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Autor: Prof. Emerson Luiz Teixeira Colaboradores: Profa. Vanessa Santhiago Prof. Marcel da Rocha Chehuen Treinamento Personalizado e Musculação Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Professor conteudista: Emerson Luiz Teixeira Em 2010, graduou‑se em Educação Física pela Faculdade de Americana (FAM). No ano seguinte, formou‑se especialista em Fisiologia do Exercício – Prescrição do Exercício, pela Universidade Gama Filho (2011). Nos anos subsequentes (2011‑2014), trabalhou como professor de musculação e personal trainer em diversas academias, atuando principalmente com públicos com o objetivo de obtenção de ganhos de força, massa muscular e emagrecimento. Entre 2014‑2017, formou‑se mestre em Ciências na área de concentração: Estudos Biodinâmicos da Educação Física e Esporte pela Escola de Educação Física e Esporte da Universidade de São Paulo (EEFE‑USP). Atualmente, é pesquisador do Laboratório de Adaptações Neuromusculares ao Treinamento de Força da Escola de Educação Física e Esporte da EEFE‑USP. Além disso, é coordenador do Grupo de Estudos e Pesquisas sobre Treinamento de Força (GEPTF) na Universidade Paulista (UNIP), em que é também professor das disciplinas Treinamento Personalizado e Musculação, Metodologia do Treinamento Físico e Fisiologia do Exercício no curso de graduação em Educação Física. © Todos os direitos reservados. Nenhuma parte desta obra pode ser reproduzida ou transmitida por qualquer forma e/ou quaisquer meios (eletrônico, incluindo fotocópia e gravação) ou arquivada em qualquer sistema ou banco de dados sem permissão escrita da Universidade Paulista. Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) T266t Teixeira, Emerson Luiz. Treinamento Personalizado e Musculação / Emerson Luiz Teixeira. – São Paulo: Editora Sol, 2019. 248 p., il. Nota: este volume está publicado nos Cadernos de Estudos e Pesquisas da UNIP, Série Didática, ano XXV, n. 2‑075/19, ISSN 1517‑9230. 1. Musculação. 2. Treinamento de força. 3. Montagem de programas. I. Título. CDU 796 W500.64 – 19 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Prof. Dr. João Carlos Di Genio Reitor Prof. Fábio Romeu de Carvalho Vice-Reitor de Planejamento, Administração e Finanças Profa. Melânia Dalla Torre Vice-Reitora de Unidades Universitárias Prof. Dr. Yugo Okida Vice-Reitor de Pós-Graduação e Pesquisa Profa. Dra. Marília Ancona‑Lopez Vice-Reitora de Graduação Unip Interativa – EaD Profa. Elisabete Brihy Prof. Marcelo Souza Prof. Dr. Luiz Felipe Scabar Prof. Ivan Daliberto Frugoli Material Didático – EaD Comissão editorial: Dra. Angélica L. Carlini (UNIP) Dra. Divane Alves da Silva (UNIP) Dr. Ivan Dias da Motta (CESUMAR) Dra. Kátia Mosorov Alonso (UFMT) Dra. Valéria de Carvalho (UNIP) Apoio: Profa. Cláudia Regina Baptista – EaD Profa. Betisa Malaman – Comissão de Qualificação e Avaliação de Cursos Projeto gráfico: Prof. Alexandre Ponzetto Revisão: Aline Ricciardi Lucas Ricardi Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Sumário Treinamento Personalizado e Musculação APRESENTAÇÃO ......................................................................................................................................................9 INTRODUÇÃO ...........................................................................................................................................................9 Unidade I 1 FISIOLOGIA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO E MECANISMOS DA CONTRAÇÃO MUSCULAR ................................................................................................................................. 11 1.1 Classificação e organização estrutural do músculo esquelético ...................................... 11 1.2 Controle neuromuscular do movimento .................................................................................... 18 1.3 Sequência de eventos da contração muscular ......................................................................... 19 1.4 Classificação dos tipos de fibras musculares ............................................................................ 23 2 ASPECTOS BIOMECÂNICOS RESPONSÁVEIS PELO CONTROLE DO MOVIMENTO CORPORAL .................................................................................................................................. 27 2.1 Mecânica do movimento corporal ................................................................................................ 27 2.1.1 Ações musculares ................................................................................................................................... 29 2.1.2 Arquitetura do músculo esquelético ............................................................................................... 31 2.1.3 Músculos monoarticulares e biartiarticulares ............................................................................. 32 2.1.4 Relação entre comprimento e tensão ............................................................................................ 34 2.1.5 Relação entre força e velocidade ..................................................................................................... 36 2.1.6 Ciclo alongamento‑encurtamento (CAE) ...................................................................................... 37 2.1.7 Torque muscular ...................................................................................................................................... 38 3 MANIFESTAÇÕES E FORMAS DE AVALIAÇÃO DA FORÇA MUSCULAR ........................................ 42 3.1 Manifestações da força muscular ................................................................................................. 42 3.1.1 Força máxima ........................................................................................................................................... 43 3.1.2 Força explosiva ......................................................................................................................................... 44 3.1.3 Resistência de força ............................................................................................................................... 44 3.1.4 Hipertrofia muscular ............................................................................................................................. 44 3.2 Mensuração da força muscular ...................................................................................................... 44 3.2.1 Testes para mensuração da força máxima ................................................................................... 45 4 ADAPTAÇÕES NEUROMUSCULARES E PRINCÍPIOS DO TREINAMENTO DE FORÇA .............. 60 4.1 Adaptações neurais ............................................................................................................................. 60 4.1.1 Drive neural e recrutamento de unidades motoras .................................................................. 60 4.1.2 Frequência de disparo das unidades motoras ............................................................................. 62 4.1.3 Sincronização das unidades motoras ............................................................................................. 62 4.1.4 Coordenação intramuscular e intermuscular .............................................................................. 62 4.1.5 Co‑contração ............................................................................................................................................ 63 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on- 1 7/ 10 /1 8 4.2 Time course da força muscular ....................................................................................................... 63 4.3 Como ocorre a hipertrofia muscular? .......................................................................................... 64 4.4 Mecanismos da hipertrofia muscular .......................................................................................... 64 4.4.1 Teoria das microlesões .......................................................................................................................... 65 4.4.2 Mecanismos intracelulares da hipertrofia muscular ................................................................ 69 4.4.3 Papel do estresse metabólico ............................................................................................................. 75 4.5 Princípios do treinamento de força (TF) ...................................................................................... 77 4.5.1 Princípio da conscientização.............................................................................................................. 77 4.5.2 Princípio da adaptação ......................................................................................................................... 78 4.5.3 Princípio da sobrecarga progressiva ................................................................................................ 78 4.5.4 Princípio da acomodação .................................................................................................................... 80 4.5.5 Princípio da especificidade ................................................................................................................. 80 4.5.6 Princípio da individualidade biológica ........................................................................................... 80 4.5.7 Princípio da variabilidade .................................................................................................................... 80 4.5.8 Princípio da manutenção .................................................................................................................... 81 4.5.9 Princípio da reversibilidade ................................................................................................................. 81 Unidade II 5 PRESCRIÇÃO DAS VARIÁVEIS, PROGRAMAS E SISTEMAS DO TREINAMENTO DE FORÇA ............................................................................................................................................................... 86 5.1 Intensidade ............................................................................................................................................. 86 5.1.1 Controle da intensidade por repetições máximas (RMs) ........................................................ 89 5.1.2 Controle da intensidade por repetições submáximas (RSMs) .............................................. 90 5.1.3 Controle da intensidade pela percepção subjetiva de esforço (PSE) ................................. 91 5.2 Volume ...................................................................................................................................................... 93 5.3 Intervalo entre as séries ..................................................................................................................... 96 5.3.1 Controle do intervalo pela percepção da recuperação do intervalo (PR) ........................ 97 5.4 Frequência do treinamento de força ............................................................................................ 99 5.5 Ações musculares ...............................................................................................................................103 5.6 Velocidade de movimento ..............................................................................................................104 5.6.1 Velocidade de movimento da ação concêntrica ......................................................................104 5.6.2 Velocidade de movimento da ação excêntrica .........................................................................105 5.6.3 Até que ponto vale a pena controlar a velocidade de movimento? ................................105 5.7 Amplitude de movimento (AM) ....................................................................................................106 5.8 Exercícios ...............................................................................................................................................108 5.8.1 Ordem dos exercícios...........................................................................................................................109 5.8.2 Exercícios multiarticulares versus monoarticulares ................................................................ 110 5.8.3 Execução dos principais exercícios utilizados na musculação ............................................111 6 PRESCRIÇÃO DOS PROGRAMAS E SISTEMAS DE TF........................................................................142 6.1 Montagens dos programas de TF .................................................................................................143 6.1.1 Alternada por segmento tradicional (AST) distribuída ......................................................... 143 6.1.2 Alternada por segmento parcial (ASP) distribuída ................................................................. 144 6.1.3 Direcionada por grupamento muscular (DGM) ....................................................................... 145 6.2 Sistemas de TF......................................................................................................................................148 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 6.2.1 Múltiplas séries ..................................................................................................................................... 148 6.2.2 Bi‑set ......................................................................................................................................................... 149 6.2.3 Série combinada ................................................................................................................................... 150 6.2.4 Tri‑set .........................................................................................................................................................151 6.2.5 Supersérie 1 e 2 .....................................................................................................................................151 6.2.6 Drop‑set ................................................................................................................................................... 152 6.2.7 Pré‑exaustão .......................................................................................................................................... 153 6.2.8 Pirâmides ................................................................................................................................................. 154 6.2.9 Superlento .............................................................................................................................................. 155 6.2.10 Repetições parciais ........................................................................................................................... 156 6.2.11 Cluster set ............................................................................................................................................. 157 6.2.12 German Volume Training (GVT) ................................................................................................... 158 6.2.13 Rest‑pause ...........................................................................................................................................158 6.2.14 Restrição de fluxo sanguíneo (RFS) ........................................................................................... 159 Unidade III 7 MONTAGEM DOS PROGRAMAS E DA PERIODIZAÇÃO DO TF PARA INICIANTES, INTERMEDIÁRIOS, AVANÇADOS E PARA POPULAÇÕES ESPECIAIS ...............................................164 7.1 Níveis de treinamento ......................................................................................................................164 7.2 Prescrição do TF para iniciantes ...................................................................................................164 7.2.1 Prescrição do treinamento de força (TF) para iniciantes para ganhos de força e hipertrofia muscular ...................................................................................................................... 165 7.2.2 Prescrição do TF para iniciantes para ganhos de força explosiva (potência) .............. 166 7.2.3 Prescrição do TF para iniciantes para ganhos de resistência de força ........................... 167 7.3 Prescrição do treinamento de força (TF) para intermediários ..........................................168 7.3.1 Prescrição do treinamento de força (TF) para intermediários para ganhos de força ............................................................................................................................................... 169 7.3.2 Prescrição do treinamento de força (TF) para intermediários para ganhos de hipertrofia muscular.................................................................................................................170 7.3.3 Prescrição do treinamento de força (TF) para intermediários para ganhos de força explosiva (potência) ..................................................................................................... 172 7.3.4 Prescrição do treinamento de força (TF) para intermediários para ganhos de resistência de força .................................................................................................................. 173 7.4 Prescrição do TF para avançados .................................................................................................174 7.4.1 Prescrição do treinamento de força (TF) para avançados para ganhos de força ............................................................................................................................................... 174 7.4.2 Prescrição do treinamento de força (TF) para avançados para ganhos de hipertrofia muscular................................................................................................................ 176 7.4.3 Prescrição do treinamento de força (TF) para avançados para ganhos de força explosiva (potência) ..................................................................................................... 178 7.4.4 Prescrição do treinamento de força (TF) para avançados para ganhos de resistência de força .................................................................................................................. 179 7.5 Principais diferenças na prescrição do treinamento de força (TF) para indivíduos iniciantes, intermediários e avançados ............................................................181 7.6 Prescrição do treinamento de força (TF) para populações especiais .............................184 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 7.6.1 Fisiopatologia e tratamento da obesidade ................................................................................ 184 7.6.2 Prescrição do treinamento de força (TF) para o emagrecimento ..................................... 185 7.6.3 Fisiopatologia e tratamento do diabetes mellitus .................................................................. 187 7.6.4 Cuidados na prescrição do treinamento de força (TF) para indivíduos diabéticos do tipo I e tipo II ........................................................................................................................ 188 7.6.5 Prescrição do treinamento de força (TF) e controle glicêmico ......................................... 189 7.6.6 Fisiopatologia e tratamento da hipertensão arterial (HA) .................................................. 190 7.6.7 Prescrição do treinamento de força (TF) para hipertensos ..................................................191 7.6.8 Alterações musculoesqueléticas no envelhecimento ........................................................... 194 7.6.9 Prescrição do treinamento de força (TF) para idosos ............................................................ 194 7.7 Periodização do treinamento de força (TF) aplicado a iniciantes, intermediários e avançados ...................................................................................................................198 7.7.1 Organização dos ciclos da periodização do treinamento de força (TF) ......................... 199 7.7.2 Periodização linear ...............................................................................................................................202 7.7.3 Periodização linear reversa .............................................................................................................. 204 7.7.4 Periodização ondulatória .................................................................................................................. 205 7.7.5 Qual o melhor modelo de periodização do treinamento de força (TF)? ........................ 209 8 ASPECTOS ORGANIZACIONAIS RELACIONADOS AO ATENDIMENTO DO ALUNO NO TREINAMENTO PERSONALIZADO ........................................................................................212 8.1 Abordagem tradicional versus abordagem com mudança comportamental no atendimento de alunos .....................................................................................................................213 8.2 Estratégias de coaching para mudança comportamental .................................................216 8.2.1 Mudança comportamental pelo modelo transteórico (MT) ................................................217 8.3 Estratégias para auxiliar o aluno a superar barreiras de aderência ao exercício físico .............................................................................................................................................222 8.3.1 Comparação entre a abordagem tradicional e a abordagem em coaching ................ 224 8.3.2 Habilidades em coaching para atendimento do cliente em abordagens relacionadas à prática de exercícios físicos .......................................................................................... 225 9 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 APRESENTAÇÃO Esta disciplina tem como objetivo apresentar os mecanismos fisiológicos que explicam as diferentes manifestações de força muscular. Trata ainda dos diferentes tipos e níveis de adaptação decorrentes do treinamento de força (TF) e discute a elaboração de programas específicos de treinamento e a organização sistemática da periodização do treinamento aplicado em diferentes populações ou no treinamento personalizado. Ao término desta disciplina, o aluno terá um amplo conhecimento, que o habilitará a planejar, organizar, dirigir e avaliar programas de TF para indivíduos saudáveis e para populações especiais por meio da apropriação de conhecimentos de natureza morfofuncional, biológica, técnica e pedagógica que regem o TF. Considerando o grande crescimento de pesquisas na área de TF e treinamento personalizado, os conteúdos abordados neste livro‑texto visam trazer um estudo atualizado que possibilite a excelência na formação de professores de Educação Física. INTRODUÇÃO As pesquisas na área do TF e do treinamento personalizado cresceramexponencialmente nos últimos anos, resultando em diversos conhecimentos acerca da prescrição de treinamentos para diversos públicos, respeitando o condicionamento físico, particularidades e objetivos de cada indivíduo. Paralelamente, aumentou a demanda por profissionais cada vez mais capacitados para atuar nesse novo mercado de trabalho, agora mais exigente e competitivo. Essa nova demanda profissional não somente visa atender à necessidade do público preocupado com a estética corporal, mas também àqueles que desejam melhorar a saúde ou o desempenho físico‑esportivo. Em tal cenário, o TF surge como um grande aliado do profissional de Educação Física, pois as evidências científicas têm demonstrado cada vez mais efeitos positivos para quem pratica o TF. Desse modo, profissionais que possuam conhecimentos técnicos‑científicos atualizados e voltados para atender diferentes populações tornaram‑se uma grande necessidade do cenário atual da área da Educação Física. Assim, o propósito deste livro‑texto é reunir as mais recentes evidências científicas sobre a prescrição do TF e treinamento personalizado direcionados às diferentes populações supracitadas, adequando tais conhecimentos à realidade atual do mercado de trabalho. 