UNIVERSIDADE ESTADUAL DE MARINGÁ CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE EDUCAÇÃO FÍSICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO ASSOCIADO EM EDUCAÇÃO FÍSICA – UEM/UEL
Maringá 2015
BRUNA FELIX APOLONI
AJUSTES POSTURAIS E PERCEPÇÃO DE ESFORÇO DURANTE A MARCHA COM
MOCHILA ESCOLAR
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação Associado em Educação Física – UEM/UEL, como requisito parcial para obtenção do título de Mestre em Educação Física.
Maringá 2015
BRUNA FELIX APOLONI
AJUSTES POSTURAIS E PERCEPÇÃO DE ESFORÇO DURANTE A MARCHA COM
MOCHILA ESCOLAR
Orientador: Prof. Dr. Pedro Paulo Deprá
Dedicatória
Dedico este trabalho a todos aqueles que contribuíram para que este objetivo tenha sido alcançado.
Agradecimentos
À Universidade Estadual de Maringá e ao Departamento de Educação Física pelo suporte oferecido ao longo destes anos.
Aos docentes e discentes do Programa de Pós-graduação associado em Educação Física UEM/UEL pelo convívio e aprendizado durante esta etapa.
À professora Profª. Drª. Sônia Maria Marques Gomes Bertolini pela participação efetiva no processo de elaboração deste estudo.
Ao Prof. Dr. Ademar Avelar de Almeida Júnior pelas colaborações em diversas etapas do estudo. Muito obrigado.
Ao Colégio de Ensino Fundamental e Médio e a Escola Municipal que prontamente me auxiliaram a entrar em contato com seus alunos.
Aos voluntários e familiares que disponibilizaram seu tempo para a participação nesta pesquisa.
À minha família pelo apoio em todas as minhas escolhas, por todo o suporte ao longo destes anos e pela compreensão. Muito obrigado.
Ao Rafael, pela ajuda na coleta de dados, no tratamento dos dados e em diversas etapas do mestrado. Agradeço imensamente pelo apoio emocional e pelo carinho infinito.
À todos os amigos que já passaram pelo Labicom desde 2009.
Aos colegas Rafael Fávero Bardy e Fernando Cordeiro Vilar Mendes. Muito obrigado pela paciência e pelos conhecimentos compartilhados durante o mestrado.
Aos colegas que ajudaram diretamente no processo de coleta de dados: Guilherme Demitto e “minha querida” Yara Galinari que tornou tudo isso muito divertido.
Aos amigos pessoais pelos bons momentos compartilhados e pelo apoio durante todo esse período (Nayara, Acácio, Laize, Camila Rinaldi, Jordana, Raquel, Juliano, Talita, Lana, Karen, Carol, Marcela, Céci, Majo).
Ao meu orientador Prof. Dr. Pedro Paulo Deprá gostaria de agradecer pelo exemplo de ética e honestidade. Agradeço por tudo aquilo que me foi ensinado com paciência e carinho ao longo de todos estes anos de agradável convívio.
A todos, muito obrigado.
APOLONI, Bruna Felix. Ajustes posturais e percepção de esforço durante a marcha com mochila escolar. 2015. Dissertação (Mestrado em Educação Física) – Centro de Ciências da Saúde. Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 2015.
RESUMO
O objetivo geral deste estudo foi analisar a influência do transporte da mochila escolar com diferentes cargas nos ajustes posturais de crianças e adolescentes durante a marcha e sua relação com a percepção subjetiva de esforço. A amostra foi composta por 25 crianças e adolescentes do gênero masculino, com faixa etária entre 10 e 14 anos, com massa corporal média de 45,37 kg ± 10,63 kg, estatura média de 1,51 m ± 0,08 m e IMC de 19,60 kg/m2 ± 3,29 kg/m2. Foi realizada a classificação do IMC e classificação postural utilizando o teste de New York e valores descritivos de Rodrigues et al. (2013). Um questionário foi validado e utilizado para verificar características sobre o uso da mochila escolar. Para o registro da marcha com e sem mochila foi utilizado um sistema de análise tridimensional (sistema Vicon®) constituído por seis câmeras infravermelho com frequência de aquisição de 100Hz. Nas condições de análise com mochila, foram utilizadas cargas de 5%, 10%, 15% e 20% relativas à massa corporal de cada voluntário. Foram considerados três ciclos válidos da marcha para a análise das variáveis cinemáticas e angulares da cabeça, ombros, tórax, pélvis e joelhos no plano sagital. Após a execução da marcha em cada condição de análise, foi utilizada a escala OMNI para caminhada/corrida para verificar a percepção subjetiva de esforço. Os resultados demonstraram que, na avaliação da postura estática, 88,00% dos voluntários apresentaram desvios posturais moderados. A classificação do IMC não promoveu alterações significativas nas variáveis cinemáticas e nas amplitudes angulares. O processo de validação do questionário de autopercepção sobre o uso da mochila escolar indicou que o instrumento apresenta boa consistência interna (≥0,70) e reprodutibilidade. Sobre o uso da mochila escolar, 92% perceberam suas mochilas pesadas, 64% sentiram cansaço e 52% relataram que sentiram dores durante ou após o transporte da mochila escolar. Verificou-se que as cargas de 5%, 10%, 15%
e 20% promoveram ajustes posturais e alterações na marcha de crianças e adolescentes e que a percepção subjetiva de esforço apresentou relação com tais alterações. Algumas variáveis apresentaram diferenças quando comparadas à marcha sem mochila. O comprimento do passo esquerdo e o comprimento da passada esquerda alteraram-se da linha de base nas condições 5% e 10%. O tempo do apoio simples direito foi diferente da linha de base nas condições 15% e 20%. O tempo do passo esquerdo, o tempo da passada esquerda e velocidade esquerda diferiram-se da linha de base nas condições 5%, 10% e 15%. A amplitude do joelho direito diferiu-se da linha de base na condição 10% e amplitude do tórax esquerdo nas condições 10%, 15% e 20%. Conclui-se que a postura, a percepção de esforço e a cinemática da marcha alteram-se com o incremento de carga na mochila escolar.
