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A ATIVIDADE ELÉTRICA DO MÚSCULO É ALTERADA APÓS UMA SESSÃO DE EXERCÍCIO ISOMÉTRICO COM OCLUSÃO VASCULAR? Bruno Machado Matareli1, Thiago Toshi Teruya1, Fillipe Soares Romano1, Jerônimo Rafael Skau2, Ulysses Fernandes Ervilha2, Luis Mochizuki1 1 – Escola de Artes, Ciências e Humanidades, Universidade de São Paulo, São Paulo, SP Brasil 2 – Universidade São Judas Tadeu, São Paulo, SP, Brasil RESUMO O treino de força é um importante elemento para o condicionamento físico. Recentemente, o treino de força com oclusão vascular tem sido largamente estudado devido aos seus expressivos ganhos de força e massa muscular, porém algumas variáveis na atividade muscular deste modelo de treinamento parecem ainda não serem muito claras. O objetivo do presente estudo foi analisar o nível de ativação muscular durante uma sessão de exercício isométrico com oclusão vascular. Sete indivíduos saudáveis realizaram o teste de contração voluntária isométrica máxima de flexão do braço, em seguida, realizaram três repetições de contração voluntária isométrica a 20% 1RM com oclusão e sem oclusão. Foi utilizada ANOVA de um fator e o teste pós-hoc de Tukey. Os resultados mostraram que não houve efeito da oclusão na freqüência mediana, torque, intensidade, e alfa. O teste post hoc Tukey mostrou que o desvio-padrão do torque foi maior sem a oclusão. Concluindo, neste estudo a oclusão vascular não foi capaz de promover grandes mudanças na ativação muscular. Palavras-chave: Treino de força, Torque, Hipoxia. ABSTRACT Strength training is an important for the physical conditioning. Recently, resistance training with vascular occlusion has been largely investigated due to their significant gains in strength and muscle mass, although some variables in muscle activity of this training model are unknown. The aim of this study was to examine the level of muscle activation during a session of isometric exercise with vascular occlusion. Seven healthy subjects performed isometric maximum voluntary contraction of elbow flexion. Then performed three repetitions of isometric voluntary contraction at 20% 1RM with occlusion and without occlusion. Comparisons were done using one-way ANOVA factor and post-hoc Tukey test. The results showed no effect of occlusion in median frequency, torque, intensity and alpha. The post-hoc Tukey test showed that the standard deviation were higher in torque without occlusion. In conclusion, in the present study vascular occlusion was unable to promote large changes in muscle activation. Keywords: Resistance training, Torque, Hipoxia. INTRODUÇÃO O treinamento de força é uma forma de atividade física que envolve a execução de diferentes tipos de exercício físico que são repetidos poucas vezes contra uma carga externa, como os halteres ou outros tipos de aparelhos que provocam a resistência contra- movimento, ou contra o próprio peso corporal(1). Os efeitos do treinamento de força no desempenho físico dependem do número de repetições do exercício, quantidade de carga, número de séries e intervalo de descanso(2). A intensidade de treino é geralmente associada ao valor de uma repetição máxima (1RM). O treinamento de força promove adaptações neurais e morfológicas(3) benéficas para o desempenho e manutenção da saúde do praticante. As principais adaptações morfológicas são a hipertrofia, estimulação da síntese de proteínas e produção hormonal(4,5,6). As principais adaptações neurais são o aumento da força, aumento de recrutamento de unidades motoras, e a alteração e sincronização da freqüência de disparo das unidades motoras(7,8,9). Essas adaptações também são necessárias em um programa de reabilitação ou de tratamento de diferentes populações, como idosos(5,10) ou cardiopatas(11. Deste modo, o treino de força pode ser recomendado como forma eficiente de tratamento e prevenções de doenças crônico- degenerativas. Pesquisadores japoneses desenvolveram uma técnica de treinamento de força de baixa intensidade (20% 1RM) com oclusão vascular que gera repostas semelhantes ao treinamento de alta intensidade (80% 