3. Gasto Energetico e Fadiga (3)

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MEDIÇÃO DO GASTO ENERGÉTICO 
 A utilização da energia pelas fibras musculares em processo de 
contração não pode ser medida diretamente; 
 
 
 
 
 
 
 Numerosos métodos laboratoriais indiretos podem calcular o 
gasto energético em repouso e durante o exercício; 
MEDIÇÃO DO GASTO ENERGÉTICO 
 Durante o metabolismo da glicose e das gorduras, 40% da 
energia liberada é utilizada na produção de ATP; 
 
 
 
 
 
 
 60% são convertidos em calor e, portanto, um método de 
avaliar a velocidade e a quantidade de produção de energia é 
medir a produção de calor corporal; 
Calorimetria direta 
Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
MEDIÇÃO DO GASTO ENERGÉTICO 
 O metabolismo da glicose e da gordura depende da 
disponibilidade de O2; 
 
 As quantidade de O2 e CO2, trocados nos pulmões são 
equivalentes as quantidades utilizadas e liberadas pelos tecidos 
no organismo; 
 
 É possível estimar a ingestão calórica por meio da medição dos 
gases respiratórios (calorimetria indireta); 
 
 O gasto energético é calculado com base na troca respiratória 
de O2 e CO2; 
Calorimetria indireta 
MEDIÇÃO DO GASTO ENERGÉTICO 
 Para que o consumo de O2 reflita com precisão o metabolismo 
energético deve ser oxidado; 
 
 
 A troca de gases respiratórios é determinada pela medição de 
volume de O2 e CO2 que entra e sai dos pulmões durante um 
determinado período de tempo; 
 
 
 O O2 é removido do ar inspirado (alvéolos) e o CO2 é 
adicionado no ar alveolar; 
 
 
 A diferença entre o ar inspirado e o expirado informa quanto O2 
está sendo absorvido e quanto CO2 está sendo produzido; 
Calorimetria indireta 
Adaptado de Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
MEDIÇÃO DO GASTO ENERGÉTICO 
Para o cálculo de VO2 e VCO2 são necessárias as 
seguintes informações: 
-Volume de ar inspirado (VI); 
 
-Volume de ar expirado (VE); 
 
-Fração de oxigênio no ar inspirado (FIO2); 
 
-Fração de CO2 no ar inspirado (FICO2); 
 
-Fração de oxigênio no ar expirado (FEO2); 
 
-Fração de CO2 no ar expirado (FECO2); 
Cálculo de consumo de oxigênio e da produção de dióxido de carbono 
MEDIÇÃO DO GASTO ENERGÉTICO 
O consumo de oxigênio por minuto (L): 
 
VO2 = (VI x FIO2) – (VE x FEO2) 
 
 
 
Produção de CO2 é calculada pela seguinte fórmula: 
 
VCO2 = (VE x FECO2) – (VI x FICO2) 
Cálculo de consumo de oxigênio e da produção de dióxido de carbono 
MEDIÇÃO DO GASTO ENERGÉTICO 
Concentrações gasosas dos três gases que compõe o 
ar inspirado é quantificado em: 
 
Oxigênio 20,93%; 
 
Dióxido de Carbono 0,04%; 
 
Nitrogênio 79,03% 
Transformação de Haldane 
MEDIÇÃO DO GASTO ENERGÉTICO 
-VI equivale ao VE, apenas quando o volume do O2 
consumido equivaler ao volume do CO2 produzido; 
 
-VI > VE quando o volume de O2 consumido é 
maior que o volume de CO2 produzido; 
 
-VE > VI quando o volume de CO2 produzido é 
maior que o volume de O2 consumido; 
 
-O volume de nitrogênio inspirado é igual ao volume de 
nitrogênio expirado (permanece constante); 
Transformação de Haldane 
MEDIÇÃO DO GASTO ENERGÉTICO 
Equação para Calcular VI com base no VE, chegaremos 
a equação final para determinarmos o VO2: 
 
 
 
VO2 = (VE) x {[(1 – (FEO2 + FECO2)) x (0,265)] – (FEO2)} 
Transformação de Haldane 
MEDIÇÃO DO GASTO ENERGÉTICO 
-Para estimar a quantidade de energia utilizada pelo 
corpo, faz-se necessário conhecer o tipo de substrato, 
que está sendo utilizado (CBH, AGL ou PTN); 
 
-Seus conteúdos de Carbono e oxigênio diferem muito; 
 