Palavras-Chave: Postura. Marcha. Mochila.
APOLONI, Bruna Felix. Postural adjustments and perceived exertion during gait with school backpack. 2015. Dissertação (Mestrado em Educação Física) – Centro de Ciências da Saúde. Universidade Estadual de Maringá, Maringá, 2015.
ABSTRACT
The aim of this study was to analyze the influence of carrying a backpack with different loads in the posture of children and adolescents during gait and its relation to perceived exertion. The study included twenty five children and adolescents, aging between 10 and 14 years old with the following body measurements: mean body weight 45,47 ± 10,63 kg, average height 1,51 ± 0,08 m and body mass index 19,60 ± 3,29 kg/m2. The New York Test and descriptive values from Rodrigues et al. (2013) were used to rank BMI and posture. A questionnaire was validated and used to analyze the perceptions on the use of backpack. A three-dimensional analysis system (Vicon® system) composed of six infrared cameras with an acquisition frequency of 100Hz was used to record motion with and without the backpack.
Magnitude loads of 5%, 10%, 15% and 20% relative to body weight were used.
Three cycles of gait were analyzed to obtain spatiotemporal and angular variables of the head, shoulders, thorax, pelvis and knee in the sagittal plane. The OMNI scale for walking/running was used to check the perceived exertion. Results from the static posture evaluation showed that 88,00% of the volunteers had moderate postural deviation. The BMI classification did not cause significant changes in the spatiotemporal variables and the angular amplitudes. The validation of the questionnaire on the use of the backpack indicated that the instrument had good internal consistency (≥ 0,70) and reproducibility. As for the use of the backpack, 92%
perceived their backpacks as heavy, 64% felt tired and 52% reported they felt pain during or after transport. It was found that loads of 5%, 10%, 15% and 20% caused postural adjustments and changes in gait in children and adolescents and that the perceived exertion was related to such changes. Some variables showed differences when compared to gait without backpack. The left-step length and left-stride length were different from baseline conditions with 5% and 10% loads. The simple right support time was different from the baseline conditions with loads of 15% and 20%.
The left-step time, the left-stride time and left velocity were different from baseline with 5%, 10% and 15% loads. The amplitude of the right knee with a 10% load and the amplitude of the left thorax at the 10%, 15% and 20% conditions were different from baseline. In conclusion, this study showed that posture, perceived exertion and gait kinematics are changed with increased backpack load.
Keywords: Posture. Gait. Backpack.
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Definição de passo e passada... 24 Figura 2 - Fases da Marcha... 25
Figura 3 - Posicionamento dos marcadores corporais – Visão anterior e posterior... 43 Figura 4 - Vista superior do ambiente laboratorial e do sistema para coleta
de dados... 47 Figura 5 - Instrumento para calibração Wand e cubo virtual...... 48 Figura 6 - Protótipo para posicionamento da carga e mochila escolar... 48 Figura 7 - Escala OMNI de percepção de esforço para caminhada/corrida de
crianças... 49
LISTA DE QUADROS
Quadro 1 - Valores do IMC (kg/m2) propostos para o gênero masculino e por idade... 39 Quadro 2 - Medidas antropométricas do modelo biomecânico Plug- in Gait –
Sistema Vicon®... 40 Quadro 3 - Eixos temáticos do questionário sobre autopercepção do uso da
mochila escolar... 42 Quadro 4 - Marcadores corporais, siglas, nomes e localizações anatômicas -
Modelo biomecânico Plug- in Gait – Sistema Vicon® adaptado... 44
Quadro 5 - Definição conceitual e unidades de medida das variáveis espaciais da marcha... 50 Quadro 6 - Definição conceitual e unidades de medida das variáveis
temporais da marcha... 51 Quadro 7 - Definição conceitual e unidades de medida das variáveis
angulares... 51 Quadro 8 - Convenção dos ângulos... 51
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Frequências relativas e absolutas da classificação do IMC... 55
Tabela 2 - Padrão postural considerando a classificação de Rodrigues et al.
(2013)... 56
Tabela 3 -
Escore do teste de New York considerando 11 segmentos e estruturas corporais... 56 Tabela 4 - Frequência relativa e absoluta quanto à clareza, aplicabilidade e
pertinência do conteúdo do questionário... 58
Tabela 5-
Consistência interna do questionário de autopercepção sobre o uso da mochila escolar considerando os eixos temáticos e o instrumento como um todo (n=25)...
59
Tabela 6- Reprodutibilidade do questionário de autopercepção sobre o uso da mochila escolar... 59
Tabela 7-
Frequência relativa (%) e absoluta das questões referentes aos eixos temáticos deslocamento para a escola e método de transporte da mochila...
60
Tabela 8- Frequência relativa e absoluta das questões referentes aos eixos temáticos autopercepção do peso, do esforço e dores... 62 Tabela 9- Descrição e comparação das variáveis espaciais da marcha
considerando as condições de análise... 64
Tabela 10-
Descrição e comparação das variáveis tempo do apoio simples (segundos) e tempo do duplo apoio (segundos) considerando as condições de análise...
65
Tabela 11-
Descrição e comparação das variáveis tempo do passo, tempo da passada e velocidade da marcha considerando as condições de análise...
67
Tabela 12- Descrição e comparação das amplitudes angulares (graus) considerando as condições de análise... 69
Tabela 13-
Média dos valores mínimos e máximos das variáveis angulares (graus) considerando todas as condições de análise... 72 Tabela 14- Associação entre as variáveis cinemáticas da marcha com a PSE
em cada condição de análise com mochila escolar... 73 Tabela 15- Associação entre as amplitudes angulares com a PSE em cada
condição de análise com mochila escolar... 74 Tabela 16- Coeficientes de correlação entre as variáveis cinemáticas da
marcha e a PSE em cada condição de análise... 75 Tabela 17- Coeficientes de correlação entre as amplitudes angulares e a PSE
em cada condição de análise... 76
Tabela 18 – Coeficientes de correlação entre as variáveis cinemáticas e as amplitudes angulares com a PSE considerando todas as condições de análise...
