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Fisiologia do Exercício Professor Dr. Flávio Ricardo Guilherme Reitor Prof. Ms. Gilmar de Oliveira Diretor de Ensino Prof. Ms. Daniel de Lima Diretor Financeiro Prof. Eduardo Luiz Campano Santini Diretor Administrativo Prof. Ms. Renato Valença Correia Secretário Acadêmico Tiago Pereira da Silva Coord. de Ensino, Pesquisa e Extensão - CONPEX Prof. Dr. Hudson Sérgio de Souza Coordenação Adjunta de Ensino Profa. Dra. Nelma Sgarbosa Roman de Araújo Coordenação Adjunta de Pesquisa Prof. Dr. Flávio Ricardo Guilherme Coordenação Adjunta de Extensão Prof. Esp. Heider Jeferson Gonçalves Coordenador NEAD - Núcleo de Educação à Distância Prof. Me. Jorge Luiz Garcia Van Dal Web Designer Thiago Azenha Revisão Textual Beatriz Longen Rohling Caroline da Silva Marques Carolayne Beatriz da Silva Cavalcante Geovane Vinícius da Broi Maciel Jéssica Eugênio Azevedo Kauê Berto Projeto Gráfico, Design e Diagramação André Dudatt Carlos Firmino de Oliveira 2022 by Editora Edufatecie Copyright do Texto C 2022 Os autores Copyright C Edição 2022 Editora Edufatecie O conteúdo dos artigos e seus dados em sua forma, correçao e confiabilidade são de responsabilidade exclusiva dos autores e não representam necessariamente a posição oficial da Editora Edufatecie. Per- mitido o download da obra e o compartilhamento desde que sejam atribuídos créditos aos autores, mas sem a possibilidade de alterá-la de nenhuma forma ou utilizá-la para fins comerciais. Dados Internacionais de Catalogação na Publicação - CIP G956f Guilherme, Flávio Ricardo Fisiologia do exercício / Flávio Ricardo Guilherme. Paranavaí: EduFatecie, 2022. 132 p. : il. Color. 1. Exercícios físicos – Aspectos fisiológicos. 2. Fadiga. I. Centro Universitário UniFatecie. II. Núcleo de Educação a Distância. III. Título. CDD : 23 ed. 612.044 Catalogação na publicação: Zineide Pereira dos Santos – CRB 9/1577 UNIFATECIE Unidade 1 Rua Getúlio Vargas, 333 Centro, Paranavaí, PR (44) 3045-9898 UNIFATECIE Unidade 2 Rua Cândido Bertier Fortes, 2178, Centro, Paranavaí, PR (44) 3045-9898 UNIFATECIE Unidade 3 Rodovia BR - 376, KM 102, nº 1000 - Chácara Jaraguá , Paranavaí, PR (44) 3045-9898 www.unifatecie.edu.br/site As imagens utilizadas neste livro foram obtidas a partir do site Shutterstock. AUTOR Prof. Dr. Flávio Ricardo Guilherme ● Graduado em Educação Física pela UNESPAR/FAFIPA ● Especialização em Personal Trainer: Atividade Física, Saúde, Bem Estar e Qua- lidade de Vida pela UNESPAR/ FAFIPA ● Mestrado e Doutorado em Educação Física pelo Programa de Pós-Graduação Associado UEM/UEL. ● Pós-Doutorado em andamento pela Universidade de Barcelona, Espanha ● Revisor das revistas científicas internacionais Family Medicine & Primary Care Review e BMJ Open. ● Professor dos cursos de Educação Física da UNIFATECIE. ● Coordenador dos Cursos de Educação Física (Licenciatura e Bacharelado) da UNIFATECIE. ● Editor-Adjunto da Editora Edufatecie. ● Coordenador de Pesquisa do Centro Universitário UNIFATECIE, Paranavaí, Paraná. ● Vice- Coordenador Adjunto Ensino do Centro Universitário UNIFATECIE ● Editor-Chefe da Revista Brasileira de Educação Física, Saúde e Desempenho (RBESDE). ● Líder do Grupo de Pesquisas e Estudos em Educação Física, Saúde e Desem- penho (GPESDE). ● Mais de 20 artigos publicados em revistas científicas nacionais e internacionais. ● CEO do HIIT CLUB 180 ● Fisiologista do Exercício na Clínica de Avaliação Nutricional Esportiva (CANE) em Maringá, Paraná CURRÍCULO LATTES: http://lattes.cnpq.br/1281270433816299 http://lattes.cnpq.br/1281270433816299 APRESENTAÇÃO DO MATERIAL Desde que iniciei meus estudos como estudante de graduação em Educação Física, tenho me intrigado com a dificuldade e complexidade por trás de responder a algumas questões fundamentais da fisiologia do exercíco. Sempre fiquei fascinado com os processos que regulam o desempenho do exercício humano. Com o tempo, esses interesses fundiram meu foco as dificuldades de responder a uma das perguntas persistentes na área: por que nos cansamos durante o exercício? Esta parece ser uma pergunta relativamente simples de responder. Depois de afinal, qualquer pessoa que tenha participado de esportes ou exercícios provavelmente estar ciente algumas das sensações comuns que associamos à fadiga, como falta de ar, músculos doloridos, membros pesados e cansados e um desejo irresistível de parar e descansar. Certamente, então, tudo o que temos a fazer é rastrear as causas físicas dessas sensações, e chegaremos à nossa resposta? Bem, de uma forma ou outra é o que as pesquisa sobre fadiga vem fazendo há mais de um século serviu para abrir nossos olhos para causas prováveis complexas e multifacetadas por trás da fadiga no esporte e exercício. O número de variáveis que podem influenciar os processos de fadiga durante exercício (algumas das quais serão discutidas nesta disciplina), juntamente com o funcionamento integrado do corpo humano, são parcialmente responsáveis por esta complexidade. Como resultado, as razões por trás da fadiga durante o exercício são provavelmente mais debatidas agora do que nunca, com um corpo de pesquisa apoiando um mecanismo de fadiga em particular, muitas vezes acompanhado por um corpo de pesquisa igualmente relevante que rejeita o mesmo mecanismo. É importante que os (as) alunos (as) e profissionais de educação física entendam as teorias e hipóteses por trás do que causa fadiga durante o exercício. No entanto, o ensino da fadiga é muitas vezes esquecido, ou limitado há uma visão superficial das teorias “clássicas”. Infelizmente, essas teorias muitas vezes estão desatualizadas, significativamente desafiados pela pesquisa contemporânea, ou simplesmente erradas. Como professor de fisiologia do exercício, aprecio as dificuldades que os professores podem enfrentar ao tentar ensinar um assunto tão amplo e complexo como a área da fadiga. Acredito que uma das razões da fadiga do esporte e do exercício não ser tão substancialmente ensinada é que o corpo de literatura é tão grande e diverso que é difícil para o professor condensar a base de conhecimento em uma única apostila. Eu também acredito que os professores também levam em consideração a dificuldade que os (as) alunos (as) podem ter ao tentar estudar esporte, exercício e fadiga. Esta foi a inspiração por trás desta apostila: abordar em quatro unidades algumas das principais hipóteses e pensamento atuais por trás de como e por que os humanos se cansam durante o esporte e o exercício. Bons Estudos! SUMÁRIO UNIDADE I ...................................................................................................... 4 Fadiga no Esporte e Exercício UNIDADE II ................................................................................................... 32 Acidose Metabólica UNIDADE III .................................................................................................. 53 Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I UNIDADE IV .................................................................................................. 77 Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II 4 Plano de Estudo: ● O que é fadiga? ● Teorias predominantes de fadiga: periférica e central; ● Fadiga periférica; ● Fadiga central; ● Medindo a fadiga. Objetivos da Aprendizagem: ● Conhecer os conceitos de fadiga; ● Aprender sobre os principais mecanismos de fadiga central e periférica; ● Identificar como ocorre a fadiga periférica; ● Compreender como ocorre a fadiga central; ● Conhecer os principais métodos para medir fadiga. UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício Professor Dr. Flávio Ricardo Guilherme 5UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercíciode hidrogênio a partir da água (CAIRNS, 2006). Portanto, a produção de lactato ainda pode indiretamente causar alguma acidose intramuscular. Porém, é altamente improvável que isso contribuiria significativamente para a fadiga do exercício. 39UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 39UNIDADE II Acidose Metabólica Como afirmado acima, o lactato, e não o ácido lático, é produzido na glicólise. Na verdade, praticamente nenhum ácido lático existe no corpo (CAIRNS, 2006), já que o ácido constante de dissociação do ácido lático é inferior ao pH normal dos tecidos do corpo e fluidos. Isso significa que qualquer ácido lático presente no corpo se dissociaria para lactato e H+. A relação entre esses dois íons, em termos de como eles são produzidos e que efeito eles têm em seu ambiente uns aos outros, são cruciais para a compreensão do contra-argumento a hipótese do ácido lático. Um íon H+ é essencialmente um átomo de hidrogênio que doou seu único elétron em uma reação química (denominada reação de oxidação). A estrutura de um átomo de hidrogênio é um núcleo contendo um único próton e um único elétron ‘Girando’ em torno desse núcleo. Se o átomo de hidrogênio perder seu elétron, tudo o que resta é um único próton. É por isso que os íons H+ também são referidos como prótons. O sinal de mais em H+ refere-se ao fato de que o íon agora está positivamente carregado, pois contém apenas um próton. Os íons de hidrogênio (prótons) são ácidos (um ácido é qualquer substância que doa prótons) e, portanto, faz a solução que eles são colocados em (água, sangue ou fluido intracelular) ácidos. Um ponto de vista tradicional é que a produção de lactato também está associada com produção de íons H+, o que provoca uma redução no pH do ambiente intramuscular. Simplificando, esta visão afirma que a produção de lactato é uma causa de acidose. No entanto, essa visão foi contestada por vários pesquisadores que afirmam que o lactato não tem envolvimento na produção de H+ (e vice-versa), e que, de fato, H+ é produzido durante a glicólise a partir da hidrólise de ATP (BROOKS, 2009b; ROBERGS; GHIASVAND e PARKER, 2005). Isso parece absorver o lactato de qualquer papel no desenvolvimento de acidose durante o exercício. Contudo, como outros pesquisadores afirmam que a produção de lactato causa acidose, alterando o comportamento da água para que ela libere H+ no ambiente intracelular, e que a produção coincidente de lactato e H+ durante o exercício é, essencialmente, a produção de ácido lático (LINDINGER, 2005; HILL e LUPTON, 1923). Parte da confusão pode relacionar-se ao desenho experimental usado por estudos de pesquisa nesta Unidade. Alguns estudos usam pequenas quantidades de tecido humano em um ambiente de laboratório em uma tentativa de recriar artificialmente o ambiente interno do corpo (denominado pesquisa in vitro), enquanto outros estudos realmente usam um ser humano vivo inteiro ou animal (pesquisa in vivo). 40UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 40UNIDADE II Acidose Metabólica É extremamente difícil replicar o complexo funcionamento do tecido animal in vitro; portanto, este tipo de pesquisa não pode produzir uma imagem completa dos processos bioquímicos. Um bom exemplo é que alguns pesquisa in vitro examinando o papel da redução do pH na função muscular realizada nos experimentos em temperaturas de tecido notavelmente mais baixas do que a de um tecido intacto, músculo in vivo. A regulação ácido-base é influenciada pela temperatura e estudos conduzidos a temperaturas muito mais próximas das temperaturas fisiológicas normais relataram muito pouco efeito da redução do pH na função muscular. Além disso, olhando para as complexas reações bioquímicas que sustentam processos metabólicos isolados podem limitar nossa compreensão do que exatamente está acontecendo, visto que essas reações são interdependentes e influenciam umas às outras, (LINDINGER, 2005). Portanto, é mais apropriado estudá-los como um evento de grupo – algo assim é muito difícil de fazer. A mensagem principal aqui é que os métodos usados por pesquisadores devem ser considerados ao ler pesquisas sobre a bioquímica da acidose metabólica. Independentemente da causa exata de sua produção, o que é importante é que o acúmulo de H+ pode reduzir o pH do músculo e sangue. Esta redução do pH (acidose) tem sido considerada uma causa de fadiga muscular durante exercícios intensos. 41UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 41UNIDADE II Acidose Metabólica 4. LACTATO: CONCEITOS ERRÔNEOS E BENEFÍCIOS O lactato continua sendo uma substância mal compreendida por muitos. O mais importante equívoco é que o lactato é diretamente responsável pela fadiga durante o exercício. No entanto, existem outros equívocos comuns, bem como alguns importantes benefícios, da produção de lactato que devem ser abordados: 4.1 O lactato é um produto residual que não tem nenhum propósito útil. Esta é uma afirmação frequentemente repetida e provavelmente não muito pensada. Como regra geral, o corpo não "desperdiça" muito de sua energia ou recursos. Mesmo coisas que à primeira vista parecem um desperdício (exemplo: a grande quantidade de energia metabólica que é liberada como calor) na verdade desempenha um papel importante (este calor nos mantém aquecidos e regula nossa temperatura corporal, permitindo que nossa sistemas corporais funcionem de forma otimizada). Portanto, não faz sentido ver o lactato como um agente indutor de fadiga indesejado; um subproduto que através de alguma falha da evolução metabólica deve ser tolerada e seus efeitos prejudiciais minimizado. Na verdade, essa visão não é mais relevante, por pelo menos duas razões. A primeira é que a produção de lactato realmente serve para reduzir a acidose dentro músculo esquelético, potencializando ou pelo menos mantendo a função e melhorando o desempenho do exercício. A produção de lactato é observada durante exercício devido à produção e transporte de lactato. No entanto, a interpretação tradicional de que o acúmulo de lactato é o causador da fadiga é errônea e um exemplo clássico da má aplicação do fenômeno de causa e efeito. 42UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 42UNIDADE II Acidose Metabólica Como sabemos, a existência de uma correlação entre duas variáveis não implica que uma variável cause a mudança em a outra variável. Em outras palavras, apenas porque aumentou o lactato muscular sanguíneo e desempenho prejudicado são correlacionados, não significa que o aumento do lactato sanguíneo causa desempenho prejudicado. Isso é ainda mais esclarecido se consideramos que a produção de lactato consome H+, o que significa que a produção de lactato a atua na redução da acidez do músculo. Quantidades maiores de lactato são detectados durante os períodos de esforços de alta intensidade, quando alguma redução no desempenho também pode ser vista; no entanto, a produção de lactato é alta devido ao seu papel na amenização de piruvato e H+ em excesso, e não está prejudicando o desempenho. Portanto, o aumento da produção de lactato é o resultado da tentativa do corpo para prevenir aumentos na acidez intramuscular, e sua ocorrência na fadiga é coincidência. O benefício da glicólise e produção de lactato é ainda evidenciado por observações feitas em pacientes com doença de McArdle, que é uma condição genética caracterizada por uma incapacidade de quebrar o glicogênio via glicólise, e, portanto, uma incapacidade de produzir lactato. Pessoas com esta condição na verdade, se cansa mais rapidamente durante o exercício do que as pessoas que produzem lactato, fornecendo fortes evidências de que a produção de lactato é realmente benéfica para o desempenho. Portanto, a substância que foi demonizada por tanto tempo como causadora da fadiga durante o exercício realmente faz o oposto: ela nos ajuda para continuar se exercitando por mais tempo. A segunda razão pela qual o lactato nãoé simplesmente um produto residual é que ele é uma fonte de combustível durante e após o exercício. Aproximadamente 75% de todo o lactato produzido durante o exercício é usado como combustível muscular e até 25% da energia necessária durante uma corrida de 1.500 metros é fornecida pelo lactato (BROOKS, 2007). O uso de lactato como um combustível é facilitado pela presença das proteínas MCT especializadas presentes no sarcolema e na mitocôndria das fibras musculares que facilitam o transporte de lactato de fibra para fibra e para a mitocôndria para conversão de volta em piruvato e subsequente oxidação para obtenção de energia. Lactato é também convertido em glicose pós-exercício no fígado em um processo chamado gliconeogênese, que ajuda a repor as reservas finitas de carboidratos que foram esgotados durante o exercício, (BROOKS, 2009b). Também parece que o cérebro, anteriormente pensado para usar exclusivamente glicose como fonte de combustível, também pode usar lactato para gerar energia antes e depois do exercício (IDE et al., 2000; CAIRNS, 2006). 43UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 43UNIDADE II Acidose Metabólica A importância funcional do lactato está sendo melhor compreendida por estudos investigando seus efeitos ergogênicos como suplemento durante o exercício. Em particular, a suplementação com lactato durante alta intensidade e curta duração exercício demonstrou melhorar significativamente o desempenho (MORRIS et al., 2011). O principal mecanismo por trás dessa melhoria de desempenho parece ser um efeito alcalinizante do lactato no sangue, uma vez que o lactato é tamponado para bicarbonato, e o bicarbonato é um sistema primário de tamponamento ácido-base no sangue. Portanto, o consumo de lactato pode aumentar o gradiente de pH entre o músculo e sangue, o que facilitaria o movimento de H+ para fora do músculo e no sangue, onde poderia então ser tamponado por bicarbonato. 4.2 O lactato causa dor muscular e outros sintomas desconfortáveis durante e após o exercício. Não há teoria científica ou fundamento lógico sugerindo que o lactato contribui às desconfortáveis sensações musculares tipicamente sentidas durante e durante as horas e dias após exercícios intensos e/ou não habituais. Na verdade, como o lactato é produzido durante o exercício, é removido do músculo em aproximadamente uma hora após exercício (MONEDERO e DONNIE, 2000), não pode ser a causa de dor muscular tardia. Os desagradáveis sintomas musculares às vezes sentidos durante o exercício, como dor e queimação, não têm uma causa claramente aceita. No entanto, essas sensações podem ser devidas à estimulação de terminações nervosas livres geradoras de dor (nociceptivas) no músculo (denominado grupo III e IV musculares aferentes) por substâncias bioquímicas como H+, e por estresse mecânico associado à contração (MENSE, 2009). Dor muscular às vezes sentida nas horas e dias após o exercício é provavelmente devido a um efeito de via envolvendo micro traumas na arquitetura do músculo que leva à inflamação, edema intramuscular (inchaço) e a sensibilização mediada por hormônio de terminações nervosas livres no músculo (AMINIANFAR et al., 2011; NOAKES e GIBSON, 2004). 44UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 44UNIDADE II Acidose Metabólica 5. O IMPACTO DA PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO NA FUNÇÃO MUSCULAR 5.1 Liberação de Ca2+ do retículo sarcoplasmático e ligação de Ca2+ para troponina C Originalmente, pensava-se que a acidose metabólica causava uma redução na força muscular, reduzindo a taxa de liberação de Ca2+ do retículo sarcoplasmático. A liberação de Ca2+ é crucial para a contração muscular, e se o Ca2+ insuficiente é liberado, o músculo pode se contrair com menos força. Contudo, parece que os processos normais de liberação de Ca2+ do retículo sarcoplasmático não é prejudicado, mesmo quando os níveis de pH muscular são tão baixos quanto 6,2 (a partir de um pH normal em repouso de ~7,1) (WADA; KURATANI e KANZAKI, 2013). Parece, portanto, que a influência de acidose na movimentação de Ca2+ de seu local de armazenamento intramuscular é mínima. Uma vez que o Ca2+ foi liberado do retículo sarcoplasmático, ele deve ligar-se à troponina C, parte de um complexo de três proteínas que desempenham um papel crucial papel no início do processo de ponte cruzada dos dois filamentos primários contráteis no músculo esquelético, actina e miosina. Esta ponte cruzada é necessária para a contração muscular. Se o Ca2 + não pode se ligar à troponina C, então a actina e a miosina não podem interagir e a contração muscular não ocorrerá. O hidrogênio compete com o Ca2+ para se ligar à troponina C e, por esta razão, pensava-se que o acúmulo de H+ intramuscular reduziria a força muscular. No entanto, o aumento da acidez intramuscular também causar uma redução na ligação de Ca2+ a outros locais na fibra muscular, como a bomba sarcoplasmática de retículo de Ca+. 45UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 45UNIDADE II Acidose Metabólica Na verdade, a redução na ligação de Ca2 à bomba de Ca2+ é muito maior do que a redução na ligação do Ca2+ à troponina C. Portanto, a quantidade de Ca2+ na fibra muscular que é livre para se ligar à troponina C realmente aumenta em condições ácidas. Como resultado, a produção de força muscular pode realmente aumentar em um músculo ácido. Em suma, a acidose tem muito menos influência no mecanismo contrátil do músculo do que originalmente pensavam, e pode até favorecer um maior desenvolvimento de força do que sob normal condições de pH. 5.2 Excitabilidade da membrana muscular Pesquisas sobre o efeito de H+ na excitabilidade do músculo esquelético (a habilidade do sinal elétrico para se mover através da membrana muscular e para o estimular o músculo para a liberação de Ca2+) é um bom exemplo de como o H+ pode exercer efeitos positivos na função muscular. Durante as contrações musculares repetidas, potássio (K+) é perdido do meio intramuscular e se acumula no ambiente extracelular. O acúmulo de K+ no espaço extracelular pode prejudicar a excitabilidade da fibra muscular, reduzindo a força de contração. A acidez intramuscular pode ajudar a manter a excitabilidade da fibra muscular e a produção de força durante as contrações repetidas, talvez neutralizando o efeito deprimente do acúmulo de K+ extracelular (NIELSEN; DE PAOLI e OVERGAARD, 2001). No entanto, estudos que investigam a relação entre acidose e cinética de K+ in vitro muitas vezes não podem replicar as condições exatas em que os músculos se contraem. Portanto, pode haver uma discrepância entre os resultados da pesquisa e as respostas reais in vivo. Esta discrepância pode explicar porque um efeito protetor da acidose pode estar ausente durante repetidas contrações musculares in vivo (KRISTENSEN et al., 2005). Outro trabalho sugere que a acidose causa uma redução na atividade do cloreto nos canais da membrana muscular (PEDERSEN; DE PAOLI e NIELSEN, 2005). O movimento do cloreto através desses canais tem um efeito inibitório na excitabilidade muscular. A redução na atividade do canal de cloreto causada pela acidose poderia, assim, reduzir esta inibição e aumentar a excitabilidade do músculo. 5.3 A taxa de glicólise Durante o exercício intermitente máximo, relações significativas foram relatadas entre pH muscular reduzido e produção de potência/trabalho reduzida (BISHOP e CLAUDIUS, 2004; FITTS, 2008). 46UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 46UNIDADE II Acidose Metabólica Foi sugerido que a acidose intramuscular pode afetar negativamente a função das principais enzimas envolvidas na glicólise (principalmente fosfofrutoquinase e glicogênio fosforilase). Reduzindo isso o pH pode prejudicar a função das enzimas e, no caso da glicólise, reduzir a capacidade do músculo de gerar energia (SPRIET et al., 1989). Embora haja evidências para mostrar que durante o exercício intenso, particularmente consistindoem curtas sessões repetidas de trabalho, a contribuição da glicólise para a necessidade de energia progressivamente declina, (SPRIET et al., 1989; NOAKES e GIBSON, 2004), assim o papel da acidose nesse processo é questionável. Como já visto, tornar o sangue mais alcalino parece permitir maior remoção de H+ do músculo em atividade, levando a uma melhor atuação em exercício. No entanto, alguns estudos não encontraram nenhum efeito do aumento da alcalinidade do sangue no desempenho (MESSONNIER et al., 2006; GAITANOS et al., 1993; KATZ et al., 1984). Discrepâncias nos resultados podem ser devidas à intensidade e duração do exercício, uso de curtas durações de recuperação entre sessões de exercícios; e a capacidade tampão in vivo dos participantes da pesquisa. Assim, esta pesquisa por si só não deve ser usada para formar uma conclusão sobre o efeito da acidose na taxa de glicólise. Alguns autores não encontraram influência da acidose na taxa glicolítica do músculo (BANGSBO et al., 1996; FITTS e HOLLOSZY, 1976), e sugeriram que as reduções do pH muscular normalmente encontradas durante o exercício não tem efeito sobre a glicólise. Esta visão é ainda apoiada pelo seguintes observações: 1) O curso de tempo de recuperação da força muscular após exercícios intensos é muito mais rápido do que o tempo de recuperação do pH; 2) As pessoas são capazes de produzir alta força / potência muscular sob condições de acidose; 3) Nenhuma correlação significativa foi encontrada entre a recuperação do pH do músculo e recuperação do desempenho de sprint (GIRARD; MENDEZ-VILLANUEV e BISHOP, 2011). Claramente, há conflito na literatura diz sobre os efeitos da acidose na função da glicólise. Mais pesquisas precisam ser realizadas para permitir que uma imagem mais clara se forme, mas a mensagem importante é novamente que os efeitos negativos percebidos do acúmulo de H+ e acidose associada são de nenhuma maneira universalmente aceita. 5.4 O ciclo da ponte cruzada Reduções no pH muscular podem prejudicar a produção de força nas pontes cruzadas (onde os miofilamentos actina e miosina se ligam) quando no estado de alta força (quando a actina e miosina estão fortemente ligadas e os músculos contração) (FITTS, 2008). 47UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 47UNIDADE II Acidose Metabólica Durante o exercício intenso, o pH muscular pode atingir níveis suficientemente baixos (aproximadamente pH 6,2) para comprometimento da ponte cruzada a produção de força ocorra (CADY; JONES e MOLL, 1989). O hidrogênio pode prejudicar a força da ponte cruzada produção, reduzindo o número de pontes cruzadas que se formam e / ou a força produzida por ponte cruzada, embora o efeito mais provável seja uma força reduzida produção por ponte cruzada (FITTS, 2008). O efeito depressivo de H + na força da ponte cruzada a produção persiste mesmo quando Ca2 + suficiente está presente para saturar a troponina Sítios de ligação C, sugerindo que a influência de H + na força da ponte cruzada é independente de qualquer papel potencial de H + na ligação de Ca2 + prejudicada à troponina C (DEBOLD; DAVE e FITTS, 2004; FITTS, 2008). Também é provável que a influência de H + na produção de força da ponte cruzada é afetado pela intensidade do exercício e é maior nas fibras do tipo II, pois essas fibras mostram os valores de pH mais baixos (FITTS, 1994). A produção de hidrogênio e a redução do pH associada também podem reduzir a velocidade máxima de contração muscular. Atualmente, o mecanismo por trás este efeito potencial é desconhecido. Também há controvérsia na literatura quanto à importância do pH reduzido na velocidade da fibra (KNUTH et al., 2006). Encurtamento do músculo a velocidade não pode ser prejudicada até que o pH diminua abaixo de 6,7 (FITTS, 2008), o que pode acontecem durante o exercício intenso. Portanto, a influência do pH no músculo a velocidade da fibra é provavelmente dependente da extensão da produção de H +, músculo temperatura e cinética de Ca2 + muscular. Como a produção de H + pode prejudicar tanto a força quanto a velocidade muscular, é não é surpreendente que também possa prejudicar a potência muscular (FITTS, 2008). Nas fibras do tipo I, H + a produção parece inibir a energia em maior medida em temperaturas mais altas (talvez devido a maiores reduções na velocidade em temperaturas mais quentes), e em maior medida em temperaturas mais frias nas fibras do tipo II (FITTS, 2008). No entanto, muito dos dados que examinam as diferenças de tipo de fibra foram coletados in vitro, e devem ser interpretados com isso em mente (FITTS, 2008). 