-A quantidade de oxigênio utilizado durante o 
metabolismo depende do tipo de combustível que está 
sendo oxidado; 
 
-A calorimetria indireta mede o VCO2 produzido e o VO2 
consumido e a relação entre esses dois valores é 
conhecida como índice de troca respiratória (R); 
R = VCO2 / VO2 
Índice de troca respiratória 
MEDIÇÃO DO GASTO ENERGÉTICO 
-A quantidade de O2 para oxidar uma molécula de CBH 
ou AGL é proporcional à quantidade de Carbono; 
Índice de troca respiratória 
Adaptado de Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 Taxa metabólica é a velocidade ma qual o corpo utiliza energia; 
 
 
 Em repouso, uma pessoa ~ 70Kg consome ~ 0,3 L de O2/min, 
que corresponde a 18 L de O2/h ou 432 L de O2/dia; 
 
 
 Em repouso uma pessoa utiliza uma mistura de CBH e AGL 
R=0,80 (tabela 4,1); 
 
Taxa Metabólica Basal em Repouso 
Kcal/dia = L de O2 por dia x Kcal utilizada por L de O2 
Kcal/dia = 432 L O2/dia x 4,80 Kcal/L de O2 
Kcal/dia = 2074/dia 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 Taxa metabólica basal (TMB), também denominada taxa 
metabólica em repouso (TMR), é uma medida padronizada do 
gasto energético em situação de repouso; 
 
 
 
 Corresponde a velocidade do gasto energético de um indivíduo 
em repouso na posição deitada, medida imediatamente após 
~8h de sono e jejum de ~ 12h; 
Taxa Metabólica Basal em Repouso 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 A TMR está diretamente relacionada à massa livre de gordura 
(MLG) presente no organismo; 
 
 
 Quanto maior a MLG, maior será o consumo de calorias 
consumidas; 
 
 
 A área da superfície corporal também afeta a TMR, quanto 
maior a área, maior a perda de calor. A TMR eleva para manter 
a temperatura corporal; 
Taxa Metabólica Basal em Repouso 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 Idade: a TMB diminui gradativamente com o passar do tempo, 
em geral pelo decréscimo da MLG; 
 
 
 Temperatura corporal: a TMB aumenta com a temperatura; 
 
 
 Estresse psicológico: aumenta a atividade do sistema nervoso 
simpático, aumentando a TMB; 
 
 
 Secreção hormonal: aumentam a TMB; 
Taxa Metabólica Basal em Repouso 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 O exercício aumenta a necessidade de energia para níveis 
muito superiores à TMR; 
 
 
 
 
 
 O metabolismo aumenta em proporção direta com o aumento 
da intensidade do exercício; 
Taxa Metabólica Durante o Exercício Submáximo 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 O limite máximo da capacidade de aumentar o VO2 é chamado 
consumo máximo de oxigênio ou VO2máx; 
 
 
 VO2máx é considerado por grande parte da comunidade 
científica como a melhor medida isolada de aptidão 
cardiorrespiratória; 
 
 
 Estudos documentam que o VO2máx aumenta com o 
treinamento físico durante um período de 8 a 12 semanas, 
sendo após estabilizado em um platô; 
Capacidade Máxima do Exercício Aeróbio 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
Capacidade máxima do exercício aeróbio 
Mulheres Homens 
Indivíduos entre 
18 e 22 anos 
(VO2max médios) 
38 e 42 
mL/kg/min 
44 e 50 
mL/kg/min 
-Depois dos 25 a 30 anos, os valores das pessoas 
inativas decrescem cerca de 1% ao ano; 
-Isso pode ser atribuído a uma combinação de 
envelhecimento e estilo de vida sedentário; 
Adaptado de Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
Adaptado de Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 
 
 
 Os métodos mais comuns para a estimativa do esforço 
anaeróbio envolvem o exame do consumo excessivo de 
oxigênio (EPOC), ou limiar de lactato; 
Esforço anaeróbio e capacidade máxima para o exercício 
anaeróbio 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
Déficitde Oxigênio 
 É a diferença entre o oxigênio total realmente consumido 
durante o exercício e o total que seria consumido se tivesse 
sido alcançado em ritmo estável de metabolismo aeróbico 
desde o início; 
 
 
 Significa o retardo do consumo de oxigênio no início do 
exercício; 
 
 
 Indivíduos treinados conseguem atingir o estado estável em 
tempo mais curto que indivíduos não treinados; 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 A capacidade do organismo avaliar a necessidade muscular 
não é perfeita; 
 