77
Tabela 19 - Descrição e comparação dos valores da PSE nas diferentes condições de análise... 78
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
DEF Departamento de Educação Física UEM Universidade Estadual de Maringá
SEDUC Secretaria Municipal de Educação de Maringá UEL Universidade Estadual de Londrina
SBOT Sociedade Brasileira de Ortopedia e Traumatologia AOTA Associação Americana de Terapia Ocupacional IMC Índice de massa corporal
TCLE Termo de consentimento livre e esclarecido
Labicom Laboratório de Biomecânica e Comportamento Motor AVD’s Atividades da vida diária
FRS Força de reação do solo COP Centro de pressão esq Lado esquerdo do corpo dir Lado direito do corpo
PSE Percepção subjetiva de esforço
SUMÁRIO
CAPÍTULO 1... 14
1.1 Introdução ... 15
1.2 Justificativa... 17
1.3 Delimitação da pesquisa... 18
1.4 Limitações da pesquisa... 19
1.5 Definições de termos... 19
1.6 Classificação das variáveis... 19
1.7 Objetivo Geral... 19
1.7.1 Objetivos Específicos... 19
1.8 Hipótese... 20
CAPÍTULO 2... 21
2.1 Revisão de literatura ... 22
2.2 Postura ... 22
2.3 Marcha humana... 24
2.4 Uso da mochila escolar... 27
2.5 Escalas de percepção subjetiva de esforço... 31
CAPÍTULO 3... 35
3.1 Métodos... 36
3.2 Delineamento do estudo... 36
3.3 População e amostra... 36
3.4 Procedimentos de coleta de dados... 37
3.5 Instrumentos e protocolos... 39
3.5.1 Avaliação antropométrica... 39
3.5.2 Avaliação da postura corporal estática... 40
3.5.3 Questionário de autopercepção sobre o uso da mochila... 41
3.5.4 Modelo Biomecânico... 43
3.5.5 Sistema de análise tridimensional... 46
3.5.6 Protótipo para posicionamento de carga... 48
3.5.7 Escalas de percepção subjetiva de esforço... 49
3.6 Variáveis do estudo... 50
3.7 Análise dos dados... 52
CAPÍTULO 4... 54
4.1 Resultados e Discussão... 55
4.2 Avaliação antropométrica... 55
4.3 Avaliação da postura corporal estática... 56
4.4 Questionário de autopercepção sobre o uso da mochila escolar... 58
4.5 Variáveis cinemáticas da marcha e da postura em função da magnitude de carga... 63
4.6 Considerações finais... 79
REFERÊNCIAS ... 81
APÊNDICES ... 89
CAPÍTULO 1
Introdução Justificativa
Delimitação da pesquisa Limitações da pesquisa
Definições de termos Classificação das variáveis
Objetivos Hipótese
1.1 Introdução
A postura pode ser definida como o arranjo relativo e a disposição no espaço dos segmentos corporais.(1,2) A postura correta ou a boa postura consiste no estado de equilíbrio muscular e esquelético que protege as estruturas do corpo contra lesões ou deformidades progressivas, que favorece menor sobrecarga nos músculos e articulações.(3,4) Em situações estáticas ou dinâmicas, é fundamental a manutenção de uma postura adequada visando conservar o alinhamento postural dos segmentos corporais e a saúde da coluna vertebral.(2,4)
A marcha consiste no ato de mover-se de um lugar para o outro por meio de repetições de movimentos dos membros corporais, concomitante com a manutenção da postura estável.(5) A postura e o padrão cinemático da marcha podem ser influenciados por fatores intrínsecos e extrínsecos.(2) Nesse sentido, o transporte de carga externa, considerado um fator extrínseco, pode induzir a ajustes compensatórios na postura, alinhamento inadequado da coluna vertebral e modificações no padrão da marcha.(6-10)
O uso da mochila para transportar materiais escolares consiste em uma prática eficiente e econômica, comumente utilizada por escolares em seu cotidiano para o transporte de cargas externas.(11,12) Diferentes tipos de mochilas, meios de transporte e a quantidade de carga no interior da mochila podem ser considerados fatores de risco para dores, fadiga e desconforto nas estruturas musculoesqueléticas.(13) O uso da mochila no contexto escolar tem sido objeto de estudo de alguns autores.(13-14)
A fim de orientar e prevenir que crianças e adolescentes desenvolvam complicações posturais e biomecânicas relacionadas ao uso incorreto da mochila, pesquisas têm sido realizadas descrevendo o limite de carga apropriada em relação ao peso corporal do indivíduo, design ergonômico, distância e duração do deslocamento de casa até a escola, percepções dos escolares sobre o uso da mochila, ajustes posturais e alterações na cinemática da marcha.(15-17)
Sobre os ajustes posturais durante o transporte da mochila escolar com sobrecarga, pesquisadores têm dado destaque ao comportamento postural do tronco.(18,19) Este segmento pode apresentar progressiva inclinação anterior como uma estratégia adotada para a diminuição do gasto energético, manutenção da postura ereta, do padrão cinemático da marcha e manutenção do equilíbrio por meio
da projeção do centro de massa dentro dos limites da base de suporte.(20-22) Também podem ocorrer alterações na coluna vertebral a partir da sua posição neutra(23) e inclinações laterais do tronco em direção oposta à carga em situações de transporte utilizando apenas uma das alças.(24)
Concomitantemente com a inclinação anterior do tronco, ocorrem ajustes na posição da cabeça por meio da projeção anterior deste segmento visando auxiliar na manutenção do equilíbrio, especialmente da coluna.(25)
Na cinemática da marcha, já foram encontradas alterações em variáveis espaçotemporais durante o transporte de mochila com carga. Conforme o acréscimo de carga, observou-se uma diminuição do comprimento da passada e da frequência de passos para manter a velocidade da marcha constante, além do aumento no tempo de duplo apoio dos pés no solo.(18, 21)
O limite de carga que escolares podem carregar com segurança em suas mochilas, ainda hoje está em discussão, e não há uma diretriz estabelecida consistentemente e com base em evidências na literatura. Notam-se pesquisas utilizando diferentes magnitudes de carga.(15,17,18,20,21,26-29)