11 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Unidade I 1 FISIOLOGIA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO E MECANISMOS DA CONTRAÇÃO MUSCULAR 1.1 Classificação e organização estrutural do músculo esquelético Possuímos cerca de 40% do peso corporal total constituído de músculos esqueléticos. As principais funções dos músculos são a manutenção da postura e o controle dos movimentos corporais, mas eles também têm fundamental importância na homeostasia, devido a sua capacidade de armazenar e transformar energia. Para exercer sua função durante o movimento corporal, os músculos interagem com ossos, tendões e articulações. Os músculos, usualmente, prendem‑se aos ossos por tendões constituídos por colágeno e são conectados entre si por articulações, o que permite à contração muscular movimentar o esqueleto (SILVERTHORN, 2010). Em outras palavras, quando o músculo contrai, ele transmite uma tensão ao tendão que, finalmente, puxa o osso em sua direção, gerando movimento em torno do eixo criado pela articulação envolvida em tal movimento. Esse evento que envolve a contração muscular ainda é influenciado por diversas características estruturais dos músculos. Assim, antes de compreender de fato os eventos que resultam na contração e subsequente movimento corporal, vamos entender as características estruturais dos músculos. Eles são classificados quanto a sua origem, inserção, forma e arranjo, função e ação (HALL, 2016) e serão detalhadamente descritos a seguir. Origem Durante o movimento gerado pela ação muscular, a origem será a parte fixa do músculo localizada mais próxima do tendão. Para entender melhor, considerar o exercício de flexão de cotovelo. A parte proximal (região mais próxima do ombro) do bíceps braquial permanece fixa (origem) durante o movimento. Outra maneira usada para classificar o músculo pela sua origem é através do próprio nome do músculo. Por exemplo, o bí do músculo bíceps braquial significa que esse músculo possui duas origens, e a mesma regra se aplica para o tríceps braquial e quadríceps femoral, que possuem três e quatro origens, respectivamente. Inserção Diferente da origem, a parte móvel do músculo localizada mais próxima ao tendão durante a ação muscular representa a inserção. Considere o mesmo exemplo anterior do movimento de flexão de cotovelo. É possível observar que a parte distal (região mais próxima do cotovelo) do bíceps braquial 12 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I se movimenta (inserção) durante a ação muscular. Além disso, essa classificação pode ser feita pelo número de inserções dos músculos. Por exemplo, o músculo fibular longo possui sua origem na cabeça da fíbula e duas inserções (cuneiforme medial e 1º metatarso), sendo classificado como bicaudado. Já os músculos extensores dos dedos têm origem no epicôndilo lateral do cotovelo e quatro inserções (dedo indicador, médio, anelar e mínimo), sendo assim classificados como policaudados. Forma e arranjo Outra maneira frequentemente usada para classificar o músculo é pela forma e arranjo estrutural das fibras musculares. Quando o músculo possui comprimento maior que sua largura, é chamado de músculo longo (por exemplo, bíceps braquial). Já quando há equivalência entre comprimento e largura muscular, é denominado de músculo largo (por exemplo, peitoral maior). Por fim, temos o músculo curto, que apresenta equivalência entre comprimento e largura, porém, tem tamanho reduzido, é responsável por movimentos de pouca amplitude (por exemplo, adutor do polegar). Função Embora tenhamos várias maneiras de classificação do músculo, já discutidas anteriormente, as mais usadas são em relação à função (que discutiremos agora) e à ação (discutida a seguir). Vamos ainda permanecer no mesmo exemplo dado previamente (flexão de cotovelo) para que essas informações sejam realmente apreendidas. Sabemos que qualquer ação muscular possui um músculo que é o principal responsável pelo movimento. No nosso exemplo, o músculo braquial, que fica na parte anterior do braço, realiza a flexão de cotovelo, portanto, o chamamos de agonista. Por outro lado, temos um músculo localizado na parte posterior do braço que realiza a ação oposta à flexão de cotovelo, ou seja, a extensão de cotovelo. Denominamos esse músculo de antagonista (contrário ao movimento principal). Em outras palavras, quando temos o agonista contraído, temos o antagonista do lado oposto relaxado, e essa regra se aplica a vários músculos do nosso corpo. Esse sincronismo entre agonista e antagonista garante a produção adequada de força. Além dos músculos agonistas e antagonistas, temos também o músculo sinergista. Esse músculo nada mais é do que um músculo auxiliar do agonista durante o movimento. Na flexão de cotovelo, já sabemos que o músculo braquial é o principal (agonista) responsável pelo movimento, mas será que é só ele responsável por isso? A resposta é não. O músculo braquial recebe ajuda do bíceps braquial para flexionar o cotovelo, portanto o bíceps é sinergista do braquial. Além disso, temos os músculos estabilizadores, também chamados de fixadores ou sustentadores. Eles são responsáveis por estabilizar uma articulação para que o músculo principal (agonista) realize o movimento. Durante a flexão de cotovelo, para que o músculo braquial (agonista) faça sua função, o trapézio precisa estar em isometria (contração estática), estabilizando a articulação envolvida no movimento, o que o caracteriza como um músculo estabilizador. Por último, temos os músculos que funcionam como neutralizadores. Esses músculos previnem uma ação muscular indesejada durante a ação de um determinado músculo. Melhor dizendo, quando 13 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO um músculo é capaz de realizar dois movimentos, mas apenas um é desejado, um músculo neutralizador impede que o movimento indesejado aconteça. Considerando o papel do bíceps braquial na flexão de cotovelo, ele tem a função tanto de flexionar o cotovelo quanto de supinação do antebraço. Caso a flexão seja o único objetivo, o músculo pronador redondo neutraliza a supinação do antebraço para que somente a flexão de cotovelo aconteça. Para que compreender melhor todos esses músculos envolvidos em um movimento, observe a figura a seguir, em que são exemplificados os músculosagonista, antagonista, sinergista e estabilizador no exercício de flexão unilateral de cotovelo. Figura 1 – Representação das funções de diferentes músculos no exercício de flexão unilateral de cotovelo Exemplo de aplicação Antes de continuar, reveja as diferentes formas de classificação e as regras que determinam o papel dos músculos, pois isso o ajudará muito durante a prescrição de exercícios. Ação Por último, classificamos os músculos pela ação que eles realizam, tais como flexão, extensão, abdução, adução, rotação, circundução, inversão, eversão, supinação e pronação. Uma maneira bastante simples de compreender os movimentos realizados por determinado músculo é separar o corpo em partes anterior, posterior, medial e lateral. Vários músculos que atravessam a parte anterior do corpo realizam a flexão, enquanto os que se localizam na parte posterior fazem extensão, ao passo que a abdução e adução são realizadas pela parte lateral e medial, respectivamente. 14 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I Como em toda regra, existem exceções. Os músculos da coxa, por exemplo, mesmo atravessando a parte anterior do corpo, realizam a extensão de joelhos. Para exemplificar, observe a figura a seguir, que representa os músculos do braço e suas respectivas ações de acordo com as regiões de localização no corpo. Posterior ‑ Tríceps braquial ‑ Cabeça longa (extensão de cotovelo) ‑ Cabeça medial (extensão de cotovelo) ‑ Cabeça lateral (extensão de cotovelo) Lateral Deltoide (abdução e flexão de ombro) Anterior (flexão de ombro) Posterior (extensão de ombro) Anterior ‑ Bíceps braquial (flexão de cotovelo, ombro e supinação) ‑ Coracobraquial (flexão de ombro) ‑ Braquial (flexão de cotovelo) Figura 2 – Representação dos músculos do braço com suas respectivas localizações e ações Observação Diferente do que muitos pensam, é o músculo braquial e não o bíceps braquial, o músculo agonista na flexão de cotovelo. Saiba mais Para mais exemplos de exercícios, consulte este livro: UCHIDA, M. C. Manual da musculação: uma abordagem teórico‑prática do treinamento de força. 7. ed. São Paulo: Phorte, 2013. Discutimos anteriormente que os músculos estão ligados aos ossos por tendões e interconectados por articulações. Essa organização permite que a contração muscular aconteça. Mas, afinal, o que ocorre dentro do músculo que determina esse processo? Antes de analisarmos os mecanismos envolvidos nesse processo, é necessário entender como é organizada a estrutura do sistema musculoesquelético. 15 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO O sistema musculoesquelético funciona em conjunto, como uma única unidade, durante o processo de contração muscular. É formado por uma organização hierárquica de várias estruturas que, juntas, determinam a sequência de eventos responsáveis pelo movimento corporal. Da organização macro para a microestrutura, podemos observar a seguinte sequência descrita por Silverthorn (2010): Musculoesquelético Macroestrutura responsável por transmitir a tensão para o tendão, este puxa o osso, movimentando o esqueleto. Fascículos Unidade formada por tecido conectivo que envolve as fibras musculares. Fibras musculares Estruturas formadas por membrana basal, sarcolema e sarcoplasma, além de estruturas intracelulares como o retículo sarcoplasmático, cisternas terminais, túbulos transversos e as miofibrilas. Além disso, as fibras musculares são constituídas por núcleos e células satélites que serão adequadamente discutidas quando forem detalhados os mecanismos da hipertrofia muscular. Enquanto isso, observe a representação da organização hierárquica do músculo esquelético até as fibras musculares (figura a seguir). Tendão Músculo esquelético Fascículo muscular: feixe de fibras Nervos e vasos sanguíneos Tecido conectivo Tecido conectivo Fibra muscular Núcleo Figura 3 – Representação hierárquica da estrutura do músculo esquelético até a fibra muscular Seguindo a sequência das estruturas do músculo, a unidade contrátil do músculo é a fibra muscular, sendo composta por retículo sarcoplasmático, cisternas terminais, túbulos transversos e miofibrilas, 16 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I estas últimas organizadas por proteínas contráteis, regulatórias e acessórias. As funções de todas essas estruturas são abordadas a seguir. Retículo sarcoplasmático Envolve cada miofibrila em uma espécie de renda e é conhecido como uma forma de retículo endoplasmático modificado. Sua função é liberar íons de cálcio (Ca2+) durante a contração muscular. Cisternas terminais Regiões alargadas nas extremidades dos retículos sarcoplasmáticos. São responsáveis por armazenar Ca2+. Túbulos transversos Rede ramificada e adjacente às cisternas terminais, conhecidos também como túbulos T. Possuem a função de conduzir o impulso elétrico do exterior para o interior da célula muscular. Miofibrilas São estruturas contráteis da fibra muscular, formadas pelas proteínas contráteis actina e miosina, as proteínas regulatórias troponina e tropomiosina e as proteínas acessórias titina e nebulina. A representação da organização hierárquica das fibras musculares até as miofibrilas é apresentada na figura a seguir. Figura 4 – Representação hierárquica da estrutura da fibra muscular até a miofibrila 17 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Como já mencionado, as miofibrilas são estruturas contráteis formadas por diversas proteínas e organizadas em uma única unidade (sarcômero). As funções de cada estrutura são detalhadas na sequência. Miosina e actina A miosina é uma proteína composta de cadeias de proteínas que se entrelaçam, formando duas cabeças, uma cauda e uma região elástica flexível (que permite o movimento) constituindo um filamento grosso. Já a actina são proteínas globulares que, ligadas entre si, formam os filamentos finos. Cada molécula de actina possui um sítio de ligação para a miosina, enquanto uma cabeça da miosina possui um sítio de ligação com a actina e, na outra cabeça, um sítio de ligação com a molécula de adenosina trifosfato (ATP). Tropomiosina e troponina Os filamentos finos são compostos por essas proteínas que regulam a ligação entre actina e miosina. Cada tropomiosina é constituída de troponina C (que se liga a um íon de Ca2+), troponina I (possui capacidade de inibir a interação actina‑miosina) e troponina T (ligada à tropomiosina, troponina I e C). Essas proteínas se entrelaçam em torno da actina. Titina e nebulina São proteínas responsáveis pelo alinhamento adequado dos sarcômeros (estrutura explicada a seguir). A titina é uma proteína elástica que estabiliza os filamentos contráteis, principalmente os filamentos grossos, e permite que o músculo estirado retorne ao seu comprimento de repouso. Já a nebulina, proteína não elástica, além de auxiliar a titina, assegura o alinhamento dos filamentos finos formados por actina. Sarcômero Cada repetição seriada de unidades estruturais formadas por arranjo dos filamentos finos e grossos da miofibrila é denominado sarcômero. Quando examinado microscopicamente, cada sarcômero é constituído por banda I (formado somente por filamentos finos), banda A (somente filamentos grossos no centro e filamentos finos e grossos nas bordas externas), zona H (formado somente por filamentos grossos), linha M (formado por filamentos grossosunidos pelas proteínas acessórias) e linha Z (estruturas proteicas em zigue‑zague que fixam os filamentos finos). Cada estrutura que fica entre duas linhas Z é denominada um sarcômero. Para compreender melhor a organização das miofibrilas, observe a organização hierárquica das miofibrilas até as proteínas que formam o sarcômero (figura a seguir). 18 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I Figura 5 – Representação hierárquica da estrutura da miofibrila até as proteínas que compõem o sarcômero Agora que já vimos como os músculos são classificados e revisamos as macroestruturas e microestruturas do sistema musculoesquelético, vamos finalmente compreender como ocorre o processo de contração muscular. 1.2 Controle neuromuscular do movimento Antes de entender os eventos dentro do músculo que determinam a contração muscular, devemos saber onde tudo se inicia. Para a contração muscular acontecer, é preciso que um impulso elétrico chegue até o músculo. Esse impulso elétrico, proveniente do sistema nervoso central (SNC), representa a comunicação entre o SNC e o músculo e chega ao seu destino pelo neurônio motor. O neurônio motor e as fibras musculares por ele inervadas formam o que chamamos de unidade motora. Cada unidade motora pode inervar várias fibras musculares. Por exemplo, o músculo gastrocnêmio medial possui aproximadamente 580 unidades motoras e estas inervam cerca de 1.030.000 fibras musculares (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011). 19 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO As ações conjuntas ou individuais das unidades motoras resultam em contração muscular. Para tal, o impulso elétrico se inicia no SNC. Este o propaga, ele viaja até a medula espinhal e chega ao neurônio motor, que, por sua vez, libera na junção neuromuscular (espaço entre o neurônio motor e o músculo) um neurotransmissor conhecido como acetilcolina. A acetilcolina combina‑se, então, com um receptor presente na membrana do músculo esquelético, ocasionando a propagação do impulso elétrico do neurônio motor para a membrana do músculo (sarcolema). Ou seja, esse neurotransmissor forma um elo entre o neurônio motor e o músculo. Após sua chegada ao músculo, o impulso elétrico percorre todo o comprimento do sarcolema até encontrar os túbulos transversos, que permitirão que o impulso elétrico se propague pelas estruturas internas do músculo. 1.3 Sequência de eventos da contração muscular Até o momento, vimos que o impulso elétrico saiu do SNC, passou pela medula, foi até o neurônio motor e, finalmente, chegou à membrana do músculo e encontrou o túbulo transverso. Feito isso, o impulso elétrico atravessa toda a extensão do túbulo transverso, ocasionando a despolarização do canal de Ca2+ (DHP) e ativando o receptor rianodina (RyR) do retículo sarcoplasmático. Esse processo basicamente permite que o impulso elétrico avise (despolarização de DHP) o retículo sarcoplasmático (ativação de RyR) que chegou o momento de liberar Ca2+. Isso gera como consequência a abertura do receptor RyR e liberação de Ca2+ da cisterna terminal do retículo sarcoplasmático. Dessa maneira, o impulso elétrico cumpre a sua função. Na sequência, o protagonista é o Ca2+, pois ele vai em direção aos filamentos finos de actina e se fixa na proteína troponina. Ou seja, o Ca2+ está comunicando às proteínas que será preciso contrair o músculo logo em seguida. Assim, com a presença do Ca2+, a troponina desloca a tropomiosina de posição, expondo os sítios de ligação da miosina presente na actina. Em outras palavras, as proteínas troponina e tropomiosina, que antes estavam bloqueando a ligação de actina com miosina (estavam em volta da actina), com essa mudança de posição, permitem que as duas proteínas (actina e miosina) consigam enfim se ligar. Especificamente essa posição permite a ligação da cabeça da miosina no seu sitio de ligação localizado na actina, formando uma conexão chamada ponte cruzada. Assim feito, agora, essas proteínas se ligam para que, na sequência, ocorra a contração muscular (figura a seguir). 20 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I Figura 6 – Interação do Ca2+ com a troponina e a liberação das pontes cruzadas Em relação à figura anterior, (1) liberação do neurotransmissor acetilcolina e sua ligação nos receptores da membrana do músculo; (2) impulso elétrico (potencial de ação) se propagando pela membrana e entra pelo túbulo T; (3) despolarização do canal de Ca2+ (DHP) causada pelo impulso elétrico presente no túbulo T, ativando o receptor RyR do retículo sarcoplasmático; (4) liberação do Ca2+ pela abertura do receptor RyR da cisterna terminal do retículo sarcoplasmático; (5) ligação do Ca2+ na proteína troponina, que puxa a tropomiosina, liberando a ligação de actina com miosina; (6) ligação da cabeça da miosina na proteína actina (formação da ponte cruzada) (SILVERTHORN, 2010). Com as proteínas actina e miosina ligadas, elas estarão prontas para iniciar a contração, mas isso precisará de energia. Assim, uma molécula de ATP se liga à cabeça da miosina, o que diminui a afinidade da ligação actina‑miosina, ou seja, resulta no desligamento dessas proteínas. 21 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Mas, afinal, por que o ATP desliga a actina da miosina se o objetivo é contrair o músculo? Isso ocorre devido à contração ser ocasionada pela quebra do ATP, e não, simplesmente, por sua ligação na miosina. Ou seja, o processo seguinte que ocasionará de fato a contração muscular. Vamos entender isso: com o ATP ligado à cabeça da miosina, agora, ocorre a hidrólise (quebra) desse ATP pela ação de uma enzima chamada ATPase, formando, com esse processo, o ADP e o fosfato inorgânico (Pi), os quais permanecem ligados à miosina. Isso fornece energia novamente para, assim, a cabeça da miosina ligar‑se à actina. Lembre‑se de que a ligação do ATP desliga a miosina da actina, e a quebra do ATP liga novamente essas proteínas. Uma vez ligadas novamente (cabeça da miosina ligada à actina), ocorre a liberação do Pi, o que resulta na inclinação da cabeça da miosina (devido a sua região flexível) em direção a linha M (região central do sarcômero). Como a cabeça da miosina está ligada à actina, naturalmente, isso puxa o filamento de actina para a mesma direção. No final desse movimento, a miosina libera o ADP que ainda estava ligado em sua cabeça e, com isso, a cabeça da miosina se liga novamente a outra parte da actina, para que um novo ciclo seja iniciado quando um novo ATP se ligar à miosina. Mas, ao final da contração, as proteínas actina e miosina ficarão ligadas? Não. Porque agora que a contração terminou para que o músculo relaxe, o Ca2+ se desliga da troponina e retorna ao seu ponto de origem, ou seja, na cisterna terminal no retículo sarcoplasmático. Com a saída do Ca2+, a tropomiosina volta a sua posição inicial de bloqueio parcial dos sítios de ligação da miosina, ocorrendo assim o relaxamento muscular (figura a seguir). Figura 7 – Representação do ciclo das pontes cruzadas na contração muscular 22 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I Todos esses eventos destacados sobre a contração muscular culminam no deslizamento da actina sobre a miosina, aproximando assim as duas linhas Z que compõem um sarcômero. Como vimos, isso só ocorre quando as pontes cruzadas de miosina puxam para o centro do sarcômero os filamentos deactina. Esse processo ocorre após cada cabeça de miosina liberar a actina e se ligar novamente a outra actina, iniciando um novo ciclo, gerando, como consequência, a aproximação cada vez maior dos filamentos finos em direção ao centro do sarcômero. Fazendo uma analogia, seria como puxar com as mãos uma corda em nossa direção com um objeto preso ao final desta. As mãos representariam a cabeça da miosina, a corda seria a actina, e o objeto seria a posição dos filamentos finos em relação ao sarcômero. Assim, cada vez que puxássemos com nossas mãos (cabeça da miosina) a corda (actina), o objeto ficaria cada vez mais próximo (centro do sarcômero). Cabe ressaltar que o ciclo de “ligar” e “desligar” entre miosina e actina ocorre em momentos diferentes entre as várias cabeças das miosinas, pois senão o sarcômero retornaria imediatamente a sua posição inicial caso todas as cabeças de miosina se desprendessem simultaneamente das actinas. Esse processo de encurtamento do sarcômero é representado na figura a seguir. Figura 8 – Representação esquemática e por microfotografia de um sarcômero relaxado e contraído (encurtado) durante o processo de contração muscular Como observado anteriormente, o processo de contração muscular ocorre nas estruturas menores do músculo esquelético (sarcômeros) dentro de cada fibra muscular. Mas será que esse processo ocorre igualmente em todos os músculos do nosso corpo? A resposta é não, pois, dependendo do tipo de fibra muscular de cada músculo, a velocidade de contração e a de relaxamento do músculo é diferente. Vamos entender melhor isso nos tópicos seguintes. 23 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO 1.4 Classificação dos tipos de fibras musculares As fibras musculares são classificadas com base na velocidade de contração e na resistência à fadiga (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011; SILVERTHORN, 2010). A velocidade de contração é determinada pela enzima ATPase, que realiza a hidrólise do ATP na contração do músculo. A velocidade de reação dessa enzima determina a velocidade de contração, caracterizando o tipo de fibra muscular, enquanto a resistência à fadiga é determinada por vários fatores, como o caráter metabólico predominante, densidade mitocondrial e capilar, atividade das enzimas oxidativas e conteúdo energético da fibra muscular. Nesse contexto, as fibras musculares são classificadas como fibras de contração lenta (também denominadas fibras do tipo I) e fibras de contração rápida (subdivididas em IIA e IIX). As fibras musculares de contração lenta utilizam predominantemente ATP mitocondrial proveniente do sistema aeróbio. Possuem como características centrais a baixa atividade de miosina ATPase (enzima que determina a velocidade de hidrólise de ATP), liberação lenta do CA2+, velocidade lenta de encurtamento muscular e baixa capacidade glicolítica (fornecimento de energia pelo glicogênio muscular). Por outro lado, diferentemente das fibras de contração rápida, as fibras de contração lenta possuem maior resistência à fadiga. Isso ocorre porque essas fibras possuem uma maior quantidade de disponibilidade de ATP, uma vez que, pela maior presença de oxigênio resultante da densidade capilar alta, associada à maior quantidade de mioglobina e atividade das enzimas oxidativas, resultarão em atividade elevada das mitocôndrias e, consequentemente, muitos ATPs disponibilizados para a contração muscular. Além disso, as unidades motoras que recrutam esse tipo de fibra fazem isso em atividades predominantemente aeróbias. Por outro lado, as fibras de contração rápida exibem outras características. Possuem alta velocidade da miosina ATPase, liberação e captação rápidas de CA2+, além de alta velocidade de transmissão do impulso elétrico do neurônio motor para a fibra muscular. Essas características são ainda complementadas pela maior quantidade de glicogênio muscular e fosfocreatina, além da atividade acentuada de enzimas glicolíticas, possibilitando, coletivamente, rápida disponibilidade de ATP. Esses fatores proporcionam à fibra de contração rápida uma alta geração de força, bem como a alta velocidade de contração muscular, especialmente em atividades que utilizem a via anaeróbia. Como dito anteriormente, as fibras do tipo II são subdivididas em IIA e IIX. As fibras do tipo IIA exibem velocidade rápida de encurtamento muscular e moderada capacidade de transferir energia, tanto aeróbia quanto anaeróbia, além de moderada resistência à fadiga. São consideradas fibras mistas, pois participam de atividades que envolvem tanto a via oxidativa quanto a glicolítica. Já as fibras IIX possuem alta velocidade de encurtamento muscular e baixa resistência à fadiga, e são especificamente utilizadas em atividade de curta duração e alta velocidade. Cabe ressaltar que o músculo não é só composto de um determinado tipo de fibra, e sim por todas elas em maior ou menor quantidade, dependendo da distribuição específica de cada músculo. Por exemplo, o músculo sóleo possui predominantemente fibras do tipo I, ao passo que o gastrocnêmio é formado em sua maioria pelas fibras do tipo II (IIA e IIX). Adicionalmente, as fibras musculares alteram suas características de acordo com os estímulos aos quais são submetidas e também pela ausência desses estímulos, que ocorre em períodos prolongados de inatividade, imobilidade ou desnervação. 24 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I Os estímulos ou a falta deles desencadeiam alterações em várias estruturas, como número de mitocôndrias dentro do músculo, velocidade das enzimas, número de capilares e quantidade de proteínas dentro dos sarcômeros (SILVERTHORN, 2010). Essa capacidade adaptativa do músculo esquelético é denominada de plasticidade muscular (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011). A classificação dos tipos de fibras pode ser feita considerando diversos fatores, como as características funcionais, estruturais, enzimáticas, energéticas e neurais (IDE; LOPES, 2008), (quadro a seguir). Quadro 1 – Aspectos funcionais, estruturais, enzimáticos, energéticos e neurais das fibras musculares Aspectos funcionais Fibras tipo I Fibras tipo IIA Fibras tipo IIX Produção de força Baixa Alta Alta Velocidade de contração Lenta Rápida Rápida Velocidade de relaxamento Lenta Rápida Rápida Resistência à fadiga Alta Média Baixa Caráter metabólico predominante Oxidativo Oxidativo/glicolítico Glicolítico Aspectos estruturais Densidade capilar Alta Média Baixa Densidade mitocondrial Alta Média Baixa Conteúdo de mioglobina Alta Média Baixa Aspectos enzimáticos Atividade de enzimas glicolíticas Baixa Alta Alta Atividade de enzimas oxidativas Alta Alta Baixa Atividade da ATPase da miosina Baixa Alta Alta Aspectos energéticos Conteúdo de glicogênio Baixo Alto Alto Conteúdo de triglicerídeos Alto Médio Baixo Conteúdo de fosfocreatina Baixo Alto Alto Aspectos neurais Tamanho do neurônio motor Pequeno Grande Grande Frequência de recrutamento Baixa Média Alta Adaptado de: Ide e Lopes (2008). Nesse momento, é possível que surja a indagação de como se lembrar de todas as características das fibras musculares, mas isso ficará cada vez mais claro quando forem discutidos alguns exemplos práticos da musculação. Por exemplo, você já tentou utilizar um peso próximo do seu máximo na musculação e fazer várias repetições? Se a resposta foi sim, com certeza, conseguiu fazer pouquíssimas repetições. Isso é explicado pelo fato da alta intensidade necessitar de um alto recrutamento de fibras do tipo IIX, que, apesar de produzirem muita força por todos os motivos discutidos anteriormente, não resistem muito 25 Re vi sã o: A lin e - Diag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO tempo à fadiga. Outro exemplo, tente realizar a máxima velocidade de movimento com um peso moderado na musculação. Você perceberá que será possível fazer apenas algumas repetições em alta velocidade e, rapidamente, a velocidade será reduzida. Novamente, isso é explicado pelo fato de fibras do tipo IIX, apesar de fornecerem condição de realizar muito rápido o movimento, proporcionarem energia apenas para poucas repetições. Por fim, se você utilizar um peso muito leve na musculação, perceberá que é possível fazer muitas repetições antes de atingir a fadiga total. Isso acontece porque fibras do tipo IIA e do tipo I estão sendo predominantemente recrutadas em menor intensidade. Como essas fibras possuem maior resistência à fadiga (veja os motivos discutidos no quadro anterior), você conseguirá fazer muitas vezes o movimento de contração muscular. Portanto, quando tentar entender as características das fibras musculares, pense sobre os exemplos que discutimos, pois ficará muito mais fácil sua compreensão. Seguindo adiante, além das diferenças das fibras musculares já discutidas, é importante destacar que as características das fibras musculares são fortemente determinadas pelas unidades motoras que as inervam. Unidades motoras seguem uma lei denominada tudo‑ou‑nada, que significa que ou o estímulo é suficiente para despolarizar o neurônio gerando a propagação do impulso elétrico, ou nada acontece. Isso quer dizer que não existe potencial de ação mais forte ou mais fraca, pois eles são similares, independentemente da intensidade do estímulo (SILVERTHORN, 2010). Cabe destacar, no entanto, que, mesmo seguindo essa lei, o músculo pode gerar contrações graduadas e variáveis devido aos diferentes tipos de unidades motoras presentes em cada músculo, que se diferenciam quanto ao tamanho do neurônio motor e frequência de recrutamento (quadro anterior). Neurônios motores maiores (fibras do tipo II) são capazes de receber maiores estímulos, consequentemente, resultar em maior recrutamento muscular em comparação aos neurônios motores menores das fibras do tipo I. Além disso, quando o músculo é estimulado repetidamente, ocorre a soma desses estímulos, ocasionando um recrutamento adicional do músculo (SILVERTHORN, 2010; MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011). Em outras palavras, se a frequência de estímulos elétrico for alta, estes se somarão e produzirão maior recrutamento muscular, razão pela qual fibras de contração rápida geram mais força que as fibras lentas. Se você resgatar os exemplos que discutimos da musculação, é possível entender como esse processo de recrutamento das fibras musculares estará acontecendo. Além disso, fibras musculares possuem limiares excitatórios diferentes. Por exemplo, o potencial de repouso (diferença eletroquímica entre face interna e externa da membrana do músculo em repouso) da fibra do tipo I é de aproximadamente ‑85 miliVolts (mV), ao passo que nas fibras do tipo IIA e IIX representam ‑92,7 mV e ‑94,6 mV, respectivamente (BOTTINELLI; REGGIANI, 2000). Isso quer dizer que, dentro do músculo, a condição eletroquímica é negativa. Do ponto de vista aplicado, quando um estímulo elétrico chega ao músculo, ele precisa mudar provisoriamente a polaridade (de negativo para positivo) até um determinado limiar excitatório. Ou seja, o estímulo elétrico tem que ser suficiente para reverter a polaridade e quanto maior o valor do potencial de repouso do músculo, maior quantidade de estímulos é necessária para que isso aconteça. 