sendo aplicada em tecnologia. Uma filmadora de última geração, de alta resolução e que capta sinais infravermelhos do corpo, deve chegar nos próximos meses. Assim como uma plataforma de força, equipamento que mede a força de reação do solo, baseada na Terceira Lei de Newton (“Toda ação provoca uma reação de igual intensidade, na mesma direção e em sentido contrário”).

Nesta segunda fase, o grupo vai estudar o efeito de dois programas de atividade física na prevenção das quedas. O primeiro é o pilates, já bastante comum nas academias. O segundo é a haste oscilatória, uma invenção ainda recente, mas que tende a virar moda no setor de fitness. O movimento é simples: segurar o centro da haste e balançá-la. “Você se chacoalha todo, como resposta à vibração do objeto, os músculos reagem e contraem. É possível fazer o exercício em várias posições”, descreve o pesquisador. Os voluntários serão treinados duas vezes por semana, ao longo de oito semanas. Depois, passarão por nova bateria de testes biodinâmicos

Para trabalhar em biomecânica é preciso gostar de cálculo e informática, ter atenção ao detalhe e arregaçar as mangas para um trabalhoso processamento de dados. Além disso, as coletas requerem uma série de precauções, como na eletromiografia, cujo sinal biológico é muito sensível a ruídos. “O sinal pode ser influenciado pela temperatura, por outros equipamentos. Se não tomamos cuidado acabamos coletando ‘fantasmas'”, diz Gonçalves.

Entre a ciência e a arte
Mas nem tudo são cálculos e eletrodos na vida de um especialista em biomecânica. Sempre que sobra tempo, Gonçalves aproveita para estudar ou dissertar sobre História da Ciência e da Arte. “Grandes artistas colaboraram para a Biomecânica ou aproveitaram recursos dela”, diz. Alguns exemplos são os renascentistas Andrea Vesalius, Leonardo Da Vinci, Michelangelo e, séculos depois, Auguste Rodin.

Mas um dos que mais contribuíram para a disciplina foi o menos famoso Eadweard Muybridge (1830-1904). Usando múltiplas câmeras para captar o corpo em ação, o fotógrafo inglês produziu fotogramas clássicos, como este que foi manipulado na abertura da reportagem. Obcecado pelo movimento, Muybridge também inventou um dispositivo para projetar a sequência de retratos, sendo por isso considerado um dos precursores do cinema.

Imagem: intervenção sobre imagem de Eadweard Muybridge

Discussão - 2 comentários

  1. Soley disse:

    Olá..Foi uma ótima postagem, muito interessante o texto.Porém o formato da letra e o tamanho talvez venha fazer com que o texto se torne muito longo e cansativo para se ler como post.Teria como mudar o formato?
    Grande abraço, até mais!

  2. Luciana Christante disse:

    Não tem, não, sorry. O texto foi pensado para revista, onde foi publicado. Isso aqui é basicamente uma arquivo (desatualizado) de minhas reportagens.

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