A carga excessiva na mochila promove compensações biomecânicas como o deslocamento posterior do centro de gravidade, aumento da inclinação pélvica ou inclinação anterior para manter o indivíduo na posição vertical(23) e maior pressão nos discos intervertebrais.(30)
Outro fato que deve ser analisado é a percepção de esforço do indivíduo quanto a carga externa transportada. Para isso, ferramentas como as escalas de percepção subjetiva de esforço (PSE) podem auxiliar no entendimento de fatores relacionados ao uso da mochila, especialmente no que concerne a quantidade de carga.(15)
Dentro desta temática, alguns estudos têm objetivado investigar o uso da mochila escolar relacionando-a com a PSE do indivíduo que a transporta por meio de questionários ou escalas de autopercepção.(31-34) A percepção de cada indivíduo considera suas características pessoais como força física e resistência, nesse sentido, relatar como está se sentindo ou se apresenta cansaço, durante ou após o uso da mochila, pode indicar um transporte de carga excessiva, baixa resistência dos músculos principalmente do tronco, podendo ser um fator de risco para dores nas costas.(30,35)
Este estudo pretende preencher uma lacuna do conhecimento relacionada aos ajustes biomecânicos provocados por diferentes magnitudes de carga, durante a marcha com o transporte da mochila escolar considerando a autopercepção do voluntário sobre a atividade.
Com base nas considerações anteriores, questionou-se qual magnitude de carga é capaz de ocasionar alterações cinemáticas na marcha e ajustes posturais concomitante com a PSE dos escolares. Assim, nos deparamos com a seguinte questão problema: Existe diferença na marcha e nos ajustes posturais em função da magnitude da carga e PSE?
1.2 Justificativa
A literatura apresenta uma variedade de experimentos utilizando diferentes magnitudes de carga, assim, este estudo poderá colaborar para que mais evidências sobre o limite de peso seguro da mochila escolar sejam estabelecidas.(36) O uso da mochila escolar, especialmente a quantidade de carga que está sendo transportada, pode estar relacionado com dores em partes corporais como costas, ombros e pescoço.(30,31) O transporte contendo carga excessiva pode promover alterações significativas na postura e na marcha como, por exemplo, o ângulo cabeça-pescoço, assimetria dos ombros e lordose lombar. Tais ajustes biomecânicos podem acarretar, no futuro, dores crônicas e patologias na região das costas.(37) Além disso, fatores influenciadores como o design da mochila, meio de transporte utilizado de casa até a escola e período de tempo dispendido transportando a mochila têm sido pouco investigados.(35)
De modo geral, as pesquisas consultadas utilizam a carga relativa da mochila expressa em porcentagem do peso corporal. Dianat(36) discorreu que os valores podem não representar de modo adequado às exigências musculoesqueléticas que são requeridas pelas crianças em idade escolar. Tal variação na estimativa para a carga da mochila justifica-se, em partes, pelas mudanças observadas nos perfis antropométricos de crianças e adolescentes nos últimos anos. Tais mudanças foram desencadeadas principalmente pelo excesso de peso, que pode influenciar no limite de carga da mochila, visto que fatores, como aumento ou perda de peso, podem ocasionar em mudanças nas funções biomecânicas.(11,17) Portanto, ao propor
diretrizes sobre a magnitude de carga, outras variáveis relacionadas ao uso da mochila devem ser utilizadas.(36)
Nesse sentido, considerar a autopercepção do sujeito sobre o esforço que está sendo realizado durante o transporte da mochila com diferentes cargas, bem como considerar características da composição corporal, pode propiciar novas informações sobre a temática, visto que, conforme citado anteriormente, a literatura apontou controvérsias relacionadas à magnitude de carga adequada e à associação entre o uso da mochila com dores musculares.
A biomecânica enquanto área de estudo que investiga os sistemas biológicos, utilizando métodos da mecânica, possibilita o estudo de padrões motores como a marcha. Assim, as investigações nesse contexto possibilitam maior produção de conhecimento na área.(38)
Para professores de Educação Física, este estudo justifica-se, pois as Diretrizes Curriculares da Educação Básica da Secretaria de Estado da Educação do Paraná(39) propõem, entre os elementos articuladores, a temática Cultura corporal e Saúde. O elemento articulador tem como objetivo aumentar a compreensão das práticas corporais, possibilitando diversas intervenções pedagógicas em situações do cotidiano escolar. Neste contexto, a temática utilizada no presente estudo poderá contribuir para o processo ensino-aprendizagem dos alunos. Assim, a Educação Física, a partir da sua função social, poderá contribuir para que os alunos adquiram um pensamento consciente e reflexão crítica sobre algumas práticas corporais, entre elas o transporte mochila escolar com carga.
1.3 Delimitação da Pesquisa
O estudo será delimitado a avaliar, no Laboratório de Biomecânica e Comportamento Motor (Labicom/DEF/UEM), crianças e adolescentes de um Colégio da cidade de Maringá-PR. Além disso, delimita-se em avaliar variáveis cinemáticas da marcha e ajustes posturais durante o transporte da mochila escolar.
1.4 Limitações da Pesquisa
As principais limitações do presente estudo são a amostra selecionada por conveniência, a restrição da faixa etária entre 10 a 14 anos e o fato de ser um estudo do tipo transversal.