5.5 Impulso do Sistema Nervoso Central Exercícios de alta intensidade podem levar a grandes quantidades de H+ movendo- se do músculo ao sangue. Se o H+ entrar no sangue em uma taxa muito alta, pode exceder a capacidade de tamponamento do sangue e uma acidose extracelular (ou seja, sangue) pode se desenvolver. A acidose extracelular pode dessaturar a hemoglobina arterial (ou seja, reduzir a quantidade de oxigênio transportado no sangue), denominado Efeito Bohr. 48UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 48UNIDADE II Acidose Metabólica A saturação arterial reduzida de hemoglobina pode prejudicar a entrega de oxigênio ao cérebro (NIELSEN et al., 2002). Isso pode, por sua vez, induz uma hipóxia cerebral que pode contribuir para a fadiga central (CAIRNS, 2006; NIELSEN et al., 2002; FITTS e HOLLOSZY, 1976). Na verdade, a fadiga de origem central foi demonstrada que ocorre dentro de alguns segundos da produção de força máxima (GANDEVIA et al., 1996). Portanto, o efeito de alcalinização do sangue de substâncias como o bicarbonato de sódio pode atenuar a dessaturação da hemoglobina arterial e reduzir fadiga (CAIRNS, 2006). Esta sugestão tem suporte de estudos que mostram que a acidose sanguínea aumenta as classificações de esforço percebido (EP) e reduz a tolerância ao exercício, e que a ingestão de bicarbonato atenua o aumento no EP (NIELSEN et al., 2002; SWANK e ROBERTSON, 1989). O papel de bicarbonato de sódio na manutenção do impulso do SNC pode ajudar a explicar por que um efeito benéfico direto do bicarbonato de sódio na performance da contração muscular nem sempre é visto. 49UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 49UNIDADE II Acidose Metabólica SAIBA MAIS O objetivo do artigo abaixo foi verificar a influência da fadiga neuromuscular e da acidose metabólica sobre o subsequente desempenho em uma corrida de 400 metros. Confira. Fonte: PELICER, R. P.; HIGINO, W. P.; HORITA, R. Y.; MEIRA, F. C.; ALVES, A. P. A influência da fadiga neuromuscular e da acidose metabólica sobre a corrida de 400 metros. Revista Brasileira de Medicina do Esporte, v.17 (2), 2011. Disponível em: https://www.scielo.br/j/rbme/a/ TJZR4gN9YYwR8bZwDXmCJQf/?lang=pt. Acesso em: 14 jan. 2022. REFLITA “No meio da dificuldade, encontra-se a oportunidade” Fonte: Autor Desconhecido. https://www.scielo.br/j/rbme/a/TJZR4gN9YYwR8bZwDXmCJQf/?lang=pt https://www.scielo.br/j/rbme/a/TJZR4gN9YYwR8bZwDXmCJQf/?lang=pt 50UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 50UNIDADE II Acidose Metabólica CONSIDERAÇÕES FINAIS Explicar a influência potencial da acidose metabólica na fadiga do exercício é complicado, até porque ainda há muito debate em andamento sobre o assunto. Com relação ao lactato, aqui estão algumas coisas importantes a serem relembradas e foram discutidas ao longo dessa Unidade: 1) O lactato, e não o ácido láctico, é produzido nos músculos durante o exercício intenso; 2) Lactato e ácido láctico não devem ser considerados a mesma coisa: eles são substâncias diferentes; 3) O lactato é produzido em resposta ao músculo se tornar mais ácido devido à produção de H+. A produção de lactato não é a causa da acidez muscular; 4) A produção de lactato reduz a acidez muscular ao consumir H+, permitindo o praticante fazer exercício intenso por mais tempo; 5) O lactato é uma importante fonte decombustível para os músculos e o cérebro; 6) Durante o exercício intenso, a fadiga ocorreria mais cedo se o lactato não fosse produzido. Com base em evidências de pesquisas atuais, parece que a acidose metabólica decorrente da produção de H+ tem uma influência muito menor na fadiga durante exercício do que se pensava anteriormente. Na verdade, há evidências de que uma redução do pH pode realmente aumentar a produção de força muscular e ajudar a manter excitabilidade muscular. No entanto, a pequena influência direta de H+ no desempenho do músculo (considerado como sendo menos de 10% de redução de desempenho) ainda pode ser suficiente para contribuir para o comprometimento do desempenho durante todo o exercício (CAIRNS, 2006), principalmente no nível de desempenho de elite. Além disso, a produção de H+ pode impactar o desempenho de outras formas que não seja diretamente o músculo, como a redução do impulso do SNC e aumento da percepção de esforço. Portanto, H+ ainda deve ser considerado nas discussões sobre a fadiga do exercício, mas não é o culpado de por todas as coisas relacionadas à fadiga. Até a próxima Unidade! 51UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 51UNIDADE II Acidose Metabólica LEITURA COMPLEMENTAR A desidratação gerada por atividades físicas de alta intensidade, como o croosfit, prejudica a performance dos atletas. De forma paralela, a acidez aumentada em função do acúmulo de lactato contribui para a fadiga do atleta. Este estudo objetivou avaliar a desidratação e a relação entre o consumo de carboidrato e o nível de lactato sanguíneo de praticantes de atividade física de alta intensidade. Boa Leitura! Fonte: MOREIRA, J. P. A.; MENDES, T. P.; COSTA, A. G. V. Nível de desidratação e concentração de lactato de praticantes de atividade física de alta intensidade. Revista Brasileira de Nutrição Esportiva, v.13 (81), 2019. Disponível em: https://redib.org/Record/oai_articulo2471635-n%C3%ADvel-de-desidrata%- C3%A7%C3%A3o-e-concentra%C3%A7%C3%A3o-de-lactato-de-praticantes-de-atividade-f%C3%ADsica- -de-alta-intensidade. Acesso em: 14 jan. 2022. https://redib.org/Record/oai_articulo2471635-n%C3%ADvel-de-desidrata%C3%A7%C3%A3o-e-concentra%C3%A7%C3%A3o-de-lactato-de-praticantes-de-atividade-f%C3%ADsica-de-alta-intensidade. https://redib.org/Record/oai_articulo2471635-n%C3%ADvel-de-desidrata%C3%A7%C3%A3o-e-concentra%C3%A7%C3%A3o-de-lactato-de-praticantes-de-atividade-f%C3%ADsica-de-alta-intensidade. https://redib.org/Record/oai_articulo2471635-n%C3%ADvel-de-desidrata%C3%A7%C3%A3o-e-concentra%C3%A7%C3%A3o-de-lactato-de-praticantes-de-atividade-f%C3%ADsica-de-alta-intensidade. 52UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 52UNIDADE II Acidose Metabólica MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO Título: Fadiga no Esporte e Exercício Autores: Shaun Phillips. Editora: Routledge. Sinopse: O livro reúne temas tradicionais e contemporâneos que envolvem essa temática. Entre os temas tradicionais abordados destacam os processos centrais e periféricos envolvidos na fadiga muscular. O livro tem uma leitura simples e objetiva, com temas e estudos atuais. FILME/VÍDEO Título: Acidose Metabólica - Sua origem e consequências no Exer- cício Físico Ano: 2019. Sinopse: Conheça os processos envolvidos na formação da Aci- dose Metabólica, suas consequências no exercício físico e como o corpo a neutraliza. Entenda também o Ciclo de Cori. Link do vídeo: https://youtu.be/BkYznV01-es 53 Plano de Estudo: ● Exercício submáximo prolongado; ● Jogos coletivos de campo; ● Exercício de meia distância. Objetivos da Aprendizagem: ● Compreender os fatores que causam fadigas em exercícios de longa duração; ● Conhecer sobre os potenciais mecanismos que causam fadigas em jogos coletivos de campo; ● Aprender sobre os principais causadores de fadiga em exercícios de meia distância. UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I Professor Dr. Flávio Ricardo Guilherme 54UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I INTRODUÇÃO Um dos principais modificadores da fadiga é a natureza do exercício e as demandas associadas colocadas no exercício Individual. No entanto, as causas da fadiga também podem ser influenciadas pelo sexo, status de treinamento, idade, saúde e muito mais. Para abordar a questão da demanda de exercícios nas causas da fadiga, esta unidade irá destacar os tipos de exercícios que têm diferentes requisitos físicos e potenciais mecanismos de fadiga. Desta forma, será possível diferenciar mecanismos potenciais de fadiga com base nos requisitos de exercício, e enfatizar as fontes de confusão ou falta de conhecimento sobre os mecanismos de fadiga durante diferentes tipos de exercício. Após a discussão de demanda de exercício, as questões de gênero e status de treinamento serão analisadas, destacando o que se sabe atualmente sobre o papel modificador desses dois fatores na fadiga do exercício. Apenas aqueles mecanismos que podem contribuir significativamente para a fadiga durante demandas de exercícios particulares serão discutidos. Se um mecanismo de fadiga não é discutido, é porque a pesquisa existente não o apoia como uma fonte principal de fadiga durante essa forma de exercício; no entanto, isso não significa que o mecanismo deve ser completamente ou permanentemente descartado, pois lembre-se, o conhecimento sobre os processos de fadiga está sempre mudando. Boa leitura! 55UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I 1. EXERCÍCIO SUBMÁXIMO PROLONGADO O exercício submáximo prolongado refere-se ao exercício realizado em intensidade moderada por 30 -180 minutos. É importante notar que o foco desta unidade não é fornecer uma análise detalhada de cada variável física que é importante para o desempenho geral de cada exercício (isso seria mais relevante em uma discussão sobre identificação e treinamento de talentos). Em vez disso, o foco está em identificar os principais sistemas e processos do corpo que são importantes para o desempenho, e como a fadiga pode afetar esses sistemas. O exercício submáximo prolongado depende da função cardiovascular para transportar sangue oxigenado dos pulmões, para o coração e, em seguida, para a circulação sistêmica para entrega aos tecidos que está trabalhando. A entrega de oxigênio é necessária para permitir a ressíntese aeróbia de ATP usando carboidratos, gordura e lactato, que é de longe a fonte mais importante de ressíntese de ATP durante exercício submáximo prolongado (a energia da quebra de PCr é importante durante os primeiros minutos de exercício submáximo prolongado e se aumentar a intensidade do exercício, mas depois que carboidratos e gorduras se tornam os principais combustíveis. O fluxo sanguíneo para os tecidos de trabalho também remove o dióxido de carbono (produzido em maiores quantidades por meio do metabolismo aeróbio) e auxilia na remoção do hidrogênio (H+) do músculo. A função cardiovascular adequada também é necessária para a regulação da temperatura corporal, por meio da distribuição de sangue para os tecidos e pele para convecção e evaporação na perda de calor corporal. 56UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I A função neuromuscular também é crucial para a manutenção de ativação muscular adequada e função contrátil durante o a sessão de exercícios. 1.1 Quais são as prováveis “causas” de fadiga durante prolongada exercício submáximo? O exercício submáximo prolongado depende da taxa do metabolismo aeróbio de uma reserva de energia limitada (ou seja, carboidratos) e a intensidade do exercício que pode ser mantida sem desenvolvimento de hipertermia ou prejudicada função neuromuscular (COYLE, 2007). A economia de movimento da pessoa que se exercita (o custo de energia, geralmente medido como VO2, em relação à velocidade do movimento) também desempenha um papel na capacidade de manter uma determinada intensidade (COYLE, 2007). Portanto, é lógicosupor que as causas potenciais de fadiga durante o exercício prolongado estarão relacionadas a distúrbios no metabolismo energético, regulação de ácido/base, termorregulação e função neuromuscular. 1.2 Função cardiovascular e termorregulação Durante o exercício submáximo prolongado, a perda de fluidos via suor (entre outras vias) podem diminuir o volume do plasma sanguíneo. O volume de plasma reduzido pode reduzir o volume de sangue que entra no coração em cada ciclo cardíaco, o que poderia reduzir o volume sistólico e o débito cardíaco, o que significa que a frequência cardíaca deve aumentar para manter o fornecimento de oxigênio necessário para o tecido de trabalho. Essas alterações representam uma redução da eficiência da frequência cardíaca, o que pode levar ao comprometimento do desempenho do exercício (CASA et al., 2000). Se a perda de água corporal continuar, o volume plasmático reduzido pode gerar uma competição pelo fluxo sanguíneo entre os órgãos centrais, os tecidos em funcionamento e a pele. É biologicamente imperativo que os órgãos centrais recebam fluxo sanguíneo suficiente para manter a função adequada, portanto, o fluxo sanguíneo da pele pode ser reduzido para a extensão em que a perda de calor por evaporação é prejudicada e a temperatura central subsequentemente aumenta. No entanto, é questionável se a obtenção de uma temperatura central alta “crítica” é uma causa direta de fadiga durante o exercício. Em vez disso, aumentos na temperatura da pele (o que pode ocorrer devido à redução na taxa de suor e a perda de calor por evaporação) pode ser mais importante do que a alta temperatura central contribui para a fadiga induzida por hipertermia. 57UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I Alto as temperaturas da pele exigem um fluxo sanguíneo cutâneo mais alto, o que pode prejudicar a eficiência do coração, redução do VO2max e aumento da intensidade relativa do exercício, causando ao atleta fadiga precoce. Apesar das evidências ambíguas do efeito negativo de um núcleo “crítico” de temperatura, parece provável que a desidratação afete negativamente o desempenho em exercício, e que esses efeitos são centrais ao invés de periféricos. Fatores periféricos potenciais associados à hipertermia (sangue reduzido e fornecimento de oxigênio aos músculos em atividade, aumento do uso de glicogênio muscular) não têm boas evidências como causas de fadiga, mas alterações centrais (aumento da temperatura do cérebro, redução do fornecimento de sangue e oxigênio ao cérebro, deficiência motora) parecem exercer uma influência mais negativa no desempenho. Se hidratar conforme os ditames da sede parece ser uma estratégia útil para melhorar muitas dos potenciais consequências negativas da desidratação durante exercícios submáximos prolongados. Ciclistas tendem a consumir maiores volumes de líquido durante o exercício em comparação com corredores, (PFEIFFER et al., 2012), provavelmente devido ao maior desconforto gastrointestinal que os corredores encontram ao consumir líquidos durante sua atividade (LAMBERT et al., 2008). Menor ingestão de líquidos pode causar em corredores maior risco de fadiga relacionada à desidratação do que outros atletas de resistência. Finalmente, a fadiga central parece exercer mais um efeito no desempenho de corrida do que o desempenho no ciclismo para uma mesma duração (MILLET; VLECK e BENTLEY, 2009). Esta descoberta pode sugerir que os corredores poderiam ser mais prejudicados por deficiências centrais induzidas por hipertermia do que ciclistas. 1.3 Provisão de energia aeróbia Corredores de maratona de alto nível obtêm aproximadamente dois terços de sua necessidade de energia de carboidratos, principalmente glicogênio muscular e um menor nível de glicose no sangue (COYLE, 2007). Os melhores corredores de maratona podem correr uma maratona em uma intensidade média de mais de 80% VO2máx, que não pode ser mantida sem reservas de carboidratos suficientes (COYLE, 2007). Reduções no glicogênio muscular portanto, exigem uma redução na intensidade do exercício a um nível que pode ser mantido pelo metabolismo da gordura, glicose no sangue e lactato (COYLE, 2007). A depleção do glicogênio muscular pode ocorrer após cerca de 2 horas de exercício, embora isso seja um amplo período de tempo, a depleção pode ser influenciada pela intensidade do exercício, condições ambientais, concentração de glicogênio muscular pré- exercício e status do treinamento do atleta. 58UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I Atletas de endurance bem treinados mostram uma capacidade aprimorada de metabolizar a gordura em uma determinada intensidade de exercício, o que pode permitir que eles “poupem” glicogênio muscular e mantenham uma maior intensidade de exercício por mais tempo. Curiosamente, não foram concluídos estudos que investiguem a influência do status de treinamento sobre o grau em que a depleção de carboidratos pode causar fadiga durante exercícios prolongados (COYLE, 2007). A hipoglicemia pode ocorrer durante exercícios submáximos prolongados, secundários à depleção do glicogênio hepático. A extensão da hipoglicemia dependerá de duração e intensidade do exercício (a liberação de glicose no fígado aumenta linearmente com intensidade do exercício, e também é maior durante exercícios de longa duração, quando os estoques de glicogênio muscular se esgotam), o estado de energia pré-exercício do atleta (ou seja, com quanto glicogênio hepático eles começam a se exercitar) e se o atleta consome carboidratos ou não durante o exercício (pode poupar glicogênio hepático e / ou manter de forma independente os níveis de glicose no sangue). O desenvolvimento de hipoglicemia pode contribuir à fadiga durante o exercício submáximo prolongado, limitando o fornecimento de combustível aos músculos que estão trabalhando. O cérebro também tem um estoque limitado de glicogênio e precisa absorver a glicose no sangue durante o exercício. Portanto, a hipoglicemia também pode contribui para a fadiga central durante exercícios submáximos prolongados; contudo, deve ser lembrado que a influência da hipoglicemia na oxidação de carboidrato no músculo, capacidade de resistência e desenvolvimento de fadiga ainda é bastante debatido na comunidade científica. 1.4 Função neuromuscular Prejuízos significativos na liberação de cálcio (Ca2+) do retículo sarcoplasmático (RS) e recaptação foram encontradas após ciclismo submáximo prolongado (LEPPIK et al., 2004), e essas deficiências têm sido associadas à fadiga (WADA; KURATANI e KANZAKI, 2013). Seja qual for o mecanismo específico, o exercício submáximo prolongado é provavelmente prejudicado/limitado a alguns extensão pela desregulação do RS. A maioria dos estudos em humanos que investigaram o acúmulo extracelular de potássio (K+) têm usado intensas sessões de exercícios com apenas uma perna durando não mais do que alguns minutos. Os resultados desses estudos sugerem que o K+ extracelular pode se acumular rapidamente (em 1–3 minutos). No entanto, esta pesquisa não indica se o acúmulo extracelular de K+ pode ocorrer ou não durante exercício submáximo prolongado de corpo inteiro. 59UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I McKenna et al. (2006), mostraram aumentos significativos na concentração extracelular e intersticial de K+ durante exercício de ciclismo com duração de aproximadamente 50 minutos. Além disso, a suplementação de participantes com N-acetilcisteína (um composto antioxidante) reduziu o acúmulo extracelular de K+ e melhorou a duração do ciclismo, portanto associando melhor regulação do K+ com maior resistência ao exercício. Pires et al. (2011), também encontraram aumentos notáveis na concentração extracelular de K+ durante exercício de ciclismo até a exaustão em uma intensidade acima do segundo limiar de lactato. O tempo deexaustão nesta intensidade foi de apenas aproximadamente 22 minutos, em comparação com cerca de 45 minutos a uma intensidade igual ao segundo lactato limiar e cerca de 94 minutos a uma intensidade igual ao primeiro limiar de lactato. Curiosamente, a concentração extracelular de K+ atingiu um platô após cerca de 40% da duração do exercício, independentemente da intensidade do exercício. Portanto, os autores concluíram que mudanças em variáveis como K+ extracelular não se correlacionar com o tempo de exaustão. Overgaard et al. (2002), acharam significativos aumentos na concentração plasmática de K+ após uma corrida de 100 km. No entanto, os autores mediram a concentração plasmática de K+ apenas antes e depois da corrida. Portanto, uma relação de causa e efeito entre o acúmulo de K+ no plasma e o desempenho não pôde ser estabelecida. 1.5 Fadiga central e regulação central antecipatória de desempenho Muitas das hipóteses de fadiga central são mais prováveis para desempenhar um papel limitador de desempenho durante exercícios prolongados. Alterações em produção e metabolismo de neurotransmissores cerebrais, acúmulo de amônia no cérebro e produção de citocina pró-inflamatória foram todos implicados no desenvolvimento de fadiga central durante exercícios submáximos prolongados. Além disso, a influência de alguns desses mecanismos pode ser dependente de certas alterações periféricas e/ou centrais. Por exemplo, o papel dos neurotransmissores cerebrais no desempenho de exercício prolongado pode ser mais importante durante o exercício no calor, e aumento das citocinas pró inflamatórias provavelmente ocorra devido à depleção significativa de energia do músculo esquelético. Hipóteses de fadiga central prevalente devem ser consideradas ao discutir a fadiga durante exercícios submáximos prolongados, mas a presença de potenciais fatores moduladores nessas hipóteses devem também ser determinadas caso a caso. 60UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I 2. JOGOS COLETIVOS DE CAMPO Esta seção se concentra em jogos de equipe (coletivo) baseados em campo, como futebol, rúgbi e hóquei. Trabalho de baixa intensidade (em pé, caminhada, corrida) é predominante na maioria dos jogos de equipe baseados em campo. No entanto, a necessidade de realizar várias centenas de ações breves e intensas junto com mudanças rápidas e contínuas de atividade sugere um estresse notável nas vias de energia aeróbia e anaeróbia. A necessidade de ativar rápido e vigorosamente o músculo esquelético por curtos períodos de tempo é uma diferença crucial entre exercícios de jogos em equipe e exercícios prolongados submáximos e pode influenciar os processos de fadiga nos jogos. A frequência cardíaca média durante jogos de equipe de campo é de aproximadamente 75-95% da frequência cardíaca máxima, (DUTHIE; PYNE e HOOPER, 2003; GABBETT; KING e JENKINS, 2008), e o VO2 médio estimado durante uma partida de futebol a correspondente à 70–80% VO2máx (BANGSBO; MOHR e KRUSTRUP, 2006). A concentração média de lactato sanguíneo varia de aproximadamente 2,8-10 mmol / litro, com concentrações de pico notavelmente maiores do que esses valores (DUTHIE; PYNE e HOOPER, 2003; BANGSBO; MOHR e KRUSTRUP, 2006). O carboidrato é a principal fonte de combustível durante esses jogos, apesar do predomínio de trabalhos de baixa intensidade. A extensão da depleção do glicogênio do músculo é variável e provavelmente afetada pela posição de jogo, intensidade, condições ambientais, recrutamento do tipo de fibra muscular e concentrações de glicogênio antes do jogo (ABT; ZHOU e WEATHERBY, 1998; MOHR; KRUSTRUP e BANGSBO, 2005). 61UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I Os jogos em equipe parecem impor um estresse fisiológico médio semelhante àquele observado em exercícios submáximos prolongados. O metabolismo aeróbio é dominante, mas a contribuição anaeróbia é crucial para um desempenho bem-sucedido. No entanto, a demanda momento a momento de jogos em equipe requer um alta e notável componente de intensidade máxima, tornando-o significativamente diferente do estado estacionário exercício. 2.1 Quais são as prováveis “causas” de fadiga durante os jogos coletivos de campo? Pesquisa investigando a demanda física e os determinantes da fadiga durante os jogos da equipe descobriu duas “formas” de fadiga durante este tipo de atividade. Parece que os jogadores de jogos coletivo experimentam fadiga temporária após períodos de atividade de alta intensidade; isso é conhecido como fadiga transitória. Uma fadiga progressiva também se desenvolve, resultando em menor intensidade da atividade, corrida e distância total percorrida até o final de uma partida (BANGSBO; NORREGAARD e THORSO, 1991; MOHR; KRUSTRUP e BANGSBO, 2003). Abaixo discutiremos as causas potenciais de ambas as “formas” de fadiga. 2.2 Fadiga transitória Lactato muscular sanguíneo e pH Concentrações notáveis de lactato sanguíneo foram relatados durante jogos de equipe, sugerindo o uso significativo da glicólise anaeróbia. Portanto, a fadiga durante os jogos da equipe pode estar associada a alta concentrações de lactato muscular e / ou acidose intramuscular (MOHR; KRUSTRUP e BANGSBO, 2005). Esta sugestão tem algum apoio de estudos que demonstram aumentos significativos no lactato muscular e acidose, e correlações fracas, mas estatisticamente significativas entre a concentração de lactato muscular e diminuição do desempenho de sprint, após períodos intensos de jogo (KRUSTRUP et al., 2003). No entanto, as concentrações de lactato muscular durante os jogos da equipe são muito mais baixas do que aquelas encontradas na exaustão após exercício de alta intensidade (MOHR; KRUSTRUP e BANGSBO, 2003). Além disso, existe a ausência de um papel causal para lactato na fadiga e os papéis benéficos da produção de lactato durante o exercício. Se o acúmulo de lactato intramuscular não for uma causa provável de fadiga durante jogos de equipe, seria uma redução no pH muscular via acúmulo de H+? Embora o acúmulo de H+ tenha sido apresentado como um candidato à fadiga transitória, as diminuições do pH muscular durante o futebol são apenas moderadas (BANGSBO; MOHR e KRUSTRUP, 2006), e essas alterações não foram relacionadas a deficiências desempenho (BANGSBO; MOHR e KRUSTRUP, 2006; KRUSTRUP et al., 2006). 62UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I Além disso, há evidências que mostram que os níveis de pH muscular 1 ½ minutos antes da exaustão durante o exercício intenso intermitente não foram diferentes daqueles valores vistos na exaustão (KRUSTRUP et al., 2003). Parece, portanto, que reduzir o pH muscular não é uma causa provável de fadiga transitória durante jogos em equipe (BANGSBO; MOHR e KRUSTRUP, 2006), é possível que a falta de um papel para o acúmulo de H+ na fadiga transitória pode ser devido ao papel aparentemente mínimo de H+ na fadiga muscular. 2.3 Baixa concentração de fosfocreatina muscular A capacidade de realizar repetidos os sprints dependem parcialmente da disponibilidade do PCr. No entanto, estudos de correlação entre recuperação de PCr e desempenho de sprint repetido também mostram que a recuperação da PCr está associada a cerca de 45-71% da recuperação da produção de energia, sugerindo que existem outros fatores que também contribuem para desempenho do exercício. Após intensos períodos de atividade durante os jogos da equipe, a diminuição em na concentração de PCr muscular está correlacionada com a capacidade de corrida prejudicada (MOHR; KRUSTRUP e BANGSBO, 2005; KRUSTRUP et al., 2006). No entanto, a depleção de PCr muscular após períodos de alta intensidade dos jogos parece ser moderada (BANGSBO; IAIA e KRUSTRUP, 2007), e outras pesquisas não mostraram mudanças na concentração de PCr muscular no final de testes intermitente projetados para replicar a natureza repetida de sprintdos jogos em equipe (KRUSTRUP et al., 2003). A grande parte da evidência disponível parece sugerir que a depleção do PCr do músculo não é a causa de fadiga transitória durante jogos em equipe (BANGSBO; MOHR e KRUSTRUP, 2006; MOHR; KRUSTRUP e BANGSBO, 2005; BANGSBO; IAIA e KRUSTRUP, 2007). 