26 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I Assim, se observarmos os valores de potencial de repouso dos diferentes tipos de fibras (I é igual a ‑85 mV; IIA é igual a ‑92,7 mV e IIX é igual a ‑94,6 mV), é mais fácil despolarizar a fibra menos negativa (tipo I) do que as fibras musculares com maior eletronegatividade (IIA e IIX). Por esse mesmo motivo, se o estímulo atingir o limiar excitatório das fibras do tipo II, ele já foi previamente suficiente para recrutar também as fibras de limiar menor (tipo I). Pense novamente em um peso muito alto sendo levantado na musculação. Você já sabe que o recrutamento, nesse caso, está ocorrendo predominantemente para fibras do tipo II, mas, devido ao limiar excitatório ser maior para esse tipo de fibra, o limiar das fibras do tipo I já foram anteriormente atingidos. Essas diferenças nos limiares excitatórios entre as fibras musculares possibilitam ao músculo todo controlar a contração muscular pelo tipo e quantidade de unidades motoras ativas necessárias para uma determinada tarefa (BOTTINELLI; REGGIANI, 2000). Por exemplo, se for preciso levantar um grande peso em um exercício de musculação, são necessárias várias unidades motoras e de limiares maiores. Ou seja, se um estímulo elétrico é suficiente apenas para ativar unidades motoras de baixo limiar, serão recrutadas apenas as fibras de contração lenta (fibras do tipo I). Isso impede que seja possível levantar um peso elevado na musculação, já que este produz pouca força. Assim, é necessário aumentar o estímulo, provocando o recrutamento progressivo e adicional de unidades motoras compostas por fibras de contração rápida (fibras do tipo II). Como agora teremos mais unidades motoras e mais fibras musculares participando da contração, o peso elevado não representará um problema, já que o músculo produzirá uma maior quantidade de força. Se os estímulos continuarem aumentando (acréscimo cada vez maior de peso no exercício), as fibras de limiares mais altos (fibras do tipo IIX) serão despolarizadas, atingindo um nível de força muscular próximo do máximo. Cabe lembrar que esse potencial em produzir o máximo de força é passageiro, pois fibras do tipo IIX entram rapidamente em fadiga, sendo impossível manter o músculo produzindo o máximo de força além de alguns poucos segundos. Por exemplo, considere um peso na musculação em que você consiga levantar uma vez só (teste de 1 repetição máxima). Você conseguiria ficar quanto tempo sustentando esse mesmo peso? Você faria mais de uma repetição? Com certeza, as respostas foram não, exceto se diminuíssemos o peso do exercício. Assim, contrações sustentadas precisam de estímulos elétricos sequenciais e só são possíveis quando unidades motoras mais resistentes participam predominantemente dessas contrações. Uma das formas de evitar a fadiga em contrações sustentadas é um processo denominado revezamento das unidades motoras. Isso significa que o SNC é capaz de regular a frequência de disparo dos impulsos elétricos através do revezamento (alternância) das unidades motoras (SILVERTHORN, 2010; MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011). Isso significa que as unidades motoras que entram em fadiga são provisoriamente substituídas por unidades motoras “descansadas”, até que estas fatiguem também e sejam similarmente substituídas. Cabe ressaltar que esse revezamento só evita a fadiga em contrações de intensidade submáxima, pois as contrações máximas atingem a tetania (estimulação máxima e simultânea da unidade motora), gerando um ciclo entre contração e relaxamento das fibras musculares (BOTTINELLI; REGGIANI, 2000). Dessa forma, considerando essas diferenças das unidades motoras, é razoável imaginar que os treinos devam respeitar essa característica fisiológica, especialmente quando diferentes formas de manifestação 27 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO de força forem treinadas. Do ponto de vista prático, a manipulação das variáveis do treinamento (discutidas adiante) determinará como serão recrutadas as unidades motoras e consequentemente o músculo,mostrando o quão importante é entender esses mecanismos para a prescrição do treinamento. Portanto é importante que até aqui tenha sido compreendido como são estruturados os músculos, como ocorre a contração destes e quais as diferenças entre as fibras musculares, pois todas essas informações serão relevantes quando avançarmos nos assuntos seguintes deste livro‑texto. A seguir, um desafio sobre o controle do movimento. Isso vai ajudar a apreender o conteúdo. Exemplo de aplicação Supondo que você tivesse que controlar manualmente os impulsos elétricos para realizar a contração de cada músculo do seu corpo, de forma simultânea, como você acha que se sairia? Para refletir sobre isso, convido você a tentar realizar esse comando por meio do jogo QWOP, disponível na internet: GAMES BY BENNETT FODDY. QWOP. 26 out. 2010. Disponível em: <http://www.foddy.net/2010/10/ qwop/>. Acesso em: 21 set. 2018. Nesse jogo, tente percorrer a maior distância possível controlando um boneco por quatro botões do teclado de seu computador (Q, W, O e P). Isso fará com que você reflita sobre a complexidade do controle motor pelo sistema nervoso. Completado o desafio, tente responder às seguintes questões: • O que provavelmente estava acontecendo de errado com o impulso elétrico quando o boneco caiu? • Quais foram os músculos envolvidos, considerando os movimentos realizados pelo boneco? • Quais mecanismos fisiológicos seriam determinantes para que o boneco realizasse corretamente a tarefa do jogo? • Quais os tipos de fibras musculares, provavelmente, seriam predominantes nesse tipo de atividade? 2 ASPECTOS BIOMECÂNICOS RESPONSÁVEIS PELO CONTROLE DO MOVIMENTO CORPORAL 2.1 Mecânica do movimento corporal Agora que já discutimos as propriedades estruturais do músculo, os eventos que determinam a sua contração e as características das fibras musculares, bem como os fatores que determinam o recrutamento destas, vamos prosseguir compreendendo como a mecânica do movimento é determinada. 28 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I Para isso, inicialmente, é fundamental entender que o músculo esquelético possui quatro características comportamentais descritas por Hall (2016): extensibilidade, elasticidade, irritabilidade e a disposição em produzir tensão. A extensibilidade é conhecida como a capacidade de o músculo se alongar e/ou aumentar de tamanho, enquanto a elasticidade caracteriza‑se como a disposição do músculo retornar ao seu comprimento inicial após ser estirado. Essa última característica permite que o osso receba uma transmissão suave da tensão muscular. Esse comportamento elástico do músculo é resultante do componente elástico em série (CES) e do componente elástico em paralelo (CEP). O CES está localizado nos tendões e atua como uma espécie de mola quando o músculo é tensionado e alongado, uma vez que armazena e libera energia elástica nessas condições. Recebe esse nome porque membranas e tendões estão posicionados em paralelo e em série (alinhado), respectivamente, com as fibras musculares (componente contrátil). Já o CEP confere resistência ao músculo quando este é alongado de forma passiva através das membranas musculares. Por estar localizado paralelamente às fibras musculares, é nomeado dessa maneira. Os CESs e CEPs possuem propriedades viscoelásticas, ou seja, quando alongados, os músculos não retornam imediatamente ao seu tamanho inicial, essa característica é ainda influenciada pelo tempo que o músculo permaneceu alongado. Poderíamos comparar a propriedade viscoelástica a um travesseiro com espuma viscoelástica (aquele popularmente conhecido como travesseiro da Nasa). Quando se coloca a cabeça nele, ao retirá‑la, o molde da cabeça permanece, somente após alguns segundos, o travesseiro retorna a seu formato inicial. O músculo se comporta de maneira similar. Quando é alongado estaticamente por um tempo, o comprimento do músculo aumenta, ampliando a ângulo articular do movimento. Contudo, após o alongamento, o músculo demora algum tempo para voltar ao seu comprimento de pré‑estiramento, tal como ocorre com o travesseiro. Essas características mecânicas do músculo permitem que ele se adapte aos estímulos constantes de alongamento e encurtamento, tanto aguda (efeito imediato) quanto cronicamente (efeito a longo prazo). Nesse sentido, sugere‑se que agudamente ocorra maior tolerância ao alongamento pela diminuição da inibição sensorial causada por receptores sensoriais. Esse processo, no entanto, seria temporário e retornaria em poucos minutos à condição de repouso. Cronicamente, por outro lado, são observadas alterações estruturas pela diminuição da rigidez músculo‑tendão (stiffness) e aumento do comprimento muscular pela adição de sarcômeros no final do músculo (aumento de sarcômeros em série). Assim, a manipulação do treino na musculação pode resultar em mudanças tanto agudas quanto crônicas na estrutura do músculo de acordo com os estímulos impostos. Esses componentes mecânicos do músculo são representados na figura a seguir. 29 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Componente elástico em paralelo Componente elástico em série Componente contrátil Figura 9 – Representação mecânica dos componentes contráteis (fibras musculares), componente elástico em paralelo (CEP) (membranas musculares) e componente elástico em série (CES) (tendões) Outras duas características do músculo são a irritabilidade e a disposição em produzir tensão (HALL, 2016). Irritabilidade nada mais é que a capacidade do músculo em responder a um estímulo, seja ele mecânico, como um golpe externo sobre o músculo, ou eletroquímico, por meio dos potenciais de ação (impulsos elétricos) do nervo associado ao músculo. Já a capacidade de produzir tensão representa a contração do músculo em si. É importante entender que essa tensão não significa necessariamente o encurtamento do músculo (aproximação das linhas Z) como discutido anteriormente nos eventos da contração muscular. Tal como mencionado, o músculo esquelético tem como principal papel realizar o movimento. Do ponto de vista mecânico, é importante entender como os músculos combinados com as estruturas ósseas maximizam o movimento das cargas externas. Já sabemos que os músculos contraídos transmitem a tensão ao tendão, que funciona como uma “corda”, pois puxa a estrutura óssea gerando o movimento. No entanto, o músculo pode criar uma tensão sem necessariamente gerar movimento, de acordo com o tipo de ação muscular, conforme discutiremos a seguir. 2.1.1 Ações musculares Antes de mais nada, é importante entender que o conceito correto que discutiremos a seguir é ação muscular, e não contração muscular. Contração é a tensão produzida no músculo resultante dos mecanismos fisiológicos responsáveis pela formação de pontes cruzadas. Ou seja, tudo que discutimos anteriormente. Já a ação muscular é a consequência desse processo, que pode, eventualmente, causar movimento (ação excêntrica e concêntrica). No entanto, sabemos que o músculo é constantemente submetido ao encurtamento e alongamento, e isso provoca alterações em seu comprimento. Isso é facilmente observado no dia a dia, principalmente quando realizados os exercícios da musculação. Observe, por exemplo, como fica a panturrilha quando estiver na ponta do pé. O músculo aumenta consideravelmente de tamanho, ficando com aparência de inchado. Isso acontece porque houve encurtamento do músculo, modificando sua largura e comprimento. Essas alterações são influenciadas pelo tipo de ação muscular realizada (KRAEMER; FLECK; DESCHENES, 2012), como representado na figura a seguir. 30 Re vi sã o: A line - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I Figura 10 – Alterações no tamanho do músculo de acordo com o tipo de ação muscular Durante a ação muscular, quando a força interna produzida pelo músculo se iguala à resistência externa, não gerando nenhum movimento, ocorre a chamada ação isométrica. Um exemplo disso na musculação seria segurar o halter com o braço estendido à frente do seu corpo, nem o levantar, nem o abaixar. É possível ainda produzir força muscular em que exista um visível encurtamento no comprimento muscular, gerando a diminuição do ângulo articular (ação concêntrica). Essa situação pode acontecer quando é executado o movimento de levantar‑se no exercício agachamento. Por último, você pode fazer força e o músculo estar contraído, mas visivelmente alongado em relação ao seu comprimento de repouso (ação muscular excêntrica). Um bom exemplo é quando é realizada a descida da barra em direção ao peito no exercício supino reto. A ação excêntrica produzirá mais força que as outras ações musculares, devido aos componentes elásticos presentes no músculo. Isso será detalhado posteriormente quando discutirmos a relação comprimento‑tensão do músculo. Para melhor entender as diferenças das ações musculares, observe o quadro a seguir. Quadro 2 – Características das ações musculares concêntrica, excêntrica e isométrica Estado do músculo Comprimento do músculo Ação muscular Exemplo aplicado no exercício de rosca direta Contraído Encurtado Concêntrica (dinâmica) Flexão de cotovelo Contraído Encurtado Excêntrica (dinâmica) Extensão de cotovelo Contraído Inalterado Isométrica (estática) Manter o peso parado com o cotovelo fletido a 90º Essas diferenças entre as ações musculares destacadas no quadro anterior são fundamentais quando pensarmos em prescrição do treinamento. Por exemplo, se o profissional de Educação Física prescrever o treinamento com a mesma intensidade para todas as ações musculares, provavelmente, ocasionará poucos 31 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO efeitos para o aluno devido às diferenças dessas ações. Isso significa que, ao prescrever o exercício, deve‑se pensar em qual ação muscular será utilizada e, só então, elaborar as cargas de treino, considerando a capacidade de cada ação envolvida nos exercícios. Assim, é importante entender muito bem esses conceitos, para, posteriormente, os efeitos das diferentes ações musculares nas adaptações em força e hipertrofia muscular serem mais assimiláveis. 2.1.2 Arquitetura do músculo esquelético Como descrito por McArdle, Katch e Katch (2011), a organização estrutural das fibras musculares interfere no quanto de força e velocidade o músculo pode produzir. Sob uma linha imaginária tracejada entre origem e inserção, os arranjos das fibras são organizados. Fibras fusiformes estão dispostas paralelamente ao eixo longitudinal (por exemplo, tibial anterior), enquanto fibras peniformes estão distribuídas obliquamente, formando um ângulo de penação (por exemplo, tríceps sural). Outras subcategorias das fibras, tanto fusiformes quanto peniformes, são sugeridas na literatura, embora, do ponto de vista biomecânico, as duas categorias já estabeleçam as diferenças entre elas. Sob essa perspectiva, é conhecido que o ângulo produzido entre a linha imaginária da origem até a inserção em relação à disposição das fibras musculares determina a quantidade de sarcômeros por área em corte transversal do músculo (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011). Isso quer dizer que se um músculo possuir um ângulo de penação elevado (por exemplo, 30º), caberão mais fibras musculares numa mesma área; ao passo que na ausência de penação (músculos com fibras fusiformes), naturalmente, haverá menor quantidade de fibras por área muscular. Nesse contexto, em fibras fusiformes (sem ângulo de penação), ocorre maior velocidade de encurtamento da fibra muscular devido à tensão do músculo ser imediatamente transmitida ao tendão e à estrutura óssea. Por outro lado, quando ocorrer encurtamento das fibras musculares peniformes, elas girarão em torno da fixação do tendão, e isso aumenta o ângulo de penação (figura a seguir), resultando em menor transmissão de força entre músculo‑tendão e tendão‑ossos (HALL, 2016). Relaxado Com produção de tensão Figura 11 – Ângulo de penação de fibras peniformes relaxadas e contraídas 32 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I Apesar disso, como destacado por Hall (2016), a maior quantidade de fibras musculares por área gera maior quantidade de pontes cruzadas formadas e recrutamento muscular, o que resulta em maior produção de força em fibras peniformes. Assim, o aumento do ângulo de penação em fibras peniformes é consequência da hipertrofia do músculo esquelético (maior área em corte transversal), resultando em maior produção de força muscular (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011). Em contrapartida, fibras fusiformes possuem tamanho similar ao comprimento do músculo, o que facilita a transmissão rápida da contração muscular, gerando maior velocidade de encurtamento. Traduzindo em termos práticos, fibras fusiformes são mais lentas para contrair, mas são mais fortes; enquanto fibras peniformes são mais rápidas em sua velocidade contrátil, mas produzem menos força. É importante mencionar que fibras peniformes podem ser subdividas de acordo com a localização oblíqua de um conjunto de fibras musculares. Por exemplo, um conjunto de fibras dispostas obliquamente apenas em um dos lados do tendão são chamadas de unipenadas. Um exemplo é o músculo tibial posterior, que tem fibras dispostas apenas em um dos lados do tendão calcâneo. Já fibras musculares que convergem dos dois lados do tendão são chamadas de bipenados. Como exemplos temos os gastrocnêmios e o reto femoral, que estão dispostos em ambos os lados dos tendões calcâneo e tendão patelar, respectivamente. Por último, algumas fibras musculares possuem mais de dois conjuntos de fibras dispostas em diferentes ângulos de penação, se conectando em duas extremidades dos tendões. Um exemplo desse músculo é o deltoide, que se subdivide em diferentes porções, formando múltiplos ângulos de penação. Na figura a seguir, são mostrados alguns exemplos de músculos fusiformes e peniformes. Fusiforme Bíceps braquial Unipenado Tibial posterior Bipenado Formas de penação Reto femoral Multipenado Deltoide Figura 12 – Representação dos arranjos das fibras musculares de diferentes músculos 2.1.3 Músculos monoarticulares e biartiarticulares Outra consideração importante do funcionamento do músculo esquelético é quanto ao número de articulações envolvidas em conjunto com a ação de um determinado músculo (HALL, 2016). Isso é de fundamental relevância, pois a prescrição dos exercícios da musculação é fortemente dependente dessas características. 33 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Para compreender se um músculo é monoarticular ou biartiarticular, é preciso saber quantas articulações o músculo atravessa. Por exemplo, muitos erroneamente imaginam que os músculos que cruzam a parte anterior do braço (coracobraquial, bíceps braquial e o braquial) cruzam somente a articulação do cotovelo, o que resultaria só no movimento de flexão de cotovelo. No entanto, como mostrado previamente (figura 2), a flexão de ombro é realizada tanto pelo coracobraquial quanto pelo bíceps braquial, enquanto o braquial realiza apenas a flexão de cotovelo, auxiliado pelo bíceps braquial, sendo este último músculo também um supinador(HAMILL; KNUTZEN; DERRICK, 2016). Essas diferenças são explicadas pela quantidade de articulações que cada músculo cruza. O coracobraquial, por exemplo, tem sua origem (parte fixa) no processo coracoide da escápula, e sua inserção (parte móvel), no terço médio do úmero (HAMILL; KNUTZEN; DERRICK, 2016). Isso quer dizer que esse músculo só cruza a articulação do ombro, portanto, realiza (por sua porção anterior) apenas o movimento de flexão de ombro. De maneira similar, exceto por ser em outra articulação, o músculo braquial tem sua origem na parte anteromedial do úmero distalmente à tuberosidade deltoidea, ao passo que sua inserção fica na tuberosidade da ulna, sendo, portanto, um músculo monoarticular (age só na articulação do cotovelo). Já o bíceps braquial possui origem no tubérculo supraglenoidal (cabeça longa) e processo coracoide (cabeça curta), enquanto sua inserção fica na tuberosidade do rádio. Ou seja, atravessa tanto a articulação no ombro quanto a do cotovelo, sendo considerando um músculo biarticular (HAMILL; KNUTZEN; DERRICK, 2016). Outros grupos musculares possuem apenas uma porção de um músculo ou apenas um músculo correspondente ao grupo muscular, caracterizado como biarticular. Para exemplificar, a cabeça longa do tríceps braquial, os isquiotibiais, os gastrocnêmios, o reto femoral e alguns músculos que atravessam o punho e todas as articulações dos dedos são classificados como biarticulares (HAMILL; KNUTZEN; DERRICK, 2016). Sabemos, portanto, como classificar os músculos de acordo com o número de articulações que estes atravessam, mas, afinal, qual a relevância dessa informação? Como a tensão produzida pelo músculo é constante em toda sua extensão, o músculo biarticular influencia simultaneamente as duas articulações pelas quais atravessa. Contudo essa tensão muscular não pode exercer, ao mesmo tempo, tensão suficiente para encurtar o músculo e alterar a amplitude articular em ambas as articulações. Ainda, podem ocorrer duas desvantagens em produzir tensão muscular pelos músculos biarticulares, que são a insuficiência ativa e a insuficiência passiva (HALL, 2016; HAMILL; KNUTZEN; DERRICK, 2016). A primeira ocorre quando ambas as articulações cruzadas pelo músculo estão posicionadas em condição de colocar o músculo sob frouxidão. Por exemplo, os músculos gastrocnêmios cruzam a articulação do joelho e tornozelo e, ao flexionar o joelho, tais músculos são posicionados em frouxidão (encurtam em demasia), diminuindo sua capacidade tensional. Por outro lado, o músculo sóleo apenas cruza a articulação do tornozelo e, nessa posição de joelho estendido, não sofre alteração em sua capacidade de produzir tensão. Em termos práticos, significa que se o exercício de flexão plantar for realizado com o joelho estendido (em pé), os gastrocnêmios e sóleo participarão efetivamente do movimento, ao passo que, se esse exercício for realizado com o joelho flexionado (sentado), os gastrocnêmios entrarão em insuficiência ativa (frouxidão muscular causada por seu excessivo encurtamento), dando lugar à participação apenas do sóleo no movimento. Além disso, como já descrito, outra desvantagem dos músculos biarticulares é a insuficiência passiva. Com o aumento do grau de alongamento do músculo, este atingirá sua máxima extensibilidade e isso 34 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I resultará na diminuição da sua capacidade tensional e, consequentemente, prejudicará a amplitude articular (HALL, 2016; HAMILL; KNUTZEN; DERRICK, 2016). Nessa condição, dizemos que o músculo entrou em insuficiência passiva. Como exemplo, quando realizamos a dorsiflexão com o joelho estendido, o músculo gastrocnêmio está tensionado, isso impede que os músculos anteriores da perna (tibial anterior, extensor longo dos dedos e extensor longo do hálux) realizem a amplitude máxima de dorsiflexão. Ao flexionar o joelho, o gastrocnêmio entra em frouxidão (insuficiência ativa), o que permite que os músculos anteriores de perna consigam uma amplitude maior de dorsiflexão. Portanto uma flexão de joelhos (por exemplo, posição de quem está sentado) possibilitaria que os músculos anteriores de perna produzissem maior tensão durante o movimento de dorsiflexão. Desse modo, considerando as discussões prévias, conhecer quais músculos são monoarticulares e biarticulares será fundamental na seleção dos exercícios para cada grupo muscular de interesse, especialmente quando a preocupação é enfatizar o músculo como um todo. Até aqui, já entendemos que os tipos de ações musculares, penação das fibras musculares e número de articulações envolvidas em um músculo determinam o grau de estímulo gerado pela manipulação das ações musculares e exercícios na musculação. Isso já fornece parte da fundamentação necessária para a prescrição dessas variáveis do treinamento. De maneira adicional, outros três fatores que interferem na produção de força pelo músculo são importantes compreender: a relação entre comprimento e tensão, a relação entre força e velocidade e o ciclo alongamento‑encurtamento (CAE). 