1.5 Definições de Termos
Percepção subjetiva de esforço: Capacidade de identificar e responder a sensações fisiológicas resultantes de adaptações ao exercício.(40)
Postura corporal: Arranjo relativo e a disposição no espaço dos segmentos corporais.(1, 2)
Boa postura: Estado de equilíbrio muscular e esquelético que protege as estruturas do corpo contra lesão ou deformidade progressiva.(2)
Marcha: Movimentos dos membros inferiores para mover o corpo para a frente concomitante com a manutenção da postura estável.(5)
1.6 Classificação das Variáveis
Variáveis Independentes – Magnitude da carga na mochila, IMC.
Variáveis Dependentes – Variáveis cinemáticas da marcha, ajustes posturais, PSE.
1.7 Objetivo Geral
Analisar a influência do transporte da mochila escolar com diferentes cargas nos ajustes posturais de crianças e adolescentes durante a marcha e sua relação com a percepção subjetiva de esforço.
1.7.1 Objetivos Específicos
- Verificar o IMC de crianças e adolescentes;
- Avaliar a postura corporal estática de crianças e adolescentes;
- Verificar características sobre o uso da mochila escolar: deslocamento, método e tempo de transporte, autopercepção do peso, esforço e dor;
- Descrever e comparar as variáveis cinemáticas da marcha e da postura em função da magnitude de carga;
- Verificar a associação entre as variáveis cinemáticas da marcha e da postura em função da PSE.
1.8 Hipótese
Para testar os objetivos propostos pelo estudo será considerada a seguinte hipótese: a postura, a percepção de esforço e a cinemática da marcha alteram-se com o incremento de carga na mochila.
CAPÍTULO 2
REVISÃO DE LITERATURA Postura
Marcha Humana Uso da mochila escolar
Escalas de percepção subjetiva de esforço
2.1 REVISÃO DE LITERATURA
Neste capítulo será apresentada a revisão de literatura sobre os seguintes temas: postura, marcha humana, uso da mochila escolar e escalas de PSE.
2.2 Postura
A postura é definida como o arranjo relativo das partes corporais, ou ainda, são as posições de todas as articulações corporais em um momento específico.
Uma postura classificada como boa representa o equilíbrio muscular e ósseo com o objetivo de proteger as estruturas de apoio do corpo contra possíveis traumas ou deformações em condições de repouso ou não.(41) Equilíbrio, posição parada e padrões repetidos de movimento de estabilização também podem ser denominados como postura.(42) A má postura é representada por uma relação anormal entre as partes corporais ocasionando maior utilização dos elementos de apoio e diminuição do estado de equilíbrio corporal sobre a base de sustentação.(41) Em atividades como a marcha, a má postura pode ocasionar maior desgaste no aparelho motor, desta maneira é de grande importância o estudo das posturas utilizadas em diferentes atividades.(43)
Diversos fatores podem afetar a postura, entre eles, o transporte de cargas externas. Cargas muito pesadas podem contribuir para o alinhamento inadequado da coluna vertebral. Objetos como as mochilas podem promover ajustes compensatórios na postura e na marcha. Nesse sentido, para manter o equilíbrio dinâmico durante o transporte de carga externa, o indivíduo pode, por exemplo, recrutar ou ativar excessivamente músculos não utilizados em condições normais.(44) Majumdar, Pal e Majumdar(22) descreveram que a carga externa que ultrapassa 25%
da massa do indivíduo que está transportando pode ocasionar aumento progressivo da inclinação anterior do tronco e com deslocamento de até 10% da sua posição inicial (neutra).
O transporte habitual ou prolongado de cargas excessivas em mochilas pode resultar em alguns sintomas como dor lombar, distúrbios musculoesqueléticos, dores corporais, cansaço e aumento da atividade muscular em regiões como costas e abdômen.(25,45,46)
Os desvios posturais consistem em mudanças na posição ereta que é significativamente diferente de uma postura típica comumente utilizada por uma pessoa, considerando sua idade, gênero, raça, entre outros. Tais desvios podem ser resultantes de alterações patológicas e promover alterações na curvatura da coluna vertebral e em outros segmentos corporais.(47) Para prevenir a ocorrência de desvios posturais, é importante, entre outros fatores, atentar-se para o período crítico de crescimento mais suscetível ao desenvolvimento da postura que ocorre entre 10 a 12 anos de idade. Além disso, cabe ressaltar que desvios posturais acentuados podem relacionar-se com diferentes tipos de dor e disfunções.(42,47)
Para investigar a existência de desvios posturais na postura estática, algumas metodologias podem ser utilizadas. Dentre elas, os testes posturais e a fotogrametria. Métodos fotográficos já foram utilizados para investigar a postura de indivíduos.(48,49) Este método denominado fotogrametria é realizado por meio do registro de fotografias dos indivíduos em posição ortostática e nos planos sagital e/ou coronal, permitindo, assim, a avaliação postural dos segmentos corporais.(50) Tais métodos e testes posturais podem ser utilizados, por exemplo, para detectar ou indicar desvios no alinhamento postural e prescrever exercícios que estimulem o alinhamento adequado.(7)
Em uma revisão de literatura sobre avaliação postural, Rosário(42) descreveu algumas metodologias que são comumente utilizadas para tal finalidade.
Instrumentos como a plataforma de força, fotografias, sistema de análise 3D, goniômetro, acelerômetro, sensores elétricos, ressonância magnética, entre outros, podem ser utilizados para a avaliação postural(42,51,52) A posturografia, por meio da plataforma de força, registra os deslocamentos do centro de pressão em posturas estáticas e dinâmicas possibilitando, assim, a análise do equilíbrio e controle postural. A fotografia é um método rápido e fácil para ser utilizado e que possibilita a medição de ângulos corporais.(52) O método mais atual é o sistema de análise postural 3D que é constituído por câmeras filmadoras e que permite uma análise quantitativa dos segmentos corporais de interesse.