 
 
 Ao início do exercício aeróbio, o sistema de transporte de 
oxigênio (respiração e circulação) não fornece imediatamente a 
quantidade necessária de O2 para os músculos ativos; 
Déficit de Oxigênio 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 Deverão transcorrer alguns minutos até que o consumo de O2 
atinja o estado de equilíbrio; 
 
 
 A transição entre o repouso e o exercício chamamos de déficit 
de oxigênio; 
 
 
 Apesar da insuficiência de O2, os músculos são capazes de 
gerar ATP necessários por meio das vias anaeróbias; 
Déficit de Oxigênio 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 Na transição do repouso ao exercício leve ou moderado, o 
consumo de O2 aumenta rapidamente e atinge um estado 
estável de 1 a 4 minutos; 
 
 
 
 O fato de o consumo de O2 não aumentar instantaneamente 
sugere que as vias anaeróbias contribuem para produção global 
de ATP no início do exercício; 
Transição do Repouso ao Exercício 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 Evidências mostram que, no início do exercício, o sistema ATP-
PC é a primeira via energética, seguido pelo sistema glicolítico 
e finalmente, pela produção aeróbia; 
 
 Após atingido o estado estável a via aeróbia se torna 
predominante; 
 
 Isso não significa que apenas uma via energética é utilizada; 
 
 Há uma mistura dos sistemas metabólicos que funcionam em 
sobreposição; 
 
Transição do Repouso ao Exercício 
Adaptado de Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 Durante os minutos iniciais da recuperação, ainda que os 
músculos mais ativamente trabalhando, o consumo de O2 não 
diminui imediatamente; 
 
 Esse consumo excessivo, que em geral exige repouso, tem 
sido, tradicionalmente, chamado de débito de oxigênio; 
 
 EPOC (elevated post-exercise oxygen consumption), é o 
volume de O2 consumido acima do normal com o indivíduo em 
repouso; 
 
 Depois de alguns minutos de recuperação, a FC e a respiração 
retornam aos seus parâmetros de repouso; 
 
Consumo de Oxigênio Pós-Exercício 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 Componente inicial rápido: O2 necessário para reconstrução do 
ATP e da PCr, por meio de processos oxidativos, para 
reposição das reservas de energia, ou reembolso do débito; 
 
 
 Componente lento: considerado como resultante da remoção de 
lactato acumulados nos tecidos, tanto pela sua conversão a 
glicogênio como pela oxidação a CO2 e H2O. Desse modo 
seria fornecida a energia necessária para restaurar as reservas 
de glicogênio; 
 
Consumo de Oxigênio Pós-Exercício – Teoria Clássica 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 Durante a fase inicial do exercício, parte do O2 é tomada de 
empréstimo das reservas de O2 (hemoglobina e mioglobina) 
que deve ser reposto durante a recuperação; 
 
 Esforço da eliminação de CO2, que se acumulou nos tecidos; 
 
 A temperatura corporal fica elevada, o que mantém elevadas as 
taxas metabólicas e a frequência respiratória, com isso há 
necessidade de mais O2; 
 
 Níveis elevados de noradrenalina e adrenalina durante o 
exercício têm efeitos similares; 
 
Consumo de Oxigênio Pós-Exercício – Estudos Recentes 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 Representa um acentuado declínio da captação de O2 após o 
exercício; 
 
 
 Oxigênio necessário para ressintetizar ATP-PC; 
 
 
 Repor os estoques teciduais de O2 no sangue e nos tecidos; 
 
Consumo de Oxigênio Pós-Exercício 
Porção Rápida – Logo após o Exercício (2 – 3 minutos) 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 Representa um lento declínio do O2 após o exercício; 
 
 
 Ressintetizar lactato para glicogênio (ciclo de cori); 
 
 
 Efeitos termogênicos da temperatura central elevada; 
 
 
 Níveis sanguíneos elevados de adrenalina e noradrenalina; 
 
Consumo de Oxigênio Pós-Exercício 
Porção Lenta – (20 – 30 minutos) 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 Mioplasticidade; 
 
 Início da reposição dos estoques de glicogênio; 
 
 Deposição de AA para síntese de enzimas das proteìnas 
musculares; 
 
 Aumenta a reserva de ATP-PCr; 
 
 Aumenta a síntese de mitocôndria; 
 