2.4 Excitabilidade da membrana muscular A desregulação do Retículo Sarcoplasmático (RS) pode ocorrem durante exercícios prolongados e podem estar ligados a acúmulo de fosfato inorgânico (Pi) e depleção de glicogênio muscular. Portanto, é plausível que a desregulação do RS poderia contribuir para a fadiga durante o exercício de jogos de equipe em campo. No entanto, dados que investiguem esta sugestão estão faltando. O papel potencial da redução do pH no acúmulo extracelular de K+, e o potencial de exceder a capacidade da bomba Na+, K+ durante o exercício de alta intensidade, indica que o acúmulo extracelular de K+ pode ser maior durante o exercício de alta intensidade. Portanto, o acúmulo extracelular de K+ pode estar implicado em fadiga transitória durante jogos em equipe. 63UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I Dada esta informação, o que é conhecido do papel potencial do acúmulo de K + extracelular em transientes fadigas durante os jogos da equipe? A resposta à pergunta acima é: não muito. Embora saibamos disso, exercício intenso de curto prazo causa acúmulo de K+ extracelular suficiente para despolarizar o potencial da membrana muscular e reduzir a produção de força, poucos trabalhos têm investigado a rotatividade de K+ durante os jogos da equipe (MOHR; KRUSTRUP e BANGSBO, 2005). Exemplo, sabemos que os níveis de K+ no sangue são elevados durante uma partida de futebol, (KRUSTRUP et al., 2003), mas este estudo não forneceu informações sobre o acúmulo de K+ no interstício muscular. Um estudo mais recente descobriu que a ingestão de cafeína melhorou o desempenho de exercícios intensos intermitentes semelhantes aos realizados durante os jogos de equipe, e que a cafeína causou uma redução na concentração de K+ intersticial (MOHR; NIELSEN e BANGSBO, 2011). Esses autores sugeriram que o desempenho melhorado com ingestão de cafeína indica um papel do K+ acúmulo intersticial em prejudicar o desempenho durante jogos em equipe. No entanto, os autores também observam que outras influências da ingestão de cafeína, tais como concentrações elevadas de catecolaminas e / ou uma redução central da fadiga, pode ter contribuído para a melhoria do desempenho, com a redução na concentração intersticial de K+ sendo um achado coincidente. Essa possibilidade é mais apoiada pela descoberta de que as concentrações intersticiais de K+ no grupo controle não foi alta o suficiente para contribuir para a fadiga (MOHR; NIELSEN e BANGSBO, 2011). Como resultado, não pode ser determinada de forma conclusiva se o acúmulo extracelular de K+ desempenha um papel na fadiga transitória durante jogos em equipe. 2.5 Fadiga progressiva Além da fadiga transitória, que pode desenvolver e “dissipar” múltiplas vezes durante os jogos da equipe, uma fadiga mais progressiva também se instala como o progredir do jogo. Ao contrário da fadiga transitória, a fadiga progressiva não é corrigida antes do fim do jogo. 2.6 Depleção de glicogênio muscular A extensão do glicogênio muscular o esgotamento durante os jogos em equipe é variável e provavelmente afetado pelo jogo posição, intensidade do jogo, condições ambientais, tipo de fibra muscular recrutamento e concentração de glicogênio muscular pré-jogo (ABT; ZHOU e WEATHERBY, 1998; MOHR; KRUSTRUP e BANGSBO, 2005; BALSOM et al., 1999). 64UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I No entanto, é geralmente aceito que a concentração de glicogênio muscular durante a equipe os jogos podem cair a um nível em que o desempenho, especialmente nos últimos estágios do jogo, pode ser prejudicado (KRUSTRUP et al., 2006). Esta sugestão é apoiada pela riqueza de pesquisas documentando melhorias de desempenho e um atraso em o início da fadiga quando suplementos de carboidratos são usados durante a equipe nos jogos. A observação de aumentos progressivos nas concentrações de ácidos graxos livres no sangue durante a segunda metade dos jogos da equipe (KRUSTRUP et al., 2003; BALSOM et al., 1999), sugere uma maior dependência de gordura como fonte de combustível, talvez devido à disponibilidade reduzida de glicogênio (BANGSBO; MOHR e KRUSTRUP, 2006). Quando jogadores começam uma partida de futebol com depleção parcial de glicogênio, as reduções ocorrem na metade do tempo e os estoques estão quase totalmente esgotados no final do jogo, em contraste com jogadores que começam com reservas de glicogênio cheias. Enquanto as concentrações de glicogênio muscular podem ser significativamente reduzidas durante jogos em equipe, isso não implica necessariamente uma relação causal entre depleção de glicogênio muscular e fadiga progressiva. Alguns estudos têm mostrado reduções no glicogênio muscular durante jogos de equipe para níveis que são insuficientes para manter a taxa glicolítica máxima (aproximadamente 200 mmol/kg peso seco), (BANGSBO; MOHR e KRUSTRUP, 2006), enquanto outros estudos demonstram menos esgotamento do glicogênio muscular. Por exemplo, Krustrup et al., (2006), descobriram que as concentrações de glicogênio muscular no final de um jogo de futebol variaram de 150-350 mmol / kg peso seco. No entanto, os autores olharam mais de perto e descobriram que cerca de metade das fibras musculares do quadríceps tipo I e tipo II ficaram quase ou completamente esgotadas de glicogênio muscular após a partida. Descobertas como essa, levou à sugestão de que a fadiga no final de um jogo pode estar relacionada à depleção de glicogênio muscular em fibras musculares individuais. Isto relaciona-se uma ligação entre a depleção de glicogênio muscular e fadiga, mas que a natureza deste link não é totalmente conhecida. A depleção localizada de glicogênio muscular em fibras individuais pode contribuir para o desenvolvimento da fadiga durante os jogos em equipe por meio desses mecanismos. No entanto, nenhum estudo de pesquisa investigou especificamente essa possibilidade. Como resultado, atualmente chegamos à conclusão de que o esgotamento do glicogênio muscular provavelmente desempenha um papel na fadiga progressiva durante os jogos em equipe, mas a extensão desta função e os mecanismos exatos por trás dela ainda não são conhecidos. 65UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I Desenvolvimento de hipoglicemia na medida em que o desempenho pode ser inibido é incomum em esportes e exercícios. Além do mais, as concentrações de glicose no sangue não atingem valores críticos durante o futebol (KRUSTRUP et al., 2003). Portanto, o desenvolvimento de hipoglicemia como causa prevalente de fadiga durante os jogos da equipe pode ser desconsiderado. 2.7 Desidratação e termorregulação Durante as competições jogos de equipe de campo em condições termo neutras, perdas de fluidos de até 3 litros foram relatados, aumentando para 4-5 litros em ambientes quentes e úmidos (MAUGHAN et al., 2005; MCKENNA et al., 2006). As perdas de fluidos durante o treinamento de futebol de 90 minutos equivalem a cerca de 1,4–1,6% da massa corporal pré- exercício (MC) (MAUGHAN et al., 2005), com déficits de fluidos de 1–2% MC típico durante a competição na maioria das condições ambientais (EDWARDS e NOAKES, 2009). Existe há muito tempo uma crença de que perdas de fluidos de ≥ 2% MC podem prejudicar a função fisiológica e psicológica durante exercício. Isso sugere que os jogadores podem ser suscetíveis a decréscimos de desempenho induzidos por desidratação. No entanto, questões com as primeiras pesquisas que foram usadas para ‘promover’ esses 2% de limiar de perda, e estudos mais recentes parecem refutar completamente a noção do limitede 2%. Claro, é provável que grandes volumes de perda de fluidos podem ter um impacto negativo no desempenho dos jogos da equipe. No entanto, como mencionado acima, perdas de fluido típicas durante o treinamento de jogos de equipe e competição, particularmente futebol, são apenas 1–2% da MC. Evidências de suporte reais em relação à desidratação e perda de desempenho são escassas. McGregor et al. (1999), mostraram 5% de decréscimo no desempenho de um teste de drible com sprint após a conclusão de um protocolo de exercícios simulados de jogos de equipe sem ingestão de fluidos, que produziu uma perda de fluido de aproximadamente 2,4% da MC. A concentração mental não foi afetada. Edwards et al. (2007), também não encontrou nenhuma mudança na concentração após 45 min de jogo de futebol ao ar livre na ausência de ingestão de líquidos. O desempenho de um teste de condicionamento físico específico do esporte pós jogo foi prejudicado, e o RPE, sensação de sede e temperatura central foram significativamente maiores em comparação com uma tentativa de ingestão de líquidos. A temperatura central não subiu a um nível que seria pensado para contribuir para a fadiga. Ingerir líquido de acordo com o ditame do indivíduo e sede pode ser a abordagem mais eficaz para hidratação durante o exercício. Se este é o caso, isso representa um problema para os jogadores de jogos em equipe que podem afetar seus atuação. 66UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I Os jogadores de jogos em equipe estão confinados às regras de seu esporte. Isto significa, para a maioria dos jogos de equipe baseados em campo, como futebol, rúgbi e hóquei, que não há intervalos programados para consumir fluídos. Portanto, os jogadores estão limitados a consumir fluidos no intervalo e durante qualquer imprevisto ou pausas no jogo, por exemplo, para atender um jogador lesionado. Como resultado, os jogadores podem não ser capazes de responder ao seu próprio impulso de sede. Esta sugestão foi apresentada por Edwards e Noakes (2009), que propuseram que, em vez do que uma causa direta de fadiga, a desidratação é uma entre vários marcadores dentro do governador central / modelo de feedback antecipatório do desempenho em exercício desempenho. Segundo os autores, cada jogador começaria uma correspondência com um “plano de ritmo” que lhes permitiria alcançar ao final do jogo um estado funcional. Percepção consciente de um distúrbio homeostático em desenvolvimento, neste caso perda de água corporal, desencadeia uma maior percepção de esforço e mudanças no comportamento, ou seja, um desejo maior de beber e uma redução nos na intensidade de exercícios (fadiga voluntária), que evita a falha do sistema fisiológico e falha em completar a partida. Nesta hipótese, a percepção consciente da sede pode ser mais importante para o desempenho do que a perda real de fluidos (EDWARDS e NOAKES, 2009; EDWARDS et al., 2007). Esta hipótese de ritmo próprio é apoiada por observações de taxas de suor semelhantes em jogos de equipe disputados em condições ambientais amplamente diferentes; perdas de fluido mínimas a moderadas durante os jogos; nenhuma diferença no núcleo de temperatura entre a primeira e a segunda metades dos jogos (EDWARDS e CLARK, 2006), falta de realização de uma temperatura central “crítica” durante jogos de futebol; (AUGHEY; GOODMAN e MCKENNA, 2014), a capacidade de indivíduos com níveis de aptidão amplos para completar uma partida completa; e essa beber ad libitum maximiza o desempenho do exercício, apesar dos vários níveis de desidratação (ROBINSON et al., 1995). Até o momento, a verificação da influência da sede desempenho dos jogos, independente de mudanças no estado de hidratação ou termorregulação, não foi investigado de perto. Parece que jogadores de jogos em equipe (pelo menos jogadores bem- condicionados) raramente atingem temperatura central que pode ser considerada “crítica” para a deficiência do desempenho (EDWARDS e NOAKES, 2009). No entanto, as altas temperaturas da pele pode prejudicar o desempenho do exercício, independentemente de mudanças no núcleo da temperatura. Portanto, a resposta à temperatura da pele pode desempenhar um papel no desenvolvimento de fadiga durante os jogos da equipe. 67UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I Embora existam estudos que têm mostrado melhor desempenho de exercício quando os aumentos na temperatura da pele são reduzidos ou evitados (SCHLADER et al., 2011; LEPPIK et al., 2004). Atualmente não há muitos dados relatando as respostas da temperatura da pele aos exercícios de jogos em equipe, independentemente de mudanças em temperatura do núcleo. Portanto, não é possível determinar se a pele ou não a temperatura é uma causa potencial de fadiga durante os jogos da equipe, ou se estratégias para reduzir a temperatura da pele melhorariam o desempenho em jogos de equipe. 2.8 Fadiga central Hipertermia reduz a voluntária atividade motora requerendo temperatura corporal e/ou cerebral elevada, sugerindo que este mecanismo só pode desempenhar um papel na fadiga durante os jogos de equipe disputados em altas temperaturas ambientes. No entanto, a pesquisa tem relataram reduções na atividade eletromiográfica (EMG) de músculos do quadríceps durante e após o exercício de futebol real e simulado, e reduções na força de contração voluntária máxima (CVM) imediatamente após o futebol ser jogado em temperatura ambiente normal (RAHNAMA; LEES e REILLY, 2006; PIRES et al., 2011). Essas descobertas implicam que um aspecto central da fadiga durante os jogos em equipe pode estar presente mesmo em temperaturas ambientes normais. No entanto, o que implica um componente central como a causa da redução da atividade EMG muscular é especulativo, como mudanças na atividade EMG de um músculo não significam necessariamente alteração central o impulso neural e a atividade muscular EMG podem mudar durante e após o exercício, mas essas mudanças não alteram necessariamente a produção de força muscular (GANDEVIA, 2001). Apesar de isso, a evidência de CVM reduzida durante e após o exercício de jogos em equipe sugerem um componente central para o processo de fadiga em jogos de equipe. A exata causa deste componente de fadiga central, particularmente na ausência de hipertermia, requer estudos mais aprofundados. 2.9 Lactato muscular sanguíneo e pH Aumentos na concentração de lactato muscular ou sanguíneo, ou diminuições no músculo ou no pH do sangue, não parece ser uma causa de fadiga transitória durante exercício de jogos em equipe. Portanto, é altamente improvável que aumentos no lactato / diminuições no pH seriam uma causa significativa da fadiga progressiva encontrada no final de um jogo, especialmente como a frequência de atividades de alta intensidade (que seriam mais prováveis de aumentar os níveis de lactato / diminuir o pH) diminui no segundo tempo. 68UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I 3. EXERCÍCIO DE MEIA DISTÂNCIA O exercício de meia distância refere-se ao exercício realizado por aproximadamente 90 segundos à 5 minutos (equivalente a uma distância aproximada de corrida de 800 ou 1.500 metros). As concentrações máximas de lactato muscular ocorrem em exercícios que causam exaustão de aproximadamente 3-7 minutos. Portanto, não é surpreendente que ambas as corridas de 800 metros e 1.500 metros requerem contribuições notáveis de as vias de energia aeróbia e anaeróbia. Para uma corrida de 800 metros, a contribuição percentual aproximada dos sistemas de energia aeróbia / anaeróbia para a ressíntese total de ATP é 60-70 / 30-40% (DUFFIELD; DAWSON e GOODMAN, 2005; CASA et al., 2000). Para a corrida de 1.500 metros, o a contribuição aeróbia / anaeróbia aproximada é de 84/16% (SPENCER e GASTIN, 2001). Para ambos os 800 e 1.500 metros de distância, o “cruzamento” de uma forma predominantementeanaeróbica para uma ressíntese de ATP predominantemente aeróbia ocorre entre 15 a 30 segundos na corrida (SPENCER e GASTIN, 2001). A importância do sistema de energia anaeróbia diminui à medida que a duração do exercício aumenta (DAL PUPO et al., 2013). A pesquisa identificou a relação entre VO2max e economia de corrida, VO2 no segundo limiar ventilatório e velocidade de corrida no segundo limiar ventilatório, como indicadores importantes de desempenho de meia distância (INGHAM et al., 2008; MILLET; VLECK e BENTLEY, 2009). 69UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I A medição e a interpretação dessas variáveis aparecem para permitir a discriminação entre a predisposição de um atleta como um corredor de média ou longa distância (RABADÁN et al., 2011). Um fator frequentemente esquecido que pode impactar o desempenho de corredores de meia distância são as adaptações obtidas com o treinamento resistido. Treinamento resistido usando peso corporal e resistência externa demonstraram melhorar economia de corrida, seja por meio de mudanças na mecânica de corrida ou por meio de fatores associados ao armazenamento e retorno de energia elástica no músculo (JUNG, 2003; SAUNDERS et al., 2006) 3.1 Quais são as prováveis “causas” de fadiga durante exercício de meia distância? 3.1.1 Função cardiovascular O metabolismo aeróbio é crucial para o desempenho em eventos de meia distância. Portanto, os fatores que prejudicam as respostas do sistema cardiovascular e, portanto, a capacidade de fornecer oxigênio aos músculos em atividade, poderia ser uma fonte de fadiga durante exercícios de meia distância. Os principais fatores abordados que podem prejudicar o sistema cardiovascular durante o exercício são desidratação e hipertermia. Ambos, desidratação e hipertermia, estão geralmente associados a atividades de longa duração, uma vez que leva tempo para que essas duas condições se desenvolvam (dependendo do estado pré-exercício do atleta). É altamente improvável que a desidratação ou hipertermia impactaria negativamente a resposta cardiovascular de atletas durante um evento com duração de 90 segundos a 5 minutos. Pode haver algumas situações onde a desidratação ou hipertermia pode afetar o desempenho em meia distância, por exemplo, se um atleta começou uma corrida sem a apropriada preparação (ou seja, hipo- hidratação pré-existente significativa) e / ou se participou do evento em condições extremas (particularmente em relação à temperatura e umidade). No entanto, na maioria das situações, é improvável que função do sistema cardiovascular desempenharia um papel no desenvolvimento da fadiga durante o exercício de meia distância. 3.1.2 Lactato muscular / sanguíneo e pH A corrida de meia distância requer contribuições das vias de energia anaeróbia, o que levará a produção de lactato muscular e H+. Potencialmente de mais relevância para exercícios de meia distância é a produção de H+. 70UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I Durante o exercício de alta intensidade, o pH muscular pode cair para menos de 6,5, o que indicaria aumento da acidose por meio da produção de H+. Em temperaturas fisiológicas e níveis de pH, a acidose metabólica tem um impacto menor na liberação de Ca2+ no RS, excitabilidade da membrana muscular e taxa glicolítica do que se pensava originalmente. Esta informação, portanto, argumenta contra um papel significativo da produção de H+ intramuscular na fadiga durante eventos de meia distância. No entanto, as reduções no pH muscular podem estimular grupos III e IV de músculos aferentes, potencialmente aumentando as sensações de dor, desconforto e inibição do impulso central (via estimulação muscular aferente e/ou dessaturação de hemoglobina arterial) e, assim, contribuir para o desenvolvimento de fadiga central. Muitos estudos mostraram uma melhora no desempenho de exercícios de alta intensidade (incluindo 800 metros e 1.500 metros de corrida) seguindo uma ingestão de bicarbonato de sódio (BIRD; WILES e ROBBINS, 1995; WILKES; GLEDHILL e SMYTH, 1983). O bicarbonato de sódio é um composto que torna o sangue mais alcalino. Este aumento da alcalinidade cria um pH mais gradiente entre o músculo e o sangue, permitindo que o sangue “aceite” mais prontamente maiores quantidades de H+ do músculo, o que permitiria maior produção de H+ intramuscular antes que qualquer problema potencialmente que cause fadiga surja. O benefício de desempenho observado com a ingestão de bicarbonato de sódio é muito semelhante ao decréscimo de desempenho visto quando o cloreto de amônio (um composto que aumenta a acidez do sangue) é ingerido (MCNAUGHTON; SIEGLER e MIDGLEY, 2008). No entanto, é interessante que alguns estudos que encontraram melhorias de desempenho com ingestão de bicarbonato de sódio ingestão durante exercícios de alta intensidade também não relataram diferença no pH muscular ao final do exercício com ou sem bicarbonato de sódio (BISHOP et al., 2004). A falta de influência do bicarbonato de sódio no pH do músculo em a face de uma melhoria de desempenho sugere que pode haver outro mecanismos pelos quais o bicarbonato de sódio melhora o desempenho dos exercícios de alta intensidade, por exemplo, reduzindo a fadiga central associada com acidose extracelular (CAIRNS, 2006; PIRES et al., 2011). 3.1.3 Acumulação de potássio extracelular O acúmulo extracelular de K+ pode ocorrer dentro 1-3 minutos de exercício intenso. No entanto, dados limitados estão disponíveis no dinâmica do K+ associada a exercícios intensivos de corpo inteiro. 71UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I A disponibilidade dos dados mostra elevações significativas na concentração extracelular de K+ após apenas um minuto de corrida exaustiva na esteira (MEDBO e SEJERSTED, 1990). Esta taxa de acúmulo sugere que qualquer papel do acúmulo extracelular de K+ na fadiga pode exercer um efeito dentro do intervalo de tempo do exercício de meia distância. Embora o acúmulo extracelular de K+ possa ocorrer durante exercícios de meia distância, o grau em que isso pode contribuir para a fadiga deve ser considerado, pois o corpo tem muitos mecanismos que atuam para prevenir perdas na excitabilidade muscular (a principal forma de cujo acúmulo extracelular de K+ é proposto para contribuir para a fadiga) durante o exercício. Esses mecanismos, combinados com a falta de dados específicos sobre a dinâmica K+ em exercício de meia distância, significa que um consenso a respeito o papel do acúmulo extracelular de K+ na fadiga durante a meia distância exercício não é possível. No entanto, a influência potencial da elevada concentração de sangue de K+ no Sistema Nervoso Central (SNC) via estimulação do grupo III e IV aferente e, portanto, sua associação potencial com o desenvolvimento de fadiga central, é interessante, embora um estudo mais aprofundado seja certamente necessário. Atualmente, é prudente lembrar que até que mais dados sejam gerados, devemos ser cautelosos sobre aceitar o acúmulo extracelular de K+ como causa de fadiga durante exercícios de meia distância, no entanto, mais pesquisas são necessárias antes que isso possa ser confirmado. 3.1.4 Cinética de cálcio A corrida de meia distância é caracterizada não só pela necessidade de sistemas de energia aeróbia e anaeróbia bem desenvolvidos, mas também pela manutenção de economia de corrida em altas velocidades de movimento. Corredores de meia distância mostraram diminuições no tempo de contato com o solo com o aumento da velocidade em comparação com corredores de longa distância, o que parece reduzir o custo metabólico para corredores de meia distância ao correr em velocidades mais rápidas (CHAPMAN et al., 2012). O conhecimento de que o desempenho na corrida e economia estão relacionados à capacidade do sistema neuromuscular em produzir força (NUMMELA et al., 2006),implica que alterações nesta capacidade de produção de força pode prejudicar o desempenho em exercícios de meia distância. A cinética do cálcio pode ser prejudicada pela depleção de glicogênio. No entanto, não é provável que isso tenha um papel durante o exercício de média distância, já que a disponibilidade de glicogênio muscular normalmente não é um fator limitante fator durante o exercício desta duração. 72UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I Da mesma forma, o impacto da acidose no metabolismo, na liberação de Ca2+ no RS e no próprio processo contrátil parece ser mínimo. Portanto, apesar da produção significativa de H+ durante o exercício de meia distância, é improvável que o desempenho seja prejudicado por meio da mudança da cinética do Ca2+. Acúmulo de Pi durante o exercício de alta intensidade (a partir da quebra de PCr e ATP) podem reduzir a sensibilidade da maquinaria contrátil do músculo a uma determinada concentração de Ca2+. Esta redução na sensibilidade de Ca2+ parece aumentar à medida que as temperaturas musculares se aproximam da temperatura fisiológica normal, sugerindo que a sensibilidade prejudicada ao Ca2+ é devido ao acúmulo de Pi, o qual pode desempenhar um papel importante na fadiga muscular. Além do mais, o acúmulo de Pi pode contribuir para a redução da liberação de Ca2+ no RS, por afetar o mecanismo de liberação de Ca2+ no RS e por precipitação com Ca2+ dentro do RS, reduzindo a quantidade de Ca2+ livre que está disponível para ser liberado no músculo. A influência potencialmente negativa da acumulação de Pi na cinética de Ca2+ pode desempenhar um papel na fadiga durante exercícios de meia distância, reduzindo a capacidade de geração de força do músculo. Reduções na concentração de ATP perto das bombas do RS podem resultar em menos remoção eficiente de Ca2+ do mioplasma. Além disso, redução ATP e o aumento da concentração de magnésio (Mg2+) prejudica a liberação de Ca2+ no RS. Portanto, acúmulo localizado e/ou depleção de metabólitos específicos dentro do músculo pode prejudicar a cinética do Ca2+ e, consequentemente, a produção de força muscular durante o exercício de meia distância. A cinética alterada do Ca2+ pode ser um forte candidato para, pelo menos, contribuir à fadiga durante exercícios de meia distância. No entanto, conforme mencionado dados in vitro em relação à cinética de Ca2+ muscular podem ser diferentes nas respostas in vivo. 73UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I SAIBA MAIS A razão entre a ativação muscular e a força gerada permite avaliar a contribuição dos mecanismos centrais e periféricos da fadiga. No estudo abaixo o objetivo os autores foi avaliar as razões entre ativação muscular e força produzida durante ciclismo até exaustão. Vale a pena a leitura para entender melhor que discutimos nessa unidade. Fonte: DIEFENTHAELER, F.; LANFERDINI, F. J.; BINI, R. R.; GEREMIA, J. M.; LEMOS, F.; VAZ, M. A. Razões de ativação e força durante ciclismo até exaustão. XIII Congresso Brasileiro de Biomecânica, 2009. Disponível em: https://www.researchgate.net/publication/281746207_Razoes_de_ativacao_e_for- ca_durante_ciclismo_ate_exaustao?channel=doi&linkId=55f6e7e308aec948c463019e&showFulltext=true. Acesso em: 31 jan. 2022. REFLITA “Tente mover o mundo – o primeiro passo será mover a si mesmo”. Fonte: Platão. https://www.researchgate.net/publication/281746207_Razoes_de_ativacao_e_forca_durante_ciclismo_ate_exaustao?channel=doi&linkId=55f6e7e308aec948c463019e&showFulltext=true https://www.researchgate.net/publication/281746207_Razoes_de_ativacao_e_forca_durante_ciclismo_ate_exaustao?channel=doi&linkId=55f6e7e308aec948c463019e&showFulltext=true 74UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I CONSIDERAÇÕES FINAIS Durante o exercício submáximo prolongado, o desempenho pode ser prejudicado por função cardiovascular alterada, termorregulação e função central devido à perda excessiva de fluido (sob certas circunstâncias), depleção de glicogênio, função no RS prejudicada e acúmulo extracelular de K+. Durante jogos de equipe baseados em campo, uma fadiga transitória ocorre após períodos de alta intensidade de atividade, e uma fadiga mais progressiva se desenvolve no final de um jogo. A causa da fadiga transitória durante os jogos não é conhecida e parece que diminuição do pH muscular e sanguíneo, depleção de PCr e alteração na excitabilidade da membrana muscular não seja um fator causal forte. É interessante ainda considerar a possibilidade de fadiga transitória como uma forma de ritmo durante os jogos da equipe, talvez como parte de uma regulação central/antecipatória de desempenho. No entanto, essa sugestão precisa ser investigada. A fadiga progressiva durante os jogos em equipe pode ser influenciada pelos depleção do glicogênio nos músculos, limitações à ingestão de líquidos (mas não necessariamente reais perdas de fluido) e fadiga central. Já em exercícios de meia distância o desempenho pode ser prejudicado pela produção de H+ produção e redução do pH, estimulando os aferentes do grupo III e IV e / ou dessaturação da hemoglobina arterial e indução da hipóxia cerebral, ambos dos quais contribuiria para a fadiga central. O acúmulo extracelular significativo de K+ pode ocorrer dentro do período de exercícios de meia distância, o que pode prejudicar a função muscular. Fosfato inorgânico e Mg2 + o acúmulo no músculo também pode prejudicar a cinética do Ca2 +. Espero que tenham gostado. Até a nossa última Unidade. 75UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I LEITURA COMPLEMENTAR Abaixo segue um texto conciso, de leitura simples, que abrange diferentes contex- tos sobre a fadiga no esporte. Boa leitura! Fonte: NAVES, F. F. Fadiga no esporte. Revista Saúde, v. 18, 2018. Disponível em: https://rsaude.com.br/uberlandia/materia/fadiga-no-esporte/16757. Acesso em: 20 jan. 2022. 76UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO Título: Fisiologia do Exercício: Nutrição, Energia e Desempenho Humano Autores: William D. McArdle; Frak I. Katch; Victor L. Katch. Editora: Guanabara Koogan. Sinopse: O livro abrange conceitos e a ciência das diferentes disciplinas que contribuem para uma compreensão mais abrangente e a valorização da fisiologia do exercício na atualidade. Nesse livro você consegue entender sobre a integração da fisiologia do exercício com outras áreas de estudo relativas a nutrição, bioquímica e bioenergética do exercício, fisiologia, medicina, treinamento e desempenho esportivo e aspectos da atividade física regular relacionados com a saúde. FILME/VÍDEO Título: Fadiga central ou periférica? Pesquisa Pós-doutoral feita na Universidade de Calgary (Canada) Ano: 2020. Sinopse: No vídeo, você verá como foi feita a pesquisa no Canadá sobre a fadiga central e periférica por meio de oclusão de fluxo sanguíneo neuromuscular. Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=RyndOeuSoas 77 Plano de Estudo: ● Sprints de longa distância; ● Sprints de curta distância; ● Exercício Resistido; ● A influência do gênero nos mecanismos de fadiga; ● A influência do status de treinamento sobre os mecanismos de fadiga. Objetivos da Aprendizagem: ● Entender os mecanismos de fadiga em sprints de longa distância; ● Compreender as potenciais causas e fadiga em sprints de curta distância; ● Aprender as diferenças dos processos de fadiga no exercício resistido; ● Discernir sobre a influência do gênero nos mecanismos de fadiga; ● Fornecer uma visão geral de como o status de treinamento pode afetar os mecanismos de fadiga durante o exercício. UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Professor Dr. Flávio Ricardo Guilherme 78UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II INTRODUÇÃO Um dos principais modificadores da fadiga é a natureza do exercícioINTRODUÇÃO Nesta Unidade você verá as duas teorias predominantes de fadiga no esporte e no exercício. Já é evidente que ambas as teorias têm limitações em termos da pesquisa, e em sua capacidade de explicar a fadiga do esporte e do exercício. Na verdade, a capacidade de qualquer teoria para explicar de forma independente, consistente e eficaz a fadiga em todos cenários de esporte e exercício são altamente questionáveis. No entanto, deve ser lembrado que fadiga periférica e central são simplesmente termos guarda-chuva usado para classificar vários processos específicos que parecem contribuir para fadiga. É provável que os processos periféricos e os processos de fadiga central se sobrepõem e influenciam uns aos outros. Assim, nesse Unidade discutiremos de forma mais detalhada essas questões acima mencionadas para que os mecanismos envolvidos na fadiga em exercício e no esporte sejam elucidados. Bons Estudos! 6UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 1. O QUE É FADIGA? O estudo da fadiga em humanos tem sido uma fonte de interesse há mais de um século. Desde os primeiros trabalhos de (MOSSO, 1915) e (HILL, 1926), o como e por que a fadiga humana tem sido submetida a debate e especulação. Apesar de grandes avanços tecnológicos que nos fornece uma observação muito mais clara e aprofundada da função do corpo, muitas das observações feitas por estes precoces pioneiros ainda fornecem a base sobre a qual estudamos a fadiga hoje: O primeiro fenômeno caracterizando a fadiga é a diminuição da força muscular. A segunda é a fadiga como sensação. Ou seja, temos um fato físico que pode ser medido e comparado e um fato psíquico que ilude a medição (MOSSO, 1915). Quantitativamente, os fenômenos da exaustão podem ser amplamente diferentes; qualitativamente eles são os mesmos (HILL, 1926). O limite do exercício tem sido frequentemente associado apenas com o coração, mas os fatos como um todo indicam que a soma das mudanças que ocorrem em todo o corpo traz a cessação final do esforço (BAINBRIDGE, 1931). A fadiga do cérebro reduz a força dos músculos (MOSSO, 1915). A força é mantida nos limites pela incapacidade dos centros superiores de ativar os músculos ao máximo (MERTON e PAMGIGLIONE, 1950). Não é vontade, não os nervos, mas é o músculo que se encontra desgastado após o intenso trabalho do cérebro (MOSSO, 1915). Está fora do escopo desta unidade fornecer uma história detalhada de todos os aspectos de pesquisa de fadiga. No entanto, antes de progredir é importante apreciar a natureza histórica da pesquisa sobre a fadiga humana. 7UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício Dada a sua longa história, pode-se supor que um inequívoco, universalmente aceita definição de fadiga foi desenvolvida, que todos os pesquisadores e estudantes de fadiga podem usar como referência para entender e aplicar conhecimento. Infelizmente, isso está longe de ser verdade. A longa história da pesquisa só serviu para estender o número de “definições” disponíveis de fadiga (a amostra não exaustiva destes está no Quadro 1. QUADRO 1 - DIFERENTES DEFINIÇÕES DE FADIGA, ENFATIZANDO A VARIAÇÃO NA QUANTIFICAÇÃO E INTERPRETAÇÃO DE FADIGA Fonte: Adaptado de: Phillips, 2015. As definições no Quadro 1 destacam uma das principais questões do esporte e pesquisa de fadiga de exercício: a incapacidade de concordar em uma única definição de fadiga. Essa incapacidade dificulta e nubla a investigação científica da fadiga, pois não há um único medidor sobre o qual medir e comparar os resultados do estudo (MERTON e PAMPIGLIONE, 1950). Em adição, a intensidade do exercício, quantidade de massa muscular envolvida, e os tipos e duração do exercício podem influenciar todos os mecanismos de fadiga (AMENT e VERKERKE, 2009). Portanto, os dados experimentais assumirão diferentes aplicações e significados, dependendo do tipo de exercício estudado e qual definição de fadiga é predominante na mente dos pesquisadores e os consumidores dessa pesquisa. Outra fonte de confusão é que os pesquisadores muitas vezes usam os termos “fadiga” e “exaustão” intercambiavelmente. Um participante que não é mais capaz de manter uma dada força/potência durante um tempo para um teste de exaustão muitas vezes é classificado como tendo atingido ‘exaustão’. 1) O momento em que um participante é incapaz de manter a contração da musculatura necessária ou carga de trabalho realizada. 2) Extremo cansaço após o esforço; redução na eficiência de um músculo, órgão etc. após atividade prolongada. 3) A falha em manter a força necessária ou esperada. 4) Fadiga produzida pela falha em gerar saída do córtex motor. 5) Uma perda da capacidade máxima de geração de força. 6) Um estado reversível de depressão de força, incluindo uma taxa mais baixa de aumento de força e um relaxamento mais lento. 7) Qualquer redução induzida por exercício na capacidade de um músculo de gerar força ou potência; tem causas periféricas e centrais. 8) Falha em continuar trabalhando em uma determinada intensidade de exercício. 9) Qualquer redução induzida por exercício na capacidade de exercer força ou potência muscular, indepen- dentemente de se a tarefa pode ou não ser sustentada. 10) Uma redução progressiva na ativação voluntária do músculo durante o exercício. 8UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício No entanto, eles ainda podem ser totalmente capazes de continuar o exercício em uma intensidade menor. A definição de exaustão como: “uma perda total de força; para consumir ou esgotar, (MOORE, 2004) implica que alcançar um estado de exaustão resulta em uma completa incapacidade para continuar funcionando, não simplesmente uma incapacidade de continuar em um determinado trabalho. Portanto, os conceitos de fadiga e exaustão são construções diferentes que não deve ser confundido. Isso se torna mais difícil quando há exemplos na literatura científica de pesquisadores usando diferentes critérios para definir e discutir o conceito de exaustão (MARINO; GARD e DRINKWATER, 2011; AMENT e VERKERKE, 2009). Olhe novamente para as definições de fadiga dadas no Quadro, em particular, foco nas definições 2, 4 e 9. Você acha que essas definições descrevem adequadamente o fenômeno complexo e multifacetado da fadiga induzida pelos exercícios? Por exemplo, a definição 2 refere-se especificamente a uma ‘redução em eficiência de um músculo, órgão etc. após atividade prolongada’ – devemos interpretar isso para significar que não existe tal coisa como fadiga durante a atividade de curta duração? Pergunte a um corredor de 800 metros o que eles pensam disso! Definição 4 afirma que a fadiga é devido à ‘falha na geração de saída do córtex motor”. Esta definição parece descontar a influência potencial de fatores periféricos no desenvolvimento da fadiga. Definição 9 define a fadiga como ocorrendo “se a tarefa pode ou não ser sustentada”. Esta definição esclarece ou nubla as diferenças entre fadiga e exaustão discutido acima? Como você pode ver, não só a multidão de definições de fadiga causa mal-entendido, mas também as definições disponíveis são abertas a desafios e debates sobre sua veracidade para realmente definir fadiga no esporte e exercício em todos os seus estados potenciais. Claramente, seria útil se uma única definição “unificada” de fadiga pudesse ser alcançada. 9UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 2. TEORIAS PREDOMINANTES DE FADIGA: PERIFÉRICA E CENTRAL A fadiga pode ser amplamente categorizada em dois tipos: fadiga periférica e fadiga central. Uma descrição dos principais locais periféricos e centrais que pode contribuir para a fadiga está no Quadro 2. QUADRO 2 - POSSÍVEIS LOCAIS ENVOLVIDOS NO DESENVOLVIMENTO DE SISTEMAS PERIFÉRICOS E CENTRAIS FADIGA INDUZIDA POR EXERCÍCIO FADIGA PERIFÉRICA A - Mudanças relacionadas ao exercício no ambiente interno. 1) Acúmulo de lactato e H +. H + é parcialmente tamponado, aumentando o dióxido de carbono e produção de bicarbonato. 2) Acúmulo dee as demandas associadas colocadas no exercício individual. No entanto, as causas da fadiga também podem ser influenciadas pelo sexo, status de treinamento, idade, saúde e muito mais. Para abordar a questão da demanda de exercícios nas causas da fadiga, esta unidade irá destacar os tipos de exercícios que têm diferentes requisitos físicos e potenciais mecanismos de fadiga. Desta forma, será possível diferenciar mecanismos potenciais de fadiga com base nos requisitos de exercício, e enfatizar as fontes de confusão ou falta de conhecimento sobre os mecanismos de fadiga durante diferentes tipos de exercício. Após a discussão de demanda de exercício, as questões de gênero e status de treinamento serão analisadas, destacando o que se sabe atualmente sobre o papel modificador desses dois fatores na fadiga do exercício. Apenas aqueles mecanismos que podem contribuir significativamente para a fadiga durante demandas de exercícios particulares serão discutidos. Se um mecanismo de fadiga não é discutido, é porque a pesquisa existente não o apoia como uma fonte principal de fadiga durante essa forma de exercício; no entanto, isso não significa que o mecanismo deve ser completamente ou permanentemente descartado, pois lembre-se, o conhecimento sobre os processos de fadiga está sempre mudando. Boa leitura! 79UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II 1. SPRINTS DE LONGA DISTÂNCIA Sprints de longa distância se refere a exercício máximo com duração de aproximadamente 30 à 60 segundos, em torno de 400 metros de corrida. Fadiga notável ocorre durante esta forma de exercício, conforme evidenciado por reduções na velocidade de 20-40% ao final de uma corrida (TOMAZIN et al., 2012). Sprint de longa distância é dependente de altas taxas de metabolismo anaeróbio, um alto VO2max, e função neuromuscular para gerar grande força muscular (DAL PUPO et al., 2013). Pode ser surpreendente ler que um alto VO2max foi associado ao desempenho durante sprint de longa distância; no entanto, a energia aeróbia / anaeróbia a contribuição para um sprint de 400 metros é de aproximadamente 35–45 / 55 65% (DUFFIELD; DAWSON e GOODMAN, 2005; CASA et al., 2000). Na verdade, é importante lembrar que Spencer e Gastin (2001), mostraram que o cruzamento do suprimento de energia predominantemente anaeróbio para o predominantemente aeróbio ocorre entre 15-30 segundos no início do exercício. Durante uma corrida de 400 metros, a degradação de PCr é a fonte predominante de ressíntese de ATP durante o primeiro 100 metros, seguido pela glicólise de 100 a 300 metros, quase sem contribuição do PCr no último terço da corrida (DAL PUPO et al., 2013; HIRVONEN et al., 1992; MILLET; VLECK e BENTLEY, 2009). 80UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II A notável contribuição da glicólise para a ressíntese de ATP pode explicar porque há uma forte correlação entre desempenho de 400 metros e a contribuição da energia anaeróbia (DUFFIELD; DAWSON e GOODMAN, 2005) e concentração máxima de lactato sanguíneo (NUMMELA; VOURIMA e RUSKO, 1992). A velocidade máxima de corrida ocorre 50-100 metros na corrida, seguido por uma diminuição progressiva na velocidade até 300 metros, e uma redução notável na velocidade ocorre nos 100 metros finais (HANON e GAJER, 2009). Este padrão de velocidade parece ser semelhante, independentemente de nível de habilidade, e de fato o maior decréscimo na velocidade durante o final 100 metros é visto em corredores de 400 metros de classe mundial (HANON e GAJER, 2009). A diferença é que o pico de velocidade de corrida é maior em corredores de alta qualidade, e a velocidade permanece significativamente mais alto pelo menos durante a primeira metade da corrida (HANON e GAJER, 2009). Uma alta capacidade anaeróbia pode estar relacionada ao desempenho de sprint de longa distância por aumentar a produção de energia e a velocidade de corrida, como na qual a taxa de ATP pode ser fornecida anaerobiamente, influenciando ambos os fatores (DUFFIELD; DAWSON e GOODMAN, 2005). Esta sugestão é apoiada por pesquisas que mostram que uma maior força explosiva, força-resistência e potência levam a um melhor desempenho de 400 metros (DAL PUPO et al., 2013; MIGUEL e REIS, 2004). Quais são as prováveis “causas” de fadiga durante sprints de longa distância? 1.1 Lactato muscular/ sanguíneo e pH O papel da produção de lactato e mudanças de pH na fadiga durante a corrida de longa distância é provavelmente semelhante ao da corrida de meia distância, portanto, será apenas discutido brevemente. A importância de metabolismo anaeróbio para o desempenho de sprint aumenta conforme a distância de sprint diminui, sugerindo uma importância relativamente maior do metabolismo anaeróbio durante a corrida de 400 metros em comparação com a corrida de meia distância. Contudo, as reduções no pH muscular associadas a produção de H+ tem um impacto muito menor na função contrátil do músculo e metabolismo em um ambiente in vivo normal do que se pensava originalmente. Quando a concentração de H+ aumenta no músculo e no sangue pode estimular aferências musculares do grupo III e IV e dessaturar a hemoglobina arterial, respectivamente, potencialmente causando fadiga. A pesquisa mostrou reduções notáveis na força contrações voluntárias máximas (CVM) imediatamente após uma corrida de 400 metros (TOMAZIN et al., 2012); no entanto, reduções notáveis em produção de torque muscular via estimulação elétrica do músculo também foram encontradas. 81UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Portanto, parece que as reduções na força muscular a produção após uma corrida de 400 metros deve-se principalmente a causas periféricas, com as causas centrais tendo menos influência (TOMAZIN et al., 2012). Possíveis causas periféricas de força muscular reduzida serão discutidas abaixo. 1.2 Excitabilidade da membrana muscular O rápido acúmulo de K+ extracelular durante o exercício intenso significa que o acúmulo de K+ no interstício ou nos túbulos-t deve ser considerado como uma causa potencial de fadiga durante longas distâncias de sprints. Estudos descobriram que a excitabilidade da membrana muscular parece ser preservada após um sprint de longa duração (TOMAZIN et al., 2012). Além disso, o curso do tempo de recuperação de torque muscular (mais de 30 minutos) é mais longo do que o esperado se a excitabilidade da membrana muscular devido ao acúmulo extracelular de K+ foi uma causa significativa de fadiga (TOMAZIN et al., 2012; LATTIER et al., 2004). A aparente falta de um papel para acúmulo extracelular de K+ no desenvolvimento de fadiga durante sprints de longa duração podem ser específicos para esta forma de exercício, ou podem refletir de forma mais geral a falta de influência do acúmulo extracelular de K+ na excitabilidade membrana muscular. 1.3 Cinética de cálcio Embora a excitabilidade da membrana muscular não possa ser notavelmente prejudicada durante sprint de longa distância, alterações na cinética do Ca2+ intramuscular podem ser reproduzidas um papel mais significativo na fadiga durante este tipo de exercício. Após sprint de longa distância, o pico de torque muscular, taxa máxima de desenvolvimento de força, e relaxamento são todos prejudicados. Achados como este levaram à conclusão de que a fadiga durante sprints de longa distância é periférica e provavelmente relacionada a alterações no acoplamento excitação-contração. Mais especificamente, na inibição da liberação de Ca2+ no retículo sarcoplasmático (RS) por Pi, e precipitação Ca2+-Pi no RS, são os fatores mais prováveis, ao invés de alterações no próprio aparelho contrátil (TOMAZIN et al., 2012; LATTIER et al., 2004). A liberação de Ca2+ no RS prejudicada também pode ser devido a reduções no ATP e/ou aumentos no Mg2+ mioplasmático. 1.4 Depleção de ATP e fosfocreatina A depleção significativade ATP de todo o músculo não é vista durante o exercício em uma variedade de durações e intensidades, incluindo curta distância, e exercícios de alta intensidade (CHEETHAM et al., 1986; COYLE, 2007). 82UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Portanto, a depleção de ATP (ao menos no músculo inteiro) não seria considerada uma causa direta de fadiga durante sprints de longa distância. Embora a depleção de ATP possa não ser uma causa direta de fadiga, a depleção das fontes de ressíntese de ATP podem ser. As concentrações de PCr podem ser reduzidas em aproximadamente 80% durante um período de 30 segundos de sprint, e que existem correlações significativas entre a recuperação de PCr e subsequente potência de saída. Isso indica que o desempenho de sprint único é influenciado pela depleção de PCr. No entanto, deve-se considerar que atletas ao completarem uma corrida de 400 metros não começam a correr em sua velocidade máxima, pois isso resultaria em uma redução excessiva na velocidade no final da prova. Portanto, as contribuições do sistema de energia modeladas durante o sprint com esforços máximos podem não ser as mesmas respostas durante aos esforços de sprint longos, onde a intensidade relativa da corrida que influenciaria a taxa de ressíntese de ATP e, portanto, a contribuição necessária do sistema de energia. Como resultado, os estoques de PCr podem durar mais durante uma corrida de 400 metros em comparação com a duração sugerida por pesquisas usando sprints longos máximos (MAUGHAN e GLEESON, 2004). Esta sugestão é apoiada por pesquisas que mostram que a velocidade de corrida durante uma corrida de 400 metros em atletas de classe mundial começa a declinar até 11- 13 segundos na corrida, (HANON e GAJER, 2009), que é mais longo do que o tempo gasto para a velocidade cair durante em um sprint de curta distância. No entanto, uma redução na concentração de PCr reduziria a taxa na qual o ATP poderia ser ressintetizado e exigiria uma redução da velocidade de corrida. Como resultado, a depleção de PCr provavelmente contribui para o desenvolvimento de fadiga durante sprints de longa distância, mas como parte de uma combinação de mudanças que ocorrem no músculo e, potencialmente, no SNC (HANON e GAJER, 2009). 1.5 Regulação antecipatória de desempenho As estratégias de ritmo estão indiscutivelmente presentes na maioria dos eventos esportivos, seja como uma tentativa consciente de maximizar o desempenho ou como um esforço subconsciente para evitar perturbação homeostática significativa nos sistemas corporais. Pesquisa específica sobre as estratégias de ritmo da corrida de 400 metros, e as razões que impulsionam essas estratégias de ritmo são limitadas. No entanto, uma estratégia de ritmo é observada durante o sprints de ciclismo de esforço máximo que dura aproximadamente 45 segundos (WITTEKIND; MICKLEWRIGHT e BENEKE, 2011). 83UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Esta estratégia de ritmo consiste em um pico e média inferior da saída de potência média inicial (0–10 segundos do teste), e um grau reduzido de fadiga nos primeiros 15 segundos do teste, em comparação com o esforço entre 15 e 30 segundos. Curiosamente, parece haver uma relação entre o esforço percebido (EP) e a concentração de lactato no sangue durante sprints longos máximo, sugerindo a possibilidade de o lactato atuar como um sinal aferente que influencia o EP e a estratégia de ritmo empregado (WITTEKIND; MICKLEWRIGHT e BENEKE, 2011). Se for esse o caso, isso indicaria que a regulação antecipatória pode desempenhar um papel na modulação desempenho de sprint de longa distância. Foi mostrado que a capacidade contrátil do músculo começa a declinar entre 10 segundos do início de uma corrida de 400 metros, (NUMMELA; VOURIMA e RUSKO, 1992), o que pode ser indicativo de alguma forma de regulação antecipatória central. 84UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II 2. SPRINTS DE CURTA DISTÂNCIA O sprint de curta distância é definido como um sprint de 100–200 metros (aproximadamente 10–30 segundos de esforço máximo). Para um desempenho ideal em sprint de curta distância, é crucial para os atletas obterem e manterem seus níveis máximos ou quase máximos de velocidade ao longo da corrida (DAL PUPO et al., 2013). No entanto, a diminuição da velocidade ocorre cerca de 8% e 20% durante sprints de 100 e 200 metros, respectivamente (TOMAZIN et al., 2012). Em sprints de 100 metros, o pico de velocidade é atingido em cerca de 40-60 metros, após que começa a diminuir (MACKALA, 2007). Um padrão semelhante é visto na corrida de 200 metros, exceto a velocidade de pico e queda e velocidade, que tende a ser menor, mas, é claro, continuando por mais tempo (MUREIKA, 2003). Essa tendência de velocidade ajuda a explicar como Usain Bolt estabeleceu o recorde mundial de 100 metros de 9,58 segundos em 2009, assim como durante aquela corrida Bolt foi capaz de manter seu pico de velocidade de 50-80 metros, antes de começar a diminuir. Isso indica que a pessoa com maior probabilidade de ganhar um sprint de curta duração é a pessoa que reduz menos a velocidade durante a corrida. A contribuição de energia aeróbia / anaeróbia para uma corrida de 100 metros é de aproximadamente 10–20 / 80–90%, (DUFFIELD; DAWSON e GOODMAN, 2004), e para uma corrida de 200 metros é de aproximadamente 30/70% (SPENCER e GASTIN, 2001). 85UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Sem surpresa, o metabolismo anaeróbio é dominante, mas a contribuição aeróbia de 10-30% sugere que o sistema aeróbio não deve ser completamente ignorado durante o treinamento para sprints de curta distância (SPENCER e GASTIN, 2001). Apesar dessa sugestão, a capacidade aeróbia não parece estar relacionada ao desempenho dos 100 ou corrida de 200 metros (DAL PUPO et al., 2013). Em contraste, o desempenho em ambas as distâncias é significativamente relacionado à capacidade anaeróbia (DAL PUPO et al., 2013; DUFFIELD; DAWSON e GOODMAN, 2004; WADA; KURATANI e KANZAKI, 2013). Função neuromuscular e potência muscular também são fatores primários no desempenho durante sprint de curta distância (DAL PUPO et al., 2013). Quais são as prováveis “causas” de fadiga durante sprints de curtas distâncias? O curto tempo para completar corridas de 100 e 200 metros pode dar a perspectiva de que há menos e, talvez, menos causas complexas de fadiga neste tipo de atividade em comparação com exercícios baseados em resistência, no entanto é quase certo que as causas da fadiga durante sprints curtos ainda são multifatoriais (MAUGHAN e GLEESON, 2004). 2.1 Adenosina trifosfato e eliminação de fosfocreatina A depleção significativa de ATP de todo o músculo não é vista durante o exercício em uma variedade de durações e intensidades, incluindo exercício de curta duração e alta intensidade. Isso parece impedir que a depleção ATP seja a causa direta de fadiga durante o sprint de curta distância. A fosfocreatina contribui com aproximadamente 50% do ATP ressintetizado durante um sprint de 6 segundos e 25% do ATP durante um sprint de 20 segundos, com o restante fornecido pela glicólise e metabolismo aeróbio. A rápida redução na PCr durante a corrida pode reduzir a taxa na qual o ATP pode ser ressintetizado, necessitando assim de uma redução na velocidade de corrida. Esta sugestão é parcialmente apoiada por pesquisas que mostram um aumento significativo na velocidade de corrida durante um sprint de 100 metros seguindo um período de suplementação de creatina, que pode aumentar a concentrações de PCr muscular (SKARE; SKADBERG e WISNES, 2001). Maior disponibilidade de PCr pode melhorar o desempenho de sprint mantendo a ressíntese de ATP por meio de fosfatos de alta energia por mais tempo em um sprint (SKARE; SKADBERG e WISNES, 2001). No entanto, a suplementação de creatina mostrou resultadosmistos com relação à melhoria de desempenho. No entanto, a associação entre ressíntese de PCr e desempenho de sprint subsequente indica que o esgotamento de PCr desempenha um papel limitante em desempenho de sprint de curta distância. 86UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II 2.2 Lactato muscular / sanguíneo e pH Originalmente, pensava-se que a glicólise anaeróbia só era ativada uma vez que os estoques de PCr estavam esgotados; no entanto, muitos estudos desde então documentaram aumentos na concentração de lactato sanguíneo dentro de 10 segundos de exercícios intensos (SPENCER et al., 2005). Além disso, a glicólise anaeróbia contribui com aproximadamente 40-45% do ATP necessário durante um sprint de 10 segundos e 50% do ATP necessário durante um sprint de 20 segundos. O lactato muscular e sanguíneo começa a se acumular durante sprints de até 40 metros; No entanto, as concentrações de lactato muscular e sanguíneo e a redução do pH sanguíneo, no final de um sprint de 100 metros não são suficientes para concluir que as alterações no equilíbrio ácido-base são uma causa de fadiga durante este evento (BOGDANIS et al., 1998; COYLE, 2007). Embora a acidose não desempenhe um papel na fadiga durante a corrida de 100 metros, no sprint de 200 metros, os atletas são obrigados a continuar correndo ao máximo por mais 10 segundos ou mais. Após 20 segundos de pedalada máxima, o pH do músculo cai significativamente (BOGDANIS et al., 1998). Esta redução no pH pode ser suficiente para prejudicar desempenho de pelo menos duas maneiras: 1: Reduzindo a atividade da glicólise, como foi demonstrado em baixo pH muscular in vitro. No entanto, o comprometimento mediado pelo pH da glicólise não tem suporte claro na literatura; 2: Ao prejudicar a produção de força de actina e miosina quando em seu estado de alta força. As fibras musculares do tipo II mostram-se mais pronunciadas nas reduções no pH muscular e o efeito depressivo do baixo pH na força muscular é maior neste tipo de fibra (FITTS, 2008; PFEIFFER et al., 2012). Sprinters provavelmente terão uma maior porcentagem de fibras musculares do tipo II, sugerindo que qualquer papel do pH reduzido a produção de força de ponte cruzada pode ser mais prevalente em velocistas, e pode ser prevalente no processo de fadiga durante a corrida de curta distância. Contudo, muitos dos estudos mostrando reduções em força muscular de ponte cruzada com pH reduzido foram conduzidas in vitro e em temperaturas fisiológicas mais baixas do que o normal (a influência da temperatura nas mudanças mediadas pelo pH na função bioquímica e fisiológica ainda é discutido Portanto, é difícil afirmar de forma conclusiva a importância da redução do pH na força da ponte cruzada produção em um ser humano em exercício. 2.3 Fosfato inorgânico Já discutimos o possível papel das alterações nas cinéticas das vias intramusculares do Ca2+ devido ao acúmulo de Pi no mioplasma. 87UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Infelizmente poucos (se houver) existem dados relativos ao ciclismo de Ca2 + durante sprints de curta distância. No entanto, aumentos significativos nas concentrações de Pi muscular foram relatados após sprints de 10 e 20 segundos (BOGDANIS et al., 1998). Também foi demonstrado que a potência pico não é afetada pela presença de altas concentrações intramusculares de Pi (BOGDANIS et al., 1998). Este achado lança dúvidas sobre o papel sugerido de alta concentrações de Pi intramusculares na depressão da produção de força muscular máxima. Também é muito difícil estabelecer o curso de tempo do acúmulo de Pi in vivo durante o sprint máximo de curta duração. A extensão da quebra de PCr demonstrou ser muito semelhante entre um sprint de 40 metros e 100 metros, (HIRVONEN et al., 1987), mas ainda é difícil saber se um acúmulo intramuscular suficiente de Pi ocorreria com rapidez suficiente para causar quaisquer distúrbios na cinética do Ca2+ ou produção de força da ponte cruzada durante, por exemplo, um sprint de 100 metros. 2.4 Função neuromuscular A excitabilidade da membrana prejudicada não parece ser uma causa de fadiga durante sprints de longa distância, e isso também parece ser o caso para sprints de curta distância (TOMAZIN et al., 2012). Na verdade, nenhuma correlação significativa foi encontrada entre a diminuição da velocidade no metabolismo periférico ou mudanças neuromusculares durante sprint de curta distância (TOMAZIN et al., 2012). No entanto, diminuições significativas na atividade EMG dos músculos das pernas foram encontrados após sprints de 100 e 200 metros (MERO e PELTOLA, 1989). Essas mudanças podem estar relacionadas a saída sub ótima do córtex motor, fadiga periférica ou diminuição da sensibilidade do reflexo de estiramento após curta distância de sprints, por meio da estimulação de músculos aferentes tipo III e IV (TOMAZIN et al., 2012; ROSS; LEVERITT e RIEK, 2001). A redução da atividade do reflexo de estiramento prejudicaria a força propulsora dos músculos dos atletas, reduzindo a potência muscular e, consequentemente, a velocidade. O problema de testar hipóteses como esta é que músculos da perna são afetados por mudanças induzidas por fadiga durante a corrida mais do que outros. Por exemplo, os músculos isquiotibiais e panturrilha são afetados mais do que os músculos quadríceps; e, a influência da fadiga na função do músculo muda dependendo da fase específica do ciclo de sprint (TOMAZIN et al., 2012). A importância relativa da fadiga central para o desempenho do exercício torna-se maior quanto mais tempo o exercício continuar. Seria, portanto, esperado que essa fadiga central teria um impacto mínimo nas corridas de curta distância. 88UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Na verdade, Tomazin et al. (2012). encontraram pouca ou nenhuma influência da fadiga central sobre contrações musculares isométricas imediatamente após 100 e 200 metros corrida. No entanto, os autores não puderam dizer com certeza que a fadiga central/ neural (particularmente a produção do córtex motor e mudanças reflexas) não impactou o desempenho durante o sprint. Esta é uma linha particularmente interessante para um estudo mais aprofundado, considerando a aparente falta de associação entre diminuição da velocidade e mudanças periféricas durante sprints. 89UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II 3. EXERCÍCIO RESISTIDO Discutir os mecanismos de fadiga associados aos exercícios resistidos requer uma abordagem diferente das seções anteriores. O exercício resistido é mais um exercício de treinamento em oposição a uma atividade competitiva. Portanto, é difícil para descrever os requisitos de desempenho associados ao sucesso no exercício resistido, em contraste com o destaque dos requisitos de desempenho específicos de, digamos, exercícios submáximos prolongados em comparação com o sprint de longa distância. No entanto, qualquer pessoa que já tentou o treinamento resistido sabe que a fadiga ocorre durante esta forma de exercício, geralmente se manifestando nos músculos com dor / desconforto, uma redução na velocidade em que a resistência pode ser movida, e talvez até mesmo uma incapacidade completa de continuar movendo a resistência. Algumas causas propostas para essas sensações serão discutidas abaixo. As causas específicas de fadiga podem diferir dependendo do tipo de treinamento que está sendo feito, mas o corpo atual da literatura investigando processos de fadiga durante diferentes formas de treinamento resistido de corpo inteiro (full body) é menor do que para outras atividades. Portanto, este tópico se concentrará em treinamento resistido que eliciaria máxima ou quase máxima força de contração. A recuperação após levantamento máximo ou quase máximo (ou seja, treinamento de força) parece ocorrer mais rapidamente doque a recuperação após levantamentos submáximos até a falha (ou seja, treinamento de resistência), (WILLARDSON, 2006). 90UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Isso pode parecer paradoxal devido à possível percepção de que o levantamento máximo é “mais difícil” do que o levantamento submáximo. É importante ressaltar, porém, que pode indicar que os processos de fadiga no treinamento de força máximo são diferentes daqueles na resistência do treinamento de endurance. O treinamento de força máximo é geralmente realizado com intervalo de baixas repetições (geralmente 1 a 5), intercalado com durações de recuperação longas (2 a 5 minutos), (WILLARDSON et al., 2006). Devido a este padrão de trabalho / descanso, uma série de treinamento de força máxima geralmente não leva mais do que aproximadamente 10 segundos, seguido por substancial recuperação. Apesar de uma curta sessão de treino, um esforço máximo é necessário, portanto, é provável que uma depleção substancial de PCr seja observada após uma série de força máxima. (WILLARDSON et al., 2006; WADA; KURATANI e KANZAKI, 2013). Esta depleção de PCr reduziria a taxa de ressíntese de ATP, e poderia ser responsável, pelo menos em parte, pela diminuição da velocidade de levantamento e pela redução do torque muscular observado após a ativação muscular máxima ou quase máxima (NORDLUND; THORSTENSSON e CRESSWELL, 2004; PIRES et al., 2011). Isso também poderia explicar a recuperação mais rápida da força muscular; para a próxima série de levantamento caso necessário, nesse uma ressíntese notável de PCr terá que acontecer, o que permite ao atleta atingir cargas máximas de levantamento (SAHLIN e REN, 1989). Portanto, a cinética de PCr pode desempenhar um papel no desempenho durante o máximo treinamento de força. Correlações significativas também foram encontradas entre reduções na força muscular e concentração de lactato sanguíneo (AHTIAINEN e HAKKINEN, 2009). Esta correlação levou à sugestão de que a fadiga durante o treinamento resistido de hipertrofia pode estar relacionada a glicólise anaeróbia significativa que produz H+ e reduz o pH do músculo (SAHLIN e REN, 1989). No entanto, um nível mais alto de ativação voluntária máxima do músculo voluntário (como durante o treinamento de força máxima) levará a mais rápida depleção de energia e acúmulo de metabólitos (NORDLUND; THORSTENSSON e CRESSWELL, 2004). No caso do treinamento de força máxima, um dos principais metabólitos para acumular poderia ser o Pi, via repartição de PCr. O acúmulo de Pi pode prejudicar a liberação de Ca2+ no RS, reduzindo a força contrátil do músculo (Seção 5.7.2), (NORDLUND; THORSTENSSON e CRESSWELL, 2004; WESTERBLAD e ALLEN, 2002). No entanto, medições diretas de tais efeitos durante o treinamento de força máxima estão faltando a literatura. 91UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Além do mais, muitos estudos usaram técnicas de estimulação elétrica em grupos de músculos individuais como um modelo para o estudo da fadiga durante as contrações musculares máximas, e os resultados de tais estudos devem ser interpretados com isso em mente. Tanto a fadiga central quanto a periférica foram documentadas durante o máximo contrações musculares voluntárias (TAYLOR et al., 2000). Durante um período isométrico voluntário máximo contração, a produção de força muscular começa a cair quase imediatamente, e o aumento da força induzido pela estimulação elétrica aumenta, indicando a presença de fadiga central (Seção 1.2.1), (GANDEVIA et al., 1996; LAMBERT et al., 2008). A desaceleração do acionamento da unidade motora as taxas foram mostradas durante o controle muscular máximo sustentado e repetido - trações, (RUBINSTEN e KAMEN, 2005), e os mecanismos por trás disso são cruciais para a compreensão do desenvolvimento da fadiga central durante a ativação muscular máxima (TAYLOR e GANDEVIA, 2008). Os mecanismos potenciais são bastante complexos; no entanto, desaceleração do acionamento da unidade motora taxa provavelmente está relacionada a um ou mais dos seguintes: 1. Uma diminuição na excitação entrada através dos neurônios motores; 2. Um aumento na entrada inibitória para os neurônios motores; 3. Uma diminuição na capacidade de resposta dos neurônios motores à estimulação (TAYLOR e GANDEVIA, 2008). As evidências sugerem que a desaceleração da unidade motora as taxas de disparo são provavelmente devido a uma combinação de capacidade de resposta diminuída dos neurônios motores e inibição do disparo do neurônio motor (talvez via tipo Estimulação aferente III e IV e redução da atividade do fuso muscular, (ANDERSEN; WESTLUND e KRARUP, 2003; WADA; KURATANI e KANZAKI, 2013). A entrada de excitação pode não diminuir, mas pode tornar- se subótimo por não conseguir compensar as mudanças no neurônio motor função causada pela capacidade de resposta reduzida e inibição aumentada (TAYLOR e GANDEVIA, 2008). 92UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II 4. A INFLUÊNCIA DO GÊNERO NOS MECANISMOS DE FADIGA Como você pode apreciar as causas da fadiga durante o exercício são específicas às demandas da tarefa. Isto a especificidade da tarefa pode variar entre homens e mulheres devido as diferenças entre os gêneros nas respostas fisiológicas ao exercício (HUNTER et al., 2009; HUNTER, 2014). Muito ainda está para ser descobertos sobre as diferenças de gênero na fadiga durante exercícios dinâmicos de corpo inteiro (HUNTER, 2014). Abaixo você terá uma visão geral e concisa do atual conhecimento sobre este assunto. 4.1 Como a fadiga difere entre homens e mulheres? Durante contrações isométricas sustentadas ou intermitentes na mesma intensidade, as mulheres parecem ser menos fatigáveis do que os homens. (HUNTER et al., 2009; GUENETTE et al., 2010). Curiosamente, fatigabilidade entre os sexos parece ser influenciada pelo grupo muscular, com menos fatigabilidade observada em mulheres para os flexores do cotovelo, extensores das costas, extensores de joelho e músculos respiratórios, (HUNTER, 2014; PFEIFFER et al., 2012), menos para o dorsiflexores (AVIN et al., 2010), e nenhuma diferença de gênero para os extensores do cotovelo. O efeito de gênero na fatigabilidade em grupos musculares específicos pode depender do aspecto neural, composição metabólica e contrátil de cada grupo muscular (discutido abaixo). 93UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II As diferenças de gênero na fatigabilidade durante as contrações isométricas também são muito diminuídas conforme a intensidade da contração muscular aumenta, (HUNTER, 2014; LEPPIK et al., 2004), ou quando homens e mulheres são pareados para força muscular. Um padrão semelhante é visto durante as contrações musculares concêntricas, com mulheres mostrando menos fatigabilidade do que homens, embora a extensão da diferença de gênero é menor do que para contrações isométricas (HUNTER, 2014). Para contrações concêntricas, as diferenças de gênero na fatigabilidade podem ser diminuídas aumentando de forma independente a intensidade e a velocidade da contração (MAUGHAN et al., 1986; MCKENNA et al., 2006). Para contrações excêntricas, uma imagem ligeiramente diferente é vista. A redução da força muscular após contrações excêntricas repetidas é semelhante entre os sexos, (POWER et al., 2010), ou são realmente maiores nas mulheres em comparação com os homens (SEWRIGHT et al., 2008). Investigar as respostas de fadiga a tipos específicos de contração em grupos musculares isolados é interessante, mas talvez não seja o mais relevante para o esporte e contextos do exercício. Um modelo de pesquisa mais válido externamente investigou a resposta de fadiga de homens e mulheres em sprints de esforços repetidos. Este trabalho descobriu que as mulheres geralmente são menos fatigáveis (ou seja, mostram menos redução na produçãode energia) do que os homens (BILLAUT e BISHOP, 2012). No entanto, isto não é um universalmente constatado, tendo em vista que alguns trabalhos não mostraram nenhuma diferença significativa entre os gêneros (SMITH e BILLAUT, 2012), particularmente quando homens e mulheres são equiparados para a produção de potência inicial (SMITH e BILLAUT, 2012). As mulheres também parecem se recuperar de sprints repetidos mais rapidamente do que os homens (LAURENT et al., 2012). 4.2 O que pode explicar as diferenças de gênero no exercício fadiga? Do ponto de vista fisiológico, existem inúmeras explicações potenciais para diferenças de gênero na fatigabilidade. Quando homens e mulheres são equiparados para força ou potência, as diferenças de gênero na fatigabilidade são grandemente reduzidas ou mesmo negadas. Na verdade, existem diferenças mínimas de gênero em força por unidade de músculo (HUNTER, 2014). Portanto, parece que uma causa potencial das diferenças de gênero na fatigabilidade está relacionado às diferenças absolutas de força entre homens e mulheres (HUNTER, 2014). Quanto maior a massa muscular e maior força exercida por homens pode gerar consequências mecânicas e metabólicas que podem exacerbar a fadiga em comparação com as mulheres (HUNTER, 2014). 94UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Uma redução no fluxo sanguíneo para o músculo em atividade pode exacerbar a fadiga por meio de alterações nas condições metabólicas e contráteis intramusculares. Mulheres têm melhor perfusão muscular do que os homens durante intensidade baixa a moderada em contrações isométricas (pelo menos para alguns grupos musculares), (HUNTER e ENOKA, 2001). Melhor perfusão em mulheres pode ser devido a menos compressão induzida por contração das artérias fornecendo sangue ao músculo. A diferença na compressão arterial entre os sexos ocorre porque os homens são geralmente mais fortes do que as mulheres, e exercer mais pressão nas vias de sangue arterial intramuscular durante contrações (HUNTER et al., 2009). Alterações na perfusão muscular entre os sexos também podem ajudam a explicar por que as diferenças de gênero na fatigabilidade são reduzidas quando o a intensidade da contração muscular aumenta e quando os sexos são equiparados para força. Durante as contrações de alta intensidade, o fluxo sanguíneo é obstruído para um nível semelhante para ambos os sexos (YOON et al., 2007), caso a força de contração seja semelhante. No entanto, as mulheres também têm uma maior capacidade de dilatar as artérias que suprem os músculos com sangue (PARKER et al., 2007), e têm maior capilarizarão de certos músculos grupos (particularmente aqueles com mais fibras do tipo I), o que também pode ajudá-los para perfundir seus músculos melhor do que os homens. É importante ressaltar que maior vasodilatação nas mulheres é independente da força (HUNTER, 2014). É bem sabido que homens e mulheres diferem em termos de tipo de fibra muscular, tamanho, número, metabolismo e propriedades contráteis. Qualquer uma dessas diferenças pode influenciar a fatigabilidade. Mulheres têm maior quantidade de tipo I que os homens em muitos músculos envolvidos na locomoção e movimentos funcionais (ROEPSTORFF et al., 2006). As fibras musculares do tipo I são mais resistentes à fadiga do que fibras do tipo II. Especificamente, as fibras do tipo I mostram uma cinética de Ca2+ mais lenta do que as do tipo II fibras (LI et al., 2002). Em consonância com isso, foi demonstrado que as mulheres têm taxas mais lentas de recaptação de Ca2+ NO RS do que os homens, (HARMER et al., 2014), o que contribuiria para uma taxa mais lenta de relaxamento muscular. Menos fadiga muscular em mulheres foi correlacionada com propriedades contráteis musculares mais lentas (WUST et al., 2008). Portanto, parece que as mulheres possuem um perfil muscular mais lento e mais resistente à fadiga do que os homens. No entanto, a influência do tipo de fibra muscular na cinética do Ca2+ e na taxa de contração indica que o efeito desses mecanismos nas diferenças de gênero em relação a fatigabilidade será específica do músculo (HUNTER, 2014). 95UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Diferenças de gênero no tipo de fibra muscular e propriedades contráteis também são sugestivas de diferenças no metabolismo muscular durante o exercício (HUNTER, 2014). Na verdade, foi demonstrado que as mulheres utilizam a glicólise em menor grau do que os homens durante contrações isométricas de alta intensidade, (RUSS et al., 2005), e produzem menos lactato sanguíneo e uma redução menor no ATP durante a corrida, provavelmente devido à maior quantidade de fibra do tipo I (ESBJORNSSON et al., 1993). Por outro lado, nenhuma diferença de gênero é vista para PCr ou metabolismo oxidativo (RUSS, 2005). Também é bem conhecido que as mulheres oxidam mais gordura e menos carboidratos do que os homens durante o exercício na mesma intensidade relativa (ROEPSTORFF et al., 2006). Novamente, isso pode estar relacionado em parte ao maior conteúdo de fibra tipo I das mulheres, já que as fibras do tipo I são mais adequadas para a oxidação aeróbia de lipídios. Tomados em conjunto, a resposta metabólica das mulheres para ao exercício pode ser indicativa de um melhor estado de resistência à fadiga, devido à menor produção de potenciais metabólitos indutores de fadiga da glicólise anaeróbia e uma menor dependência do glicogênio finito e glicose no sangue como fonte de energia. A investigação das diferenças de gênero na ativação muscular voluntária sugere que as diferenças de gênero na fatigabilidade podem residir mais na periferia. Lá parecem ser diferenças mínimas de gênero na ativação voluntária durante breves contrações máximas dos músculos da parte superior do corpo, (KELLER et al., 2011), e nenhuma diferença de gênero em extensão da fadiga central após isométrica de baixa e alta intensidade de contrações dos músculos da parte superior do corpo (HUNTER, 2014). No entanto, parece que os homens mostram uma redução maior do que as mulheres na capacidade de ativar voluntariamente músculos dos membros durante as contrações máximas (MARTIN e RATTEY, 2007). Uma sugestão especulativa para esta diferença de gênero da parte superior e inferior do corpo é que os homens podem gerar maiores feedback aferente periférico de aferentes musculares do grupo III e IV nos membros inferiores do que as mulheres, talvez devido às diferenças na perfusão muscular e metabolismo discutido anteriormente neste tópico (HUNTER, 2014). Finalmente, é apropriado abordar a influência potencial do ciclo menstrual da mulher na fadiga durante o exercício. Atualmente, não há nenhumas evidências de que a fatigabilidade é influenciada por estágios do ciclo menstrual, (JANSE, 2003), em pelo menos durante o exercício em condições ambientais normais. No entanto, o estágio do ciclo menstrual pode influenciar as respostas fisiológicas e perceptivas a prolongadas exercícios submáximos em condições de calor e umidade (JANSE et al., 2012). 96UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II 5. A INFLUÊNCIA DO STATUS DE TREINAMENTO SOBRE OS MECANISMOS DE FADIGA Diferentes tipos de treinamento podem gerar diferentes e, muitas vezes, muitas adaptações fisiológicas específicas. Claro, o treinamento também aumenta o nível de capacidade física do corpo para realizar exercícios. Se diferentes tipos de treinamento produzem diferentes adaptações fisiológicas, é lógico que o treinamento por si, e tipos específicos de treinamento, podem influenciar os mecanismos de fadiga que podem prejudicar o desempenho do exercício. Este tópico fornecerá uma visão geral de como o status de treinamento pode afetar os mecanismos de fadiga durante o exercício. Para facilitar de referência, a seção abordará especificamente a fadiga potencial mecanismos discutidosna Parte II deste livro e não fornece uma visão geral abrangente da miríade de influências potenciais do status de treinamento no desempenho do exercício. 5.1 Metabolismo de energia As adaptações clássicas ao treinamento de exercícios de endurance incluem aumento da densidade mitocôndria muscular, concentração e atividade de enzima aeróbia, e capilarização e perfusão muscular que, juntas, melhoram a capacidade dos músculos em ressintetizar aerobiamente ATP. O treinamento de endurance também aumenta a expressão e atividade de proteínas de transporte de ácido graxo intramuscular e enzimas metabólicas. 97UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Coletivamente, essas adaptações permitem para o indivíduo treinado em endurance oxidar mais gordura e menos carboidrato em um determinado parente intensidade do exercício (PHILLIPS et al., 1996; WADA; KURATANI e KANZAKI, 2013). O aumento da gordura e a redução da oxidação de carboidratos sugerem que indivíduos treinados em endurance podem ser capazes de reduzir a taxa de esgotamento estoques endógenos de glicogênio durante o exercício e, portanto, ser menos afetado por potenciais mecanismos de fadiga associados à depleção de glicogênio. Por exemplo, uma das maneiras pelas quais a depleção de glicogênio muscular é pensada para prejudicar o desempenho do exercício é reduzindo a liberação de Ca2+ no RS devido à depleção de glicogênio intramiofibrilar e um comprometimento associado de ressíntese de ATP próximo às tríades musculares. Fibras musculares do tipo I contêm mais glicogênio subsarcolemal e intramiofibrilar do que fibras do tipo II (NIELSEN et al., 2011). Como atletas treinados em resistência provavelmente terão uma maior proporção de fibras musculares do tipo I, isso pode conferir uma vantagem ao aumentar a quantidade de tempo antes do glicogênio intramiofibrilar ser esgotado. A localização subcelular de glicogênio é influenciada pelo status de treinamento, (NIELSEN e ORTENBLAD, 2013), com glicogênio subsarcolemal acumulando-se mais rapidamente durante o treinamento (NIELSEN et al., 2011). No entanto, enquanto o glicogênio subsarcolemal e intermiofibrilar pode ser aumentado após várias semanas de treinamento de endurance, a concentração do glicogênio intramiofibrilar só pode aumentar após um treinamento de longo prazo, ou em atletas altamente treinadas (NIELSEN et al., 2011). Atletas altamente treinados em endurance ainda apresentam comprometimento em liberação de Ca2+ no RS que está associada com baixo conteúdo de glicogênio intramiofibrilar, (ORTENBLAD; NIELSEN e SALTIN, 2011), no entanto, a associação entre baixo glicogênio muscular e fadiga é menos pronunciada em pessoas mais treinadas (ORTENBLAD; NIELSEN e SALTIN, 2011). Durante o treinamento de endurance, pode-se não aumentar as concentrações de glicogênio intramiofibrilar, isso pode ser especulado pelo fato de atenuar a taxa de depleção do glicogênio intramiofibrilar, retardando assim o início da desregulação potencial de cinética de Ca2+ no RS. Embora alguns autores tenham implicado diferenças no status de treinamento como uma razão para diferentes resultados do estudo (ORTENBLAD; NIELSEN e SALTIN, 2011), pesquisas mais específicas são necessárias que comparem o uso de glicogênio subcelular e disfunção no RS associada em pessoas de diferentes estados de treinamento. 98UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II O desempenho durante o exercício de sprint repetido está relacionado à capacidade de ‘quebrar” o PCr durante o sprint e reabastecê-lo durante o período de recuperação subsequente. Atletas treinados em sprint têm taxas de PCr mais de degradação mais altas, (HIRVONEN et al., 1987), provavelmente devido em parte à maior atividade da creatina quinase nas fibras musculares do tipo II, (YAMASHITA e YOSHIOKA, 1991) dos quais atletas treinados em sprint provavelmente terão uma maior proporção. Por outro lado, os atletas treinados em endurance têm as melhores taxas de ressíntese de PCr (TAKAHASHI et al., 1995). O reabastecimento dos estoques de PCr depende da ressíntese aeróbia de ATP, e fortes correlações positivas foram encontradas entre medidas submáximas de desempenho no endurance, VO2max e ressíntese das taxas de PCr (BOGDANIS et al., 1995; LAMBERT et al., 2008). A relação entre aptidão aeróbia e taxas de ressíntese de PCr sugere que durante o exercício de sprint repetido, os indivíduos com melhor condicionamento aeróbio começariam cada sprint com maiores concentrações de PCr, o que pode atenuar reduções no desempenho de sprint atribuídas ao esgotamento de PCr. Na verdade, tem foi demonstrado que pessoas treinadas em endurance mantêm uma saída de potência significativa melhor do que os jogadores de esportes coletivos durante dez sprints de 6 segundos intercalados com 30 segundos de recuperação (HAMILTON et al., 1991). A maior taxa de depleção de PCr na potência do sprint de pessoas treinadas, e maior taxa de ressíntese de PCr em treinadas pessoas em endurance, sugere que os atletas de velocidade/potência podem ser mais suscetíveis a quaisquer efeitos fatigantes da depleção de PCr, particularmente durante exercícios de sprint repetidos. Essas descobertas também sugerem que, a partir de uma perspectiva treinamento, é importante para os jogadores de esportes coletivos, por exemplo, desenvolverem a aptidão aeróbia bem como velocidade/ potência de sprint, pois isso pode melhorar a taxa de ressíntese de PCr e permitir melhor desempenho de alta intensidade durante uma partida. Essa sugestão apoiada por pesquisas que mostram melhorias no número de sprints e a intensidade geral da partida após 8 semanas de treinamento aeróbio intervalado em jogadores de futebol (HELGERUD et al., 2001). No entanto, não é possível atribuir de forma conclusiva este desempenho melhorado para mecanismos associados à cinética de PCr (GLAISTER, 2005). 5.2 Acidose metabólica Os atletas de esportes coletivos têm uma maior capacidade de tamponamento muscular de H+ do que pessoas treinadas ou não treinadas em endurance (EDGE et al., 2006). Maior capacidade de tamponamento muscular pode permitem maior desempenho durante exercícios de alta intensidade, particularmente envolvendo sprints repetidos. 99UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Esta sugestão é apoiada por um trabalho que mostra uma correlação entre a capacidade tampão do músculo e o trabalho realizado durante sprints repetidos, o que significa que quanto maior a capacidade de tamponamento muscular, mais o trabalho poderia ser concluído (BISHOP et al., 2004). A maior capacidade de tamponamento muscular dos jogadores de esportes coletivos pode ser uma adaptação ao tipo de treinamento que realizam, que envolveria repetidas sessões de exercícios de alta intensidade que podem estimular adaptações para processos de tamponamento (EDGE et al., 2006). Atletas treinados em sprint tendem a ter uma maior prevalência de fibras musculares do tipo II. Essas fibras musculares contêm altas concentrações de glicogênio e enzimas anaeróbias e, portanto, são capazes de gerar energia via glicólise anaeróbia com mais eficácia do que as fibras do tipo I. A glicólise anaeróbia produz lactato e H+, e parece ser importante remover particularmente o H+ do músculo. Fibras musculares do tipo II contêm uma concentração muito maior de proteínas transportadoras de monocarboxilato 4 (MCT4) do que fibras de tipo I (JUEL e HALESTRAP, 1999). Esses transportadores funcionam para remover lactato e H+ das células musculares e movê-los para o sangue ou em células musculares adjacentes para uso na ressíntese aeróbia de ATP, (DUBOUCHAUD et al., 2000). Portanto, os indivíduos com um perfil maior de fibra tipo II pode ser mais eficaz na remoção de lactato e H+ do músculo ativo. Enquanto atletas treinados em sprint podem ter mecanismos específicos paratamponamento e transporte do lactato e H+, parece que o treinamento de endurance também causa adaptações que podem influenciar na produção e remoção de lactato e H+. Em primeiro lugar, os atletas de endurance tendem a ter maiores proporções de fibras musculares do tipo I, que são mais adequadas ao metabolismo oxidativo do que anaeróbio. Como resultado, os atletas treinados em endurance produzem menos lactato muscular em uma dada intensidade do exercício do que atletas treinados sem resistência (BERG, 2003; COYLE, 2007). Segundo ponto, o treinamento de endurance é projetado para potencializar a capacidade aeróbia destas fibras musculares. A capacidade de remover o lactato sanguíneo foi fortemente correlacionada com capacidade muscular oxidativa (THOMAS et al., 2004). Isso pode estar relacionado ao achado de que a expressão do transportador monocarboxilato 1 (MCT1) é maior nas fibras musculares do tipo I e que o treinamento aeróbio aumenta a expressão de MCT1 proteína no sarcolema e mitocôndrias do músculo esquelético, (DUBOUCAUD et al., 2000; JUEL, 2006). 100UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II O MCT1 sarcolemal pode contribuir para a absorção de lactato e H+ do sangue nas fibras tipo I e remover para outras fibras musculares por meio do vai-e-vem de célula-célula de lactato (vaivém e MCT1 mitocondrial podem facilitar o transporte intracelular de lactato e H + na mitocôndria para participar do ATP oxidativo ressíntese, (DUBOUCAUD et al., 2000; GLADDEN, 2004; LEPPIK et al., 2004). A natureza do movimento de lactato e H+ para dentro e para fora do sangue e o músculo esquelético é complexo, influenciado pela morfologia muscular e pela demanda do exercício, e ainda está sendo investigado. No entanto, o papel fundamental do status do treinamento é que os atletas treinados em sprint e em coletivos têm mais processos eficazes de tamponamento e remoção de lactato muscular / H + do que os atletas treinados de endurance, por sua vez, atletas treinados em endurance são mais eficazes em transportar lactato e H+ para as fibras musculares adjacentes para uso da ressíntese aeróbia de ATP, e têm perfis de fibras musculares que produzem menos lactato e H+ em uma determinada intensidade relativa de exercício. 5.3 Termorregulação Há alguma sugestão de que pessoas com maior aptidão aeróbia são mais capazes de tolerar exercícios em ambientes com altas temperaturas do que pessoas menos treinadas. Pessoas com melhor condicionamento aeróbio começam a se exercitar em condições de calor com uma temperatura corporal mais baixa, são capazes de continuar a se exercitar significativamente por mais tempo, e finalizar o exercício com uma temperatura corporal significativamente mais alta do que pessoas menos aptas (CHEUNG e MCLELLAN, 1998). Se a aptidão aeróbia é capaz de compensar algumas das influências negativas de hipertermia, pode ser benéfico para o desempenho, particularmente para exercícios prolongados. Marcadores neuroendócrinos de fadiga central parecem seguir um aumento dependente da temperatura e estar presentes de forma semelhante em pessoas treinadas e não treinadas em situações de exaustão durante o exercício no calor (WRIGHT et al., 2012). Não é novidade que a capacidade de pessoas com melhor condicionamento aeróbio tolerarem melhor exercício no calor foi atribuída à pratica de exercício regular e atividade física que provavelmente é realizada por pessoas mais aptas. Mais especificamente, pessoas aerobiamente mais aptas são capazes de tolerar uma temperatura corporal mais elevada durante o exercício, sugerindo que um determinado aumento da temperatura corporal gera uma melhor relação tensão térmica em indivíduos em relação aos menos condicionados (WRIGHT et al., 2012). Razões pelas quais pessoas aerobiamente mais treinadas são capazes de tolerar temperaturas corporais mais altas ainda são debatidas. 101UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Pessoas aerobiamente mais aptas encontram uma tensão circulatória mais baixa em uma determinada temperatura corporal durante o exercício no calor devido ao seu maior volume de sangue e débito cardíaco (HOPPER; COGGAN e COYLE, 1988). No entanto, as respostas cardiovasculares de pessoas treinadas e não treinadas durante o exercício no calor não apoiam a sugestão de que menor tensão cardiovascular permite que as pessoas mais aptas tolerem melhor o exercício no calor (SELKIRK e MCLELLAN, 2001). A percepção de esforço fisiológico durante o exercício no calor é também inferior para indivíduos mais treinados aerobiamente (WRIGHT et al., 2012). Este achado, novamente sugere que pessoas treinadas são capazes de tolerar temperaturas corporais mais altas durante o exercício devido à familiaridade de aumentos regulares na temperatura corporal durante o treinamento (SELKIRK e MCLELLAN, 2001). Curiosamente, esta sugestão associa uma maior tolerância ao exercício de pessoas aerobiamente aptas ao modelo antecipatório de regulação do exercício, particularmente o uso de experiência anterior em exercícios para desenvolver uma percepção da próxima sessão de exercícios). Também é possível que níveis mais baixos de gordura corporal possibilitem uma maior tolerância ao exercício no calor, pois a gordura tem uma capacidade maior de armazenamento de calor do que o tecido magro (SELKIRK e MCLELLAN, 2001). No entanto, a influência da gordura corporal na tolerância aos exercícios no calor pode também ser independente da aptidão aeróbia (SELKIRK e MCLELLAN, 2001). Como é geralmente intrigante a interrelação das respostas fisiológicas ao exercício, é provável que os mecanismos por trás da capacidade das pessoas em melhor forma aeróbia de tolerar melhor os exercícios no calor são multifacetados. Deve- se considerar também que nem todas as pesquisas apoiam a influência da aptidão aeróbia na maior tolerância ao exercício no calor (MORA-RODRIGUEZ, 2012). 5.4 Cinética do Cálcio e Potássio As fibras musculares do tipo II têm uma liberação mais rápida de Ca2+ e captação para o RS, uma maior taxa de liberação de Ca2+ por potencial de ação muscular e mais Ca2+ nos sítios ativos de ligação na troponina C do que nas fibras do tipo I, (ALLEN; LAMB e WESTERBLAD, 2008; STEPHENSON, D.; LAMB e STEPHENSON, G., 1998). Essas diferenças contribuem para a maior produção de força e velocidade de contração mais rápida de fibras do tipo II, e demonstram como a mecânica de uma fibra muscular é adequada à sua função. No entanto, as fibras musculares do tipo I têm maiores concentrações Ca2+ no RS, o que facilitaria melhor a liberação de Ca2+, aumentando a probabilidade de abertura de canais de liberação no RS (SITSAPESAN e WILLIAMS, 1995). 102UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II A maior probabilidade de abertura de os canais de liberação de Ca2+ também podem tornar o RS das fibras do tipo I menos suscetíveis para efeitos potencialmente inibidores de Mg2+ (FRYER e STEPHENSON, 1996), e menos suscetíveis à fadiga (STEPHENSON, D.; LAMB e STEPHENSON, G., 1998). Além disso, as fibras musculares do tipo II apresentam maior aumento na concentração de Pi do que as fibras musculares do tipo I, devido à sua capacidade para quebrar ATP e PCr em taxas mais rápidas (FITTS, 2008). Uma maior concentração de Pi intramuscular nas fibras do tipo II pode torná-las mais suscetíveis ao Ca2+ e precipitação -Pi no RS. Apesar das propriedades potencialmente benéficas das fibras musculares do tipo I em relação à cinética de Ca2+, a liberação e absorção de Ca2+ no RS é significativamente reduzida em indivíduos treinados em endurance, treinamento resistido e não treinados (LI et al., 2002). No entanto, o declínio na função no RS é maior em não treinados em comparação com pessoas treinadas em endurance. Além disso, a extensão da deficiência na função no RS está correlacionada com a porcentagemde fibras do tipo II, sugerindo um maior comprometimento funcional neste tipo de fibra (LI et al., 2002). Curiosamente, a curto prazo o treinamento de endurance causa uma redução na taxa de liberação e aceitação de Ca2+ no SR (GREEN et al., 2011). Embora à primeira vista isso possa ser contra intuitivo e sugestivo de uma adaptação de treinamento negativa, a redução da cinética de Ca2+ pode realmente representar o início das mudanças funcionais voltadas para a melhoria da capacidade oxidante do músculo (GREEN et al., 2011). De fato, o treinamento de endurance de longa duração aumenta níveis de proteínas envolvidas na manipulação de Ca2+ no músculo esquelético (FERREIRA et al., 2010), e semelhantes também foram relatados achados em fibras musculares do tipo II (MORISSETE et al., 2014). Há um debate quanto ao significado funcional do acúmulo extracelular de K+ em fadiga in vivo. No entanto, a falta de conclusões sugere que o acúmulo extracelular de K+ deve ainda deve ser considerada quando se discute a fadiga do exercício, especialmente quando são observadas mudanças induzidas pelo treinamento na cinética do K+ nos músculos. O treinamento intermitente de alta intensidade reduz o acúmulo extracelular de K+ durante o exercício incremental de perna única até a exaustão (NIELSEN et al., 2004). Parece que reduzir o acúmulo extracelular de K+ após o treinamento está relacionado à maior recaptação de K+ no músculo por meio do aumento da atividade das bombas de Na+, K+, (JUEL, 2006; NIELSEN et al., 2004). 103UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II A densidade do músculo esquelético nas bombas de Na+ e K + aumentam em cerca de 14–20% pelo treinamento de endurance, 16% no treinamento de sprint e 10- 18% no treinamento intermitente de alta intensidade e treinamento resistido, (JUEL, 2006; FRASER et al., 2002; CASA et al., 2000). Parece, portanto, que os indivíduos envolvidos na maioria das formas de treinamento podem ser capazes de melhorar sua capacidade de atenuar acumulação extracelular de K+. No entanto, isso pode ser de extrema importância para atletas baseados em sprint / potência, já que as fibras musculares do tipo II podem ser mais suscetíveis para o acúmulo extracelular de K+ (STEPHENSON, D.; LAMB e STEPHENSON, G., 1998). 5.5 Regulação central e regulação antecipatória de desempenho A regulação central/antecipatória do desempenho, conforme proposto pelos mo- delos existentes é complexo e muito difícil de experimentalmente estudar. Portanto, talvez sem surpresa, a influência do status de treinamento sobre regulação central/antecipatória não foi suficientemente bem isolada em um ambiente de pesquisa. O emprego de uma estratégia de estimulação durante o exercício pode fornecer suporte para regulação central / antecipatória de desempenho, como é proposto que o ajuste contínuo da intensidade do exercício ocorre de acordo com um modelo de percepção pré-desenvolvido, que é desenvolvido por feedback periféricos aferentes, conhecimento das demandas de exercício esperadas e experiência de exercícios anteriores experiência. Foi demonstrado que a capacidade de refinar uma estratégia de ritmo a fim de completar uma determinada tarefa de exercício de forma mais rápida ou eficiente é aprimorada com treinamento e experiência. Se estratégias de ritmo são de fato parte de uma regulação central / antecipatória de desempenho projetada para permitir a conclusão do exercício sem danos físicos significativos, então a experiência em treinamento pode ser crucial para o sucesso desse sistema regulatório. Feedback periférico aferente também é proposto em contribuir para a geração de percepção de esforço consciente que é usado como um regulador do desempenho do exercício. O treinamento aeróbio de alta intensidade e treinamento aeróbio mais tradicional (contínuo), podem atenuar a influência potencial do metabólico periférico, iônico e induzido pelo exercício alterações termo regulatórias na fadiga. Portanto, pode-se sugerir que indivíduos com um nível de treinamento mais alto podem gerar menos feedbacks de aferências periféricas em uma determinada intensidade de exercício, o que poderia se traduzir em comparações favoráveis entre a percepção de esforço consciente e durante o exercício, e, portanto, melhor desempenho no exercício.Esta sugestão é apoiada por pesquisas mostrando menor percepção de esforço em uma determinada intensidade relativa de exercício em indivíduos aerobiamente mais aptos em comparação com aqueles de níveis de aptidão mais baixos (TRAVLOS e MARISI, 1996). No entanto, mais pesquisa são necessárias. 104UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II SAIBA MAIS Nesta unidade você viu sobre a ação do magnésio na fadiga, sendo assim abaixo segue um artigo muito interessante o qual os autores objetivaram descrever os benefícios do magnésio e suas principais fontes alimentares, apontar os danos à saúde decorrentes da deficiência do mineral e correlatar a atuação do magnésio em praticantes de exercício físico. Fonte: SILVA, J. C. da; SANTOS, G. M. dos; NUNES, M. I. L. B.; MELO, P. K. M.; SILVA JÚNIOR, R. R. da; AZEVEDO FILHO, F. M. de; MEDEIROS, A. D. F. F.; VASCONCELOS FILHO, F. S. L. Os benefícios do magnésio em praticantes de exercício físico: um estudo de revisão bibliográfica integrativa. Research, Society and Development, v. 10, n. 11, 2021. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/ view/19253. Acesso em: 31 jan. 2022. REFLITA “Você precisa fazer aquilo que pensa que não é capaz de fazer”. Fonte: Eleanor Roosevelt. https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/19253 https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/19253 105UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II CONSIDERAÇÕES FINAIS Ao término desta unidade você pode aprender que o desempenho de sprint de longa distância pode ser prejudicado por alterações no acoplamento excitação-contração, possivelmente via prejuízos na cinética de Ca2+ no RS e depleção de PCr. Também pode haver um aspecto de regulação antecipatória do desempenho durante sprint de longa distância, evidenciado por uma relação entre a concentração de lactato no sangue e percepção de esforço e capacidade contrátil muscular alterada dentro de 10 segundos iniciais de sprints de longa distância. O sprint de curta distância é prejudicado pelo esgotamento de PCr. O desempenho em sprint de 200 metros pode ser prejudicado por reduções no pH muscular, mas isso não é causa de fadiga na corrida de 100 metros. Mais pesquisas são necessárias para determinar a influência potencial da acumulação de Pi e cinética de Ca2+ alterada no desempenho de sprint curto. O desempenho de sprint curto também pode ser prejudicado por alterações na função neuromuscular, possivelmente mediada por mudanças na responsividade do neurônio motor, fadiga periférica fadiga ou diminuição da sensibilidade do reflexo de estiramento. O treinamento resistido com cargas altas pode ser prejudicado pela depleção de PCr e acúmulo de metabólitos intramusculares. O treinamento resistido com cargas altas também pode ser influenciado pelo desenvolvimento de fadiga central, embora a influência relativa da fadiga periférica e central pode depender de tipo de fibra muscular e status de treinamento. As mulheres parecem menos fatigáveis do que os homens durante os períodos sustentados e intermitentes de contrações isométricas, contrações concêntricas e sprints repetidos. A melhor fatigabilidade das mulheres é grandemente reduzida ou negada aumentando a intensidade da contração, ou quando os sexos são equalizados na produção de força. Razões para melhor fatigabilidade das mulheres incluem melhor perfusão muscular, maior teor de fibra muscular tipo I, diferenças nas respostas metabólicas ao exercício, e melhor ativação voluntária dos músculos dos membros inferiores. Indivíduos treinados em enduranceoxidam mais gordura e menos carboidratos em uma determinada intensidade relativa de exercício, e são capazes de repor o PCr em um ritmo mais rápido. Isso pode anular, ou pelo menos atrasar, os processos de fadiga associados com depleção de glicogênio, e permitem uma melhor manutenção do desempenho durante o exercício de sprint repetido. 106UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II Os atletas de jogos coletivos têm uma maior capacidade de tamponar a produção muscular de H+ do que pessoas treinadas ou não treinadas em endurance, o que pode permitir maior desempenho de sprints repetidos. As fibras musculares do tipo II contêm maior conteúdo de MCT4, que pode permite que atletas treinados em sprint movam lactato e H+ fora do músculo de forma mais eficaz. Atletas treinados em resistência tendem a ter um perfil de fibra muscular que favorece a redução da produção de lactato e H+, mas também têm maior conteúdo de MCT1 muscular, o que pode permitir melhor transporte de lactato e H+ de célula para célula, e também o transporte para as mitocôndrias para uso na ressíntese aeróbia de ATP. Indivíduos com maior aptidão aeróbia podem tolerar melhor o exercício em altas temperaturas, aparentemente devido a uma maior tolerância para altas temperaturas corporais e percepção reduzida do calor As fibras musculares do tipo I têm maiores concentrações de Ca2+ no RS, que irão facilitar a liberação de Ca2+ e tornar o RS menos suscetível a processos inibitórios durante o exercício. As fibras do tipo II mostram maiores aumentos em concentração de Pi, que pode aumentar a suscetibilidade à precipitação Ca2+ e Pi no RS. Todas as formas de treinamento parecem induzir adaptações que melhoram a capacidade de atenuar o acúmulo extracelular de K+. Indivíduos treinados em endurance relatam uma percepção de esforço mais baixa em uma determinada intensidade do exercício, e demonstram adaptações de treinamento que podem atenuar o feedback potencial aferente de mudanças periféricas no metabólico, estado iônico e termorregulador. Se a regulação de desempenho central/antecipatória é governada por feedback periférico aferente e consciente percepção de esforço, pode significar que as pessoas treinadas em endurance são menos “retidas” por este sistema regulador de desempenho. No entanto, esta sugestão requer estudo experimental. 107UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II LEITURA COMPLEMENTAR O Crossfit se popularizou no Brasil nos últimos anos, principalmente pela variedade de movimento tipos de estímulos e intensidades. No artigo abaixo os autores tiveram por objetivo analisar o grau de desidratação em praticantes desta modalidade. Assim você entenderá um pouco mais sobre os processos de termorregulação em exercício. Boa leitura! Fonte: PINHEIRO, L. N.; LOBO DE SOUZA, A.; FERREIRA SANTOS C. C. Y.; MIRANDA, T. V. Análise da desidratação em praticantes de Crossfit. Revista Brasileira De Nutrição Esportiva, 15 (93), 314-322, 2021. Disponível em: http://www.rbne.com.br/index. php/rbne/article/view/1704. Acesso em: 31 jan. 2022. http://www.rbne.com.br/index.php/rbne/article/view/1704 http://www.rbne.com.br/index.php/rbne/article/view/1704 108UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte II MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO Título: Fisiologia do Exercício: Nutrição, Energia e Desempenho Humano. Autores: William D. McArdle; Frak I. Katch; Victor L. Katch Editora: Guanabara Koogan Sinopse: O livro abrange conceitos e a ciência das diferentes disciplinas que contribuem para uma compreensão mais abrangente e a valorização da fisiologia do exercício na atualidade. Nesse livro você consegue entender sobre a integração da fisiologia do exercício com outras áreas de estudo relativas a nutrição, bioquímica e bioenergética do exercício, fisiologia, medicina, treinamento e desempenho esportivo e aspectos da atividade física regular relacionados com a saúde. FILME/VÍDEO Título: Aula 2 - ATP-CP Ano: 2017. Sinopse: Aula sobre o sistema ATP - CP e suas relações com o exercício Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=wBVTfIgD_Fw 109 REFERÊNCIAS ABT, G.; ZHOU, S.; WEATHERBY, R. O efeito de uma dieta rica em carboidratos sobre o desempenho de habilidade de jogadores de futebol de meio-campo após esteira intermitente exercício. J Sci Med Sport, 1: 203–12. 1998. AHTIAINEN, J. P.; HAKKINEN, K. Atletas de força são capazes de produzir maior ativação muscular e fadiga neural durante a resistência de alta intensidade exercício do que não- patetas. J Strength Cond Res, 23: 1129–34. 2009. ALBERTUS, Y. Análise crítica de técnicas de normalização eletromiográfica. Dados. Tese de doutorado, Universidade da Cidade do Cabo, Cidade do Cabo: 1–219. 2008. ALLEN, D. G.; LAMB, G. D.; WESTERBLAD, H. Fadiga do músculo esquelético: celular mecanismos. Physiol Ver, 88: 287–332. 2008. AMANN, M.; CALBERT, J. A. L. Transporte de oxigênio por convecção e fadiga. J Appl Physiol, 104: 861 ± 70. 2008. 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Efeito de engano e esperado duração do exercício em variáveis psicológicas e fisiológicas durante a esteira correr e andar de bicicleta. Psychophysiol, 49: 462calor, levando ao aumento da secreção de suor. A perda de água pode levar à desidratação. B - Mudanças relacionadas ao exercício nas fibras musculares 1) Acúmulo de Pi no sarcoplasma, diminuindo a força contrátil devido à inibição da ponte cruzada. 2) Acúmulo de H + no sarcoplasma, diminuindo a força contrátil devido à inibição da ponte cruzada. O acúmulo de H + também pode deprimir a recaptação de Ca2 + no retículo sarcoplasmático. 3) Acúmulo de Mg2 + sarcoplasmático. Mg2 + neutraliza a liberação de Ca2 + do retículo sarcoplasmático. 4) Inibição da liberação de Ca2 + do retículo sarcoplasmático pelo acúmulo de Pi (ver ponto 1). A liberação de Ca2 + é inibida pela precipitação de fosfato de cálcio no retículo sarcoplasmático e fosforilação dos canais de liberação de Ca2 +. 5) Declínio dos estoques de glicogênio e (em casos extremos) declínio dos níveis de glicose no sangue. 6) Diminuição da velocidade de condução dos potenciais de ação ao longo do sarcolema, provavelmente como resultado de mudanças bioquímicas dentro e ao redor das fibras musculares. Isso não tem efeito imediato conhecido na produção de força muscular. 7) Aumento do efluxo de K + do músculo. O aumento de K + no lúmen do t-tubuli pode bloquear o potencial de ação tubular e diminuir a força devido a uma depressão de Alternância excitação-contração. FADIGA CENTRAL 1) A condução dos potenciais de ação axonal pode ser bloqueada na axonal locais de ramificação, levando a uma perda de ativação das fibras musculares. 2) O impulso neuronal motor pode ser influenciado pelos efeitos reflexos dos aferentes musculares. 10UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício BCAAs = aminoácidos de cadeia ramificada; Ca2 + = cálcio; H + = hidrogênio; IL = interleucina; K + = potássio; Mg2 + = magnésio; Pi = fosfato inorgânico. Fonte: Adaptado de: (AMENT e VERKERKE, 2009). 3) Estimulação dos nervos tipo III e IV diminuindo a taxa de disparo do neurônio motor e inibindo a saída do córtex motor. 4) A excitabilidade das células dentro do córtex motor cerebral pode mudar durante o curso de tarefas motoras mantidas, conforme sugerido por medições usando estimulação magnética transcraniana. 5) Os efeitos sinápticos dos neurônios serotoninérgicos podem aumentar, causando aumento do cansaço e fadiga. Isso pode ocorrer a partir do aumento do influxo cerebral do o precursor da serotonina, o triptofano, por meio de diminuições no sangue induzidas por exercícios concentração de BCAAs. 