1RM)(12,13,14,15,16). Segundo Takarada et al16, os resultados do treino de força com oclusão vascular no desempenho podem estar relacionados com o aumento da secreção do hormônio do crescimento (GH). As principais vias do aumento de secreção do GH seriam pelo acúmulo de metabólitos intramusculares e pela condição hipóxica induzida pelo exercício de alta intensidade. Deste modo, a oclusão vascular promoveria um estímulo mecânico para induzir a uma condição hipóxica do Atividade elétrica do músculo e oclusão vascular Brazilian Journal of Biomechanics, Year 2013, vol14, n.26 18 músculo e o acúmulo de metabólitos sob a condição de exercício de força de baixa intensidade. Alguns estudos avaliaram os mecanismos e as respostas fisiológicas no treino de força com oclusão vascular(12,14,15); porém, poucos estudos avaliaram o nível de ativação muscular durante diferentes protocolos de treino de força com oclusão vascular(13,16). Com relevantes diferenças entre estudos, ainda não é claro o papel da oclusão vascular na atividade elétrica do músculo. Necessita-se de maior aprofundamento para fomentar as teorias e benefícios proporcionados pelo treino de força de baixa intensidade com oclusão vascular, já que a literatura não indica apenas o aumento da atividade muscular no treino de força de baixa intensidade com oclusão vascular(18). Deste modo, o objetivo do presente estudo foi analisar o nível de ativação muscular durante uma sessão de exercício isométrico com oclusão vascular. MATERIAIS E MÉTODOS Amostra Participaram do estudo sete sujeitos do sexo masculino voluntários com idades entre 20 e 40 anos, saudáveis e com experiência no treino de força. Todos os sujeitos foram informados sobre os procedimentos do protocolo, riscos e benefícios antes do início do estudo. O estudo seguiu os procedimentos éticos e os indivíduos assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido antes de participarem dos procedimentos experimentais. Tabela 1- Características da amostra com idade, estatura e massa corporal. Média±DP Mínimo Máximo Idade (anos) 29 ± 10,36 20 42 Estatura (cm) 175 ± 5,32 167 181 Massa (kg) 72 ± 8,97 63 91 Instrumentalização Para o protocolo de exercício, foi utilizado um dinamômetro isocinético (Biodex system 3, Shirley, NY, EUA) para medir o torque líquido articular. Este equipamento é monitorado por software (Bioware, Biodex Inc, Shirley, NY, EUA) e grava os sinais de torque, velocidade e posição angular no teste. Para os movimentos do cotovelo, o participante permaneceu sentado e preso por cintos, com o braço e antebraço fixos no instrumento e o eixo de flexão e extensão do cotovelo alinhado com o eixo de movimento do dinamômetro isocinético. A aquisição do sinal eletromiográfico (EMG) foi feita por meio de um eletromiógrafo de 16 canais (EMG System Ltda, São José dos Campos, Brasil). Cada canal eletromiográfico possui um amplificador diferencial com ganho fixo de 1000, impedância de entrada de 10 Mῼ, filtro passa-alta Butterworth de 1ª ordem com freqüência de corte em 1Hz e um filtro passa- baixa Butterworth de 2ª ordem com freqüência de corte em 1kHz. Os sinais foram digitalizados em um conversor AD de 16 bit de resolução com faixa de entrada programável, em uma faixa de ±5 V e a freqüência de amostragem de 1 kHz. Foram usados eletrodos ativos de superfície pré-amplificados com ganho de 20 vezes de prata moldados em uma estrutura de poliuretano (35,0mm comprimento x 20,0mm de largura x 5,0mm de altura) que foram fixos sobre o ponto médio entre as junções miotendíneas distal e proximal do músculo bíceps braquial no ventre de cabeça longa comeletrodos descartáveis. A oclusão vascular foi realizada por meio de um esfigmomanômetro colocado no braço. A pressão utilizada foi de 80% da oclusão total da artéria braquial. Procedimentos Os sujeitos realizaram três repetições de contração voluntária isométrica máxima (CVMI) de flexão do braço sem oclusão vascular, com o cotovelo na posição de flexão de 90º, que permaneceu fixado a um dinamômetro isocinético. Em seguida foi realizada a oclusão vascular total com o esfignomanômetro, em