Gelalis et al.(23) analisaram variáveis cinéticas durante o transporte simétrico e assimétrico da mochila escolar com 15% de carga em adolescentes com e sem escoliose. Não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos e os autores inferiram que adolescentes com escoliose desenvolvem mecanismos adaptativos que neutralizam o aumento de forças externas. Ries et al.(53) utilizaram a
fotogrametria para analisar a postura de escolares nas seguintes condições: sem mochila, com o peso comumente transportado e com 10, 15 e 20% do peso corporal.
Diante do exposto é importante investigar alguns fatores externos como o transporte de carga externa e suas possíveis influências na postura corporal.
2.3 Marcha humana
A marcha é uma atividade complexa que engloba diferentes sistemas corporais além de restrições do indivíduo, do ambiente e da tarefa em si.(54) Em síntese, a marcha humana típica refere-se ao método de locomoção que envolve o uso das duas pernas alternadamente para proporcionar apoio e propulsão.(38)
A literatura sobre a marcha humana descreve as características biomecânicas da marcha em relação aos ciclos de passos e passadas. Um ciclo de passada também é definido como ciclo da marcha.(5) A passada é constituída pela sucessão de eventos com o mesmo membro inferior e consiste em toques consecutivos do pé de um membro com o solo. O passo é delimitado pelo início de um evento com um membro até o início do mesmo evento com o membro contralateral.(5,9)A figura 1 ilustra as definições de passo e passada utilizando o membro inferior direito como referência.
Figura 1- Definição de passo e passada.
Fonte: Perry(5)
Em relação ao ciclo da marcha, é dividido em fase de apoio e de balanço e estas fases são definidas considerando os movimentos dos pés. A fase de apoio é definida como o período de tempo em que o membro inferior está em contato com o solo e pode ser subdividida em tempo de duplo apoio e tempo do apoio simples. O tempo de duplo apoio consiste no período de tempo em que ambos os pés estão em
contato com o solo e o tempo do apoio simples é o tempo de permanência de um pé em contato com o solo. A fase de balanço é o período de tempo em que o pé não está em contato com o solo e pode ser subdivida em balanço inicial, balanço médio e balanço final.(10,38)
De modo geral, a passada é normalizada pela porcentagem do ciclo que é delimitado de 0 a 100%. Considerando todo o ciclo da marcha (100%), a fase de apoio corresponde a cerca de 60% do ciclo e a fase de balanço a 40%.(5,9) A figura 2 representa o ciclo da marcha considerando como referência o contato inicial do pé direito com o solo.
Figura 2 - Fases da Marcha.
Fonte: Perry(5)
Os eventos no ciclo da marcha são simultâneos e sucessivos como, por exemplo, no momento em que ocorre o apoio simples direito o membro inferior esquerdo executa a fase de balanço.
Para a execução deste ato motor, diversos membros corporais são recrutados. Dos membros superiores, cabe destacar a cabeça, o pescoço e o tronco.
A cabeça movimenta-se em conjunto com o tronco, formando, assim, uma unidade.
O pescoço proporciona a cabeça uma ampla movimentação para expandir o campo de visão. No padrão típico da marcha, estes segmentos podem apresentar pequenos deslocamentos verticais relacionados com o centro de gravidade do corpo.(5)
A pélvis executa movimentos que são fundamentais para uma locomoção eficiente. No plano transverso, apresenta rotação interna e externa em um eixo vertical. No plano sagital, ocorre inclinação anterior e posterior e no plano coronal, ocorrem inclinações laterais (queda/elevação contralateral). Além disso, as amplitudes destes movimentos são pequenas e se movem em sincronia nas três direções do movimento.(5)
O joelho é uma articulação que executa movimentos de grande amplitude. No plano sagital, ocorrem movimentos de flexão e extensão, no plano coronal ocorrem movimentos de abdução e adução e no plano transverso rotação externa e interna.
A literatura de modo geral indica que durante o ciclo da marcha a articulação do joelho pode alcançar uma amplitude de 0° a 70°.(5)
O tronco tem sido amplamente investigado em estudos sobre a marcha, isto porque é um segmento corporal importante para a avaliação dos padrões típicos e patológicos da marcha.(56) Thummerer et al.(56) investigaram o movimento do tronco, coluna vertebral e pélvis durante a marcha de 85 crianças e a associação destes movimentos com a faixa etária (<4 anos, 4-6, 7-9, 10-12, 13-16) e três velocidades diferentes (≤0.40 m/s, 0.40 < v ≤ 0.49m/s, v ≥0.50m/s). Os autores identificaram que com o avanço da idade as crianças apresentam maior inclinação anterior do tronco.
Já os movimentos da coluna vertebral e da pélvis no plano frontal apresentaram maior associação com a velocidade e não com a idade.