2.1.4 Relação entre comprimento e tensão Conforme já ressaltado sobre a sequência de eventos da contração muscular, a formação de pontes cruzadas, ou seja, a interação entre a actina e miosina, resulta na produção de força muscular. No entanto a disposição das pontes cruzadas altera o total de força que o músculo é capaz de produzir, e isso ainda é influenciado pelo tipo de ação muscular (BARROSO; TRICOLI; UGRINOWITSCH, 2005). Antes de discutirmos as diferenças entre as ações musculares, é imprescindível entender dois componentes responsáveis pela produção de força: força ativa e tensão passiva. O primeiro é compreendido como a força produzida pela interação entre actina e miosina na formação das pontes cruzadas, principalmente quando o músculo é encurtado (ação concêntrica). Isso faz com que a actina deslize sobre a miosina em direção ao centro do sarcômero e resulte na produção de força ativa. Por outro lado, quando o músculo é alongado, a sobreposição dos miofilamentos diminui, provocando redução do número de pontes cruzadas ativas, o que altera o grau de força produzido pelo músculo. Isso provoca o acionamento dos elementos elásticos do sarcômero pela tensão passiva, causando o aumento da produção de força. Considerando a força ativa, quando alongamos nosso músculo, a força gradativamente diminui devido à redução da formação de pontes cruzadas. Por exemplo, na posição em pé, experimentar com o cotovelo completamente estendido e paralelo ao corpo, levantar bastante peso em um movimento de flexão do cotovelo. Você perceberá que no início do movimento com o músculo quase totalmente alongado, será bem mais difícil mover o peso para cima. No entanto, gradativamente, com o encurtamento do músculo, o movimento ficará cada vez mais fácil. Então quer dizer que quanto mais encurtado nosso músculo estiver, mais força ele produz? A resposta é não. Existe um comprimento ótimo do sarcômero 35 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO para que possamos produzir o máximo de força. Abaixo ou acima desse comprimento, a força ativa é reduzida. Observe no painel A da figura a seguir a representação das mudanças no comprimento do sarcômero e a respectiva mudança na geração de força (BARROSO; TRICOLI; UGRINOWITSCH, 2005). 80 60 40 20 00 20 40 60 80 100 01.0 2.0 3.0 4.0 5.0 0.5 1.0 1.5 Força ativa MiosinaActinaA) B) Comprimento do sarcômero (µm) Comprimento (cm) Fo rç a (N ) Fo rç a (% m áx im o) Tensão passiva Força total 2.0 2.5 Figura 13 – Painel A) Curva força‑comprimento; Painel B) Contribuiçãoda força ativa e tensão passiva na curva força‑comprimento Nota‑se no painel A (figura anterior) que o sarcômero apresenta um comprimento ótimo, que fica entre o comprimento mais alongado e mais encurtado do sarcômero. Tal como apontado, o músculo muito encurtado não oferece vantagem na produção de força. O motivo é que, apesar do maior grau de sobreposição dos miofilamentos acontecer com o máximo de encurtamento do músculo, não há mais espaço para a actina deslizar sobre miosina nessa posição, reduzindo a tensão produzida pelo músculo. Assim, existe um comprimento ótimo para produção de força ativa, o qual é responsável pela maior produção de força concêntrica, bem como de isométrica. Encontramos uma exceção quando se trata da ação excêntrica. Apesar de o alongamento do músculo nessa ação muscular reduzir a força ativa, pelo motivo já mencionado, ainda assim, a ação excêntrica produz mais força que as demais ações musculares. Isso ocorre porque os elementos elásticos que ancoram e estabilizam o sarcômero tal como as proteínas titina e desmina resistem ao alongamento do músculo, o que conhecemos como tensão passiva (BARROSO; TRICOLI; UGRINOWITSCH, 2005). O componente elástico da titina permite que essa proteína funcione exatamente como um elástico, que quanto mais você o estica, maior resistência contrária ao estiramento ele oferece. Dessa forma, alongando o músculo na ação excêntrica, aumentamos a resistência oferecida pelos elementos elásticos através da tensão passiva, contribuindo para a geração de força. Interpretando em termos práticos, quando o músculo é encurtado, a força ativa aumenta, gerando incremento da força. Já quando alongamos o músculo, apesar da força ativa diminuir, a tensão passiva aumenta e, ao somar as duas forças (força ativa mais tensão passiva), a força total produzida será bem maior (painel B, figura anterior). Isso explica a vantagem da ação excêntrica sobre as outras ações musculares no quesito produção de força muscular. 36 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I 2.1.5 Relação entre força e velocidade Não somente o comprimento do sarcômero, mas também a velocidade de contração muscular modifica a magnitude de produção de força. Isso significa que aumentar a velocidade, diminui a força na ação muscular concêntrica (SILVERTHORN, 2010; HALL, 2016; HAMILL; KNUTZEN; DERRICK, 2016). Isso fica claro quando há a execução de um movimento muito rápido na musculação. Por exemplo, para empurrar rapidamente a barra para cima no exercício supino reto (ação concêntrica), pouca força estará sendo produzida, pois só foi possível fazer o movimento veloz porque o peso está leve. De tal modo que, se o peso for zero, a velocidade será máxima e a força, mínima. É essencial ressaltar que isso não significa ser impossível mover um grande peso em alta velocidade. Apenas significa que, em alta velocidade, realizar o máximo de força estará distante de ser feito. De maneira oposta, com o incremento do peso, a velocidade irá reduzir‑se, causando o aumento da força. De forma similar, isso também não significa ser impossível mover um peso leve em baixa velocidade, pois, nessa condição, a velocidade de movimento poderá ser modulada. Por outro lado, se o aumento do peso continuar, a velocidade atingirá valor zero, e a força máxima será, então, obtida. No mesmo exemplo do supino reto, quando você adiciona um peso muito alto, é preciso produzir muita força e, caso esta não seja suficiente para superar a resistência externa, ambas (força e resistência externa) se igualarão, impedindo que seja feito o movimento (ação isométrica). Nesse caso, a força máxima, então, será obtida. Por fim, a velocidade de movimento pode ser negativa. Suponha agora que o peso adicionado no supino é tão elevado que seja impossível manter em velocidade zero (isometria). Com isso, a barra retornará em direção ao peito do indivíduo, alongando o músculo pela ação muscular excêntrica. Contudo, cabe ressaltar que, diferente da ação concêntrica, o aumento da velocidade na ação excêntrica não influencia a força produzida, sendo mantida praticamente constante sob diferentes velocidades (BARROSO; TRICOLI; UGRINOWITSCH, 2005). No entanto, independentemente disso, durante a ação excêntrica no nosso exemplo citado do supino reto, a força produzida será sempre maior que a obtida na velocidade zero (ação isométrica), pois conseguiremos levantar muito mais peso nessa condição. Sob tais argumentos, a ação muscular excêntrica possibilita maior produção de força que as outras ações musculares, enquanto a ação isométrica resulta em mais força que a ação concêntrica. Essas diferenças são fundamentalmente importantes quando se trata da prescrição das ações musculares nos exercícios, embora muitas vezes isso, infelizmente, tem sido completamente ignorado na prática da prescrição da musculação. É possível observar, por exemplo, indivíduos realizando apenas a ação muscular excêntrica em um determinado exercício, aplicando o mesmo peso usado para a ação concêntrica. Ou seja, esse indivíduo está treinando de maneira submáxima. Outro exemplo é quando alunos treinam a ação isométrica numa condição confortável, em que seria possível realizar o movimento de encurtamento do músculo (ação concêntrica). Ambos são exemplos de como as diferenças existentes entre as ações musculares acabam sendo negligenciadas na musculação. Dessa forma, torna‑se essencial aos profissionais que prescreverão o treinamento na musculação utilizar todas essas considerações com seus alunos. Essas diferenças mencionadas entre as ações musculares na relação força‑velocidade são exemplificadas na figura a seguir. 37 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO 30 kg 20 kg 15 kg Ação excêntrica Ação concêntrica Ação isométrica Alongamento Encurtamento0 Velocidade Fo rç a Figura 14 – Representação hipotética da curva força‑velocidade 2.1.6 Ciclo alongamento‑encurtamento (CAE) Ao ser alongado e imediatamente encurtado, o músculo produz mais força e/ou potência durante o encurtamento se comparado à ausência do pré‑estiramento (HALL, 2016; HAMILL; KNUTZEN; DERRICK, 2016). Esse processo de realização da ação excêntrica seguida da ação concêntrica é denominado como ciclo‑alongamento‑encurtamento (CAE). O CAE além de gerar maior força concêntrica, também produz menor trabalho mecânico devido ao baixo custo metabólico resultante desse ciclo. O CAE é regulado pela energia elástica acumulada e pelo padrão de recrutamento muscular. Durante a fase excêntrica do movimento, parte da energia mecânica é absorvida pelos CESs, aumentando a produção de força muscular subsequentemente (UGRINOWITSCH; BARBANTI, 1998). É como alongar um elástico inicialmente e, ao soltá‑lo, esperar um adicionamento de força para o seu encurtamento. No caso do músculo, seria adicionar força proveniente da energia elástica à já obtida pela interação de pontes cruzadas. A transição entre as ações musculares deve ser rápida, caso contrário, a energia elástica potencial será dissipada em forma de calor e não será utilizada para a ação muscular subsequente. Sob a ótica prática, na musculação, o CAE é interessante quando o objetivo for a melhora da potência muscular, especialmente para esportistas que dependem desse componente para melhora do desempenho. Adicionalmente, o reflexo de estiramento relacionado aos proprioceptores órgão tendinoso de Golgi (OTG) e fuso muscular (FM) são auxiliares do CAE na produção de força. O FM está presente nas fibras musculares e tem a função de detectar alterações no comprimento do músculo, resultando em uma resposta contrátil reflexa em contraposição ao alongamento muscular(UGRINOWITSCH; BARBANTI, 1998). Ou seja, quando o músculo sofre um alongamento, o FM percebe tal alteração e envia um comando aferente até a medula que, imediatamente, responde com o acionamento de fibras musculares para contrapor esse alongamento. Isso, por consequência, aumenta a produção de força pelo músculo. Por outro lado, quando realizado movimento de grandes amplitudes, ocorre o aumento da sobrecarga mecânica no tendão, ativando o OTG. Este tem função inibitória na contração muscular, com o intuito de preservar as estruturas não contráteis (tendão) de uma possível lesão causada pela elevada sobrecarga mecânica (HALL, 2016). Assim, tanto as proteínas elásticas quanto os 38 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I proprioceptores (FM e OTG) atuam na modulação da magnitude de força muscular. Em termos práticos, o conhecimento desses mecanismos pode permitir ao professor elaborar sessões de treinamento para maximizar a potência muscular, especialmente quando necessário melhorar o CAE. 2.1.7 Torque muscular Do ponto de vista biomecânico, a força é avaliada através do torque muscular. O torque muscular é comumente representado nos estudos da musculação (treinamento de força, TF) como uma unidade métrica de newtons‑metros (N‑m), que nada mais é que um torque provocado pela força de um newton a uma distância de um metro do ponto de rotação (HALL, 2016). Para entender o conceito de torque, é importante saber como funciona um sistema de alavancas no exercício e os cinco componentes a este relacionado: • Haste rígida: representa um segmento corporal envolvido no movimento. • Eixo: representa uma articulação, posicionado em algum ponto da haste rígida; serve como elemento para que o osso se movimente ao seu redor. • Força potente: força gerada pelo músculo que movimenta o segmento corporal (haste rígida) em torno de seu eixo (articulação). É representada pela inserção do músculo (parte móvel). • Força resistente: resistência externa oferecida por um peso (por exemplo, halter). • Linha de ação da resistência: é uma linha infinita que atravessa do ponto de aplicação da resistência em direção à força exercida. Do ponto de vista prático, considerar o movimento de flexão do cotovelo com um halter. A haste rígida é o segmento do braço, o eixo é a articulação do cotovelo, a força potente está sendo aplicada pelos músculos flexores de cotovelo, a força resistente é o halter e a linha de ação da resistência, uma linha imaginária que atravessa verticalmente e em direção oposta à força resistente (figura a seguir). Força potente Linha de ação da resistência Força resistente Haste rígida Eixo de rotação Figura 15 – Representação dos componentes que compõem o sistema de alavanca 39 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Após entender os componentes que determinam uma alavanca, vamos compreender como isso influencia o torque muscular. Ainda usando nosso exemplo, quando a força (força potente) for aplicada pelos músculos flexores de cotovelo, ocorrerá um efeito rotatório em que o segmento do braço (haste rígida) girará em torno do seu eixo (articulação do cotovelo), sendo então criada uma força rotacional. Nesse caso, o produto da força e a sua distância perpendicular é denominado de torque muscular ou momento da força (HALL, 2016). Isso quer dizer que a cada momento (angulação), ocorre um nível diferente de produção de torque, dado que a distância entre o eixo e a força resistente será diferente ao longo do movimento rotacional. A distância criada do ponto de aplicação da força até o eixo de rotação é caracterizada como braço de momento. O braço de momento é subdividido em braço de momento de força (BF) e braço de momento de resistência (BR). O primeiro é a distância entre o eixo e o ponto de aplicação de força muscular (inserção do músculo), enquanto o segundo é caracterizado como a distância entre o eixo e o ponto de aplicação da resistência externa (por exemplo, peso). Quanto maior for a distância do eixo em relação ao BF e BR, maior será o torque produzido pelo músculo. Observe, na figura a seguir, a representação desses componentes que influenciam o torque muscular. Eixo de rotação Braço de momento de força Braço de momento de resistência Peso (força resistente) Linha de ação da resistência Força potente Figura 16 – Representação dos componentes que determinam o torque muscular Agora que foi compreendido o que é torque muscular e os fatores que o influenciam, considerar um exemplo prático do exercício extensão de joelho com caneleira. É possível observar claramente que o início e o fim do movimento resultam em diferentes BFs e BRs, o que consequentemente 40 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I provoca níveis de torques distintos. Na figura a seguir, notamos que a distância perpendicular é maior quando o joelho está completamente estendido (fim da ação concêntrica), o que resulta em maior BF e BR, logo, maior torque muscular, o que tornará necessário maior produção de força dos extensores do joelho (LIMA; PINTO, 2006). Ou seja, a distância perpendicular entre o eixo (joelho) e a resistência externa (peso), considerando a linha de ação da resistência (posicionada na vertical e em direção oposta à força resistente), é maior com o joelho estendido. Desse modo, à medida que o joelho vai estendendo, a necessidade de produzir força progressivamente aumenta, ao passo que a necessidade de produção de força é gradativamente reduzida quando o joelho for flexionado. Haste rígida Joelho Haste rígida BR BR Início da ação concêntrica Joelho a 90º (joelho flexionado) Joelho a 0º (joelho flexionado) Força resistente (caneleira) Força resistente (caneleira) Fim da ação concêntrica Figura 17 – Representação de diferentes fases do exercício extensão de joelho com caneleira sobre o braço de momento de resistência (BR), que determina o torque muscular Por outro lado, quando esse mesmo movimento de extensão de joelho é realizado com a resistência externa do próprio equipamento, o maior torque será obtido com o joelho flexionado. Essa diferença é explicada pela linha de ação de resistência estar posicionada, nesse caso, na diagonal e não verticalmente como no primeiro exemplo (observar linha de ação da resistência da figura 16), uma vez que o sistema de polia posicionado na parte de trás do equipamento determina a linha de ação da resistência. Para compreender melhor essa diferença, observar a próxima figura, em que é demonstrado o exercício de extensão de joelho na cadeira extensora. 41 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Haste rígida Linha de ação da resistência Joelho BR Figura 18 – Representação de diferentes fases do exercício extensão de joelho na cadeira extensora sobre o braço de momento de resistência (BR), que determina o torque muscular No caso da cadeira extensora, é possível identificar que, na posição do joelho flexionado, é que se encontra a maior distância perpendicular entre o eixo (joelho) e a resistência externa (peso), pois agora a linha de ação da resistência está posicionada na diagonal, o que reduz o torque muscular com o joelho estendido. Em termos práticos, isso quer dizer que quanto mais o joelho for estendido, menor será o torque produzido; e quanto mais o joelho for flexionado, maior torque será obtido. Essas diferenças têm importância especialmente na escolha dos exercíciospara cada músculo, uma vez que estes tendem a produzir maior ou menor torque no início ou no fim do movimento. Por exemplo, quando o músculo produzir maior torque no final do movimento, uma estratégia interessante poderia ser utilizar um exercício que coincidisse o maior BR também no fim do movimento, usando a mesma lógica, seriam aplicados exercícios com maior BR no início do movimento para músculos que produzem maior torque nesse momento. As discussões teóricas até aqui expostas, inicialmente, respaldam o conhecimento sobre os diversos fatores que interferem na contração muscular e consequentemente na produção de força. Posto isso, adiante, nos aprofundaremos nos conceitos que fundamentam as manifestações de força, além de discutirmos as adaptações produzidas pelo TF nas estruturas associadas ao sistema musculoesquelético. Por fim, abordaremos os princípios que regem o TF. 42 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I Exemplo de aplicação Em uma sala de musculação, realize os seguintes experimentos: Com um parceiro como voluntário, utilizando um goniômetro, realize no seu parceiro a medida da amplitude de movimento do tornozelo durante a flexão plantar e dorsiflexão nas posições sentado, com o joelho flexionado, e em pé, com o joelho estendido. Após gravar todas as amplitudes obtidas, responda às questões a seguir: • Em qual posição houve maior amplitude de movimento para dorsiflexão? • Em qual posição houve maior amplitude de movimento para flexão plantar? • Qual a influência da insuficiência ativa e passiva nesses movimentos? 3 MANIFESTAÇÕES E FORMAS DE AVALIAÇÃO DA FORÇA MUSCULAR 3.1 Manifestações da força muscular Discutimos anteriormente os mecanismos e diversos fatores que interferem na produção de força muscular, mas, afinal, o que é força muscular? Pela Física, a força é entendida como um fenômeno que altera ou tende a alterar o estado de repouso ou movimento de um corpo. Já a força muscular possui diversos conceitos apresentados por Ide e Lopes (2008), destacados a seguir: • Quantidade máxima de tensão que um músculo ou grupo muscular pode produzir em padrão específico de movimento realizado em determinada velocidade. • Capacidade de um indivíduo vencer ou suportar uma resistência. • Máxima quantidade de força que um músculo ou grupo muscular pode gerar em padrão específico de movimento a uma determinada velocidade. • Capacidade de superar a resistência externa às custas dos esforços musculares. • Força ou torque máximo que um músculo ou grupo muscular pode gerar em velocidade específica ou determinada. Com base nesses conceitos, conseguimos observar que não existe um consenso sobre a melhor forma de conceituar a força. Em muitos deles, foi desconsiderado o fato de que a contração muscular pode ocorrer de maneira submáxima e não necessariamente toda contração supera a resistência externa. Isso inclusive foi bastante discutido quando diferenciamos as ações musculares concêntrica, 43 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO excêntrica e isométrica. Notamos, por exemplo, que conseguimos superar um peso bem leve em um determinado exercício ou colocar um peso exagerado e este não sair do lugar. Em ambos os casos, no entanto, estaremos produzindo força muscular contra uma resistência externa (peso), seja ela leve ou muito pesada. Apesar dessa inconsistência sobre o que é força muscular, um conceito apresentado por Platonov (1999) parece ser mais adequado se considerarmos as diferentes ações musculares. Para Platonov (1999), força muscular é a capacidade de se opor a uma resistência ou vencê‑la mediante a ação muscular. O pesquisador ucraniano Platonov afirma que a força muscular pode ou não vencer a resistência externa, tal como foi visto nos exemplos das ações musculares. Lembre‑se de que a força pode ser maior que a resistência (ação concêntrica), ou a resistência maior que a força (ação excêntrica), ou, ainda, a força e a resistência serem iguais (ação isométrica). Portanto, mais importante do que entender qual o conceito correto, é saber os fundamentos biológicos e as formas de manifestação da força muscular. Cabe ressaltar que existe uma grande confusão no uso da expressão treino de força, sendo bem comum pessoas afirmarem estarem realizando treino de força, quando, na realidade, o que elas querem dizer especificamente é que estão fazendo o treino de força máxima, que é uma das maneiras pelas quais a força se manifesta. Embora o treino de força signifique qualquer forma de treinamento contra uma determinada resistência externa, seja ela um peso de academia (halter), a resistência de um equipamento de musculação ou até mesmo elásticos ou o próprio peso corporal; quando o treino é realizado especificamente para uma manifestação de força, como por exemplo a força máxima, usando protocolos específicos para esse fim, o correto é dizer qual manifestação de força está sendo treinada, nesse caso, o certo é treino de força máxima. Desse modo, é importante compreender as formas de manifestação da força muscular para determinar quais serão as maneiras de se trabalhar com o TF voltado para maximização dos resultados. Essas manifestações da força serão discutidas a seguir. Lembrete Força muscular é a capacidade de se opor a uma resistência ou vencê‑la mediante a ação muscular (PLATONOV, 1999). 3.1.1 Força máxima A força máxima é compreendida como a quantidade máxima de força que um músculo pode mobilizar durante uma repetição ou contração voluntária, resultando ou não em movimento (PLATONOV, 1999). Tradicionalmente, é representada pelo teste de força máxima dinâmica (concêntrica e/ou excêntrica) ou força máxima estática (isométrica) (BROWN; WEIR, 2001). 44 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I 3.1.2 Força explosiva A força explosiva é compreendida como o produto da força pela velocidade de movimento (força x distância/tempo) (PLATONOV, 1999). É também conceituada como o máximo de força produzida na menor unidade de tempo. Em termos práticos, pode representar um indivíduo realizando o máximo de força possível, mas em alta velocidade de movimento. Em linha geral, esse termo é mais conhecido como potência muscular e o treinamento para essa manifestação de força é amplamente utilizado em diversos esportes (DESCHENES; KRAEMER, 2002; FOLLAND; WILLIAMS, 2007). 3.1.3 Resistência de força A resistência de força é a capacidade de manter a produção de força por um tempo prolongado, resistindo à fadiga e utilizando peso submáximo (FLECK; KRAEMER, 1999). Ou seja, é a capacidade que um indivíduo tem de executar muitas repetições ou manter muito tempo seu músculo contraído em um determinado exercício até que se atinja a fadiga. O treinamento dessa manifestação de força resulta também em significante efeito na hipertrofia muscular (MITCHELL et al., 2012; LASEVICIUS et al., 2018), e essa discussão será aprofundada adiante. 3.1.4 Hipertrofia muscular A hipertrofia muscular é caracterizada como o aumento da área de secção transversa (AST) muscular resultante do acúmulo de sucessivos incrementos na taxa de síntese proteica miofibrilar (DAMAS et al., 2015). Perceber que a hipertrofia muscular é uma adaptação morfológica, e não uma manifestação de força. Em outras palavras, existem treinamentos de força máxima, força explosiva (ou potência) e resistência de força, mas não existe treino “de” hipertrofia, e sim treinos voltados para hipertrofia muscular. Essas diferentes formas de manifestação de força podem ser usadas de acordo com o objetivo do treinamento. Aindatem sido postulado que essas estratégias poderiam ser inseridas em diferentes fases da periodização do TF (PRESTES et al., 2016). Contudo tem sido fortemente questionada a real importância da periodização do treinamento, tanto para ganho de força (HARRIES; LUBANS; CALLISTER, 2015), hipertrofia muscular (GRGIC et al., 2017b) ou melhora do desempenho esportivo (LOTURCO; NAKAMURA, 2016). Isso será extensivamente abordado no tópico sobre periodização do TF. 3.2 Mensuração da força muscular Tão relevante quanto entender quais são as manifestações da força muscular é saber como mensurá‑las. Os testes de força, apesar de sofrer críticas quanto a sua utilidade na prescrição do treinamento (ver tópico sobre a prescrição das variáveis do TF), têm grande utilidade no monitoramento do processo de TF, quando avaliado antes e depois de um período de treinamento (BROWN; WEIR, 2001). Além disso, permite identificar o perfil de cada aluno de maneira bem prática através do uso de algumas fórmulas (UCHIDA et al., 2010). Por fim, tem especial importância na reestruturação do treinamento de acordo com os resultados, positivos ou negativos, pois estes permitirão manipular o treinamento no intuito de maximizar os resultados dos alunos. 45 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Nesse contexto, diversas formas de medir as manifestações de força têm sido sugeridas na literatura, tais como pela contração estática e dinâmica, ambas feitas no equipamento dinamômetro isocinético (BROWN; WEIR, 2001). Além disso, e os mais comumente utilizados na prática, sugere‑se o uso dos testes dinâmicos de 1 repetição máxima (1 RM) ou de repetições máximas (RMs) (BROWN; WEIR, 2001; UCHIDA et al., 2010). Finalmente, temos os testes de potência realizados através de saltos ou arremesso de medicine ball (IDE; LOPES, 2008), bastante empregados nos esportes. Discutiremos a seguir os protocolos de cada teste e qual a utilidade destes no âmbito da prática profissional. Apesar de estar disponível uma infinidade de testes de força na literatura científica, os que serão discutidos neste livro‑texto foram escolhidos com base em sua ampla utilização da literatura científica, além da validade e utilidade no dia a dia do profissional de Educação Física. Observação Entende‑se por teste de força dinâmica quando existe movimento (concêntrico e/ou excêntrico), e estático, quando não há movimento (isométrico). 