6) Liberação de citocinas induzida pelo exercício; IL-6 induz sensações de fadiga e IL-1 induz comportamento de doença 11UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 3. FADIGA PERIFÉRICA Fadiga periférica afirma que os locais de fadiga ficam fora do Sistema Nervoso Central (SNC). Mais especificamente, a fadiga periférica está associada com uma atenuação da produção de força muscular causada por um processo ou processos distais à junção neuromuscular (AMENT e VERKERKE, 2009). O conceito de fadiga periférica se origina do trabalho inicial de Hill e colegas no 1920 (HILL e LUPTON, 1923; HILL; LONG e LUPTON,1924b). Este trabalho, alguns dos quais Hill conduziu usando-se como o participante, levou à conclusão de que imediatamente antes do término de exercício, os requisitos de oxigênio dos músculos exercícios excedem a capacidade do coração para fornecer esse oxigênio. Isso desenvolve uma anaerobiose dentro dos músculos de trabalho, causando acúmulo de ácido láctico. Por causa disso, há mudança no ambiente intramuscular, contração contínua torna-se impossível e o músculo atinge um estado de falha. Hill interpretou estes achados para significar que o ácido láctico só é produzido no corpo sob condições anaeróbicas, e que a fadiga é causada pelo aumento das concentrações do ácido láctico intramuscular (NOAKES, 2012). Juntamente com os achados do estudo que pareciam demonstrar melhor desempenho do exercício quando o oxigênio foi inalado, Hill e colegas concluíram que o principal fator limitante na tolerância ao exercício era a capacidade do coração de bombear sangue para os músculos ativos. 12UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício Essa teoria, denominada o modelo cardiovascular/anaeróbico/catastrófico de desempenho do exercício humano tornou-se a teoria dominante dentro do ensino de ciências do exercício e pesquisa (NOAKES, 2012). Apesar de seu domínio nas mentes dos fisiologistas do esporte e do exercício, há problemas com o modelo cardiovascular/ anaeróbico/catastrófico de desempenho de exercício. Primeiro, considere a forma como muitos dos estudos subjacentes a este modelo foram conduzidos, ou seja, com o próprio Hill agindo como pesquisador e participante. Este não é claramente a mais objetiva ou confiável abordagem de pesquisa. O passado de Hill como fisiologista muscular também pode ter influenciado seu foco no músculo como o loci de fadiga e antecipou sua interpretação de suas descobertas (NOAKES, 2012), embora isso seja um pouco especulativo. Segundo Hill e colegas afirmaram que o débito cardíaco máximo do coração é alcançado devido ao desenvolvimento de isquemia do miocárdio. Simplificando, o coração não pode bombear mais sangue, pois não pode mais consumir oxigênio em uma taxa maior. No entanto, o desenvolvimento de monitoramento e equipamentos mais sofisticados permitiu confirmar que, enquanto um teto de produção cardíaca é alcançado durante o exercício de intensidade máxima, o coração humano saudável não desenvolve isquemia mesmo durante o exercício máximo (RASKOFF, 1976). Terceiro, o modelo retratado por Hill mostra claramente que a obtenção de um débito cardíaco ‘máximo’ limita o fluxo de sangue para os músculos de trabalho, causando uma ‘anaerobiose’ que previne a remoção oxidativa do ácido láctico. Isso resulta em acúmulo de ácido láctico dentro do músculo que interfere diretamente na capacidade contrátil das fibras musculares, causando fadiga muscular. O papel do láctico ácido na fadiga induzida pelo exercício será discutido em detalhes nas outras Unidades da disciplina. Contudo, já adianto que há um corpo crescente de evidências que desafia seriamente o conceito de que o ácido láctico é a causa de alterado função contrátil no exercício do músculo esquelético (BANDSCHAPP; SOULE e LAIZZO, 2012; NIELSEN; PAOLI e OVERGAARD, 2001). Além disso, há uma falta de evidências para demonstrar que os músculos realmente se tornam anaeróbicos durante o exercício ou que o consumo de oxigênio ou a produção cardíaca consistentemente chegar a um ponto máximo (definido por um platô) em valores com intensidade crescente do exercício), que seria um requisito para sua implicação na fadiga durante o exercício máximo (NOAKES, 2012). 13UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício Em quarto lugar, o modelo de Hill sugere que o desenvolvimento de fadiga na periferia resultaria no recrutamento cerebral adicional de fibras musculares na tentativa de ajudar essas fibras fadigadas e, assim, manter a intensidade do exercício, com esta resposta continuando até que todos as fibras musculares disponíveis tenham sido recrutadas ao máximo. Só neste momento a ‘fadiga’ começaria a se desenvolver. No entanto, atualmente abemos que, independentemente da duração do exercício ou intensidade, a fadiga se desenvolve antes do recrutamento completo de todos as fibras musculares disponíveis. Aproximadamente 35-50% da massa muscular é recrutada durante o exercício prolongado, subindo para apenas ~60% durante o exercício máximo (ALBERTUS, 2008). Finalmente, se a isquemia do miocárdio fosse permitida a desenvolver-se e persistir durante exercício intenso, como relataram Hill e colegas uma ameaça clara à integridade do tecido cardíaco ocorreria. Indagados, Hill e colegas explicaram a ausência desta condição de risco de vida, propondo a existência de um governador, localizado no cérebro ou no coração, o que reduz atividade do coração no início da isquemia do miocárdio, protegendo assim± 9. 2012. FERREIRA, J. C.; BACURAU, A. V.; BUENO, C. R.; CUNHA, T. C.; TANAKA, L. Y.; JARDIM, M. A.; RAMIRES, P. R.; BRUM, P. C. 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Eu também espero que você tenha recebido uma visão informativa e instigante sobre alguns dos pensamentos atuais e mais pesquisados na fisiologia do exercício Finalmente, espero que você se sinta motivado e inspirado a utilizar o conhecimento e os insights adquiridos com a leitura desta apostila de todas as maneiras e assim difundir novos conhecimentos. Muitas respostas sobre a fadiga no esporte e exercício ainda não foram encontradas. No entanto, mesmo se você estiver motivado simplesmente em espalhar a palavra sobre tudo o que ainda não sabemos em relação à fadiga no esporte e no exercício, isso seria útil e preciso. No processo de comunicar a complexidade da fadiga e as limitações ao nosso conhecimento, você também comunicará que muitos das crenças sobre o que causa fadiga são limitadas em sua capacidade de realmente explicá- la, ou mesmo foram desconsideradas como causas de fadiga no esporte e exercício. A mensagem que, independentemente do que você diga, é benéfico ao tema falar sobre fadiga no esporte e exercício. Espero que tenham gostado. Até a próxima! +55 (44) 3045 9898 Rua Getúlio Vargas, 333 - Centro CEP 87.702-200 - Paranavaí - PR www.unifatecie.edu.br UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício UNIDADE II Acidose Metabólica UNIDADE III Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte I UNIDADE IV Fatores que Influenciam as Causas da Fadiga - Parte IIo dano (HILL; LONG e LUPTON, 1924a). No entanto, já mencionamos que a isquemia do miocárdio não ocorre em um coração saudável, mesmo durante um exercício severo. Portanto, diferentes componentes deste modelo de fadiga do exercício não parecem se “encaixar”. No entanto, a teoria permaneceu, e, sem dúvida, ainda está como a explicação mais citada de fadiga induzida pelo exercício. Resumindo, com exceções extremamente raras, falência muscular catastrófica ou órgão não ocorre à exaustão em indivíduos saudáveis durante qualquer forma de exercício (NOAKES, 2004). Desse modo, o modelo também não contabiliza a observação que os atletas se exercitam em diferentes intensidades e durações: um ritmo mais difícil para eventos de menor duração, e um ritmo reduzido para eventos de maior tempo, e que ainda são capazes de se exercitar em uma intensidade mais alta durante a competição em comparação com o treinamento. Isso sugere duas coisas: que os mecanismos fisiológicos não são os únicos responsáveis pela regulação de intensidade de exercício (se fossem, o atleta certamente maximizaria sua capacidade fisiológica, independentemente da duração do exercício), e que humanos exibem um aspecto antecipatório da regulação do exercício, possivelmente relacionado a fatores, incluindo percepção de esforço de tarefa e motivação (NOAKES, 2012). Claramente, esse aspecto da regulação do exercício não pode ser atribuído puramente a componentes periféricos, ou seja, os músculos esqueléticos. 14UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício De fato, se o exercício é limitado puramente pela realização de um débito cardíaco máxima, como Hill sugeriu, então aspectos psicológicos como motivação, foco e confiança não têm papel no desempenho em exercício. Claramente não é o caso. Portanto, parece que o modelo de longa data de fadiga induzida por exercícios ‘catastróficos’ não mantém todos as respostas, e é provável muito simplista para explicar adequadamente o complexo fenômenos de fadiga muscular humana. 15UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 4. FADIGA CENTRAL Considerando que a fadiga periférica ocorre através de processos fora do Sistema Nervoso Central (SNC), surpreendentemente a fadiga central propõe que a origem da fadiga está localizada dentro do SNC, com uma perda de força muscular ocorrendo através de processos proximais à junção neuromuscular. Especificamente, isso se refere a locais dentro do cérebro, nervos espinhais e neurônios motores. Assim como há múltiplas definições para a fadiga, há várias definições de fadiga central, embora essas definições têm semelhanças: “Uma influência central negativa que existe apesar do sujeito estar cheio motivação”; “Uma força gerada pelo esforço muscular voluntário que é menor do que a produzida por estimulação elétrica”; “Um subconjunto de fadiga associada a alterações específicas na função SNC que não pode ser explicado por disfunção dentro do próprio músculo”; “A perda de força/potência contrátil causada por processos proximais da junção neuromuscular (DAVIS, 1997). Algumas dessas definições são questionáveis; por exemplo, avaliar a motivação pessoal em continuar o exercício, ou se alguém tem a ‘motivação completa’ para realiza-lo é muito difícil. No entanto, as definições são todas semelhantes em que elas fornecem apenas definições vagas de fadiga central, sem informações específicas sobre locais ou mecanismos de prejuízo. Em uma análise do que ocorre na fadiga, duas séries de fenômenos exigem nossa atenção. O primeiro é a diminuição da força muscular. A segunda é a fadiga como sensação (MOSSO, 1915). 16UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício A ideia de um componente central para o processo de fadiga não se tornou imediatamente popular de uma perspectiva de pesquisa, talvez porque foi substituído pelo trabalho de Hill e outros cerca de uma década depois que se concentrou na periferia como o fator principal de fadiga durante o exercício (NOAKES, 2012). Na verdade, comparativamente pouco esforço de pesquisa foi gasto no papel do SNC em fadiga até as últimas décadas (DAVIS, 1997). Isso parece estranho, considerando por quanto tempo a possibilidade de um componente central da fadiga tem sido conhecido. A fadiga central como uma hipótese pode não ter ganhado atenção devido as publicações de achados de pesquisa que pareciam apoiar a teoria de fadiga muscular periférica. No entanto, também pode ter sido devido às limitações na capacidade de medir a fadiga central por causa da falta de ferramentas de medição objetivas e claramente definidas. Na verdade, as dificuldades permanecem até o presente dia ao tentar testar as teorias centrais da fadiga com precisão, embora os avanços tecnológicos estejam tornando isso mais possível (GRAHAM; RUSH e MACLEAN, 1995; MERTON e PAMPIGLIONE, 1950). Uma abordagem comum de pesquisa para estudar a fadiga central é a comparação da força de contração voluntária máxima (CVM) com a força gerada pela estimulação elétrica supra máxima do próprio músculo. Estudos que aplicaram essa técnica relataram uma redução paralela CVM e força eletricamente estimulada (ou seja, não mediada pelo SNC) durante contrações musculares repetidas, levando à sugestão de que processos centrais não desempenham um papel na fadiga muscular (BIGLAND et al., 1992; AMENT e VERKERKE, 2009). No entanto, como Davis e Bailey, resumem, este pode não ser o caso pelas seguintes razões: 1) Manter uma ‘unidade’ SNC máxima é difícil e até desagradável, e requer um participante bem familiarizado e motivado para alcançá-lo; 2) Mesmo que um participante esteja bem motivado, nem sempre é possível manter unidade máxima de SNC para alguns músculos; 3) É mais difícil recrutar ao máximo todas as unidades motoras durante repetidas contrações concêntricas máximas em comparação com contrações excêntricas. Portanto, o impacto relatado da fadiga central no desempenho do exercício pode ser influenciado pelos protocolos de exercício específicos usados em diferentes estudos de pesquisa. Essas questões ajudam a destacar alguns dos problemas associados à medição de fadiga central. No entanto, a objetividade das ferramentas centrais de medição da fadiga é importante, pois ajuda a remover parte da subjetividade potencial envolvida na avaliação da “vontade” de uma pessoa de continuar o exercício. 17UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício As questões com a fadiga central objetivamente pode ser parte da razão pela qual fadiga central às vezes só é aceita quando os achados experimentais feitos não suportam quaisquer causas periféricas para fadiga (DAVIS e BAILEY, 1997), fazendo fadiga central quase uma “condição de exclusão”. Além disso a quantificação da presença de fadiga central, por exemplo, por observação de da redução da contração voluntária máxima de força, não oferece insights sobre as causas por trás do desenvolvimento da fadiga central. Uma relutância e/ou incapacidade de gerar unidade suficiente do SNC para os músculos é uma causa provável de fadiga induzida pelo exercício em a maioria das pessoas (DAVIS e BAILEY, 1997). É, portanto, importante para o avanço de conhecimento em processos de fadiga durante o exercício que as pesquisas tentem superar os desafios associados à investigação da fadiga central. 18UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 5. MEDINDO A FADIGA Para compreender a fadiga no esporte e no exercício, é importante apreciar como a fadiga é medida e avaliada. A seguir, você verá uma breve introdução de alguns dos métodos comuns de medição da fadiga. Isso irá fornecer contexto para as discussões mais detalhadas adiante na disciplina. 5.1 MÉTODOS DIRETOS DE AVALIAÇÃO DE FADIGA 5.1.1 Geração de força voluntária máxima / elétrica estimulação A medição precisa da capacidade de geração de força do músculo é crucial para a avaliação confiável da fadiga muscular (VOLLESTAD, 1997). A produção de força isométrica máxima (CVMpara contração voluntária máxima) é frequentemente usada para esse propósito. Os participantes são instruídos a exercer o que acreditam ser sua força máxima contra um aparelho que não permite a contração dinâmica do músculo (daí o termo produção de força isométrica). Um forte encorajamento verbal é fornecido pelo investigador em um esforço para ajudar o participante a alcançar uma contração máxima verdadeira. Existem inúmeros exemplos na literatura do uso da força CVM como uma indicação de fadiga. Por exemplo (NYBO e NIELSEN, 2001) investigaram a influência da hipertermia na fadiga após exercício a 60% do VO2máx até a exaustão em temperaturas de 40 ° C e 18 ° C. Após o exercício, os participantes realizaram uma CVM de dois minutos dos músculos extensores do joelho com a produção de força monitorada continuamente. 19UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício Os autores descobriram que, embora a produção de força diminuísse ao longo dos dois minutos em ambas as tentativas, a queda foi significativamente maior na tentativa quente, indicando um efeito negativo da hipertermia na produção de força e, portanto, maior fadiga central. No entanto, existem preocupações com o uso de CVM para avaliar a fadiga. A produção de força pode ser limitada pelo voluntário esforço/motivação do participante. Nem mesmo um forte incentivo e o feedback pode ser suficiente para permitir que alguém alcance uma verdadeira contração máxima (VOLLESTAD, 1997). Além disso, a CVM pode ser limitada por fatores presentes no SNC ou na periferia. Portanto, não é possível determinar claramente mecanismos potenciais para redução de CVM. Ademais, como (NYBO e NIELSEN, 2001) foram capazes de concluir que reduzir a potência/força no ensaio de exercício quente foi devido a maiores níveis de fadiga central? A resposta é que eles também utilizaram uma técnica chamada estimulação elétrica. Aqui, um sinal elétrico é aplicado externamente ao neurônio motor do músculo, ou diretamente no próprio músculo, o que faz com que ele se contraia. Isto é geralmente feito em estímulos curtos e repetidos, ou contrações musculares, para evitar a super estimulação do músculo, o que pode atenuar a produção de força e levar a uma interpretação incorreta da fadiga muscular (JONES, 1996). O conceito importante por trás da estimulação elétrica é que ela remove o SNC da equação pelo fato de contrair o músculo externa e diretamente. Portanto, as limitações potenciais à contração muscular presentes no SNC podem ser desconsideradas, e a capacidade do próprio músculo de se contrair é isolada. A capacidade contrátil voluntária pode ser interpretada usando a fórmula simples: CVM / CVM + EE, em que, CVM é a força de contração voluntária máxima e EE é a força gerado pela estimulação elétrica, sobreposto ao CVM (referido como força muscular total). Resolver esta equação fornece o voluntário porcentagem de ativação, que é a porcentagem total possível do gerar força por uma contração voluntária. Como o lado direito da equação inclui a força muscular produzida de forma isolada, a força contrátil não mediada pelo SNC, a porcentagem de ativação voluntária fornece uma estimativa do grau de ativação central presente em qualquer contração muscular Atualmente, CVM e EE são os métodos mais diretos de avaliação fadiga muscular. 20UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 5.1.2 Fadiga de baixa frequência A fadiga de baixa frequência (FBF) é caracterizada por uma proporção proporcionalmente maior de perda de força durante a baixa frequência em comparação com o músculo de estimulação de alta frequência (KEETON e BINDER-MACLEOD, 2006). Esta forma de fadiga pode levar horas ou até dias para se dissipar, e pode desempenhar um papel fundamental no declínio na produção de força muscular (KEETON e BINDER- MACLEOD, 2006). A fadiga de baixa frequência é normalmente interpretada medindo as respostas de torque para diferentes frequências de estimulação elétrica e examinando as mudanças na razão de produção de força em uma determinada frequência (geralmente 20 Hz) para aquela em uma frequência padronizada (geralmente 50 ou 80 Hz). Diminuições nesta proporção são interpretados como FBF. A fadiga de baixa frequência pode aumentar a necessidade de maior ativação do SNC para eliciar uma determinada força muscular (KEETON e BINDER-MACLEOD, 2006). Consequentemente, este poderia causar um aumento na percepção de esforço para uma determinada produção de força, potencialmente contribuindo para o desenvolvimento de fadiga central. Fadiga de baixa frequência foi relatada durante alta intensidade e exercício submáximo (EDWARDS et al., 1977) e, portanto, tem potencial para ser usado como uma medida de fadiga durante uma variedade de cenários de exercícios. O uso de EE para quantificar FBF pode estar sujeito a limitações, incluindo o recrutamento preferencial de unidades motoras contração rápida próximas aos locais de EE, potencialmente superestimando a fadiga devido a maior fatigabilidade das unidades de contração rápida (TRIMBLE e ENOKA, 1991), assim como limiares de recrutamento variados de axônios do neurônio motor para que diferentes unidades motoras possam ser recrutadas por EE em diferentes ensaios (GANDEVIA, 2001) e a incapacidade de EE de contabilizar com precisão a influência de dano muscular em FBF, uma vez que EE estimula apenas uma fração da massa muscular e o dano não é uniforme em todo o músculo (WARREN; LOWE e ARMSTRONG, 1999). No entanto, Martin et al. (2004) relataram que o FBF pode ser avaliada com precisão por EE por meio de grandes eletrodos de superfície (denominada estimulação transcutânea). A avaliação do FBF é obviamente limitada em sua aplicabilidade pela necessidade de usar EE baseado em laboratório em uma pequena quantidade de massa muscular durante o exercício que não é representativa da maioria situações esportivas. 21UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 5.2 MÉTODOS INDIRETOS DE AVALIAÇÃO DE FADIGA 5.2.1 Tempo de resistência (‘tempo de exaustão’) Muitos estudos de pesquisa utilizaram um teste de resistência, comumente conhecido como um teste de tempo de exaustão, para avaliar e/ou quantificar a fadiga, particularmente, a influência de uma intervenção no desenvolvimento de fadiga. Uso destes testes é parcialmente baseado na suposição de que existe uma relação entre a capacidade de geração de força dos músculos e o tempo de exaustão (VOLLESTAD, 1997). Como sempre, esta relação assumida demonstrou variar consideravelmente durante repetidas contrações isométricas (VOLLESTAD et al., 1988). Além disso, o tempo bruto para os testes de exaustão (por exemplo, um ciclo até a exaustão a 80% VO2max) exibem grandes coeficientes de variação (até ~ 35%), (SCHABORT et al., 1998) sugerindo que os testes de tempo de exaustão devem não ser a única medida usada para determinar a influência de um tratamento sobre desempenho / fadiga (MCLELLAN; CHEUNG e JACOBS, 1995). Por outro lado, pesquisas mais recentes mostraram que testes de tempo de exaustão baseados em esteira são inerentemente confiáveis quando o tempo para exaustão é transformada usando modelagem estatística com base na relação velocidade de duração (HINCKSON e HOPKINS, 2005). No entanto, as execuções no Hinckson e Hopkins (2005), o estudo durou apenas entre 2 e 8 minutos. A maioria das outras pesquisas sobre a confiabilidade do tempo de testes de exaustão tem usado exercícios de maior duração, que pode ser menos confiáveis do que exercícios mais curtos devido à infinidade de fatores que pode influenciar a decisão de uma pessoa de continuar ou não, como motivação e tédio. Além disso, a variabilidade no tempo até a exaustão das execuções mais curtas antes da modelagem estatística (9–16%) ainda era bastante grande. Finalmente, Hinckson e Hopkins (2005) reconhecem que a conversão de mudanças no tempo até a exaustão por meio dos modelos estatísticos usados emseu estudo é específica ao modelo estatístico usado e ao participante. Como resultado, as conversões são apenas aproximadas. Portanto, a capacidade de tempo convertido em pontuações de exaustão para detectar pequenas mudanças no desempenho ou a fadiga é desconhecida. 5.2.2 Eletromiografia A Eletromiografia (EMG) é a análise da atividade elétrica do tecido muscular. As duas formas comuns de EMG são EMG de superfície (não invasivo) e agulha EMG (invasivo). Por razões éticas, EMG de superfície é o mais prevalente na literatura de ciências do esporte. Nesse modelo, os eletrodos de superfície são fixados a localizações específicas no músculo. 22UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício Esses eletrodos detectam o sinal elétrico transmitido através do tecido muscular superficial, permitindo a amplitude da atividade elétrica a ser determinada. A amplitude do sinal está relacionada ao número e tamanho dos potenciais de ação (sinais elétricos transmitidos pelos neurônios motores para o músculo). Mudanças na frequência desses potenciais de ação ou no número de fibras musculares ativadas podem ser detectados, no entanto EMG não consegue distinguir entre essas duas ocorrências (VOLLESTED, 1997). A amplitude da eletromiografia cai progressivamente durante repetidas contrações isométricas máximas, provavelmente devido a uma redução na atividade das unidades motoras e, portanto, uma redução na produção de força muscular (BIGLAND; JONES e WOODS, 1979). No entanto, isso não significa automaticamente que EMG é um bom indicador de fadiga muscular, pois a relação de causa e efeito entre amplitude EMG e fadiga ainda está sob debate. Durante contrações submáximas repetidas ou sustentadas, um aumento na EMG atividade é vista na presença de uma redução na produção de força muscular (ou seja, a atividade elétrica muscular está aumentando, mas a força está reduzindo). Isso ocorre provavelmente devido à necessidade progressiva de mais recrutamento de fibras musculares conforme as contrações progridem e as fibras musculares existentes começam a se cansar (VOLLESTED, 1997). No entanto, durante as contrações submáximas repetidas, há uma variabilidade interparticipante na resposta de EMG. Além disso, EMG registra principalmente o componente neural da contração muscular; se as causas da produção de força muscular reduzida estavam ocorrendo dentro do músculo, independente da entrada neural, EMG não iria detectar isso (VOLLESTED, 1997). Finalmente, EMG só pode ser usado com qualquer forma de validade durante as contrações isométricas, pois as mudanças no comprimento do músculo alteram a relação entre EMG e ativação neuromuscular (VOLLESTED, 1997). Isso indica que EMG pode não ser um índice de fadiga particularmente útil ou apropriado durante muitas ações musculares específicas do esporte. 5.2.3 Biópsias musculares Em uma biópsia muscular, um pequeno pedaço de tecido muscular é removido de um músculo humano para exame. No esporte e na pesquisa científica do exercício, o a biópsia por agulha é mais comum. Aqui, o anestésico local é aplicado na área após o qual uma agulha é inserida no músculo (comumente o vasto lateral do quadríceps). 23UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício As biópsias musculares podem ser usadas para quantificar a composição da fibra muscular, conteúdo de energia muscular e a concentração e atividade de uma infinidade de enzimas envolvidas na produção de energia que podem fornecer uma visão sobre a capacidade funcional do músculo e mudanças no treinamento. O processo real de realização de uma biópsia, se feito corretamente, pode fornecer uma amostra de tecido muscular que pode ser usada em uma variedade de análises das variáveis descritas acima. Um potencial limitação é que uma amostra de biópsia pode não ser representativa de todo o músculo do qual é extraído. Nesta situação, os resultados extrapolados de uma amostra de biópsia de todo o músculo seriam imprecisos. Além disso, repetidas amostras de biópsia são necessárias, variações no local de amostragem podem afetar a validade e/ou confiabilidade dos dados. No entanto, a principal preocupação com o uso de biópsias musculares na pesquisa de fadiga é se as medições feitas na amostra muscular são, na verdade, indicativas de fadiga. Por exemplo, biópsias musculares são frequentemente feitas para avaliar a taxa e extensão da degradação do glicogênio do músculo durante e após o exercício, com diferenças na taxa de degradação e concentração final do exercício frequentemente citada como causa mecanismo de fadiga. Contudo, uma análise mais detalhada da literatura parece indicar que a ingestão de carboidratos durante o exercício não atenua depleção de glicogênio muscular (KARELIS et al., 2010). Claro, uma das principais limitações da técnica de biópsia muscular é obter a necessária aprovação ética e, talvez ainda mais desafiador, consentimento informado para realmente conduzir o procedimento. 