Sobre o controle motor durante a marcha, nota-se um padrão complexo e coordenado de impulsos nervosos, produzidos por neurônios de diversas regiões do cérebro e medula espinhal, direcionados aos músculos que movimentam as articulações corporais.(38) Durante a marcha também é necessário a manutenção do equilíbrio, em síntese, manter o centro de massa do corpo dentro dos limites da base de suporte. Para isto, o tronco e os membros inferiores precisam atuar com coordenação, visto que a falta de coordenação entre tronco e membros inferiores pode acarretar em afastamento do centro de massa da base de suporte, causando, assim, perda de equilíbrio.(55)
Variáveis da marcha podem apresentar variabilidade devido as características físicas como, por exemplo, estatura e massa corporal. Isto pode ocorrer especialmente em crianças que ainda estão em fase de crescimento.(57) McMillan et al.(58) investigaram movimentos de membros inferiores nos planos frontal e sagital durante a marcha de adolescentes classificados como obesos. Os autores
verificaram menor flexão do joelho no contato inicial no grupo de obesos, além de manter o joelho relativamente mais estendido durante a fase de apoio. Também foi encontrada menor amplitude de flexão e extensão do quadril no contato inicial e maior amplitude de flexão do quadril no final da fase de apoio, quando comparados com adolescentes não obesos. No entanto, os autores ressaltam que existem na literatura resultados controversos sobre o ângulo do joelho e quadril no plano sagital.(58)
A velocidade da marcha também é um dos fatores que pode influenciar algumas variáveis como: ângulos e momentos articulares, força de reação do solo e parâmetros espaçotemporais.(59-61) Alguns estudos relataram que o aumento na velocidade associa-se com maior rotação da pélvis e do tronco no plano transverso, comprimento e frequência da passada.(18,62)
A análise da marcha é um método capaz de produzir grandes quantidades de dados para descrever o movimento. Esses dados referem-se, por exemplo, a variáveis como velocidade, eventos espaçotemporais, ângulos articulares e forças em função do percentual do ciclo da marcha.(63) Diversos métodos podem ser utilizados para a análise da marcha. Inicialmente, os estudos utilizavam preferencialmente o método descritivo. Com o passar do tempo, métodos mais elaborados de medição passaram a ser utilizados. Nesse sentido, a modelação do corpo humano tem sido utilizada em contextos como o desenvolvimento de animações e jogos, expressões faciais, design de próteses e dentre eles, o de análise da marcha e diferentes movimentos humanos.(64)
2.4 Uso da Mochila Escolar
O uso da mochila no contexto escolar, suas características e os efeitos têm sido objeto de estudo de diversos autores.(12-14) Crianças e adultos utilizam diferentes tipos de mochilas para transportar seus objetos de um lugar para outro.
Cotidianamente, crianças e adolescentes utilizam a mochila para o transporte de materiais necessários para suas atividades escolares.(11)
Um fator relevante sobre o uso da mochila escolar é a quantidade de carga que é transportada. Não há na literatura consenso sobre a quantidade segura de carga. Isto porque, nota-se que diferentes magnitudes de carga são utilizadas nos estudos com esta temática.(16) Nesse sentido, Son(20) investigou a atividade elétrica
dos músculos do tronco e de membros inferiores durante o uso de mochila com cargas de 10%, 15% e 20% do peso corporal. Marsh et el.(33) utilizaram cargas de 10% e 20% do peso corporal e Macias et al.(28) utilizaram 10%, 20% e 30%.
Contradições sobre o limite de carga também são observadas nas diretrizes estabelecidas em projetos de lei que visam padronizar a carga das mochilas escolares. O artigo 1° do projeto de Lei n° 66 de 2012, que tramita no Senado Federal, discorre que os estudantes não poderão transportar material escolar em mochilas ou similares com carga superior a 15% do seu peso corporal.(65) No Paraná, a lei n° 17.482/13, já sancionada, descreve que escolares com até dez anos de idade podem transportar peso bruto na mochila de até 5% do seu peso corporal e para crianças com mais de 10 anos de idade esta magnitude de carga aumenta para 10%.(66) Em Maringá-PR, a Lei n° 8.867 de 2011 estabelece os mesmo valores que o Estado do Paraná.(67)
Nos Estados Unidos, este limite é uma preocupação de órgãos voltados à saúde. Sendo assim, a Academia Americana de Pediatria (American Academy of Pediatrics) sugere que a magnitude de carga não ultrapasse mais do que 20% do peso corporal do escolar. A AOTA propõe não mais que 15% do peso corporal. No Brasil, a SBOT indica que 10% do peso corporal é o limite seguro para o transporte de mochila com carga.
Sobre o método de transporte da mochila, afirma-se que o mais adequado é o uso de mochila com duas alças posicionadas nos ombros (simétrico) e com o ajuste das tiras, para que o peso existente no interior da mochila seja distribuído uniformemente entre os membros superiores.(13) A Academia Americana de Pediatria também recomenda o uso da mochila com as duas alças, visto que, o uso de apenas uma alça pode criar tensão nos músculos e aumentar a curvatura da coluna vertebral. Também é indicado o uso de uma tira na linha da cintura para auxiliar na distribuição igualitária da carga. Sobre o posicionamento da mochila no dorso, a Academia Americana de Pediatria descreve que este deve estar dois centímetros acima da linha da cintura e o mais próximo possível do corpo.
Alguns estudos investigaram a influência de diferentes posicionamentos da mochila nas costas e encontraram resultados controversos. Connolly et al.(13) analisaram a marcha com a mochila posicionada unilateralmente (assimétrico/ única alça) e bilateralmente (simétrico/duas alças), com carga de 15% do peso corporal em crianças de 12 a 13 anos de idade. Na comparação entre os dois métodos de
transporte, não foram encontradas diferenças significativas nas variáveis base de suporte, comprimento da passada e velocidade. Gelalis et al.(23) compararam um grupo de crianças com escoliose idiopática com um grupo controle e não encontraram diferenças em parâmetros cinéticos quando comparados aos métodos de transporte simétrico e assimétrico. Limana,(14) entre outros objetivos, investigou três diferentes posicionamentos da mochila nas costas: posicionamento alto (acima de T8), baixo (abaixo de T8) e assimétrico (única alça) em relação ao dorso. A autora concluiu que os posicionamentos utilizados afetam de modo significativo a movimentação do dorso durante a marcha.
A SBOT em parceria com a PROTESTE elaborou um manual sobre o uso da mochila onde indicaram o uso de mochilas com duas alças e discorreram sobre a mochila com rodas. Segundo os autores, o transporte deste tipo de mochila, que ocorre com apenas uma das mãos, pode ocasionar assimetrias na coluna. Schmidt e Docherty(68) investigaram a postura de escolares após a marcha com mochila posicionada nas costas e mochila com rodas. O segundo grupo apresentou maior rotação nas regiões torácica e lombar.