3.2.1 Testes para mensuração da força máxima O propósito do teste de força máxima é mensurar a máxima capacidade que o sistema neuromuscular pode mobilizar em apenas uma repetição. Dentre os testes de força máxima, dispomos dos testes dinâmicos, realizados no dinamômetro isocinético ou em aparelhos e exercícios comuns das salas de musculação, e dos testes isométricos, empregados também no dinamômetro isocinético. 3.2.1.1 Testes de força máxima dinâmica Discutiremos primeiro o teste dinâmico de 1 RM, pois este é o mais empregado na prática do dia a dia de academias de musculação. Esse teste tem sido amplamente utilizado pela sua facilidade de aplicação, já que pode ser realizado em qualquer exercício utilizado na musculação. O teste de 1 RM pode ser feito usando somente a ação muscular concêntrica, excêntrica ou ambas, de acordo com o que se pretende avaliar. Independentemente da ação muscular escolhida, o procedimento de teste permanece praticamente o mesmo, exceto se for avaliada somente a ação excêntrica, que é sugerida ser feita em 3 segundos (IDE; LOPES, 2008). O teste de 1 RM consiste nos seguintes procedimentos descritos por Brown e Weir (2001) (quadro a seguir). Quadro 3 – Procedimentos demonstrados em etapas para a realização do teste de 1 repetição máxima (1 RM) Etapas Procedimento do teste de 1 RM 1 Aquecimento geral de 5 minutos em esteira ergométrica na velocidade de 9 km/h. 2 Intervalo de 3 minutos antes de iniciar o aquecimento específico. 3 Posicione o indivíduo corretamente no aparelho ou exercício e grave esse posicionamento para reproduzir o mesmo procedimento em outro teste. 46 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I 4 Inicia‑se o aquecimento específico no exercício que será testado. 5 O aquecimento específico consiste na realização de 8 repetições usando um peso estimado de 50% do máximo (1 RM) e, após um intervalo de 2 minutos, realizam‑se mais 3 repetições com peso de 70% de 1 RM. 6 Três minutos após o aquecimento específico, iniciam‑se as tentativas de atingir 1 RM. 7 Na primeira tentativa, coloca‑se o peso estimado de 100% de 1 RM, o avaliado deve realizar uma repetição. Caso ele consiga, após 3 minutos de intervalo, acrescenta‑se mais peso para uma nova tentativa. Se caso ele não consiga, o peso é diminuído para a tentativa seguinte, utilizando o mesmo procedimento. 8 O acréscimo ou a diminuição do peso nas tentativas de 1 RM é realizado no máximo 5 vezes para que não ocorra fadiga e comprometa o verdadeiro valor de 1 RM. Encorajamento verbal deve ser dado em todas as tentativas. Caso seja necessário mais que 5 tentativas, sugere‑se realizar um novo teste de 1 RM após 72 horas. 9 Será considerado como 1 RM a tentativa em que o indivíduo levantou o máximo de peso em uma repetição com técnica e amplitude de movimento adequadas. Para determinar a força relativa após o teste de 1 RM, é preciso dividir o valor obtido no teste pelo peso corporal do indivíduo e comparar o resultado com as tabelas apresentadas a seguir, que foram adaptadas dos estudos de Uchida et al. (2010). Observar que as tabelas possuem apenas os exercícios supino reto (tabela a seguir) e leg press (tabela 2), pois são os exercícios recomendados pelo American College of Sports Medicine (ACSM, 1995) para avaliação da força de membros superiores (MMSS) e membros inferiores (MMII), respectivamente. Tabela 1 – Classificação do nível de força muscular de homens e mulheres de acordo com a força relativa obtida no exercício supino reto Classificação < 20 Idade 20 a 29 30 a 39 40 a 49 50 a 59 > 60 H om en s Superior ≥ 1,34 ≥ 1,32 ≥ 1,12 ≥ 1,00 ≥ 0,90 ≥ 0,82 Excelente 1,20 – 1,33 1,15 – 1,31 0,99 – 1,11 0,89 – 0,99 0,80 – 0,89 0,72 – 0,81 Bom 1,07 – 1,19 1,00 – 1,14 0,89 – 0,98 0,81 – 0,88 0,72 – 0,79 0,67 – 0,71 Médio 0,90 – 1,06 0,89 – 0,99 0,79 – 0,88 0,73 – 0,80 0,64 – 0,71 0,58 – 0,66 Fraco ≤ 0,89 ≤ 0,88 ≤ 0,78 ≤ 0,72 ≤ 0,63 ≤ 0,57 M ul he re s Superior ≥ 0,78 ≥ 0,81 ≥ 0,71 ≥ 0,63 ≥ 0,56 ≥ 0,55 Excelente 0,66 – 0,77 0,71 – 0,80 0,61 – 0,70 0,55 – 0,62 0,49 – 0,55 0,48 – 0,54 Bom 0,59 – 0,65 0,60 – 0,70 0,54 – 0,60 0,51 – 0,54 0,44 – 0,48 0,43 – 0,47 Médio 0,54 – 0,58 0,52 – 0,59 0,48 – 0,53 0,44 – 0,50 0,40 – 0,43 0,39 – 0,42 Fraco ≤ 0,53 ≤ 0,51 ≤ 0,47 ≤ 0,43 ≤ 0,39 ≤ 0,38 Adaptado de: Uchida et al. (2010). 47 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Tabela 2 – Classificação do nível de força muscular de homens e mulheres de acordo com a força relativa obtida no exercício leg press Classificação < 20 Idade 20 a 29 30 a 39 40 a 49 50 a 59 > 60 Ho m en s Superior ≥ 2,28 ≥ 2,13 ≥ 1,93 ≥ 1,82 ≥ 1,71 ≥ 1,62 Excelente 2,05 – 2,27 1,98 – 2,12 1,78 – 1,92 1,69 – 1,81 1,59 – 1,70 1,50 – 1,61 Bom 1,91 – 2,04 1,84 – 1,97 1,66 – 1,77 1,58 – 1,68 1,47 – 1,58 1,39 – 1,49 Médio 1,71 – 1,90 1,64 – 1,83 1,53 – 1,65 1,45 – 1,57 1,33 – 1,46 1,26 – 1,38 Fraco ≤ 1,70 ≤ 1,63 ≤ 1,52 ≤ 1,44 ≤ 1,32 ≤ 1,25 M ul he re s Superior ≥ 1,71 ≥ 1,68 ≥ 1,47 ≥ 1,37 ≥ 1,25 ≥ 1,18 Excelente 1,60 – 1,70 1,51 – 1,67 1,34 – 1,46 1,24 – 1,36 1,11 – 1,24 1,05 – 1,17Bom 1,39 – 1,59 1,38 – 1,50 1,22 – 1,33 1,14 – 1,23 1,00 – 1,10 0,94 – 1,04 Médio 1,23 – 1,38 1,23 – 1,37 1,10 – 1,21 1,03 – 1,13 0,89 – 0,99 0,86 – 0,93 Fraco ≤ 1,22 ≤ 1,22 ≤ 1,09 ≤ 1,02 ≤ 0,88 ≤ 0,85 Adaptado de: Uchida et al. (2010). Para melhor compreender como calcular a força relativa do aluno, vamos trabalhar com uma situação hipotética. Considere o seguinte exemplo: Indivíduo do sexo masculino, 19 anos, possui 80 kg e o valor de seu 1 RM no supino reto foi 100 kg e no leg press, 130 kg. Para calcular a força relativa de membros superiores e inferiores desse aluno, utilizamos a seguinte fórmula: 1 RM/peso do indivíduo para o supino reto (100/80 é igual a 1,25) e para o leg press (130/80 é igual a 1,62). Portanto, teremos os valores de força relativa de 1,25 e 1,62 para supino reto e leg press, respectivamente. Quando olhamos para a tabela 1, correspondente a idade e sexo desse aluno, observamos que o valor de força relativa obtido no supino reto (1,25) está entre 1,20 e 1,33, o que o classifica como excelente. Por outro lado, ao observarmos a tabela 2, usando o mesmo critério, verificamos que o valor de força relativa do leg press (1,62) está abaixo de ≤ 1,70, sendo, então, classificado como fraco. Portanto, temos uma situação hipotética de um aluno com um nível excelente de força de membros superiores, mas com um nível fraco de força de membros inferiores. Nesse exemplo específico, os resultados ajudariam o profissional de Educação Física a ajustar o programa de treinamento objetivando melhorar a força de membros inferiores do aluno. Assim, o cálculo de força relativa pode ser uma excelente ferramenta para ajustar os programas de treinamento, atendendo às necessidades e deficiências dos alunos. Adicionalmente, seguindo essa mesma linha de raciocínio, seria possível determinar a condição física geral de força muscular do indivíduo. Pata tal, precisamos obter os valores de força relativa em seis exercícios (supino reto, rosca direta, puxada pela frente, leg press, extensão de joelhos e flexão de joelhos). Feito isso, verificamos qual a pontuação obtida para cada exercício de acordo com a tabela a seguir. 48 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I Tabela 3 – Classificação do nível de condicionamento geral de força muscular de homens e mulheres de acordo com a força relativa de seis exercícios Supino reto Rosca direta Puxada pela frente Leg press Extensão de joelhos Flexão de joelhos Pontos Ho m en s 1,50 0,70 1,20 3,00 0,80 0,70 10 1,40 0,65 1,15 2,80 0,75 0,65 9 1,30 0,60 1,10 2,60 0,70 0,60 8 1,20 0,55 1,05 2,40 0,65 0,55 7 1,10 0,50 1,00 2,20 0,60 0,50 6 1,00 0,45 0,95 2,00 0,55 0,45 5 0,90 0,40 0,90 1,80 0,50 0,40 4 0,80 0,35 0,85 1,60 0,45 0,35 3 0,70 0,30 0,80 1,40 0,40 0,30 2 0,60 0,25 0,75 1,20 0,35 0,25 1 M ul he re s 0,90 0,50 0,85 2,70 0,70 0,60 10 0,85 0,45 0,80 2,50 0,65 0,55 9 0,80 0,42 0,75 2,30 0,60 0,52 8 0,70 0,38 0,73 2,10 0,55 0,50 7 0,65 0,35 0,70 2,00 0,52 0,45 6 0,60 0,32 0,65 1,80 0,50 0,40 5 0,55 0,28 0,63 1,60 0,45 0,35 4 0,50 0,25 0,60 1,40 0,40 0,30 3 0,45 0,21 0,55 1,20 0,35 0,25 2 0,35 0,18 0,50 1,00 0,30 0,20 1 Total de pontos Classificação da força muscular 48 – 60 Excelente 37 – 47 Boa 25 – 36 Média 13 – 24 Satisfatória 0 – 12 Fraca Adaptado de: Uchida et al. (2010). Para entender melhor como obter a classificação geral da força muscular do seu aluno pela tabela anterior, vamos usar outro exemplo e explicá‑lo em quatro passos descritos a seguir: 1º passo: obter os resultados de idade, peso e valores de 1 RM de seis exercícios (supino reto, rosca direta, puxada pela frente, leg press, extensão de joelhos e flexão de joelhos). 49 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Perfil do aluno: homem, 25 anos, 70 kg e com os seguintes resultados de 1 RM: • Supino reto igual a 80 kg. • Rosca direta igual a 31 kg. • Puxada pela frente igual a 66 kg. • Leg press igual a 169 kg. • Extensão de joelhos igual a 56 kg. • Flexão de joelhos igual a 49 kg. 2º passo: calcular a força relativa pela fórmula: 1 RM/peso do indivíduo. Os resultados serão esses: • Supino reto: 80/70 igual a 1,14. • Rosca direta: 31/70 igual a 0,44. • Puxada pela frente: 66/70 igual a 0,94. • Leg press: 169/70 igual a 2,41. • Extensão de joelhos: 55/70 igual a 0,79. • Flexão de joelhos: 49/70 igual a 0,70. 3º passo: procurar na tabela anterior qual a pontuação correspondente à força relativa de cada exercício. Usamos como critério o valor exato ou que mais se aproxima do valor obtido de força relativa, tal como exemplificado em seguida nos resultados do aluno: • Supino reto: força relativa de 1,14 está mais próximo de 1,10, portanto, isso resulta em 6 pontos. • Rosca direta: força relativa de 0,44 está mais próximo de 0,45, portanto, isso resulta em 5 pontos. • Puxada pela frente: força relativa de 0,94 está mais próximo de 0,95, portanto, isso resulta em 5 pontos. • Leg press: força relativa de 2,41 está mais próximo de 2,40, portanto, isso resulta em 7 pontos. • Extensão de joelhos: força relativa de 0,79 está mais próximo de 0,80, portanto, isso resulta em 10 pontos. • Flexão de joelhos: força relativa de 0,70 corresponde ao valor exato da tabela (0,70), portanto, isso resulta em 10 pontos. 50 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I 4º passo: somar todos os pontos encontrados para cada exercício e verificar qual a classificação geral da força muscular através da somatória desses pontos, de acordo com a tabela anterior. • Supino reto igual a 6 pontos. • Rosca direta igual a 5 pontos. • Puxada pela frente igual a 5 pontos. • Leg press igual a 7 pontos. • Extensão de joelhos igual a 10 pontos. • Flexão de joelhos igual a 10 pontos. A somatória dos seis exercícios é igual a 43 pontos. Portanto, para esse aluno, a condição física geral de força muscular resultou em 43 pontos, o que está na faixa de 37 a 47, que é classificada como boa. Cabe destacar que apesar de o teste de 1 RM possibilitar a classificação da força do aluno, bem como a evolução deste após um programa de TF, uma grande dificuldade encontrada por profissionais de Educação Física é quanto à utilização desse teste na prescrição do TF. De fato, esse teste pode ter menor contribuição na prescrição do TF. Isso foi observado em um estudo de Shimano et al. (2006). Os autores investigaram qual era o número de repetições máximas realizadas em uma série por indivíduos destreinados e treinados usando 60, 80 e 90% de 1 RM nos exercícios de agachamento, supino reto e rosca direta. Os resultados são demonstrados na tabela a seguir. Tabela 4 – Número de repetições a 60%, 80% e 90% de 1 RM nos exercícios agachamento, supino reto e rosca direta em indivíduos destreinados e treinados 60% 1 RM 80% 1 RM 90% 1 RM Destreinados Agachamento 35,9 ± 13,4 11,8 ± 1,8 6,5 ± 1,8 Supino reto 21,6 ± 4,2 9,1 ± 2,7 6,0 ± 1,5 Rosca direta 17,2 ± 3,7 8,9 ± 3,9 3,9 ± 2,1 Treinados Agachamento 29,9 ± 7,4 12,3 ± 2,5 5,8 ± 2,3 Supino reto 21,7 ± 3,8 9,2 ± 1,6 4,0 ± 1,3 Rosca direta 19,0 ± 2,9 9,1 ± 2,8 4,4 ± 1,9 Nota: Os valores são representados como média e desvio‑padrão. Adaptado de: Uchida et al. (2010). 51 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Podemos notar dois pontos fundamentais nos resultados desse estudo. Primeiro, os exercícios diferem em númerode repetições máximas para um mesmo percentual de peso. Isso quer dizer que se for usado um percentual de peso (por exemplo, 60% de 1 RM), teria que aplicar diferentes repetições para cada exercício escolhido, dificultando a prescrição do treino, já que comumente é definido um número alvo de repetições. Segundo ponto, o nível de treinamento influencia a quantidade de repetições realizadas, principalmente na intensidade de 60% de 1 RM. Observar que os sujeitos destreinados realizavam no agachamento aproximadamente 36 repetições, enquanto indivíduos treinados conseguiam fazer somente 30 repetições. Isso significa que as repetições prescritas teriam de ser alteradas também de acordo com o nível de treinamento do indivíduo. Portanto, usar um número específico de repetições baseado no teste de 1 RM parece não ser uma boa estratégia na prescrição do TF. Melhores estratégias para a prescrição do TF serão discutidas adiante. Adicionalmente, em relação ao teste de força máxima dinâmica, temos testes que são aplicados em um equipamento denominado dinamômetro isocinético (figura a seguir), conhecido por sua versatilidade e multifuncionalidade, portanto amplamente difundido no âmbito científico. Figura 19 – Dinamômetro isocinético A grande diferença do dinamômetro isocinético em comparação ao aparelho convencional de academias é a resistência mecânica constante oferecida em toda a amplitude de movimento. Isso é possível graças à variação da resistência do aparelho ocorrer em função do nível de força (torque) aplicado pelo avaliado. Em outras palavras, quanto mais força o indivíduo realizar, maior resistência o aparelho impõe e vice‑versa. Outra característica é a unidade de medida do aparelho ser representada em valores de torque muscular, como já discutido. Além disso, o equipamento permite que seja avaliada a força em diferentes segmentos corporais, ações musculares, em cada amplitude articular (curva comprimento‑tensão) e para cada velocidade (curva força‑velocidade), de acordo com os objetivos e necessidades da avaliação. Ainda possibilita avaliar o desequilíbrio muscular entre segmentos contralaterais ou músculos agonistas e antagonistas. Por todos esses motivos, esse tipo de avaliação tem sido amplamente 52 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I empregado na ciência do TF e na área da reabilitação esportiva (BROWN; WEIR, 2001; BUCKNER et al., 2017). Um dos testes feitos no dinamômetro isocinético é o teste dinâmico denominado contração voluntária dinâmica máxima (CVDM). Como o próprio nome indica, esse teste fornece informações acerca da força dinâmica, seja ela concêntrica ou excêntrica, e ainda permite isolar cada ação muscular de acordo com o objetivo da avaliação. Os procedimentos sugeridos por Brown e Weir (2001) para o teste de CVDM são destacados em etapas no quadro a seguir. Quadro 4 – Procedimentos representados em etapas para a realização do teste de contração voluntária dinâmica máxima (CVDM) no aparelho isocinético Etapas Procedimento do teste de CVDM 1 Aquecimento geral de 5 minutos em esteira ergométrica na velocidade de 9 km/h. 2 Intervalo de 3 minutos antes de iniciar o aquecimento específico. 3 Posicionar o indivíduo alinhando o eixo de sua articulação com o eixo de rotação do aparelho. Em seguida, fixar o indivíduo no equipamento de acordo com o exercício a ser testado e gravar esse posicionamento para reproduzi‑lo em outro teste. 4 Inicia‑se o aquecimento específico no exercício que será testado. 5 O aquecimento específico consiste na realização de 3 repetições concêntricas (60º/s) usando ~25‑50% da percepção subjetiva de esforço (PSE) (na escala 0 = 0% e 10 = 100%). Portanto, entre 2,5 e 5 na escala de PSE CR‑10 (BORG,1998). 6 Um minuto após o aquecimento específico, inicia‑se o teste de CVDM. 7 Sem auxílio de outros grupos musculares, o indivíduo é instruído a realizar 5 repetições máximas concêntricas para cada velocidade angular (60º/s; 180º/s e 240º/s) com intervalo de 30 segundos entre as velocidades. Encorajamento verbal deve ser fornecido em todas as velocidades testadas. 8 A primeira e última repetição de cada velocidade testada são descartadas, e a média das 3 repetições restantes são consideradas como CVDM. 9 Dados de pico de torque (máximo valor), média de torque (média de todas as repetições), produto torque pela distância e torque pela velocidade são fornecidos no teste e utilizados de acordo com o interesse do avaliador. A grande crítica do teste de CVDM é quanto a sua exequibilidade, pois depende de um equipamento de alto custo financeiro e de pouco acessibilidade. No entanto fornece informações com alta precisão que podem ser essenciais em alguns casos como, por exemplo, para atletas. De todo modo, mesmo que não se tenha acesso ao equipamento, entender como é realizado esse teste fornece valiosas informações sobre os resultados de alguns estudos, pois estes comumente empregam esse tipo de análise de força em seus desenhos experimentais (BROWN; WEIR, 2001; BUCKNER et al., 2017). 3.2.1.2 Testes de força máxima isométrica Além dos testes dinâmicos, temos o teste de contração voluntária isométrica máxima (CVIM), também realizada no dinamômetro isocinético. Tais como os anteriores, os procedimentos desse teste destacados no quadro a seguir foram obtidos do trabalho de Brown e Weir (2001). 53 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Quadro 5 – Procedimentos demonstrados em etapas para a realização do teste de contração voluntária isométrica máxima (CVDM) no aparelho isocinético Etapas Procedimento do teste de CVIM 1 Aquecimento geral de 5 minutos em esteira ergométrica na velocidade de 9 km/h. 2 Intervalo de 3 minutos antes de iniciar o aquecimento específico. 3 Posicionar o indivíduo alinhando o eixo de sua articulação com o eixo de rotação do aparelho. Em seguida, fixar o indivíduo no equipamento de acordo com o exercício a ser testado e gravar esse posicionamento para reproduzi‑lo futuramente. 4 Inicia‑se o aquecimento específico no exercício que será testado. 5 O aquecimento específico consiste na realização de 5 segundos de contração isométrica usando um peso estimado de 50% da CVIM e, após um intervalo de 1 minuto, realiza‑se mais 5 segundos de isometria com 70% da CVIM. 6 Um minuto após o aquecimento específico, inicia‑se o teste de CVDM. 7 Sem auxílio de outros grupos musculares, o indivíduo realiza 3 tentativas de CVIM na angulação em que se tenha interesse avaliar (comumente na amplitude de maior produção de torque muscular) com intervalo de 60 segundos entre as tentativas. 8 Durante a CVIM, o indivíduo é instruído a atingir o máximo de torque entre 2‑3 segundos e mantê‑lo até o final de 5 segundos. Encorajamento verbal deve ser fornecido em todas as tentativas. 9 Se o torque estabilizar entre essas 3 tentativas (variação igual ou menor que 5%) a CVIM será considerada como o maior valor de torque obtido entre as tentativas. 10 Caso haja variação maior que 5%, duas novas tentativas serão aplicadas até que a estabilização aconteça, sendo usado o maior valor de CVIM como referência. Embora amplamente utilizado para a avaliação da força muscular devido à facilidade e rapidez na execução do protocolo (BROWN; WEIR, 2001), tal como o teste de CVDM, o problema do teste de CVIM está na necessidade do equipamento dinamômetro isocinético. Além disso, outra desvantagem é que o fato de esse teste ser realizado em uma angulação específica, testar um único ângulo articular pode não representar verdadeiramente as mudanças na força muscular como um todo, especialmente quando diferentes ângulos são treinados nos exercícios da musculação.Em todo caso, se utilizado, sugere‑se que esse teste seja feito em diferentes angulações para poder representar de maneira efetiva as mudanças de força muscular de um determinado grupo muscular (BROWN; WEIR, 2001). Adicionalmente, os exercícios na musculação são realizados em sua maioria de forma dinâmica, sendo questionado se a CVIM realmente representa a mudança na força muscular dessas atividades. Isso tem sido debatido em vários estudos (DANKEL et al., 2017; BUCKNER et al., 2017; MATTOCKS et al., 2017). Os pesquisadores dos referidos estudos têm sugerido que as mudanças na força são fortemente dependentes da especificidade do teste. Em termos práticos, seria relevante avaliar a força de acordo com a estratégia de treinamento utilizada. Isso quer dizer que se o treinamento está sendo realizado de forma dinâmica ou de forma estática, a sugestão é avaliar a força exatamente da maneira como está sendo realizado o exercício (dinâmico ou estático), garantindo, dessa forma, que seja respeitado o princípio da especificidade e que os valores de força representem a resposta causada pelo exercício (DANKEL et al., 2017; BUCKNER et al., 2017; MATTOCKS et al., 2017). A importância do princípio da especificidade será abordada quando tratarmos dos efeitos dos protocolos de TF sobre os ganhos de força muscular. 54 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I 3.2.1.3 Testes de resistência de força Os testes para avaliação da resistência de força podem ser empregados de diferentes maneiras. Podem ser feitos através do uso de um tempo fixo, fazendo o máximo possível de repetições nesse período (por exemplo, máximo de repetições de flexão de braços ou de flexão abdominal durante um minuto). Realizando o máximo de repetições com um percentual de 1 RM (por exemplo, máximo possível de repetições usando 60% de 1 RM), ou, ainda, empregando o máximo de peso para um determinado número de repetições (por exemplo, peso máximo possível de se utilizar para atingir 10 repetições) (IDE; LOPES, 2008). Em seguida, discutiremos especificamente cada um desses testes. Lembrete Resistência de força é a capacidade de executar muitas repetições ou manter muito tempo o músculo contraído no exercício até que se atinja a fadiga (FLECK; KRAEMER, 1999). Teste de flexão de braços e flexão abdominal Dentre os testes mencionados, os mais utilizados têm sido os testes de flexão de braço e o de flexão abdominal durante um minuto (MARINS; GIANNICHI, 2003). O propósito é avaliar quantas repetições o indivíduo consegue executar nesses exercícios dentro de um minuto. Porém, um dos grandes problemas desses testes é o uso de um tempo fixo em seus protocolos. Como a resistência muscular é compreendida como a capacidade que um indivíduo tem de executar o máximo de repetições até que se atinja a fadiga, talvez isso não aconteça em um minuto. Outra questão importante é a ausência da especificidade. Comumente, os programas de TF incluem o uso de exercícios nas máquinas, polias ou ainda exercícios livres, que não necessariamente se assemelham aos exercícios de flexão de braço e flexão abdominal propostos na avaliação da resistência de força. Desse modo, como mencionado anteriormente, a ausência da especificidade dos testes pode comprometer a obtenção das informações acerca da melhora da resistência muscular, possivelmente obtidas após os programas de treinamento. A exceção, nesse caso, seria se o treinamento fosse composto dos exercícios utilizados nos testes, o que tornaria válido o uso dos referidos protocolos para a avaliação da resistência de força. Teste de repetições máximas com um percentual de 1 RM A segunda opção de teste mencionado é, a partir de um valor de 1 RM, realizar uma série com o máximo de repetições. Diferentemente dos primeiros testes, este é capaz de mensurar a resistência de força, uma vez que é feito até atingir a fadiga muscular (IDE; LOPES, 2008). Sua utilidade consiste em verificar a resistência de força específica para um exercício, bem como a melhora da resistência obtida ao longo de um período em resposta a um programa de treinamento. Por exemplo, suponha que inicialmente seu aluno faça 35 repetições no exercício leg press utilizando 60% 1 RM. Após um determinado período, esse aluno é reavaliado e ele, agora, consegue fazer 45 repetições, o que é 55 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO indicativo de melhora da resistência de força. Cabe ressaltar que, para isso, o teste de 1 RM também deve ser empregado, pois, com o passar do tempo, a força também aumentará e o 60% de 1 RM inicial não será o mesmo 60% de 1 RM final. Em outras palavras, se a força no 1 RM do indivíduo aumentou após um período, é preciso reajustar o peso correspondente ao 60% do 1 RM atual, para que então seja possível comparar o antes (35 repetições) com o pós‑treinamento (45 repetições). Observar a seguir, no exemplo, um aluno que apresentou os seguintes resultados iniciais e finais no teste de força máxima (1 RM) e no teste de resistência de força a 60% de 1 RM no exercício leg press. Dados pré‑treinamento: • 1 RM igual a 100 kg, logo, 60% de 1 RM igual a 60 kg. • Número total de repetições igual a 35 repetições. Dados pós‑treinamento: • 1 RM igual a 120 kg, logo 60% de 1 RM igual a 72 kg. • Número total de repetições igual a 45 repetições. Perceber que o 1 RM inicial do aluno correspondia a 100 kg, e o final, a 120 kg, logo, o peso de 60% foi ajustado de 60 kg para 72 kg, respectivamente. A desvantagem desse teste seria a necessidade de obter o teste de 1 RM prévio, o que aumenta o tempo necessário para sua realização. Outra grande limitação é não ser possível determinar em quais momentos reatestar os alunos, pois alterações na força apresentam uma grande variabilidade individual (AHTIAINEN et al., 2016), dificultando a determinação do momento ideal de sua reavaliação. Teste com o máximo de peso para um determinado número de repetições O propósito desse teste é avaliar a resistência de força através do máximo peso para um determinado número (por exemplo, 10 repetições máximas) ou avaliar o peso necessário para uma faixa de repetições (por exemplo, 8 a 10 repetições máximas) usadas para a prescrição do treinamento. Quando o intuito for avaliar 10 repetições máximas, aplica‑se um peso em que o indivíduo faça apenas essa quantidade de repetições (nem mais e nem menos). Tal como os outros, esse teste pode ser feito para avaliar a evolução do aluno. Nesse caso, não será avaliado o aumento de repetições e sim o aumento do peso para um mesmo número de repetições. Diferente do teste anterior, a vantagem deste é não necessitar do teste de 1 RM para avaliação da resistência de força. Adicionalmente, quando o intuito do teste é utilizá‑lo para a prescrição do treinamento, comumente, utiliza‑se uma faixa de repetições no lugar de repetições fixas. Como exemplo, suponha que você queira treinar o seu aluno numa faixa de 8 a 10 repetições (o número recomendado de repetições será discutido adiante no tópico sobre volume de treino). Isso quer dizer que o peso deverá ser ajustado para que ele realize no máximo 10 e no mínimo 8 repetições. 