 Aumenta a reserva de mioglobina para depositar O2; 
 
Consumo de Oxigênio Pós-Exercício 
Porção muito Lenta – (24 – 48 horas) 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 Ponto no qual o lactato sanguíneo começa se acumular acima 
das concentrações de repouso; 
 
 
 Em baixas velocidades de corrida, os níveis de lactato no 
sangue permanecem nos níveis de repouso, ou próximo a eles; 
 
 
 A medida que a velocidade aumenta, as concentrações de 
lactato aumentam rapidamente; 
 
Limiar de Lactato 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
Limiar de Lactato 
 
•O exercício exige um aumento de consumo de O2 em torno de 20 vezes 
para caminhadas, 40 vezes para corridas lentas e 60 vezes para corridas 
intensas 
• é quando a o exercício atinge uma intensidade superior `a capacidade 
de transporte e entrega de O2 pelo Sist. Card., o metabolismo aeróbico 
passa a ser substituído por mecanismos anaeróbios ( ácido lático), 
expressos em % de VO2 máx 
•é o ponto no qual o lactato sanguíneo aumenta sistematicamente 
durante o exercício graduado 
•O consumo de O2, o Débito de CO2 e a ventilação minuto aumentam 
linearmente com a intensidade do esforço até o LIMIAR ANAERÓBIO 
•causas para elevação dos níveis de lactato sangüíneo 
 
Adaptado de Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
Adaptado de Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 
 
 
 
 
 Quanto mais um indivíduo se torna habilidosos no desempenho 
de um exercício, suas demandas de energia são reduzidas; 
 
Economia de Movimento 
Adaptado de Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
GASTO ENERGÉTICO EM REPOUSO E 
DURANTE O EXERCÍCIO 
 A quantidade de energia despendidas em diferentes atividades 
varia de acordo com a intensidade e o tipo de exercício; 
 
 Na média, um corpo precisa de 0,15 a 0,35 L/O2/min para 
satisfazer suas necessidades energéticas em repouso, isso 
significa 0,8 a 1,75 Kcal/min; 
 
 Qualquer atividade acima dos níveis de repouso aumentará o 
consumo diário projetado; 
 
 Nível de atividade, idade, gênero, porte físico, peso, 
composição corporal, etc., pode aumentar ou diminuir o 
consumo diário de energia; 
 
Custo de Energia de Várias Atividades 
Adaptado de Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
 As sensações de fadiga são diferentes e dependem do tipo de 
exercício; 
 
 Diminuição do desempenho muscular diante um esforço, 
juntamente com sensações gerais de cansaço; 
 
 É raro que a fadiga seja causada por um fator isolado; 
 
 Os mecanismos da fadiga dependem do tipo e da intensidade 
do exercício, de fibras dos músculos envolvidos, nível de 
condicionamentoe dieta; 
 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
 No fornecimento de energia (ATP-PCr, glicólise anaeróbia e 
oxidação); 
 
 
 No acúmulo de subprodutos metabólicos; 
 
 
 Na falha do mecanismo de contração de fibras musculares; 
 
 
 Em alterações no sistema nervoso 
 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
 
 
 
 
 Os sistemas de fornecimento de energia são uma área óbvia a 
ser explorada quando são consideradas as possíveis causas de 
fadiga; 
 
Sistemas de Fornecimento de Energia e Fadiga 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
 A PCr é utilizada para o reabastecimento de ATP dentro do 
músculo; 
 
 
 Durante contrações máximas, a fadiga coincide com a depleção 
da PCr; 
 
 
 A ATP sofre depleção em menor velocidade que a PCr, ficando 
a capacidade rápida de reposição seriamente comprometida; 
 
Sistemas de Fornecimento de Energia e Fadiga 
Depleção de PCr 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
 Estudos demonstram a existência de uma correlação entre a 
depleção de glicogênio e a fadiga durante um exercício 
prolongado; 
 
 
 A velocidade de depleção do glicogênio muscular é controlada 
pela intensidade da atividade; 
Sistemas de Fornecimento de Energia e Fadiga 
Depleção de Glicogênio 
Adaptado de Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
-As fibras individuais recrutadas com maior frequência 
durante o exercício podem sofrer depleção de 
glicogênio; 
 
 
 