Relatos de dores musculares e desconfortos têm sido relacionados ao uso inadequado das mochilas escolares. Dianat et al.(36) verificaram a ocorrência de dor lombar, no pescoço e nos ombros em relação ao uso de mochila escolar em crianças iranianas. Os autores apontaram que pesquisas anteriores descreveram a ocorrência de dor lombar associada com o transporte de mochila escolar, no entanto, este desconforto pode incidir sobre outras regiões corporais como pescoço e ombros, o que tem sido pouco estudado.
Alguns estudos não encontraram associações diretas entre o uso da mochila escolar e dores no corpo. Negrini e Carabalona(30) identificaram que 79,1% dos entrevistados sentiam a mochila pesada, 65,7% mencionaram fadiga durante o transporte e 46,1% relataram dores musculares. Estes autores apontaram que existe associação entre dores e fadiga com o tempo dispendido no transporte da mochila e não diretamente com a quantidade de carga transportada. Outros autores, a partir de diferentes metodologias, investigaram o uso da mochila escolar e os relatos de dores em diferentes segmentos corporais. (35,69-72)
Diversas características relacionadas ao uso da mochila escolar têm sido investigadas. Moore, White e Moore(69) indicaram que a carga relativa da mochila está associada com relatos de dores nas regiões superior e média das costas,
porém não foram encontradas associações com dores lombares e no pescoço. Em uma amostra de 1202 adolescentes, Haselgrove et al.(35) identificaram que aproximadamente 50% da amostra relataram dores nas costas e pescoço, 54%
sentiam suas mochilas pesadas durante o transporte e 51% sentiam fadiga. Cabe ressaltar que, neste estudo, os autores investigaram outros fatores intervenientes ao uso da mochila como duração do transporte (quantidade de tempo), meio de transporte utilizado de casa até a escola e tipo da mochila (com rodas, uma ou duas alças).
Kim et al.(12) investigaram parâmetros hemodinâmicos e sensitivos de membros superiores em adultos durante o transporte de mochila com carga de 12kg.
Foram encontradas alterações hemodinâmicas associadas com decréscimos do estado de oxigenação de tecidos corporais. Pau, Kim e Nussbaum(11) investigaram o controle postural estático de crianças de 6 a 11 anos de idade, com e sem mochila escolar, e classificados de acordo com o IMC. É possível inferir que o transporte de cargas pesadas pode induzir ao esforço fisiológico e alteração na cinemática do movimento.(10)
Hong e Cheung(10) utilizando a cinemática bidimensional investigaram o transporte de mochila com cargas de 0, 10, 15 e 20% do seu peso corporal durante a marcha em uma quadra esportiva utilizando um protocolo com 4 diferentes distâncias. Os resultados encontrados demonstraram que a velocidade da marcha não se alterou significativamente mesmo com o transporte de 20% do peso corporal.
Variáveis como comprimento da passada e cadência também não se alteraram significativamente com o incremento de carga e de distância da caminhada. Os autores indicaram que o padrão da marcha durante o transporte de carga está atrelado a situações onde o peso é suficientemente pesado ou a velocidade da marcha é constante, como por exemplo em estudos com esteiras. Foi encontrada significativa inclinação para frente do tronco na condição com 20% do peso corporal na mochila.
Golriz e Walker(16) realizaram uma revisão sistemática sobre o tema e identificaram na literatura resultados conflitantes. Evidências apontaram para uma correlação positiva entre o transporte da mochila e dores ao longo do tempo.
Observa-se que crianças em idade escolar comumente relatam dores nas costas e um estilo de vida sedentário pode apresentar influência positiva neste relato, visto que a inatividade física pode ocasionar em menor tonicidade e maior fraqueza
muscular.(73) Grimmer et al.(1) investigaram 250 adolescentes com idade entre 12 e 18 anos. Os autores utilizaram as seguintes condições: transporte bilateral de mochila com cargas de 3, 5 e 10% e com posicionamento no nível da vértebra torácica 7 (T7), vertebra torácica 12 (T12) e vertebra lombar 3 (L3). Foram posicionados marcadores em algumas localidades anatômicas e registradas fotografias no plano sagital. Os autores descreveram que o posicionamento da mochila no nível de T7, considerado como posicionamento alto, produziu maior resposta postural verificada a partir do deslocamento horizontal dos marcadores utilizados, o que contradiz a literatura que afirma ser o posicionamento alto mais adequado.
Sahli et al.(74) investigaram o efeito da carga na mochila e o método de transporte na oscilação do centro de pressão durante a postura ereta comparando adolescentes com e sem escoliose idiopática. Foram utilizadas cargas de 0%, 10% e 15% do peso corporal de cada voluntário e posicionamento simétrico e assimétrico da mochila nos ombros. Os resultados demonstraram que o transporte de carga de 10% do peso corporal aumentou significativamente a oscilação corporal em adolescentes com escoliose idiopática, enquanto que esta resposta postural foi observada em adolescentes sem escoliose idiopática apenas com carga de 15%.
Além disso, os autores descreveram que o transporte simétrico da mochila induziu uma maior estabilidade postural e orientação corporal em comparação ao método de transporte da mochila assimétrico. Al-Khabbaz, Shimada e Hasegawa(75) investigaram a atividade muscular de músculos da extremidade inferior do tronco e alterações posturais do tronco durante a manutenção da postura ereta e utilizando mochila com cargas de 10%, 15% e 20% do peso corporal. A carga de 20%
provocou uma mudança significativa na inclinação do tronco.
Assim, é possível inferir que diversas variáveis relacionam-se com o uso da mochila escolar. No entanto, faz-se necessário investigar quais variáveis são capazes de promover alterações biomecânicas relevantes nos indivíduos que as utilizam.
2.5 Escalas de percepção subjetiva de esforço
A PSE é a capacidade para detectar e responder as sensações advindas de respostas fisiológicas ao exercício.(40) As escalas de PSE indicam a ligação existente