56 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I Conforme o aluno progrida no treinamento, o peso para essa faixa de repetições deverá ser reajustado. Para isso, caso o aluno execute mais que 10 repetições, será preciso aumentar o peso, ao passo que se ele realizar menos que 8 repetições, o peso deverá ser reduzido. Dessa forma, os ajustes de peso poderão ocorrer a qualquer momento, de acordo com a evolução do aluno,o que oferece grande vantagem na prescrição do treinamento. Apesar de essa estratégia ter se desenvolvido a partir de práticas empíricas, tem sido reconhecida como válida pela literatura científica (ACSM, 2009). 3.2.1.4 Testes de força explosiva (potência) Em relação à mensuração da potência, comumente, têm sido empregados testes de salto horizontal (SH), salto squat jump (SJ), salto contra movimento sem auxílio dos braços (CMJ) ou com auxílio dos braços (CMJB) e arremesso de medicine ball (MARINS; GIANNICHI, 2003; IDE; LOPES, 2008; LEITE et al., 2015). Esses protocolos são descritos a seguir: Lembrete Potência é o máximo de força produzida na menor unidade de tempo (ZATSIORSKY; KRAEMER, 1999; BADILLO; AYESTARÁN, 2001). Protocolo SH É computada a máxima distância e o salto horizontal entre o ponto de partida (ponta do pé) até a marca do calcanhar do avaliado. O avaliado deve partir da posição estática, com joelhos flexionados a aproximadamente 90º e, com auxílio do movimento dos braços, deve saltar a máxima distância possível. Realizam‑se 3 saltos com intervalo de 60 segundos entre eles, e o melhor salto é usado para análise (figura a seguir). 1 2 3 4 5 Figura 20 – Teste de salto horizontal (SH) 57 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Protocolo SJ O sujeito deve estar com os joelhos flexionados a aproximadamente 90º e com as mãos na cintura. A partir dessa posição, o indivíduo deve saltar usando a extensão de joelhos. Realizam‑se 3 saltos com intervalo de 60 segundos entre eles, e o melhor salto é usado para análise (figura a seguir). 1 Posição inicial 2 3 4 5 Figura 21 – Teste de salto squat jump (SJ) Protocolo CMJ O sujeito deve estar com as mãos na cintura, de forma similar ao teste anterior. Saindo da posição em pé, o indivíduo deve saltar usando os movimentos de flexão e extensão de joelhos. Realizam‑se 3 saltos com intervalo de 60 segundos entre eles, e o melhor salto é usado para análise (figura a seguir). 1 2 3 4 5 Figura 22 – Teste de salto contra movimento sem auxílio dos braços (CMJ) Protocolo CMJB A pessoa deve estar com os braços livres. A partir disso, o indivíduo deve saltar usando os movimentos de flexão e extensão de joelhos e pode impulsionar o movimento com o auxílio dos braços. Realizam‑se 3 saltos com intervalo de 60 segundos entre eles, e o melhor salto é usado para análise (figura a seguir). 58 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I 1 2 3 4 5 Figura 23 – Teste de salto contra movimento com auxílio dos braços (CMJB) Arremesso de medicine ball O indivíduo sentado na cadeira, com as duas mãos no peito, deve arremessar horizontalmente uma bola de medicine ball de 3 kg na maior distância possível. São concebidas 3 tentativas e considerada a maior distância em centímetros obtida entre a posição de saída da bola e o primeiro ponto de contato desta com o solo (figura a seguir). 1 2 Figura 24 – Teste de arremesso de medicine ball Saiba mais Para detalhes de outros protocolos para testar a potência, consulte este livro: MARINS, J. C. B.; GIANNICHI, R. S. Avaliação e prescrição de atividade física: guia prático. 3. ed. Rio de Janeiro: Shape, 2003. Cabe ressaltar que os resultados obtidos dos testes de potência anteriormente citados fornecem apenas resultados de distância ou altura em centímetros, o que não caracteriza de fato a potência muscular (força x distância/tempo) (PLATONOV, 1999). Dados como a força produzida, altura ou distância de salto e tempo de voo resultam em valores de potência em watts e são fornecidos por equipamentos mais sofisticados, como 59 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO plataforma de força e acelerômetros (BROWN; WEIR, 2001). No entanto, uma saída bastante interessante é o uso de aplicativos que podem fornecem as mesmas informações dos equipamentos mais sofisticados. A vantagem desses aplicativos é o fácil manuseio e o baixo custo, além de terem sido recentemente validados pela literatura científica (BALSALOBRE‑FERNÁNDEZ; GLAISTER; LOCKEY, 2015). Assim, quando o objetivo for avaliar a potência muscular, o uso de aplicativos pode ser uma excelente estratégia na prática do profissional de Educação Física. Contextualizando as discussões acerca dos diferentes testes discutidos até aqui, a pergunta que vem imediatamente à cabeça é qual deles devemos utilizar. Sobre isso, três fatores podem ser determinantes na escolha dos testes, como validade, especificidade e exequibilidade. De maneira geral, a validade de um teste representa o quanto aquele teste está medindo o que se propôs a medir (MARINS; GIANNICHI, 2003). Ou seja, será que aquele protocolo que você escolheu realmente avalia o que diz avaliar? Como exemplo, podemos citar o teste de resistência de força realizando a flexão abdominal. O protocolo determina que seja feito o máximo de repetições do movimento de flexão abdominal durante um minuto (MARINS; GIANNICHI, 2003). O ponto crítico do teste é que a flexão completa de tronco exige que não somente o abdome, mas também os músculos flexores de quadril participem do movimento (HAMILL; KNUTZEN; DERRICK, 2016). Isso significa que a validade do teste é baixa, pois originalmente o protocolo se propõe a avaliar a resistência abdominal e não a resistência de flexores de quadril. Portanto, utilizar testes válidos da literatura científica é o melhor caminho para escolher o teste do seu aluno. Sob essa perspectiva, os testes de 1 RM, CVDM e CVIM, que são extensivamente recomendados na literatura científica (BROWN; WEIR, 2001; BUCKNER et al., 2017), podem fazer parte das estratégias de avaliação das manifestações de força máxima e resistência de força dos alunos. Já para avaliação da potência, pela exequibilidade, sugere‑se a utilização dos testes como saltos (LOTURCO et al., 2018) ou arremessos de medicine ball (LEITE et al., 2015), pois são fáceis, de baixo custo e válidos para avaliação da potência muscular. No entanto, para que esses testes sejam úteis, é importante que a especificidade seja garantida. Por exemplo, um aluno que tem o intuito de melhorar o desempenho no futebol e, sabidamente, é proposto um treinamento voltado para ganho de potência muscular. Por outro lado, para que seja possível avaliá‑lo, é importante que no teste seja considerado o que de fato será treinado, nesse caso, os testes de potência são os recomendados. Por fim, mas não menos importante, a exequibilidade será determinante no processo de avaliação dos alunos. Por exemplo, de nada adianta todas as informações que o aparelho isocinético fornece se não há o acesso a esse equipamento. Nesse caso, será viável buscar alternativas de protocolos válidos e de fácil acesso para substituir o isocinético. Ou verificar se realmente o isocinético é indispensável para sua avaliação ou se pode ser substituído por outro protocolo, tal como o teste de 1 RM. Um estudo recente investigou se existia diferença entre a avaliação da força no teste de 1 RM versus o teste no isocinético (GENTIL et al., 2017). Esses autores ao compararem o efeito de 12 semanas de TF sobre os ganhos de força, observaram que não eram equivalentes quando comparados os ganhos no teste de 1 RM (23,9%) com o obtido pelo teste dinâmico no aparelho isocinético (15,9%). Tal como já discutido, os autores ressaltaram a importância da especificidade ao escolher o protocolo de avaliação. Ou seja, quando o objetivo 60 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /18 Unidade I for obter informações sobre o aumento da força no exercício que está sendo treinado, é importante realizar a avaliação em tal exercício. Caso a importância seja verificar a melhora de um componente em especial, por exemplo, a força em determinada angulação, o teste inespecífico (por exemplo, teste feito em um aparelho que não foi realizado o treino) passa a ser a melhor estratégia de avaliação, já que fornece a informação de interesse. Portanto o profissional de Educação Física deve utilizar testes de força com sustentação científica e que avaliem o que é de fato necessário para a prescrição, controle e/ou progressão do treinamento. Em suma, chegamos até aqui já sabendo os fatores que influenciam a produção de força muscular em suas diversas manifestações, bem como os fatores determinantes para a escolha dos testes utilizados para mensurar as diferentes formas de manifestação da força. No entanto, tão importante quanto essa compreensão, é entender como ocorre o aumento da força muscular, pois o conhecimento desses fatores trará valiosas informações acerca das diferentes formas de prescrição do TF. 4 ADAPTAÇÕES NEUROMUSCULARES E PRINCÍPIOS DO TREINAMENTO DE FORÇA 4.1 Adaptações neurais Um dos mecanismos que explicam o aumento da força muscular em resposta ao TF é a adaptação neural. Tipicamente, o aumento da força nas primeiras semanas de TF é conhecido por ser decorrente principalmente das adaptações neurais, de modo que a hipertrofia muscular contribui em menor magnitude para esse aumento nesse mesmo período (MORITANI; DEVRIES, 1979). Assim, um aumento da força sem perceptível aumento do tamanho do músculo (hipertrofia muscular) é a primeira evidência da contribuição de fatores neurais no TF. Isso é facilmente detectável no dia a dia do TF dos alunos, eles experimentam ganhos iniciais de força sem mudança na massa muscular. Quando o músculo é submetido a repetidos estímulos acima do que está habituado, mais unidades motoras são recrutadas e maior tensão muscular é produzida. O aumento da força será proporcional à magnitude desses estímulos, de modo que estes sofrem influência do nível de treinamento (isto é, o iniciante apresenta maior magnitude de aumento de força que o avançado), da intensidade do TF, bem como do número de ações musculares produzidas (HELLEBRANDT; HOULTZ; 1956). À medida que os estímulos ocorrem em um programa de TF, o sistema nervoso recruta cada vez mais unidades motoras envolvidas em um movimento específico, causando o aumento da força muscular (MORITANI; DEVRIES, 1979). Nesse processo, estão envolvidos o aumento do drive neural, da frequência de disparo, da sincronização e do número de unidades motoras ativas, além da melhora da coordenação intra e intermuscular e diminuição de mecanismos inibitórios como a co‑contração (GABRIEL; KAMEN; FROST, 2006). 4.1.1 Drive neural e recrutamento de unidades motoras Existem evidências de que a capacidade de os músculos gerarem força no TF é comandada pelo drive neural proveniente do SNC. Isso foi reportado por Dettmers et al. (1996). Os autores observaram maior atividade no córtex motor primário quando o nível de produção de força isométrica era aumentado, sugerindo uma grande contribuição do drive neural na regulação da força muscular. É conhecido que os estímulos provenientes do drive neural saem do encéfalo em direção à medula espinhal que se comunica com os neurônios motores (GABRIEL; KAMEN; FROST, 2006). 61 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO De maneira interessante, Kidgell et al. (2017) ao revisarem os estudos que investigaram a contribuição desses mecanismos neurais, reportaram que a comunicação entre todas essas estruturas (encéfalo, medula espinhal e neurônio motor) é melhorada com o TF. Isso ocorre porque mecanismos inibitórios presentes na comunicação entre encéfalo e medula espinhal são reduzidos com o TF, causando maior velocidade de chegada do estímulo proveniente do encéfalo até o músculo (KIDGELL et al., 2017). Assim, o TF é capaz de modular os mecanismos neurais tanto no encéfalo quanto na medula espinhal. Outra adaptação neural mais conhecida ocorre no músculo. Uma maneira de avaliar a contribuição dos mecanismos neurais no músculo é pela técnica de eletromiografia (EMG). Essa técnica consiste na captação de sinais elétricos provenientes do somatório de potenciais de ação de unidades motoras ativas em um determinado músculo, através de eletrodos posicionados superficialmente sobre ele. Um aumento na amplitude do sinal da EMG não acompanhada de hipertrofia muscular indica adaptações no drive neural (GABRIEL; KAMEN; FROST, 2006). Nesse contexto, alguns estudos têm demonstrado que somos incapazes de recrutar completamente as unidades motoras de um músculo de maneira voluntária, embora o TF aumente nossa capacidade de fazer isso (GABRIEL; KAMEN; FROST, 2006). Isso pode ser observado por uma técnica denominada twitch interpolation (contração interpolada). Enquanto o indivíduo realiza uma contração muscular máxima, ele recebe um estímulo elétrico supramáximo, a diferença na força produzida entre a contração voluntária e o estímulo supramáximo indica o déficit de recrutamento muscular (GABRIEL; KAMEN; FROST, 2006). Em outras palavras, essa técnica revela um efeito adicional na força após o estímulo supramáximo, mostrando que as unidades motoras não conseguem ser completamente ativadas voluntariamente. Cabe ressaltar que a magnitude do déficit de recrutamento muscular é diminuída após algumas semanas devido ao aumento do recrutamento muscular em resposta ao TF (GABRIEL; KAMEN; FROST, 2006). Assim, fica fácil entender porque indivíduos iniciantes na musculação produzem pouca força nos exercícios (maior déficit de recrutamento), enquanto indivíduos treinados levantam muito mais peso (menor déficit de recrutamento). O recrutamento muscular segue o chamado princípio do tamanho proposto por Henneman (1957). Isso significa que unidades motoras são recrutadas de maneira seletiva conforme o aumento ou a diminuição da intensidade do estímulo. Isso ocorre porque fibras musculares possuem limiares de excitabilidade diferentes, conforme já descrito. Assim, unidades motoras menores (das fibras lentas) são predominantemente recrutadas em baixa intensidade, enquanto as unidades motoras maiores (das fibras rápidas) só passam a ser recrutadas com o aumento da intensidade do estímulo. Desse modo, as unidades motoras menores são recrutadas antes das maiores, seguindo uma sequência determinada: I, IIA, IIX. Cabe destacar que a fadiga das unidades motoras também é um fator interveniente no recrutamento muscular (SUGA et al., 2012). Ao realizar o TF em baixa intensidade até a fadiga, unidades motoras compostas por fibras lentas são fatigadas, aumentando a participação de unidades motoras compostas por fibras rápidas a fim de manter a produção de força pelo músculo (SUGA et al., 2012). Esse conhecimento sobre o recrutamento das unidades motoras tem dado suporte para a manipulação do TF de diferentes formas, no intuito de obter o aumento do recrutamento muscular, especialmente das fibras rápidas, devido à maior capacidade destas em produzirem força. 62 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I 4.1.2 Frequência de disparo das unidades motoras A quantidade de estímulos elétrico por segundo provenientes de uma unidade motora recebe o nome de frequência de disparo da unidade motora (MORITANI et al., 1992). Quando sucessivos estímulos elétricos em uma rápida sequência chegam ao músculo pelo neurônio motor, eles impedem que um relaxamento completo ocorra entre os estímulos, causando um efeito somatório no recrutamento muscular(MORITANI et al., 1992). Em outras palavras, após a chegada do estímulo no músculo ocorre a contração muscular seguida do relaxamento, mas caso um novo estímulo chegue antes desse relaxamento, os dois estímulos se somarão, aumentando o recrutamento muscular. Observação De certa forma, não somente a frequência de disparo, mas a velocidade dos estímulos elétricos determina o aumento do recrutamento muscular pelo efeito somatório entre cada estímulo elétrico. O aumento da frequência de disparo das unidades motoras tem sido correlacionado ao aumento inicial da força muscular, propiciando evidência da contribuição desse mecanismo nos ganhos iniciais de força em resposta ao TF. Isso foi especificamente observado quando após seis semanas de TF, a frequência de disparo das unidades motoras do músculo vasto lateral aumentou 15% em jovens e 49% em idosos concomitantemente com um aumento de 35% na força muscular (KAMEN; KNIGHT, 2004). 4.1.3 Sincronização das unidades motoras Sabemos que os estímulos elétricos são conduzidos pelos neurônios. Isso ocorre através de sinapses, que são “comunicações” entre células e acontecem entre neurônios pré‑sinápticos (presentes na medula espinhal) e neurônio motor e entre neurônio motor e músculo (SILVERTHORN, 2010). A sincronização das unidades motoras significa que vários neurônios motores recebem simultaneamente estímulos elétricos do mesmo neurônio pré‑sináptico. Isso quer dizer que os estímulos elétricos chegam quase todos ao mesmo tempo (sincronizados), resultando subsequentemente em maior recrutamento muscular. O TF tem demonstrado aumentar a sincronização das unidades motoras em conjunto com o incremento da força (GABRIEL; KAMEN; FROST, 2006). Esse adicional efeito no recrutamento segue a mesma lógica discutida sobre a frequência de disparo das unidades motoras. No caso da sincronização, quando os estímulos elétricos chegam simultaneamente até o músculo, existe um efeito somatório, ocasionando um recrutamento maior do músculo. 4.1.4 Coordenação intramuscular e intermuscular A coordenação intramuscular é conhecida pela capacidade de um músculo mobilizar um maior número de unidades motoras para determinado músculo e este participar mais ativamente de um movimento (GABRIEL; KAMEN; FROST, 2006). Isso quer dizer que um percentual maior de fibras musculares do mesmo músculo entra simultaneamente em ação durante a contração muscular. Ao ser recrutado como um todo, a resposta esperada é uma maior produção de força por esse músculo. 63 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Um exemplo de coordenação intramuscular seria o recrutamento coordenado de todas as porções do músculo vasto lateral durante a extensão de joelho. A coordenação intramuscular, por outro lado, é entendida como uma espécie de “cooperação” entre os músculos responsáveis por uma sequência de um determinado movimento (GABRIEL; KAMEN; FROST, 2006). Podemos observar como exemplo de coordenação intermuscular o exercício supino reto. Durante a ação concêntrica, ocorre sequencialmente a extensão de cotovelo e adução horizontal de ombro, o que implica na atuação conjunta do tríceps braquial, deltoide (porção anterior), coracobraquial e peitoral maior (UCHIDA et al., 2010). 4.1.5 Co‑contração Sabe‑se que para a realização de um movimento é preciso que o drive neural envie comandos que após passarem pela medula, resultem em estímulos excitatórios para o músculo agonista e inibitórios para o músculo antagonista. A co‑contração, no entanto, gera simultaneamente a contração de dois ou mais músculos em volta de uma determinada articulação, reduzindo a eficiência do movimento (GABRIEL; KAMEN; FROST, 2006). Uma vez que o músculo antagonista realize força no lado oposto ao agonista, um decréscimo na ativação do antagonista (co‑contração) permitiria que o agonista manifestasse mais força durante a contração muscular. De fato, essa teoria foi confirmada em um estudo de Carolan e Cafarelli (1992). Após oito semanas de TF, os autores reportaram um aumento de 32,8% na força máxima isométrica de extensão de joelhos (sem mudança na EMG) com concomitante redução tanto da força na flexão de joelho (5%) quanto da ativação do bíceps femoral (redução de ‑3,4% da EMG). Esse resultado fornece forte evidência da contribuição do TF para a diminuição da co‑contração. Cabe ressaltar que essa conclusão não é definitiva, pois, em populações de meia idade, não se observou alteração na co‑contração após um programa de TF (GABRIEL; KAMEN; FROST, 2006). Para essa população, foi sugerido que a co‑contração contribuiria para manter a integridade articular, especificamente em situação em que é preciso executar um movimento desconhecido, o que pode causar maior instabilidade articular (GABRIEL; KAMEN; FROST, 2006). Desse modo, o mais aceito é que o drive neural module a co‑contração de acordo com a necessidade do indivíduo. Isso quer dizer que se a integridade articular é imprescindível, a co‑contração é mantida para conservar a estabilidade do movimento pela contração simultânea dos músculos; já se a produção de força é crucial, a co‑contração é diminuída para que o agonista possa exercer maior recrutamento muscular. 4.2 Time course da força muscular O termo time course da força muscular pode ser compreendido como o tempo necessário para ocorrer detectável aumento da força muscular. Embora isso seja fortemente influenciado pela individualidade biológica (AHTIAINEN et al., 2016), têm sido observados ganhos significantes de força em um período bem curto (SEYNNES; DE BOER; NARICI, 2007). Os respectivos autores investigaram o efeito do TF sobre a força e hipertrofia muscular durante 35 dias (após 10, 20 e 35 dias de TF). O protocolo de treino consistiu em 4 séries de 7 repetições máximas no exercício extensão de joelho com intervalo de 2 minutos entre as séries. Os resultados 64 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I demonstraram aumentos significantes da força após apenas 10 dias de TF (aproximadamente 25%), enquanto a hipertrofia só foi evidenciada 10 dias mais tarde (3,5 a 5,2%) (SEYNNES; DE BOER; NARICI, 2007). Esses resultados indicam que em pouco tempo (10 dias) já é possível observar aumento da força, e confirma novamente a contribuição de fatores neurais no aumento inicial da força muscular. Por outro lado, a hipertrofia muscular pode também ocorrer já nas primeiras semanas do TF, contribuindo também para o aumento da força muscular. 4.3 Como ocorre a hipertrofia muscular? Como citado anteriormente, a hipertrofia muscular é outra adaptação que contribui para a melhora da força muscular. Além disso, essa adaptação é um dos principais objetivos procurados por praticantes de musculação nas academias; portanto, é de fundamental importância compreender os mecanismos que a explicam para, enfim, usar tais informações para a manipulação das variáveis do TF. Hipertrofia muscular, segundo Damas et al. (2015), é o aumento da AST do músculo em resposta a sucessivos períodos de incrementos da taxa de síntese proteica miofibrilar. Além disso, para que ocorra a hipertrofia em resposta ao TF, é preciso que a taxa de síntese exceda a de degradação proteica. Como resultado, novas proteínas serão formadas dentro das fibras musculares, aumentando o tamanho destas e consequentemente a AST muscular. Evidências de estudos mais robustos têm desafiado a compreensão anterior sobre o fenômeno da hipertrofia muscular (DAMAS et al., 2016a; 2016b; DAMAS; LIBARDI; UGRINOWITSCH, 2018). Por muitos anos, foi preconizado que a principal causa da hipertrofia muscular seria as microlesões musculares (dano muscular). Com o avanço da Biologia molecular,novos candidatos a responsáveis pela hipertrofia surgiram, contrapondo o paradigma anterior. A teoria anterior e os avanços mais recentes sobre os mecanismos da hipertrofia serão discutidos a seguir. 4.4 Mecanismos da hipertrofia muscular Como citado anteriormente, a hipertrofia muscular é outro fator importante que contribui para o aumento da força muscular. Além disso, essa adaptação é um dos principais objetivos procurados por praticantes de musculação nas academias; portanto, é de fundamental importância compreender os mecanismos que a explicam para, finalmente, usar tais informações para a manipulação das variáveis do TF. Hipertrofia muscular, segundo Damas et al. (2015), é o aumento da AST do músculo em resposta a sucessivos períodos de incrementos da taxa de síntese proteica miofibrilar. Além disso, para que ocorra a hipertrofia em resposta ao TF, é preciso que a taxa de síntese exceda a de degradação proteica (BROOK et al., 2015). Como resultado, novas proteínas serão formadas dentro das fibras musculares, aumentando o tamanho destas e consequentemente a AST muscular. Recentes evidências têm desafiado a compreensão anterior sobre o fenômeno da hipertrofia muscular (DAMAS et al., 2016a; 2016b; DAMAS; LIBARDI; UGRINOWITSCH, 2018). Por muitos anos, foi preconizado que a principal causa da hipertrofia muscular seria as microlesões musculares (dano muscular). Com o avanço da Biologia molecular, novos candidatos a responsáveis pela hipertrofia surgiram, contrapondo 65 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO o paradigma anterior. A teoria anterior e os avanços da literatura científica sobre os mecanismos da hipertrofia serão discutidos a seguir. 