seguida foi reduzida e mantida a 80% da oclusão total. Após esse procedimento, foram realizadas mais três repetições de contração voluntária isométrica submáxima (CVISM) (20% 1RM) com oclusão. Finalmente, foi removida a oclusão vascular e mais três repetições da CVISM foram realizadas. O intervalo entre repetições foi 5s e a duração de cada contração isométrica foi 6 s. Processamento dos sinais O sinal EMG bruto teve a média removida e em seguida foi filtrado com filtro passa-baixa Butterworth de 4ª ordem 200 Hz. O sinal do torque foi filtrado com filtro passa- baixa Butterworth de 2ª ordem 50 Hz. Em seguida, foi definida a janela central de 0,5 s de largura para o cálculo das variáveis do estudo. Todo o processamento foi realizado por meio de rotinas elaboradas no ambiente Matlab 7.0. Variáveis de análise Foram analisadas as seguintes variáveis: torque médio e variabilidade do torque médio; intensidade média do EMG e variabilidade da intensidade média do EMG; e freqüência mediana do EMG. Essas B.M.Matareli, T.T.Teruya, F.S.Romano, J.R. Skau, U.F.Ervilha, L.Mochizuki Brazilian Journal of Biomechanics, Year 2013, vol14, n.26 19 variáveis foram calculadas em uma janela central da contração isométrica com largura de 0,5 s. A intensidade do sinal EMG foi calculada por meio do valor da raiz quadrada da média (RMS, root mean square) do sinal EMG processado. Análise Estatística Os resultados foram comparados por meio de análise de variância utilizando ANOVA de um fator com nível de significância igual a p <0,05 e o teste post hoc de Tukey com nível de significância igual a p <0,001. Foi realizada a análise de regressão linear entre os valores de intensidade do EMG e o torque médio no cotovelo. Estão apresentados os valores de inclinação (alfa) das regressões lineares. RESULTADOS A Figura 1 indica os valores da freqüência mediana do EMG do músculo bíceps braquial. Não houve efeito da oclusão na freqüência mediana do EMG do músculo bíceps braquial (F(1,68)=0,04, p=0,84). Os valores médios do torque estão apresentados na Figura 2. O torque médio não sofreu efeito da oclusão vascular (F(1, 68)=2,1, p=0,14). A variabilidade média do torque está apresentada na Figura 3. A variabilidade média do torque sofreu efeito da oclusão. O test post hoc de Tukey mostrou que o grupo com oclusão apresentou menor variabilidade média do torque (p < 0,001). A Figura 4 mostra os valores médios da intensidade do sinal EMG do músculo bíceps braquial. A intensidade do EMG não sofreu o efeito da oclusão vascular (F(1, 68)=0,8, p=0,37). A figura 5 mostra a inclinação da reta (alfa) de regressão linear entre a intensidade média do EMG e o valor médio do torque. O alfa não sofreu efeito da oclusão vascular. Figura 1 – Média e desvio padrão da Freqüência Mediana do EMG do músculo bíceps braquial na condição com e sem oclusão vascular. Figura 2 – Torque médio desvio padrão durante as condições com e sem oclusão vascular. Figura 3 – Variabilidade média do torque nas condições com e sem oclusão vascular. * indica diferença de p<0,001. Atividade elétrica do músculo e oclusão vascular Brazilian Journal of Biomechanics, Year 2013, vol14, n.26 20 Figura 4 - Intensidade média do sinal EMG do músculo bíceps braquial na condição com e sem oclusão vascular. Figura 5 - Valores médios e desvio-padrão da inclinação da reta (alfa) da regressão linear entre a intensidade do EMG e o valor médio de torque nas condições com e sem oclusão vascular. DISCUSSÃO Este estudo procurou investigar os efeitos agudos da oclusão vascular durante o exercício isométrico de flexão do cotovelo. As variáveis não sofreram mudanças por causa da oclusão vascular, exceto a variabilidade média do torque. Wernbom et al(19) obtiveram também não encontraram o efeito da oclusão vascular no nível de ativação do quadríceps femoral durante a extensão do joelho. A ausência desse efeito pode ser atribuída ao tempo de contração, número de repetições e ao nível de esforço exigido, pela qual 20% 1RM mesmo com oclusão, não promove o aumento agudo na atividade muscular(18). Maiores unidades motoras são ativadas realizando