-O padrão de depleção do glicogênio de fibras do tipo I 
e II depende da intensidade do exercício; 
Depleção de glicogênio em diferentes tipos de fibras 
Adaptado de Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
-Além de promover a depleção seletiva do glicogênio 
das fibras dos tipos I e II, o exercício pode impor 
demandas intensas em grupos musculares 
selecionados; 
Depleção em diferentes grupos musculares 
Adaptado de Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
-O glicogênio muscular sozinho não pode fornecer 
energia suficiente para exercícios que se prolonguem 
por diversas horas; 
 
-A glicose sanguínea liberada para os músculos 
contribui com bastante energia; 
 
-O fígado degrada seu glicogênio para proporcionar 
suprimento constante de glicose para o sangue; 
Depleção de glicogênio e glicose sanguínea 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
-Não parece provável que a depleção do glicogênio 
cause fadiga direta durante o desempenho de 
exercícios de resistência; 
-A depleção do glicogênio muscular pode ser a primeira 
etapa de uma série de eventos que conduzem à fadiga; 
-Há uma necessidade da ocorrência de um certo grau 
de degradação de glicogênio para que seja mantido 
para manter o sistema oxidativo; 
-Com a depleção do glicogênio, o músculo em exercício 
passa a depender mais do metabolismo de AGL; 
Mecanismos de fadiga com depleção do glicogênio 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
-Pi; que aumenta durante o exercício intenso de curta 
duração à medida que PCr e ATP vão sendo 
metabolizados; 
 
 
 
-Outros produtos metabólicos relacionados à fadiga são: 
o calor, o Lactato e os íons de hidrogênios; 
Subprodutos metabólicos da fadiga 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
-O gasto energético resulta em uma produção de calor, 
parte dele fica retida no corpo causando elevação da 
temperatura corporal interna; 
 
-O exercício praticado no calor pode aumentar a 
depleção de glicogênio; 
 
-A capacidade de continuar um exercício de intensidade 
entre moderada e elevada é afetada pela temperatura 
ambiente; 
Calor, temperatura muscular e fadiga 
Adaptado de Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
-O ácido láctico, apenas, não é responsável pela fadiga 
por si só. Um dos fatores é causado por um 
fornecimento inadequado de energia; 
-Quando não eliminado, o ácido láctico se dissocia, 
convertendo-se em lactato e provocando o acúmulo de 
íons de hidrogênio (acidificação muscular / acidose); 
-A glicólise anaeróbia geram grandes quantidades de 
lactato e íons de hidrogênios no interior dos músculos; 
-As células e os líquidos corporais possuem tampões, 
como o bicarbonato, que minimizam a influência 
destruidora dos íons de hidrogênio; 
Ácido láctico, íons de hidrogênio e fadiga 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
-Sem esses tampões, os íons de hidrogênio baixaria o 
pH até cerca de 1,5, matando a célula; 
 
 
-A capacidade de tamponamento do corpo, mantém a 
concentração de íons de hidrogênio baixa, mesmo 
durante um exercício mais intenso, permitindo que o pH 
muscular diminua de um valor de repouso de 7,1 para 
não menos que 6,6 a 6,4 no momento da exaustão; 
Ácido láctico, íons de hidrogênio e fadiga 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
-pH 7,1 corresponde ao valor de repouso; 
-pH intracelular abaixo de 6,9 inibe a ação da 
fosfofrutoquinase, uma enzima glicolítica, retardando a 
velocidade da glicólise e da produção de ATP; 
-pH de 6,4, a influência do H interrompe qualquer 
decomposição subsequente do glicogênio, promovendo 
um rápido decréscimo de ATP causando a exaustão; 
-Os íons de hidrogênio pode deslocar o cálcio do interior 
da fibra muscular interferindo na contração das 
proteínas contráteis; 
-Grande parte da comunidade científica concorda que 
um baixo pH muscular é a principal causa de fadiga; 
Ácido láctico, íons de hidrogênio e fadiga 
Adaptado de Wilmore, Costill & Kenney, 2010 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
 Evidências sugerem que, sob certas circunstâncias, a fadiga 
pode ser resultado da capacidade de ativação das fibras; 
Fadiga neuromuscular 
FADIGA E SUAS CAUSAS 
 Liberação ou síntese da acetilcolina, pode ser diminuída; 
 
 
 A colinesterase, enzima que causa a decomposição da Ach, 
pode se tornar hiperativa; 
 
 
 A colinesterase pode se tornar hiperativa, inibindo o 
relaxamento; 
 
 
 A membrana da fibra muscular pode ficar com o limiar mais 
elevado para estimulação dos neurônios motores; 
Transmissão nervosa