4.4.1 Teoria das microlesões No TF, quando o músculo é submetido a um estresse mecânico causado pelas contrações musculares maior ao que está habituado, ocorre o dano muscular (DAMAS et al., 2016a). Esse dano muscular provoca rupturas nas estruturas intracelulares, tais como o sarcolema, linhas Z dos sarcômeros, túbulos transversos e retículo sarcoplasmático, resultando também na perda de proteínas estruturais e contráteis pela necrose tecidual, bem como no extravasamento para o sangue de algumas proteínas musculares, como a creatina quinase (CK) e a mioglobina (MB) (IDE; LOPES; SARRAIPA, 2010; DAMAS et al., 2016a) (figura a seguir). Figura 25 – Representação das estruturas do citoesqueleto antes e após sofrerem o dano muscular pelo treinamento de força (TF). Creatina quinase (CK); mioglobina (MB) Nesse momento, pela teoria das microlesões, as diversas áreas danificadas do músculo sofrem um processo de reparação e regeneração (DAMAS; LIBARDI; UGRINOWITSCH, 2018). Na reparação, após a fibra ser danificada, células imume inflamatórias (macrófagos e neutrófilos) iniciam um processo de retirada do tecido danificado por fagocitose (digestão celular) e sinalizam uma inflamação local. Nessa sinalização, diversos fatores como a interleucina 6 (IL‑6), fator de necrose tumoral, fator de crescimento semelhante à insulina (IGF‑1), oxido nítrico, entre outros (figura a seguir), estimulam a proliferação e diferenciação de células satélites. Estas células estão localizadas entre o sarcolema das miofibrilas e a lâmina basal do músculo em um estado denominado quiescente (dormente). Após se proliferarem, 66 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I as células satélites se diferenciam em mionúcleos (novos núcleos). Como os núcleos são responsáveis por ativar os mecanismos de transcrição e tradução (processo de síntese proteica detalhado a seguir), logo, sugere‑se que, na etapa de regeneração, a síntese proteica seja melhorada em conjunto com uma redução da degradação, culminando coletivamente na formação de novos sarcômeros e aumento do tamanho e número de miofibrilas (DAMAS; LIBARDI; UGRINOWITSCH, 2018). Essas alterações são representadas na figura 27. Neutrófilos Macrófagos Treinamento de força (estresse mecânico causado pela sobrecarga maior que o habitual) Aumento da síntese proteica Hipertrofia miofibrilar Proliferação e diferenciação (células satélites) Formação de novos mionúcleos IL‑6 Fator de necrose tumoral IGF‑1 Oxido nítrico Transcrição e tradução Extravasamento das proteínas MG e CK para o sangue Dano muscular Linha z Sarcolema Túbulos T Miofibirlas Figura 26 – Sequência dos eventos relacionados ao dano muscular pela teoria das microlesões Sarcolema Lâmina basal Células satélites Mioblastos Mionúcleos Novos mionúcleos IGF‑1 IGF‑1 Sobrecarga maior Fusão de mioblastos Proliferação de células satélites e diferenciação Hipertrofia miofibrilar Figura 27 – Estímulos hormonais e mecânicos que resultam nos eventos de proliferação e diferenciação das células satélites, resultando no aumento do número de sarcômeros e tamanho das miofibrilas (hipertrofia miofibrilar) 67 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Diante de toda desorganização estrutural do citoesqueleto e de alterações inflamatórias criadas pelo dano muscular, mudanças na função muscular (isto é, força e/ou potência) e na dor muscular de início tardio (DMIT) têm sido usadas como indicativos da magnitude do dano no músculo (DAMAS; LIBARDI; UGRINOWITSCH, 2018). Basicamente, indivíduos experimentam esse processo quando sentem DMIT entre 24‑72 horas após a sessão do TF, acompanhada da redução da força e/ou potência muscular (DAMAS; LIBARDI; UGRINOWITSCH, 2018). No entanto, o dano muscular é maior na primeira sessão do TF e gradativamente reduzido nas sessões subsequentes. Isso quer dizer que após poucas sessões de TF, alterações na função muscular e DMIT não são mais observadas, sendo explicado por um efeito adaptativo denominado “efeito da carga repetida” (DAMAS; LIBARDI; UGRINOWITSCH, 2018). Esse efeito foi reportado no estudo de Damas et al. (2016a). Os referidos autores observaram que indivíduos experienciavam o dano muscular (por exemplo, redução da força, aumento de CK e MB) apenas na primeira semana, sendo drasticamente reduzido na terceira e completamente eliminado ao final de 10 semanas de TF (DAMAS et al., 2016a). Essa resposta adaptativa do TF tem sido atribuída ao fortalecimento do tecido conectivo, aumento do recrutamento e sincronização de unidades motoras e maior distribuição da sobrecarga mecânica ao longo da fibra muscular causada pela sarcomerogênese (formação de sarcômeros em série) (DAMAS; LIBARDI; UGRINOWITSCH, 2018). Diante disso, sob a ótica que a presença do dano muscular é evidente somente no início do programa de TF, a questão que não estava esclarecida era porque a hipertrofia muscular ainda ocorria após várias semanas mesmo com a ausência do dano muscular. Afinal, se o dano muscular é o mecanismo responsável pela hipertrofia, como explicar esta adaptação na ausência do seu principal mecanismo? À luz dessas perguntas, alguns estudos se dedicaram exclusivamente a compreender o papel do dano muscular na hipertrofia muscular (FLANN et al., 2011; DAMAS et al., 2016a; 2016b). Em um interessante estudo, Flann et al. (2011) investigaram se era possível obter a hipertrofia muscular na ausência dos sintomas causados pelo dano muscular. Participantes sem experiência prévia no TF foram separados em dois grupos: • PT: grupo que treinou aumentando progressivamente a sobrecarga do exercício ao longo das semanas; • NA: grupo que treinou com bastante peso do início até o fim do programa de treinamento. Ambos os grupos realizaram o exercício em umergômetro que simula apenas a ação muscular excêntrica, reconhecida por causar maior dano muscular (DAMAS; LIBARDI; UGRINOWITSCH, 2018). Após o programa de treinamento, houve um aumento de massa muscular tanto para PT (6,5%) quanto para NA (7,5%), sem diferenças entre os grupos. No entanto, o grupo NA foi o único que apresentou aumento nos indicadores de dano muscular (aumento de CK e DMIT). Assim, esse estudo foi o primeiro a demonstrar que os ganhos de massa muscular podem ser obtidos sem a presença do dano muscular, refutando a ideia presente na conhecida frase usada no dia a dia da musculação: “no pain, no gain” (sem dor, sem ganho) (FLANN et al., 2011). Aprofundando‑se ainda mais nesse assunto, dois outros estudos mais robustos conduzidos por Damas et al. (2016a; 2016b) avançaram na compreensão do papel do dano muscular sobre a hipertrofia 68 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I muscular. No primeiro estudo, os autores investigaram o efeito de 10 semanas do TF sobre as alterações nos indicadores de dano muscular (por exemplo, ruptura na linha Z, força muscular, DMIT, CK e MB), na síntese proteica miofibrilar e na AST da fibra muscular (hipertrofia), avaliada na primeira, terceira e décima semana de TF (DAMAS et al., 2016a). O protocolo de TF foi realizado 2 vezes na semana, utilizando 3 séries de 8 a 12 repetições máximas nos exercícios leg press e extensão de joelho na cadeira extensora. Como esperado, todos os indicadores de dano muscular foram aumentados na primeira semana, subsequentemente reduzidos na terceira semana e inexistentes na décima semana de TF. De forma semelhante, a síntese proteica foi significativamente maior na primeira semana e reduzida nas semanas seguintes. Por outro lado, a hipertrofia muscular só ocorreu na décima semana quando o dano muscular não era mais presente. Além disso, nem os indicadores de dano muscular e nem a síntese proteica da primeira semana se correlacionaram com a hipertrofia obtida na décima semana de TF. Assim os autores concluíram que a síntese proteica maior na primeira semana era direcionada para a reparação do dano muscular e não para hipertrofia, ao passo que na décima semana, com o dano já inexistente, a síntese promoveria a hipertrofia muscular. Desse modo, os autores sugeriram que a hipertrofia muscular não somente não precisa do dano muscular, mas também só ocorre na ausência dele, mostrando ser equivocado utilizar parâmetros de dano muscular como indicador de eficiência no TF. Em termos práticos, a manipulação do TF precisa ser revista, já que muitos profissionais utilizam o parâmetro de DMIT (indicador de dano muscular) como sinônimo de treinamento eficiente para hipertrofia muscular. Esse argumento é normalmente sustentado pelos professores com base também em resultados da avaliação física. Ao avaliarem seus alunos, professores notam um aumento na área do segmento treinado (por exemplo, circunferência da coxa), levando estes profissionais à conclusão de que ocorreu hipertrofia e que esta foi causada pelo dano muscular. Inclusive, essa afirmação é feita já baseada nos resultados obtidos nas semanas iniciais do TF, sendo sugerido por alguns profissionais que a hipertrofia já é evidente nesse momento. Sob essa última perspectiva, o segundo estudo de Damas et al. (2016b) nos trouxe esclarecimentos sobre o que de fato representa essas alterações no tamanho do músculo obtidas inicialmente no TF. Para isso, utilizando os dados do estudo anterior (DAMAS et al., 2016a), os autores investigaram se a área muscular era verdadeiramente hipertrofiada (por exemplo, expansão da área por acréscimo de proteína miofibrilar) ou se era influenciada por um inchaço muscular causado por edema (DAMAS et al., 2016b). Foram utilizados os mesmos momentos de análise do outro estudo (primeira, terceira e décima semana) e o edema foi avaliado pela técnica de echo intensity através da ultrassonografia. Os resultados demonstraram que as alterações na área do músculo na primeira e terceira semana eram acompanhadas de edema muscular, mostrando ser apenas hipertrofia após 10 semanas de TF. Dessa forma, os autores concluíram que as mudanças nas primeiras semanas observadas no tamanho do músculo (tal como citado anteriormente no exemplo da circunferência da coxa) é atribuída, em grande parte, ao edema muscular causado pelo dano muscular, e será predominantemente hipertrofia apenas quando o dano no músculo não mais existir. Coletivamente, os achados apresentados dos estudos anteriores (FLANN et al., 2011; DAMAS et al., 2016a; 2016b) trazem novas perspectivas sobre o papel do dano muscular. Resumidamente, podemos concluir que o dano muscular não é um parâmetro de eficiência do TF, não é responsável pela hipertrofia e, provavelmente, é um limitador do ganho de massa muscular, haja vista que a hipertrofia ocorre somente na sua ausência. 69 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Considerando as novas evidências apresentadas refutando o papel do dano muscular na hipertrofia, novos candidatos a responsáveis pela regulação da hipertrofia são sugeridos na literatura, especificamente os mecanismos intracelulares advindos dos estudos da área da Biologia molecular. 4.4.2 Mecanismos intracelulares da hipertrofia muscular Já discutimos que o estresse mecânico causado pelas contrações musculares resulta em uma série de eventos subsequentes relacionados ao dano muscular. Apesar de não ser explicado pelo dano, a hipertrofia muscular tem sido fortemente atribuída ao estresse mecânico gerado pelo TF (EGERMAN; GLASS, 2014; DAMAS; LIBARDI; UGRINOWITSCH, 2018). O estresse mecânico engatilha a sinalização de várias vias intracelulares para serem ativadas e/ou inibidas, culminando em respostas hipertróficas do músculo. Para que a hipertrofia muscular aconteça, é preciso que a síntese proteica seja realizada pelo ribossomo. Esse processo depende de dois importantes eventos fisiológicos chamados de transcrição e tradução (EGERMAN; GLASS, 2014). 4.4.2.1 Síntese proteica No núcleo da célula, os genes, conhecidos por trechos do ácido desoxirribonucleico (DNA), podem ser transcritos em RNA mensageiro (mRNA), possibilitando a formação de uma nova proteína celular (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011). A estrutura do DNA é constituída por duas fitas de nucleotídeos que se mantém unidas por pontes de hidrogênio localizadas entre as bases de nucleotídeos. No processo de transcrição, em uma forma condensada e compactada no núcleo (cromatina), a estrutura do DNA é desenrolada pela ação da enzima helicase. Posteriormente, uma enzima chamada RNA polimerase reconhece um trecho do DNA, conhecido como promotor (localizado antes do gene) e abre a dupla hélice do DNA, sintetizando o RNA (transcrito primário). Em seguida, ocorre um processo chamado splicing de RNA, retirando os trechos de íntros e religando, entre si, éxons, que são codificantes, o que resulta na formação do mRNA, finalizando o processo de transcrição (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011). Basicamente, podemos dizer que a transcrição é uma cópia de um código do DNA (específico para formar uma proteína), que resulta na formação do mRNA. Após a formação do mRNA, este sai do núcleo pelos poros nucleares (estruturas proteicas que atravessam os núcleos e permitem a saída mRNA) e se desloca para o sarcoplasma da célula, prendendo‑se a uma organela denominada ribossomo, conhecida como a “fábrica de proteínas”. Nos ribossomos, ocorre o segundo processo denominado tradução, que é subdividido em três partes: iniciação, alongamento e finalização. Para a iniciação, outra estrutura chamada RNA de transferência (tRNA), liga‑se a um determinado aminoácido e otransporta em direção ao ribossomo. Cada tRNA possui na extremidade um anticódon, que é uma sequência de nucleotídeos correspondente a um trio de códons do mRNA. Essa sequência possui ligações específicas (adenina com uracila e citosina com guanina) que efetuam a leitura do mRNA pelo 70 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I deslocamento do ribossomo ao longo dessa estrutura. Assim, a partir do momento em que o segundo tRNA chega ao ribossomo, o ribossomo se move sobre o mRNA culminando na ligação dos aminoácidos (por exemplo, primeiro com o segundo e assim sucessivamente). Esse processo é chamado de alongamento. Isso ocorre até que o último aminoácido seja trazido e codificado pelo ribossomo, formando ao final uma nova proteína. Feito isso, o ribossomo se solta do mRNA (fase da finalização), e a proteína, então, é liberada, fechando o processo de tradução (MCARDLE; KATCH; KATCH, 2011). Assim, de maneira simplificada, entende‑se por tradução a formação de uma nova proteína pela ligação de vários aminoácidos. As etapas de transcrição e tradução são resumidas na figura a seguir. Figura 28 – Representação em seis etapas da síntese proteica Tem sido observado que esses eventos da síntese proteica (transcrição e tradução) são fundamentais em promover a hipertrofia muscular em resposta ao TF (WEST et al., 2010). Alterações agudas e aumento da taxa de síntese proteica muscular ocorrem em conjunto com ganhos de massa muscular em resposta ao TF (WEST et al., 2010). Interessantemente, um estudo observou que protocolos de TF de baixa e de alta intensidade resultaram similarmente em aumento da taxa de síntese proteica muscular quando foram realizados até a fadiga, culminando em semelhante hipertrofia ao final de 10 semanas de TF (BURD et al., 2010). Portanto, tem sido considerado fortemente relevante as alterações agudas em síntese proteica para providenciar indicativos de adaptações crônicas (hipertrofia muscular) decorrentes do TF (DAMAS et 71 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO al., 2015). É importante ressaltar que anterior às etapas de síntese proteica (transcrição e tradução), no interior da célula, várias proteínas regulam esses processos por uma via denominada PI3K/Akt/mTOR. 4.4.2.2 Via PI3K/Akt/mTOR O TF resulta em um estímulo mecânico no músculo, subsequentemente traduzido em uma resposta biológica a favor da síntese sobre a degradação proteica. Muitas vias intracelulares anabólicas têm sido identificadas como precursoras desse processo, tais como a fosfatidilinositol 3 quinase (PI3K), proteína quinase B (Akt) e alvo de rapamicina em mamíferos (mTOR) (EGERMAN; GLASS, 2014). Os mecanismos intracelulares relacionados ao processo de síntese proteica ocorrem por um conjunto de enzimas chamadas quinases, que são conhecidas por realizarem adição de fosfato a uma estrutura, um processo chamado fosforilação. A fosforilação e ativação da Akt é influenciada por inúmeros fatores de maneira dependente da PI3K. O TF é um potente estimulador para o aumento da liberação do IGF‑1 (fator de crescimento semelhante à insulina), e este tem um importante papel na sinalização da PI3K (EGERMAN; GLASS, 2014). Ao ser libertado pelo estímulo do TF, o IGF‑1 conduz uma sinalização sequencial organizada por PI3K, PDK1 (quinase dependente de fosfoinositídeos 1) e Akt (EGERMAN; GLASS, 2014). A sequência desses eventos começa com o IGF‑1 se ligando ao receptor tirosina quinase na membrana muscular (IGFR) localizado na face externa do sarcoplasma, gerando uma alteração conformacional deste e fosforilação de IRS‑1 (substrato do receptor de insulina) que, por sua vez, fosforila e ativa PI3K (EGERMAN; GLASS, 2014). Essa sinalização da PI3K resulta na subsequente fosforilação de fosfatidilinositol‑3,4,5‑trifosfato que, em seguida, transloca a Akt para a membrana e, conjuntamente com PDK1, fosforila e ativa completamente a Akt. A ligação dessas proteínas forma a via PI3K‑Akt, que é considerada a maior via ativada pelo IGF‑1 (EGERMAN; GLASS, 2014). Uma vez ativada, a Akt fosforila uma sequência de vias, incluindo a glicogênio sintase quinase‑3ß (GSK3ß), o fator de transcrição da forquilha (FOXO), o tuberous sclerosis complex 1 e 2 (TSC1/2) e a mTOR, que medeiam a tradução proteica (LÉGER et al., 2006). Especificamente, a Akt fosforila e provoca inibição de GSK3ß e FOXO. GSK3ß regula negativamente a hipertrofia pelo bloqueio da iniciação da tradução proteica pela eIF‑2B. Já o FOXO, também um regulador negativo da hipertrofia, atua negativamente sobre a transcrição (processo inicial da síntese proteica) e em mecanismos de proteólise (discutidas no próximo tópico). Dessa forma, a inibição tanto da GSK3ß quanto da FOXO (pela Akt) pode provocar a hipertrofia através da estimulação da síntese proteica via PI3/Akt e vias subsequentes (discutidas a seguir). Além disso, outra via bloqueada pela Akt é a TSC1/2. TSC1/2, responsável por gerar um efeito inibitório da síntese proteica pelo bloqueio da mTOR. Tem sido observado que exercícios aeróbios podem aumentar a AMPK (via que será discutida a seguir) que fosforila e ativa a TSC1/2, levando à inibição da mTOR, sugerindo um bloqueio da síntese proteica subsequente (EGERMAN; GLASS, 72 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I 2014). Adicionalmente, a ativação da mTOR pela Akt (Akt‑mTOR) resulta na síntese e redução da degradação proteica pela sinalização de 2 alvos subsequentes: 1) ativação da proteína ribossomal S6 quinase (p70S6K), um regulador positivo da etapa inicial da tradução proteica por intermédio de um fator de iniciação da tradução eIF‑4E (EGERMAN; GLASS, 2014); e 2) inibição de 4E‑BP1, um regulador negativo do fator de iniciação da tradução proteica (eIF‑4E) (EGERMAN; GLASS, 2014) (figura a seguir). PI3‑K IRS‑1 PDK‑1 AKT mTOR p70S6K eIF‑2B GSK3β TSC1/2 FOXO FOXO AMPK 4E‑BP1 eIF‑4E Tradução proteica ↓ AMP ↓ AMP/ATP ↓ Glicogênio Síntese proteica IGF‑1 Receptor IGFR Transcrição Núcleo Treino de força Exercício aeróbico Legenda Ativação Inibição Figura 29 – Via intracelulares PI3K/Akt/mTOR/p70S6K e sua interação com a via AMPK sobre a sinalização da síntese proteica Sobre a via da Akt, Léger et al. (2006) investigaram o efeito de oito semanas do TF seguido de mais oito semanas de destreinamento (interrupção do treinamento). Foram observados aumento de 10% na AST do quadríceps (hipertrofia) em conjunto com a fosforilação de Akt, GSK3ß e mTOR. Esses resultados fornecem indicativos que o TF promove aumento da fosforilação de Akt e seus alvos subsequentes (Akt, mTOR, GSK3ß, p70S6K, 4E‑BP1 e eIF‑2B). De forma adicional, observou‑se fosforilação e inibição de FOXO, o qual é sequestrada do núcleo para o citosol, impossibilitando que esta proteína consiga transcrever genes responsáveis pela atrofia muscular. Os autores sugeriram que parte dos resultados de hipertrofia foi resultado da inibição de FOXO provocado pela Akt. Com o destreinamento, essas adaptações foram revertidas, exceto a mTOR. Coletivamente, os resultados de Léger et al. (2006) sugerem que a regulação da hipertrofia ocorre em resposta da ativação de Akt e inibição de FOXO. 73 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Como mencionado anteriormente, a proteína quinase dependente de AMP (AMPK) pode ativar TSC1/2 que subsequentemente inibe mTOR. Esse processo é causado porque AMPK é considerado um sensorde energia da célula. Isso significa que ao ser ativada pela AMP (adenosina monofosfato), AMPK inibe vias anabólicas que necessitam de ATP, tal como a via mTOR, e ativa vias catabólicas que fornecem ATP, como a via responsável pela oxidação de ácidos graxos (EGERMAN; GLASS, 2014). Dessa forma, essa via tem sido predominantemente ativada em exercícios aeróbios, o que pode resultar em efeito negativo sobre a hipertrofia devido à inibição de mTOR (EGERMAN; GLASS, 2014). Por outro lado, Lundberg, Fernandez‑Gonzalo e Tesch (2014) investigaram as alterações agudas (antes e após 3 horas) e crônicas (após 5 semanas) das vias de síntese proteica (p70S6K e 4E‑BP1) e AMPK em resposta ao TF isolado (4 séries de 7 repetições máximas) e TF combinado com o treinamento aeróbio (45 minutos de ciclismo a 70% da carga máxima e, após 15 minutos, o mesmo protocolo de TF). Após a sessão aguda, o TF combinado com o treinamento aeróbio apresentou diminuição de glicogênio muscular (32%), aumento da fosforilação de AMPK (1,5 vez), mas não houve alterações nas vias p70S6K e 4E‑BP1. Após 5 semanas, de maneira inesperada, o grupo TF combinado com treinamento aeróbio apresentou maior hipertrofia (6%) comparado ao grupo TF isolado (3%), independentemente do aumento de AMPK ter sido maior para o grupo combinado (aeróbio + TF). Os autores sugeriram que a AMPK pode não ter papel negativo na hipertrofia desde que um intervalo de recuperação entre as sessões de TF e aeróbio de pelo menos 15 minutos seja fornecido. Já os resultados maiores em hipertrofia para o grupo combinado (aeróbio + TF) pode ter ocorrido devido à sobrecarga mecânica oferecida no ergômetro utilizado para o treino aeróbio nesse estudo. Vale ressaltar que uma grande quantidade de estudos tem demonstrado que o treinamento combinado (aeróbio + TF) resulta em efeitos negativos em hipertrofia muscular. Saiba mais Consulte a obra a seguir: COFFEY, V. G.; HAWLEY, J. A. Concurrent exercise training: do opposites distract? The Journal of Physiology, v. 595, n. 9, p. 2883‑2896, 2017. Enquanto outros, tal como visto por Lundberg, Fernandez‑Gonzalo e Tesch (2014), não demonstram esse efeito. Isso poderia ser explicado pelo fato de essa “interferência” na hipertrofia causada pela AMPK ser dependente de alguns fatores, como nível de treinamento do indivíduo, frequência semanal dos treinos, intensidade do exercício aeróbio e grupos musculares treinados, que são bem diversificados nos estudos sobre esse assunto. Assim, nem sempre a via AMPK ocasionará efeitos negativos na hipertrofia muscular. Ainda discutindo sobre vias que podem influenciar negativamente a hipertrofia, tem sido considerada como o principal controlador negativo da hipertrofia a via da miostatina (MSTN). 74 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I 4.4.2.3 Via da miostatina (MSTN) A MSTN é uma proteína inibitória que limita o crescimento do músculo (hipertrofia). Essa proteína produzida pelo músculo circula até o sangue e age novamente no músculo, limitando sua hipertrofia (MATSAKAS; PATEL, 2009). Para isso, primeiramente, a MSTN sai do músculo para o sangue ligado a um propeptídeo (forma inativa). Quando, no sangue, ocorrer a clivagem (liberta‑se do pró‑peptídeo), a MSTN se liga ao receptor na membrana do músculo denominado activina IIB, dando início à sinalização de vias responsáveis pela regulação negativa da hipertrofia. Isso quer dizer que após a MSTN se ligar ao receptor activina IIB, ocorre a fosforilação das proteínas intracelulares SMADs 2 e 3, que se unem na sequência a SMAD 4 (complexo SMADs 2, 3 e 4). Uma vez unidas, essas proteínas se translocam para o núcleo, estimulando fatores responsáveis pela degradação de proteína, tais como o sistema ubiquitina‑proteassoma causado pela ativação de FOXO. Isso significa que as SMADs fosforilam e ativam o FOXO que, por sua vez, sinaliza as proteínas MuRF1 e MAFbx, responsáveis pela ativação do sistema ubiquitina‑proteassoma, que degrada e remove proteínas dos sarcômeros. Além disso, os fatores transcritos pela MSTN (complexo SMADs 2, 3 e 4) atuam no bloqueio da PI3‑K e AKT, o qual em sequência impede a fosforilação e inativação de GSK3ß (não fosforilada resulta em sua ativação). Assim, as vias ativadas pela MSTN resultam em inibição do crescimento muscular pela ação proteolítica tanto do FOXO quanto da GSK3ß. Por outro lado, três proteínas atuam antagonicamente à ação da MSTN: a folistatina (FLST), a differentiation fator‑associated serum protein‑1 (GASP‑1) e a SMAD‑7. As duas primeiras são proteínas capazes de se ligar a MSTN e inibir sua atividade. Ou seja, essas proteínas podem competir com o receptor activina IIB, impedindo que a clivagem aconteça. Isso impede que a MSTN atue na sinalização subsequente de vias responsáveis por degradação proteica. Já a SMAD‑7 atua de maneira intracelular, bloqueando a ligação das SMADs 2 e 3 com a SMAD‑4, evitando a translocação do complexo SMADS (2, 3, 4) para o núcleo, o que inativa a sinalização de vias de degradação proteica. Laurentino et al. (2012) investigaram o efeito de 8 semanas do TF sobre as vias da MSTN (MSTN, activina IIB, FLST, GASP‑1 e SMAD‑7) avaliadas antes e após o programa de TF. Os autores compararam os treinamentos de alta intensidade (80% 1RM) (TF‑AI) e baixa intensidade com restrição de fluxo sanguíneo (20% 1 RM mais RFS – restrição de fluxo sanguíneo) (método que será discutido posteriormente). Após 8 semanas, observaram‑se aumentos significantes de massa muscular para o TFAI (6,1%) e TF‑RFS (6,3%) com concomitante diminuição da MSTN (41% e 45%, respectivamente), tendência à diminuição (p igual a 0,06) de activina IIB (41% e 45%, respectivamente) e aumento dos antagonistas FLST (aproximadamente 100% para TFAI e TF‑FRS), GASP‑1 (79% e 81%, respectivamente) e SMAD‑7 (66% e 86%, respectivamente). Os autores sugeriram que a hipertrofia pode estar relacionada à redução de vias de degradação proteica tanto pela inibição de MSTN e seu receptor activina IIB, como pela ativação dos seus antagonistas (FLST, GASP‑1 e SMAD‑7). Coletivamente, os achados de Laurentino et al. (2012) 75 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO fornecem indícios que a hipertrofia muscular é fortemente regulada pelas vias de degradação proteica. A interação entre as vias de síntese e degradação proteica, bem como o papel das células satélites são apresentadas na figura a seguir. PI3‑KMuRF1 MAFbx IRS‑1 PDK‑1 AKT mTOR p70S6K eIF‑2B GSK3β TSC1/2 FOXO SMAD‑2/3 SMAD4 SMAD4 2, 3, 4 PropeptídeoFLST SMAD/7 MSTN FOXO AMPK 4E‑BP1 eIF‑4E Novo núcleo Tradução proteica Ploriferação e diferenciação Receptor rActivina IIB Degradação proteica ↓ AMP ↓ AMP/ATP ↓ Glicogênio Síntese proteica IGF‑1 Receptor IGFR Transcrição Núcleo Treino de força Células satélites Exercício aeróbico Legenda Ativação Inibição Figura 30 – Interação entre as vias intracelulares PI3K/Akt/mTOR/p70S6K, AMPK, MSTN e células satélites sobre a sinalização da síntese e degradação proteica 4.4.3 Papel do estresse metabólico Além do estresse mecânico, outro mecanismo que atua sobre a sinalização da hipertrofia é o estresse metabólico. Sugere‑se que o aumento do estresse metabólico causaria uma maior ativação de fibras musculares do tipo II, que, em última instância, ocasionaria o aumento da massa muscular (PEARSON; HUSSAIN, 2015). O estresse metabólico e a ativação muscular têm sido amplamente investigados em protocolos de TF de baixa intensidade com restrição de fluxo sanguíneo (RFS) e no TF de alta intensidade. O TF com RFS é comumente realizado embaixa ou em moderada intensidade (20‑50% 1 RM) e com a utilização de um manguito de pressão, colocado na região proximal do músculo exercitado, que é inflado a uma pressão suficiente para provocar restrição parcial do fluxo sanguíneo. Essa restrição provoca a redução da oferta de oxigênio ao músculo exercitado, elevando a utilização da via glicolítica, ocasionando o aumento do estresse metabólico, o qual pode ser representado pelo aumento da concentração de lactato sanguíneo (PEARSON; HUSSAIN, 2015). Além disso, outro marcador de estresse metabólico é a concentração intramuscular de fosfato inorgânico (Pi) (SUGA et al., 2012). Como relatado 76 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I anteriormente, sugere‑se que o acúmulo desses metabólitos (lactato e Pi) poderiam induzir a uma maior ativação de fibras musculares do tipo II, sendo este aspecto responsável pelas maiores adaptações aos estímulos do TF (PEARSON; HUSSAIN, 2015). O aumento da ativação de fibras do tipo II no TF‑RFS é consequência da redução da oferta de oxigênio ao músculo exercitado. Ao reduzir o oxigênio, ocorre diminuição da ressíntese de ATP mitocondrial e maior utilização da via glicolítica, aumentando a concentração de metabólitos intramusculares (PEARSON; HUSSAIN, 2015). Esses metabólitos estimulam os metaborreceptores e as vias aferentes III e IV, e diminuem a ativação de unidades motoras compostas por fibras do tipo I, resultando, assim, no aumento da participação de mais unidades motoras compostas por fibras do tipo II para sustentar os níveis de produção de força pelo músculo (SUGA et al., 2012). Em outras palavras, o estresse metabólico causa diminuição do uso de fibras do tipo I e aumenta a utilização de fibras do tipo II durante o exercício. A comprovação de contribuição do estresse metabólico sobre a hipertrofia muscular é bem observada em estudos com o TF com RFS. Tais estudos têm demonstrado efeitos positivos sobre a massa muscular, empregando intensidades entre 20 a 50% 1 RM quando associada a RFS (TAKARADA et al., 2000; KUBO et al., 2006; ELLEFSEN et al., 2015). Por exemplo, Takarada et al. (2000) investigaram o efeito de 16 semanas do TF com RFS (aproximadamente 50% 1 RM; 3 séries até a falha muscular) e do TF de alta intensidade (80% 1 RM; 3 séries até a falha muscular) e observaram aumentos similares na AST dos músculos flexores de cotovelo (TF com RFS: 20,3% e TF de alta intensidade: 18,4%). Da mesma forma, Kubo et al. (2006) verificaram aumentos na AST (7,5% e 6%, respectivamente) do quadríceps femoral após 12 semanas de TF com RFS (20% 1 RM; 4 séries até a falha muscular) e de TF de alta intensidade (80% 1 RM; 4 séries de 10 repetições), sem diferenças significantes entre os grupos. Corroboram com esses mesmos achados os resultados de Ellefsen et al. (2015). Os autores desse estudo também encontraram aumentos similares da AST (6% e 7%, respectivamente) do quadríceps femoral para o TF com RFS (30% 1 RM, 5 séries até a falha muscular) e o TF de alta intensidade (74‑92% 1 RM, 3 séries de 6 a 10 repetições) após 12 semanas de intervenção. Portanto, de maneira geral, os resultados dos estudos são consistentes em demonstrar que o estresse metabólico confere um importante mecanismo que regula positivamente a hipertrofia, explicando os ganhos de massa muscular no TF com RFS serem similares ao TF de alta intensidade. Cabe ressaltar que a contribuição do estresse metabólico na hipertrofia muscular não ocorre somente em estudos com TF com RFS. Diversos estudos utilizando outras estratégias (por exemplo, utilização da falha muscular, aumento do tempo de tensão) para induzir o aumento do estresse metabólico, observam ganhos de massa muscular. Essas estratégias, bem como o próprio TF com RFS, serão abordadas adiante. Por fim, cabe destacar que o estresse metabólico também pode estar relacionado a outros diversos mecanismos, como o aumento da resposta hormonal, alteração na produção de miocinas, produção de espécies reativas de oxigênio e inchaço muscular (SCHOENFELD, 2013) (figura a seguir). 