rápidas contrações com uma carga aproximada de 33% 1RM(20), respeitando o princípio do tamanho, o baixo de nível de ativação muscular pode ser explicado devido ao reduzido recrutamento de unidades motoras rápidas(21). O tipo de protocolo afeta o efeito do treinamento com oclusão. Outros estudos usaram mais séries e repetições que nosso estudo, provocando a fadiga muscular e gerando um maior recrutamento de unidades motoras para manter um mesmo nível de contração isométrica(14,4,22,15,16). Não houve efeito da oclusão vascular na freqüência mediana do EMG. As mudanças na freqüência mediana estão associadas aos processos de fadiga(23). A redução da freqüência mediana do EMG está associada ao maior recrutamento de unidades motoras lentas(23). Karabulut, et al(18) não mostraram alterações na freqüência mediana do EMG em um protocolo de fadiga muscular com oclusão vascular. Cook, Clark e Ploutz-Snyder(24) mostraram que a oclusão vascular em diferentes protocolos de exercício de força de baixa intensidade (20-40% 1RM até a fadiga) reduziu em 1/3 a força muscular. Deste modo, a oclusão vascular durante exercícios de baixa intensidade (20% 1RM) com poucas repetições não provoca um estresse neuromuscular suficiente para causar maior recrutamento de unidades motoras. A intensidade do EMG também foi igual com e sem a oclusão vascular. Segundo Duchateau, Semmler & Enoka(20) as taxas de contribuição relativa da atividade muscular variam de acordo com a força muscular e os músculos que realizam essa contração. Isto propõe que a oclusão vascular, com um baixo número de repetições ou em uma contração constante, não interfere no maior recrutamento de unidades motoras. A relação entre força e intensidade, representada pelo alfa, sofreram leves alterações, porém não foram significantes, sugerindo que a oclusão não foi capaz de alterar significativamente ambas variáveis. O torque líquido foi semelhante nas tarefas com e sem oclusão vascular. Por outro lado, a variabilidade do torque foi menor com oclusão vascular. Karabulut et al18) mostraram que o torque muscular diminui após a extensão do joelho com oclusão vascular a 20% 1RM. Suga et al(17) mostraram que o grupo treinado em baixa intensidade com oclusão vascular recrutou mais fibras de contração rápida, porém em menor quantidade quando comparado ao grupo de treino de alta intensidade sem oclusão vascular. Burgomaster et al(25) mostraram que a hipoxia, induzida pela oclusão vascular, estimulou o transporte de glicose. Estes resultados sugerem que a condição hipóxica muscular induzida pela oclusão, restringe o aporte de oxigênio e suprimentos metabólicos para o músculo, podendo resultar na diminuição do recrutamento de fibras de contração lenta para auxiliar na contração, devido ao seu metabolismo predominante oxidativo(18,16). B.M.Matareli, T.T.Teruya, F.S.Romano, J.R. Skau, U.F.Ervilha, L.Mochizuki Brazilian Journal of Biomechanics, Year 2013, vol14,n.26 21 CONCLUSÃO Neste estudo não foram encontrados grandes efeitos da oclusão vascular durante a realização do protocolo. Outros estudos encontraram diferenças do nosso estudo, isto pode ser explicado pela utilização de diferentes protocolos. A ativação muscular isométrica não foi afetada pela oclusão vascular, envolvendo os mecanismos das fibras de contração lenta. Este estudo corrobora com outros estudos, pela qual, não obtiveram diferenças na atividade muscular durante exercícios realizados com oclusão vascular. O nível de constante de contração isométrica pode não recrutar o número de unidades motoras suficientes para gerar uma maior atividade muscular. Em suma, para haver efeitos da oclusão na atividade muscular, necessita-se de maiores números de repetições, aproximando- se da fadiga muscular e assim, recrutando maiores quantidades de fibras motoras rápidas. REFERÊNCIAS 1. Kraemer WJ, Fry AC. Strength testing: development and evaluation of methodology. In: Maud PJ, Foster C, editors. Physiological Assessment of Human Fitness: Human Kinetics. Champaign, Ill: Human Kinetics, 1995;115-37. 2. 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