5.2.4 Amostra de sangue A coleta de sangue é uma ferramenta básica na pesquisa científica do esporte. Métodos de amostragem variam, desde simples amostragem capilar da ponta do dedo ou do lóbulo da orelha até amostragem arterial, venosa e canulação. A frequência e método da coleta de sangue dependerá dos objetivos da pesquisa, os objetivos da amostragem (quais variáveis de sangue serão medidas e quais serão usadas para), e restrições éticas e consensuais. Esses mesmos fatores irão, em parte, determinar as variáveis transmitidas pelo sangue que um pesquisador mede. Comum medições incluem glicose no sangue e contrações de lactato, bem como variáveis hematológicas, que podem ser medidas com precisão usando amostragem capilares de sangue com volumes muito pequenos. Outras medidas incluem a concentração de substâncias veiculadas pelo sangue, como hormônios, ácidos graxos livres, antioxidantes e substâncias intramusculares, como creatina quinase e mioglobina. 24UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício Coleta de sangue realizada por uma pessoa treinada em um local apropriado, e aderindo aos códigos de conduta e segurança adequados, leva risco mínimo para o participante ou pessoa que coleta a amostra. Contudo, assim como acontece com as biópsias musculares, o pesquisador da fadiga precisa considerar como representativas e, portanto, úteis, se suas análises de sangue estão ajudando para quantificar ou explicar a fadiga. Um exemplo clássico é o teste de lactato no sangue. Observação de altas concentrações de lactato no sangue no ponto de fadiga levou à conclusão frequentemente repetida de que níveis elevados de lactato no sangue causam fadiga. No entanto, agora existem evidências para debater, ou mesmo refutar, essa afirmação. Da mesma forma, a concentração de lactato no sangue foi, e frequentemente ainda é tomada como uma medida substituta da concentração de lactato intramuscular e, portanto, uma medida do estado bioquímico do músculo. No entanto, o lactato sanguíneo não é uma medida válida da concentração de lactato muscular durante exercício, uma vez que reflete apenas as atividades realizadas alguns minutos antes de amostragem, e o equilíbrio entre o movimento de lactato para dentro e para fora do sangue (BANGSBO; NORREGAARD e THORSO, 1991; MERTON e PAMPIGLIONE, 1950). 5.2.5 Medições perceptivas Numerosas escalas de classificação foram desenvolvidas que tentam quantificar umas respostas psicológicas, perceptivas e motivacionais do indivíduo ao exercício. Esta é uma tarefa extremamente complexa, e escalas específicas foram produzidas para medir aspectos variados, como sensação de esforço, motivação, dor, prazer, concentração, atenção, letargia e muito mais. Para fornecer uma visão geral deste aspecto na discussão de avaliação de fadiga, abaixo segue algumas dessas escalas, e um acréscimo contemporâneo ao repertório. 5.2.6 Avaliações de esforço percebido A escala de percepção mais comumente usada é a classificaçãoBorg de escala de Esforço Percebido (EP) (também conhecida como escala de Borg 6-20). Desenvolvida em 1970 por Gunnar Borg, a escala fornece uma representação quantificável do nível de esforço de um indivíduo durante o exercício. A escala é geralmente usada para fornecer uma medida holística de esforço (determinada pela sensação combinada de esforço da respiração, dor e tensão muscular, cardiovascular carga, temperatura corporal, etc.). Como resultado, o esforço percebido durante o exercício é classificado como tendo origens periféricas, metabólicas respiratórias ou inespecíficas (ROBERTSON, 2001). 25UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício O intervalo aparentemente arbitrário de 6-20 da escala de Borg original foi desenvolvido devido à correlação observada entre a frequência cardíaca e as classificações de EP, com o que a pontuação dada na escala pode ser multiplicada por 10 e fornecer uma aproximação da frequência cardíaca da pessoa que se exercitava (por exemplo, um RPE de 12 aproxima-se de uma frequência cardíaca de 120 bpm). No entanto, este cálculo é, na melhor das hipóteses, uma aproximação devido à infinidade de fatores que podem influenciar o coração taxa de resposta ao exercício. Muitos estudos demonstraram que a escala EP pode ser usada para estabelecer com precisão a intensidade durante o exercício (DUNBAR et al., 1992; HILL; LONG e LUPTON, 1924a). A escala é bastante simples, desde que sejam fornecidas instruções adequadas, porém seu uso em jovens as crianças são inadequadas ou limitadas devido à incapacidade de avaliar cognitivamente o esforço percebido (0-3 anos de idade) ou fornecer uma pontuação de EP coesiva (4-7 anos); pouco se sabe sobre a capacidade dos adolescentes de fornecer dados precisos das pontuações de EP (GROSLAMBERT e MAHON, 2006). É importante analisar um pouco mais a fundo quais informações estão realmente sendo fornecidas quando uma pessoa dá a sua ‘classificação de esforço percebido. Isto é destacado pelo fato de que as origens de como sentimos e, em seguida, “percebemos” o esforço durante o exercício ainda não são totalmente compreendidos (MARCORA, 2009; HILL, 1926). Além disso, intervenções podem ser feitas que alteram a relação entre a intensidade do exercício (geralmente medida pela frequência cardíaca) e EP, como o uso de música, (POTTEIGER e SCHROEDER GOFF, 2000), estratégias de percepção sensorial alteradas (WHITE, 1996), bem como o fornecimento de estratégias precisas e feedback impreciso sobre a intensidade do exercício e a duração da sessão de exercícios que ainda precisam ser concluídas (ESTON et al., 2012). 5.2.7 Escala de conscientização de esforço de tarefa A escala de consciência de esforço de tarefa foi desenvolvida e usada pela primeira vez por Swart et al. (2012). A escala é projetada para quantificar a magnitude do psicológico/ sensações psíquicas de esforço e até que ponto uma pessoa está conscientemente ciente deste esforço (SWART et al., 2012). A escala tenta identificar o esforço psicológico e mental necessário para realizar uma determinada sessão de exercício em uma intensidade escolhida com base no grau de atenção e esforço mental experimentado durante o exercício. 26UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício É importante ressaltar que os participantes são instruídos a desconsiderarem a sensações do aspecto físico que podem estar sentindo ao dar uma classificação na escala. Portanto, a escala tenta separar as sensações psicológicas de esforço de as sensações físicas. Swart et al. (2012). relataram que durante ciclismo prolongado intercalado com esforços de alta intensidade, as sensações físicas e psicológicas de esforço não aumentaram linearmente entre si. Isso sugere que as sensações físicas e psicológicas de esforço são “pistas” distintas, mas relacionadas, que podem combinar para regular a intensidade do exercício (ESTON et al., 2012). 5.2.8 Imagem por ressonância magnética Um dos desafios em compreender a complexa função do corpo durante o exercício, e, portanto, determinar os mecanismos de fadiga, é ser capaz para “ver” exatamente o que está acontecendo em vários sistemas e tecidos do corpo enquanto o exercício está ocorrendo ou no período pós-exercício. Sem essa habilidade, determinar os mecanismos exatos de fadiga permanecerá um processo indireto deduções e suposições educativas. O desenvolvimento de técnicas de imagem por ressonância magnética (IRM) em configurações médicas e de saúde abriram uma nova janela para o funcionamento de o corpo durante o exercício. Uma máquina de ressonância magnética produz um forte campo magnético em torno de uma pessoa. Este campo magnético atua sobre os prótons dentro do corpo. Prótons são muito sensíveis à magnetização e são “puxados” na direção do ímã, onde eles essencialmente “se alinham” na direção do campo magnético. Um pulso de radiofrequência é então direcionado para a parte do corpo a ser examinado. Este pulso faz com que os prótons girem em uma determinada frequência e em uma direção particular. Quando o pulso é desligado, os prótons voltam a seu alinhamento natural dentro do campo magnético e liberam a energia absorvido do pulso de radiofrequência. Esta energia é detectada e convertida em uma imagem, permitindo que a parte do corpo em questão seja “vista”. A ressonância magnética tem sido aplicada na pesquisa de exercícios para investigar a energética e o ambiente intracelular do músculo (KRSSAK et al., 2000; VANHATALO et al., 2010), orientação e arquitetura da fibra muscular esquelética, (SINHA et al., 2011), e as respostas cardíacas ao exercício (WILSON et al., 2011). Além disso, a ressonância magnética funcional (IMRf) tem sido empregada para investigar a atividade de regiões cerebrais em resposta a estímulos que estão associados ao desempenho durante o exercício, como enxaguatórios bucais com carboidratos. (CHAMBERS; BRIDGE e JONES, 2009). 27UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício O uso de ressonância magnética tem o potencial de significativamente melhorar nossa compreensão dos processos envolvidos na melhoria, e limitação, desempenho de um metabólico, anatômico, funcional e perspectiva regulatória. Infelizmente, existem limitações óbvias para a aplicação da tecnologia de ressonância magnética, e não menos importante, o custo de compra o equipamento e a necessidade de profissionais treinados para operá-lo. Além disso, técnicas como IMRf ainda são limitadas em sua aplicação ao esporte e exercício, pois exigem que o participante fique imóvel dentro da máquina a fim de fornecer resultados precisos. Isso exclui o uso de IMRf para investigar a maioria das atividades esportivas em tempo real ou do mundo real. 5.2.9 Estimulação magnética transcraniana A estimulação magnética transcraniana é outra técnica médica não invasiva que está sendo cada vez mais usada na pesquisa de esportes e exercícios. Estimulação magnética transcraniana envolve colocar uma bobina eletromagnética em contato com a cabeça. A bobina emite pulsos eletromagnéticos curtos que passam pelo crânio e fazem com que pequenas correntes elétricas penetrem alguns centímetros no cérebro. Essas correntes causam a atividade dos neurônios nas áreas do cérebro para que eles são dirigidos. Essa atividade cerebral estimulada resulta em uma ação; por exemplo, se a estimulação magnética transcraniana for usada no primário córtex motor, a atividade muscular é produzida (isso é referido como um potencial motor evocado). Esses potenciais motores evocados podem ser usados para examinar a capacidade do córtex motor em ativar os músculos esqueléticos. Por exemplo, pesquisas investigando o uso de enxaguatórios bucais com carboidratos (que se acredita influenciar o impulso central para os músculos) usaram estimulação magnética transcraniana para demonstrar aumentos significativos nos potenciais evocados motores quando enxaguatórios bucais com carboidratos foram usados.(GANT; STINEAR e BYBLOW, 2010). Este é outro exemplo de como a tecnologia pode fornecer novas percepções fascinantes sobre a complexidade por trás das respostas ao exercício. Infelizmente, muito parecido com as técnicas de ressonância magnética, a exigência de equipamentos caros e profissionais bem treinados limitam o emprego da estimulação magnética transcraniana no estudo do esporte e fadiga por exercícios. 28UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício SAIBA MAIS A avaliação das funções musculares e a aferição objetiva dos fenômenos envolvidos na contração muscular constituem etapas essenciais ao entendimento do movimento humano e dos processos fisiológicos que ele envolve. Neste sentido, a eletromiografia é uma técnica importante para a monitoração das atividades musculares, realizada por meio da medição dos sinais elétricos emanados pelo músculo. O artigo a seguir a avaliou os padrões espectrais de sinais eletromiográficos obtidos durante indução de fadiga muscular aplicando-se sensoriamento compressivo com taxa de amostragem variável no tempo, propondo-se uma técnica de subamostragem sem uso de transformadas, próprias para sinais de contrações dinâmicas cíclicas. Fonte: CARVALHO, T. R. M.; MARTINS, P. H. M. O.; PESSOA, J. K. C. Avaliação de fadiga muscular localizada em sinais eletromiográficos utilizando taxa de amostragem variável no tempo. Brazilian Journal of Development, v. 7 (5), 2021. Disponível em: https://brazilianjournals.com/ojs/index.php/BRJD/article/ view/29665/23389. Acesso em: 13 jan. 2022. REFLITA “A persistência é o caminho do êxito.” Fonte: Charles Chaplin. https://brazilianjournals.com/ojs/index.php/BRJD/article/view/29665/23389 https://brazilianjournals.com/ojs/index.php/BRJD/article/view/29665/23389 29UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício CONSIDERAÇÕES FINAIS Nesta Unidade você aprendeu sobre as teorias predominantes de fadiga no esporte e no exercício e vimos sobre suas limitações em termos da pesquisa, e em sua capacidade de explicar a fadiga do esporte e do exercício. Na verdade, a capacidade de qualquer teoria para explicar de forma independente, consistente e eficaz a fadiga em todos cenários de esporte e exercício são altamente questionáveis. Dessa forma, deve ser lembrado que fadiga periférica e central são simplesmente termos guarda-chuva usado para classificar vários processos específicos que parecem contribuir para fadiga. Os processos periféricos e os processos de fadiga central se sobrepõem e influenciam uns aos outros. Assim, nesse Unidade você aprendeu sobre principais mecanismos envolvidos na fadiga em exercício e no esporte e o que ainda falta ser elucidados. Até a próxima Unidade! 30UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício LEITURA COMPLEMENTAR Caro aluno, o artigo abaixo tem por objetivo avaliar a fadiga muscular de flexores e extensores de joelho em indivíduos ativos e sedentários. Vale muito a pena a leitura para entender sobre os instrumentos e testes que mensuram a fadiga. Fonte: SANTOS, R. F.; FREITAS JÚNIOR, W, M.; ARAÚJO, R. O. Avaliação do índice de fadiga muscular de flexores e extensores de joelho em indivíduos ativos e sedentários, Revista Brasileira de Ciências do Esporte, v. 42, 2020. Disponível em: https://www.scielo.br/j/ rbce/a/dwdvZB6rLL8WxCTVKYdr7zt/?format=pdf&lang=pt. Acesso em: 13 jan. 2022. 31UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício MATERIAL COMPLEMENTAR LIVRO Título: Fadiga no Esporte e Exercício Autores: Shaun Phillips. Editora: Routledge. Sinopse: O livro reúne temas tradicionais e contemporâneos que envolvem essa temática. Entre os temas tradicionais abordados destacam os processos centrais e periféricos envolvidos na fadiga muscular. O livro tem uma leitura simples e objetiva, com temas e estudos atuais. FILME/VÍDEO Título: O que é fadiga muscular? Marcelo Conrado Ano: 2019 Sinopse: No vídeo, você vai aprender um pouco sobre a fadiga periférica e sobre a fadiga central. Link do vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=3h4D6RuiKfk 32 Plano de Estudo: ● O papel da acidose metabólica na fadiga em exercício ● Como o ácido lático pode causar fadiga? ● Acidose metabólica e fadiga ao exercício: contra-argumento ● Lactato: conceito errôneos e benefícios ● O impacto da produção de hidrogênio na função muscular Objetivos da Aprendizagem: ● Conhecer o papel da acidose metabólica na fadiga em exercício; ● Entender como o ácido lático pode causar fadiga; ● Discutir pontos sobre a acidose metabólica e fadiga ao exercício; ● Apresentar conceito errôneos e benefícios do lactato ● Apresentar o impacto da produção de hidrogênio na função muscular UNIDADE II Acidose Metabólica Professor Dr. Flávio Ricardo Guilherme 33UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 33UNIDADE II Acidose Metabólica INTRODUÇÃO A acidose metabólica (uma redução no pH normal de um fluido ou tecido causada pela produção endógena de substâncias ácidas) representa uma área de confusão no que diz respeito à fadiga ao exercício. Muitos treinadores, atletas, alunos (e acadêmicos) defendem que o desenvolvimento de acidose, principalmente por via lática, o acúmulo de ácido é uma das principais causas da fadiga ao exercício. Esta Unidade irá discutir acidose do ponto de vista da produção de ácido lático, lactato e hidrogênio. As ligações entre esses fatores e fadiga serão avaliadas, e pesquisas que desafiem esses links serão discutidas. Enquanto lê isto Unidade, é importante lembrar que a maior parte do conhecimento ainda está sendo adicionado, e o tópico permanece ferozmente debatido entre acadêmicos e pesquisadores. Portanto, a informação não é a palavra final sobre o tema acidose metabólica, mas é um resumo de onde nosso conhecimento se encontra atualmente. Bons Estudos! 34UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 34UNIDADE II Acidose Metabólica 1. O PAPEL DA ACIDOSE METABÓLICA NA FADIGA EM EXERCÍCIO: UMA BREVE HISTÓRIA A crença de que o ácido lático é produzido nos músculos esqueléticos durante o exercício e que o acúmulo de ácido láctico causa fadiga pode ser rastreado até a pesquisa realizada no início de 1900. Ao estimular eletricamente as preparações musculares, pesquisadores relataram que os músculos produziram ácido lático (FLETCHER et al., 1907). Quando estas preparações de músculo foram incubadas após estimulação em nitrogênio ou ambientes ricos em oxigênio em diferentes temperaturas, as concentrações de ácido láctico aumentaram mais na incubação de nitrogênio em comparação com a incubação de oxigênio. Em outras palavras, as concentrações de ácido lático foram mais baixas nos músculos que foram expostos ao oxigênio. Com base nessas descobertas, concluiu-se que os aumentos de ácido lático foram maiores em condições anaeróbias, mais lentos em ar normal e completamente ausente em um ambiente de oxigênio puro (FLETCHER e HOPKINS, 1907). Também foi concluído que o ácido lático é desenvolvido espontaneamente sob condições anaeróbias e a fadiga devido às contrações acompanhada por um aumento no ácido lático (FLETCHER e HOPKINS, 1907). Portanto, parece que esses primeiros autores estavam afirmando que o aumento do ácido lático causa fadiga nos músculos esqueléticos. No entanto, este é incorreto, pois os autores não afirmaram que o ácido lático causa fadiga; eles apenas documentaram a produção de ácido lático e a ocorrência de fadiga muscular. 35UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 35UNIDADE II Acidose Metabólica Nenhuma relação de causa e efeito estava implícita (NOAKES, 2004). Esta distinção é crucial, pois essas descobertas iniciais podem ter sido mal interpretadas, significando que o ácido lático tem um papel causador na fadiga muscular (NOAKES e GIBSON, 2004), interpretação essa que ainda influencia pontos de vista sobre a fadiga em exercícios até os dias de atuais. Seguindo a documentação inicial da produção de ácido lático no músculo esquelético, outros pesquisadores relataram aumento das concentraçõesde lactato no sangue quando as pessoas se exercitavam até a fadiga e descreviam a bioquímica da glicólise e sua produção de ácido lático (HILL e LUPTON, 1923; ROBERGS; GHIASVAND e PARKER, 2004). Talvez inevitavelmente, dadas as descobertas anteriores e compreensão da bioquímica da época, concluiu-se que durante o trabalho intenso, os músculos se contraem na ausência de suprimento adequado de oxigênio (em "anaerobiose"), produzindo assim ácido lático que causa acidose que leva à fadiga. Todas essas conexões foram assumidas como causa e efeito, (ROBERGS; GHIASVAND e PARKER, 2004), e a crença de que a produção de ácido lático causa acidose e a fadiga muscular nasceu. Desde este trabalho inicial, muitos estudos foram publicados que parecem apoiar a ligação entre a produção de ácido lático, acidose e fadiga. Em 1970, uma relação linear foi encontrada entre o acúmulo e a perda de lactato da força muscular em sapos (FITTS e HOLLOSZY, 1976) e, posteriormente, no músculo da coxa humana (SPRIET et al., 1987). Esses estudos também indicaram que o declínio da força muscular e o aumento da acidez no músculo seguiu um curso de tempo semelhante, sugerindo que eles podem ter um influencia um sobre o outro (CAIRNS, 2006). Tanto a acidose quanto o declínio da produção da força muscular ocorrem mais lentamente após um período de treinamento físico, e em contração lenta em comparação com músculos de contração rápida. Esses estudos parecem fornecerem evidências para um papel do ácido lático na fadiga muscular. No entanto, todos desses estudos usaram análise de correlação para associar acidose com fadiga. Embora as correlações mostrem a associação entre duas variáveis, eles não podem provar uma relação de causa e efeito entre eles. Simplificando, enquanto acidose e fadiga podem se correlacionar, não se pode dizer que a acidose causa fadiga. Na verdade, grande parte das pesquisas que mostraram uma correlação entre ácido e fadiga também mostraram relações entre outras medidas metabólicas e fadiga (CAIRNS, 2006). 36UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 36UNIDADE II Acidose Metabólica 2. COMO O ÁCIDO LÁTICO PODE CAUSAR FADIGA? Duas hipóteses principais foram levantadas sobre como a produção de ácido lático pode causar fadiga do exercício. Primeiro, um pH muscular reduzido, causado pela produção de ácido lático, pode prejudicar a contração muscular por meio de um declínio na força muscular isométrica, velocidade de produção e encurtamento muscular. Pensava-se que a acidose intramuscular fazia isso reduzindo a liberação do cálcio do retículo sarcoplasmático (Ca2 +) (LAMB; RECUPERO e STEPHENSON, 1992) e sensibilidade ao cálcio (FITTS, 2008). No entanto, há pesquisas crescentes contra essa hipótese. Em segundo lugar, a acidose intramuscular pode causar fadiga ao inibir a glicólise (BALSOM et al., 1992; GAITANOS et al., 1993). Isso hipótese foi desenvolvida através da observação de atividade reduzida das enzimas chave que regulam a glicólise durante o exercício que causam reduções notáveis no pH muscular. Ambas as teorias ganharam algum apoio de pesquisas que mostram que tornar o sangue mais alcalino pode permitir uma melhor manutenção do trabalho e potência durante exercícios intermitentes de alta intensidade (BISHOP; EDGE e GOODMAN, 2004; LAVENDER e BIRD, 1989). No entanto, como acontece com a influência da acidose na liberação e sensibilidade de Ca2 + muscular, há um importante contra-argumento à sugestão de que a acidose inibe a glicólise. 37UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 37UNIDADE II Acidose Metabólica 3. ACIDOSE METABÓLICA E FADIGA AO EXERCÍCIO: CONTRA-ARGUMENTO A grande quantidade de interesse e esforços de pesquisa gastos na avaliação da acidose metabólica durante o exercício e seu papel na fadiga do exercício não trouxe todos as respostas, e a acidose metabólica continua sendo um tópico muito debatido. Contudo, esses esforços geraram conhecimento que, embora talvez não nos permita para desconsiderar completamente o papel da acidose metabólica na fadiga, certamente nos permite questionar isso. Uma pergunta importante a ser respondida ao discutir a bioquímica do ácido lático é “O que o corpo produz durante o exercício: ácido lático ou lactato?” Lendo artigos leigos, ou mesmo artigos científicos sobre o assunto, você frequentemente verá que os termos ácidos láticos e lactato são usados indistintamente como se eles significassem a mesma coisa. É importante ressaltar que eles não o fazem. O ácido lático é, como o nome sugere, um composto ácido que tem o potencial de liberar um próton (íon hidrogênio, H+) em uma solução, tornando essa solução mais. Por outro lado, o lactato não libera H+, portanto, é denominado um sal ácido. Como o lactato não tem um H+ para doar, não torna seu ambiente diretamente mais ácido. Durante o exercício, o ATP é ressintetizado por meio da glicólise anaeróbia e fosforilação oxidativa via β-oxidação de ácidos graxos e degradação de piruvato no ciclo de Krebs e na cadeia de transporte de elétrons. A glicólise anaeróbia está sempre ativa, independentemente da intensidade do exercício ou da extensão da contribuição oxidativa para a ressíntese de ATP. Isso ocorre porque o carboidrato precisa ser convertido em piruvato, que é então convertido em acetil-CoA para entrada no ciclo de Krebs. 38UNIDADE I Fadiga no Esporte e Exercício 38UNIDADE II Acidose Metabólica A conversão de carboidrato em piruvato ocorre via glicólise. Estágios específicos da glicólise, particularmente aqueles envolvendo a hidrólise de ATP, produz H+. Um maior o fluxo (ou atividade) da glicólise levará a uma maior produção de H+. Durante o exercício intenso, as mitocôndrias não são capazes de metabolizar todo o piruvato que é produzida na glicólise (em outras palavras, a atividade das mitocôndrias fica por trás da atividade da glicólise). Para evitar o acúmulo de piruvato, que inibiria a glicólise e, assim, prejudicaria o ATP anaeróbio e ressíntese oxidativa, o piruvato pode ser convertido, através da reação da lactato desidrogenase, ao lactato. Isso é crucial: o lactato, não o ácido lático, é produzido via glicólise (LINDINGER; KOWALCHUK e HEIGENHAUSER, 2005). A reação da lactato desidrogenase também consome H+, e gera a molécula transportadora H+ nicotinamida adenina dinucleotídeo (NAD+), que é capaz de retirar H+ do citosol e transportá-lo para o elétron cadeia de transporte onde desempenha um papel crítico na ressíntese de ATP. O aumento do fluxo glicolítico também pode causar a produção de H+ a uma taxa mais rápida do que pode ser removido por NAD+. Nesta situação, o NAD+ pode se tornar saturado com íons H+. Esta saturação pode levar ao acúmulo de H+ no citosol que, se não for controlado, pode reduzir a acidez intramuscular na medida que a integridade e função do tecido podem ser comprometidas. A reação da lactato desidrogenase atua como um tampão contra o acúmulo de H+ celular consumindo H+ e reciclando NAD+ no processo de conversão de piruvato em lactato, (ROBERGS; GHIASVAND e PARKER, 2004). Simplificando, a produção de lactato através do a reação da lactato desidrogenase alcaliniza a célula, e não acidifica. O lactato também pode facilitar a remoção de H+ da célula via dos transportadores monocarboxilato (MCT) presentes nas membranas celulares. Esses transportadores também servem para remover H+ da célula, o que significa que a remoção de lactato também remove H+ do músculo. Como já discutido, o lactato não torna diretamente o ambiente interno mais ácido; portanto, sua produção não pode contribuir diretamente para acidose intramuscular. Isso pareceria esclarecer o problema e sugerir que a falta de produção de ácido lático durante o exercício intenso significa que a acidose lática não pode ser considerada uma causa de fadiga. No entanto, é possível que o lactato, como um ânion de ácido forte (íon com carga negativa) pode causar formação