77 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Aumento do recrutamento muscular Aumento da liberação de miocinas Hipertrofia muscular Aumento da liberação hormonal Produção de espécies reativas de oxigênio Inchaço muscular Músculo esquelético Estresse metabólico Músculo esquelético Figura 31 – Mecanismos responsáveis pela hipertrofia muscular sinalizados pelo estresse metabólico em resposta ao treinamento de força (TF) Resumidamente, verificamos que diversos candidatos são sugeridos como responsáveis pela hipertrofia muscular. No entanto, ainda não se sabe qual desses mecanismos é o mais importante para a hipertrofia, ou se existem outros mecanismos que realmente a explicam melhor. Por tais motivos, não há dúvidas de que a literatura científica avançará nesse assunto e futuramente poderemos compreender melhor o fenômeno da hipertrofia muscular. Quem sabe, então, teremos uma resposta definitiva. Por enquanto, é aceito na literatura que todos, de alguma forma, contribuem para o crescimento muscular (hipertrofia). 4.5 Princípios do treinamento de força (TF) Tão importante quanto entender os mecanismos responsáveis pelas adaptações em força e hipertrofia muscular, é compreender como trabalhar na prescrição do TF para induzir tais adaptações. No entanto, antes de entender como manipular o TF, é preciso compreender as direções que devem ser tomadas para o seu sucesso. Para tanto, é necessário que os princípios do TF sejam respeitados a fim de que os resultados sejam obtidos. Entende‑se por princípios do treinamento, os procedimentos e as regras que norteiam a prescrição do TF. Dentre os princípios reportados na literatura, estão o da conscientização, adaptação, sobrecarga progressiva, acomodação, especificidade, individualidade biológica, variabilidade, manutenção e reversibilidade (PRESTES et al., 2016). 4.5.1 Princípio da conscientização O princípio da conscientização é baseado na ideia de que o indivíduo (aluno) deve compreender os motivos pelos quais realiza o TF, bem como os fatores relacionados a comportamentos que possibilitem ao aluno obter resultados sem comprometer sua saúde. 78 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I A ideia é fazer com que ele consiga de fato os resultados almejados de maneira saudável. É fato que a internet possibilitou que todos nós pudéssemos acessar diversas informações sobre exercícios físicos, inclusive sobre o TF. Com isso, muitos indivíduos têm buscado informações acerca de exercícios, métodos e estratégias de treinamento através da internet, o que é preocupante, uma vez que grande parte dessas informações não tem base científica. Isso pode comprometer os resultados dos alunos e, na pior das hipóteses, lesioná‑los. Assim, é papel do profissional de Educação Física usar os conhecimentos adequados para prescrever o TF e conscientizar os alunos dos motivos pelos quais devem realizar somente treinamentos com sustentação científica. Basicamente, o princípio da conscientização é a informação adequada a ser transmitida ao aluno com o objetivo de favorecer o processo de adoção (por exemplo, ato de escolher, iniciar), modificação (por exemplo, conduta relacionada à própria saúde) e aderência (por exemplo, manutenção da prática do treinamento de forma consistente) (PRESTES et al., 2016). 4.5.2 Princípio da adaptação O princípio da adaptação é fundamentado na ideia de que, ao ser submetido a um estímulo, o organismo se adapta a este para suportá‑lo novamentequando for requerido (PRESTES et al., 2016). Num sentido prático, quando o TF é aplicado, diversas estruturas sofrem um estresse fisiológico imediato (efeito agudo), que resulta em uma adaptação em longo prazo (adaptação crônica). Especificamente sobre o efeito agudo, o estímulo/estresse gera redução de fontes energéticas e de estruturas do organismo, piorando suas condições. Como exemplo, é esperado que imediatamente após o TF, o aluno esteja fatigado e piore o desempenho de força (efeito agudo). Por outro lado, ao longo do tempo, a repetição desse estímulo resulta em ajustes do organismo (por exemplo, aumento da força) denominados adaptação crônica. Cabe ressaltar que tais adaptações são dependentes da magnitude dos estímulos, bem como da utilização de outros princípios do TF (discutidos a seguir). 4.5.3 Princípio da sobrecarga progressiva O princípio da sobrecarga progressiva é um dos mais antigos princípios descritos na literatura, tanto que já era conhecido em VI a.C. Segundo a mitologia grega, o atleta grego Milo de Croton erguia e carregava um bezerro todos os dias até que este se tornasse um touro. Ao fazer isso, sua força aumentava de acordo com o crescimento do bezerro, tornando Milo campeão de luta romana em diversas olímpiadas, além de considerado o homem mais do forte do mundo naquela época. Dessa forma, o princípio da sobrecarga progressiva é sustentado pelo fato de que é necessário sempre progredir com sobrecargas maiores para a evolução no treinamento. Além disso, essas sobrecargas devem ser aplicadas gradativamente de acordo com as capacidades fisiológicas e psicológicas do indivíduo. Nesse contexto, é de fundamental importância saber que cada pessoa possui um determinado tempo para se adaptar à sobrecarga imposta, de acordo com suas respostas individuais. Um dos pontos determinantes da adaptação é que a sobrecarga deve ser aplicada de diferentes maneiras, utilizando a manipulação das diversas variáveis do TF, tal como mencionado pelo posicionamento do ACSM (2009). Nesse documento, foi sugerida a manipulação das seguintes variáveis: • Intensidade: aumentar o peso de maneira absoluta ou relativa. 79 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO • Repetições: aumentar o número das repetições para o mesmo peso utilizado. • Velocidade: a velocidade da ação muscular concêntrica pode ser intensificada quando o objetivo for aumentar a potência; ou diminuir a velocidade dessa mesma ação muscular quando o objetivo for a hipertrofia ou resistência muscular. • Intervalo entre séries e exercícios: aumentar o intervalo quando o objetivo for aumentar o peso (por exemplo, melhorar a força); ou diminuir o intervalo quando se objetiva aumentar a fadiga (por exemplo, melhorar a resistência muscular). • Volume de carga: quando for aumentado o peso total levantado no treino e/ou exercício proveniente do cálculo (séries x repetições x peso em kg). Essa variável é atualmente considerada a mais importante dentro do TF (SCHOENFELD; OGBORN; KRIEGER, 2017) e será adiante. A sugestão do ACSM (2009) é que o aumento do peso deva ser entre 2 e 10% quando o indivíduo se habituar à sobrecarga atual. Para isso, se o indivíduo realiza de 8 a 10 RM em um exercício com um peso de 100 kg, caso ele consiga por duas sessões seguidas fazer igual ou acima de 12 RM (mais ou igual a 2 repetições em relação ao que foi prescrito), é adicionado de 2% (mais 2 kg) a 10% (10 kg) na próxima sessão de treino. No entanto, outras formas mais recentes têm sido propostas para progressão de carga de treino e serão aprofundadas na discussão das variáveis do TF abordada adiante. Resumidamente, é preciso que a cada novo ciclo de TF, ocorra um estímulo/estresse que cause degradação das estruturas e/ou fontes energéticas, seguido de um período de recuperação desse estímulo, atingindo, após esse período, um nível acima do que o indivíduo se encontrava anteriormente ao estímulo do TF. Em outras palavras, é esperado que sempre antes do estímulo, o indivíduo tenha se adaptado e se encontre acima do nível anterior. Esse processo é denominado de supercompensação, o que garante a constante progressão dos resultados do indivíduo. Para ilustrar essa relação entre estímulo‑recuperação‑supercompensação, observe a figura a seguir. Desempenho inicial Rendimento Supercompensação 1 2 3 1 ‑ estímulo/stress 2 ‑ recuperação 3 ‑ supercompensação Figura 32 – Representação do estímulo, recuperação e supercompensação adequados no treinamento de força (TF) em resposta ao uso adequado do princípio da sobrecarga progressiva 80 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I 4.5.4 Princípio da acomodação Se a mesma sobrecarga for aplicada por um longo período, a tendência é que haja um platô (estabilização) nos ganhos obtidos. É conhecido que as respostas fisiológicas ao mesmo estímulo são gradativamente reduzidas com o passar dos treinos. Isso significa que se a mesma magnitude de estímulo for aplicada sempre (por exemplo, mesmo treino), os ganhos obtidos inicialmente se estabilizarão, até que um estímulo adicional seja aplicado (por exemplo, aumentando a sobrecarga). Cabe ressaltar que quanto mais treinado o indivíduo ficar, menor será a magnitude dos ganhos, mesmo que a sobrecarga seja corretamente aumentada. Isso acontece pelo chamado princípio da treinabilidade (PRESTES et al., 2016) e significa que indivíduos precisam de estímulos cada vez maiores ao se tornarem treinados. 4.5.5 Princípio da especificidade O princípio da especificidade nada mais é que dizer que aquilo que é treinado é melhorado. Isso significa que a evolução do treinamento está intimamente ligada ao grau de especificidade entre o treinamento e aquilo que se espera melhorar com este. Dessa forma, adaptações fisiológicas são resultantes dos grupos musculares treinados, velocidade de execução, tipo de ação muscular, amplitude de movimento e da fonte energética predominante (PRESTES et al., 2016). De maneira prática, se o intuito do treino for melhorar a força em uma determinada amplitude de movimento, isso será maximizado se o treinamento (voltado para o aumento de força) for aplicado especificamente para aquela amplitude de interesse. Embora antigamente esse princípio era preocupação exclusiva do esporte, em que era necessário melhorar de maneira ótima um determinado gesto motor, atualmente, a utilização desse princípio tem se tornado preocupação para maximizar os resultados dos treinamentos em indivíduos que praticam o TF de forma recreacional (musculação não competitiva). 4.5.6 Princípio da individualidade biológica Cada indivíduo responde de maneira diferente ao mesmo treinamento devido as suas respostas biológicas serem individuais. Isso demonstra que é necessário que o TF seja individualizado respeitando as necessidades e objetivos específicos dos alunos, bem como as suas habilidades individuais (PRESTES et al., 2016). Desse modo, é essencial que o professor, ao utilizar um protocolo de treino, saiba que cada aluno pode responder de maneira diferente a esse mesmo protocolo. Portanto, os ajustes desse protocolo vão além da criatividade do professor, mas sim usando ferramentas que possibilitam individualizar o TF, de acordo com as respostas individuais. Por exemplo, se um determinado treino for aplicado para a melhora da resistência muscular, pressupõe‑se que este resulte em fadiga muscular. Caso seja aplicado corretamente esse protocolo e seja verificado que a fadiga não ocorre a contento, será preciso modificá‑lo no intuito de gerar essa fadiga para garantir bons resultados com o treino. 4.5.7 Princípio da variabilidade O princípio da variabilidade fundamenta‑seno fato de que não interessa o quão eficaz o seu treino seja, ele será eficaz apenas por um curto período. Isso significa que será necessário aplicar um novo estímulo de treino quando observada uma adaptação a ele, caso contrário, ocorrerá a acomodação (PRESTES et al., 2016). Cabe destacar que alterações no TF não são fundamentadas na arbitrariedade. 81 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO Isso quer dizer que seguir o princípio da variabilidade não significa alterar qualquer variável em qualquer momento que se queira, e sim alterar as variáveis do TF que forem importantes e necessárias naquele momento. Algumas formas de fazer isso é sabendo qual e quando uma determinada variável do TF sofreu uma estabilização (acomodação) para que então seja modificada. É importante salientar que além de manter a evolução do TF, fazer isso diminuirá a monotonia do TF, que é uma das razões para a desistência de alunos da prática do TF em academias (PRESTES et al., 2016). A modificação de cada variável do TF será discutida de maneira aprofundada adiante. 4.5.8 Princípio da manutenção O princípio de manutenção se aplica especificamente quando o indivíduo atingiu os resultados esperados e, no momento, deseja mantê‑los. Na prática do TF em academias, seria interessante aplicá‑lo em período que os alunos podem frequentar os treinos em menos dias na semana, como nas férias ou períodos de viagens, ou ainda em momentos que alunos estão desmotivados. É importante que o professor conheça previamente do seu aluno os possíveis períodos com essas características, para que seja possível estruturar o programa de treinamento considerando essas fases (PRESTES et al., 2016). 4.5.9 Princípio da reversibilidade Caso haja uma interrupção ou diminuição da intensidade e/ou volume abaixo de um nível mínimo, ocorre regressão dos resultados. Em outras palavras, reversibilidade significa que o organismo elimina as estruturas não utilizadas para que outros sistemas possam aproveitar esses recursos estruturais liberados (PRESTES et al., 2016). Dessa forma, é importante que os períodos de redução do TF ocorram de maneira organizada (por exemplo, reduzindo volume, mas mantendo intensidade elevada) a fim de garantir pelo menos a manutenção dos resultados obtidos pelo TF até aquele momento. Coletivamente, os princípios do TF determinam as condutas básicas para estruturação e aplicação das variáveis do TF, buscando garantir o sucesso dos programas de TF. Esses programas são primariamente fundamentados pela organização das variáveis do TF e pelos sistemas e métodos de TF. Essas organizações serão discutidas detalhadamente a seguir. Resumo Os músculos são classificados quanto a sua origem (ponto fixo); inserção (ponto móvel); forma e arranjo (longo, largo e curto); função (agonista, que é o principal do movimento; antagonista, se opõe ao movimento do agonista; sinergista, auxiliador do agonista; estabilizador, estabiliza o movimento para que o agonista atue e neutralizador, impede uma ação indesejada de movimento causada por um músculo responsável por mais de uma ação muscular) e ação (flexão, extensão, abdução, adução, rotação, circundução, inversão, eversão, supinação e pronação). 82 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I Hierarquicamente, o músculo é formado por fascículos, que são constituídos por fibras musculares, e estas possuem retículo sarcoplasmático, cisternas terminais, túbulos transversos e miofibrilas. As miofibrilas são formadas pelas proteínas contráteis (actina e miosina), proteínas regulatórias (troponina e tropomiosina) e proteínas estruturais (titina e nebulina). Estas são organizadas em sarcômeros que, por sua vez, são formados por banda I, banda A zona H, linha M e linha Z. Cada sarcômero corresponde de uma linha Z a outra. A contração muscular ocorre em resposta a um estímulo elétrico que se propaga do neurônio motor para o músculo através de neurotransmissores acetilcolina. Ao chegar no músculo, o impulso elétrico atravessa os túbulos transversos e sinaliza para que o CA2+ (cálcio) saia do retículo sarcoplasmático e se ligue ao complexo troponina‑tropomiosina. Isso resulta em mudança de posicionamento dessas proteínas, permitindo a ligação entre actina e miosina. Quando ocorre quebra do adenosina trifosfato (ATP), a miosina puxa actina em direção ao centro do sarcômero, gerando a contração muscular. A velocidade e a fadiga durante a contração muscular são determinadas pelos tipos de fibras musculares: tipo I (lenta e resistente à fadiga), IIA (rápida e moderada resistência a fadiga) e tipo IIX (rápida e pouco resistente à fadiga). As ações musculares são separadas em concêntrica (músculo contrai e encurta, diminuindo o ângulo articular), excêntrica (músculo contrai e alonga, aumentando o ângulo articular) e isométrica (músculo contrai, mas não ocorre movimento). A ação excêntrica produz mais força que as outras ações musculares devido à somatória de tensão passiva (resistência ao alongamento do sarcômero causada pelas proteínas elásticas) com a força ativa (força gerada pela ligação das pontes cruzadas). A arquitetura do músculo também altera a produção de força e velocidade de movimento. Fibras fusiformes são dispostas paralelas ao eixo longitudinal e produzem maior velocidade devido a transmissão da tensão ser mais rápida. Já fibras peniformes são dispostas obliquamente ao eixo longitudinal e produzem mais força devido à maior ligação de pontes cruzadas, bem como hipertrofiam mais que as fusiformes por terem mais proteínas por área. O torque muscular é o produto da força e a sua distância, perpendicular. É constituído de uma haste rígida (segmento corporal), eixo (articulação), força potente (força do músculo em ação), força resistente (peso utilizado) e linha de ação da resistência (linha imaginária que atravessa em direção oposta à direção da força resistente). Quanto maior for a distância entre o eixo (articulação) e a força resistente (peso), denominado braço de momento de resistência, maior será o torque produzido pelo músculo. A força muscular é separada em diferentes manifestações. A força máxima é a quantidade máxima de força que um músculo pode mobilizar; 83 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO força explosiva é o máximo de força produzida na menor unidade de tempo; e resistência de força é a capacidade de manter a produção de força por um tempo prolongado até atingir a fadiga. Para mensurar a força máxima, os testes mais utilizados são o de uma repetição máxima (1 RM) ou contração voluntária isométrica (CVIM) ou dinâmica máxima (CVDM) no aparelho isocinético. Para avaliação da resistência da força, são usados os testes de repetições máximas realizadas em um minuto (por exemplo, flexão de braços e flexão abdominal), teste de repetições máximas com um percentual de 1 RM (por exemplo, máximo de repetições a 60% de 1 RM) ou teste usando o máximo de peso para um determinado número de repetições (por exemplo, máximo de peso para somente 10 repetições). Por fim, para avaliar a potência, são mais comuns os testes de saltos verticais e horizontais e arremesso de medicine ball. O aumento da força é decorrente das adaptações neurais causadas pelo aumento do recrutamento; da frequência de disparo e da sincronização das unidades motoras, bem como pela coordenação intra e intermuscular, além da diminuição de mecanismos inibitórios como a co‑contração. Esse processo ocorre predominantemente nas primeiras semanas do treinamento de força (TF),explicando o aumento de força sem alterações em massa muscular. Após algumas semanas, o mecanismo que explica as alterações em força é a hipertrofia muscular. Esta é entendida como o aumento da área de secção transversa do músculo em reposta ao treinamento de força (TF). A hipertrofia muscular só é evidente após a ausência do dano muscular no treinamento de força (TF), refutando a ideia de que o dano muscular seria o mecanismo da hipertrofia. Atualmente, sabe‑se que a hipertrofia é causada pela ativação de vias de síntese proteica (PI3K/Akt/mTOR/p70S6K) e inibição de vias de degradação (MSTN e seus alvos subsequentes). Além disso, o estresse metabólico é um potente estimulador do recrutamento muscular que culmina nos eventos necessários para a hipertrofia do músculo. Os princípios do treinamento de força (TF) são regras essenciais para a prescrição das variáveis do treinamento. O princípio da conscientização garante que a aluno compreenda os motivos pelos quais realiza o treinamento, gerando maior aderência ao programa de treino. O princípio da adaptação é ocasionado pelos estímulos agudos que, em logo prazo, resultam em adaptações crônicas. Para isso, sugere‑se que seja utilizado o princípio da sobrecarga progressiva, aumentando a sobrecarga gradativamente para obter sempre ganhos com o treinamento. Isso evita que ocorra a acomodação (outro princípio) que é compreendido como uma estabilização dos resultados devido à manutenção da mesma sobrecarga 84 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 Unidade I por muito tempo. Além disso, treinos específicos, com variações adequadas e considerando as respostas e necessidades individuais do aluno, garantirão a aplicação dos princípios da especificidade, variabilidade e individualidade biológica. Por fim, a aplicação de estímulos mínimos para manter os resultados obtidos previamente garante o princípio da manutenção e impede que ocorra a reversão dos resultados (princípio da reversibilidade) comumente resultante de diminuições exageradas de estímulos (abaixo do mínimo) que resultam em perdas das adaptações anteriores. Exercícios Questão 1. Sobre o processo de contração do músculo esquelético, é correto afirmar que: I – As duas proteínas regulatórias associadas à actina são a tropomiosina e a tropoactina. II – Na ligação das pontes cruzadas da miosina com a actina, não acontece uma mudança do tamanho dessas proteínas, mas uma aproximação entre elas. III – O sódio é uma importante substância que se liga à troponina, liberando os sítios ativos da actina. IV – O motoneuronio libera um mediador químico conhecido como acetilcolina. V – A contração muscular acontece com gasto de ATP. Estão corretas: A) Somente as afirmativas II, III, IV e V. B) Somente as afirmativas III, IV e V. C) Somente as afirmativas II, III e V. D) Somente as afirmativas II, IV e V. E) Somente as afirmativas I, III e V. Resposta correta: alternativa D. Análise das afirmativas I – Afirmativa incorreta. Justificativa: as duas proteínas regulatórias associadas à actina são a tropomiosina e a troponina 85 Re vi sã o: A lin e - Di ag ra m aç ão : J ef fe rs on - 1 7/ 10 /1 8 TREINAMENTO PERSONALIZADO E MUSCULAÇÃO II – Afirmativa correta. Justificativa: na ligação das pontes cruzadas da miosina com a actina, não acontece uma mudança do tamanho dessas proteínas, mas uma aproximação entre elas. III – Afirmativa incorreta. Justificativa: o cálcio, e não o sódio, é uma importante substância que se liga à troponina, liberando os sítios ativos da actina. IV – Afirmativa correta. Justificativa: o motoneuronio libera um mediador químico conhecido como acetilcolina. V – Afirmativa correta. Justificativa: a contração muscular acontece com gasto de ATP. Questão 2. O treinamento de força promove adaptações neurais e hipertróficas após um período de treinamento. Sobre essas adaptações, analise as afirmativas a seguir: I – As adaptações neurais são as principais responsáveis pelo aumento inicial nos níveis de força apresentados nas primeiras semanas. II – Espera‑se que aumente a quantidade de miofibrilas após um período de treinamento de força conhecida como hiperplasia. III – A hipertrofia muscular refere‑se ao aumento no diâmetro da fibra muscular. Estão corretas: A) Somente as afirmativas I, II e III. B) Somente as afirmativas I e III. C) Somente as afirmativas I e II. D) Somente as afirmativas II e III. E) Somente as afirmativas II. Resolução desta questão na plataforma.