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2 SUMÁRIO 1 INTRODUÇÃO ............................................................................................ 4 2 TREINAMENTO FUNCIONAL: DEFINIÇÃO ............................................... 5 2.1 Do treinamento funcional aos exercícios funcionais ............................. 7 3 METODOLOGIA DO TREINAMENTO FUNCIONAL .................................. 8 3.1 Conceitos preliminares ......................................................................... 9 3.2 Anátomofisiologia dos Músculos Abdominais e sua Importância ....... 10 3.3 Músculos do Core e suas Respectivas Regiões ................................ 11 3.4 Cinesiologia e Biomecânica da Coluna e do Tronco .......................... 12 3.5 Biomecânica da Pelve ........................................................................ 13 3.6 O sistema de estabilização da coluna vertebral ................................. 15 4 FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO ................................................................... 19 4.1 Homeostase e estado estável ............................................................ 20 4.2 Fontes de energia e exercício ............................................................ 21 4.3 Origem das fontes de energia ............................................................ 23 4.4 Produção de energia pela atividade celular ........................................ 24 4.5 Metabolismo Anaeróbio Lático: Sistema Glicolítico ............................ 25 4.6 Produção de Ácido Lático e de Lactato .............................................. 26 4.7 Metabolismo Aeróbio: Sistema Oxidativo ........................................... 28 4.8 Adaptações neuromusculares e exercício .......................................... 29 4.9 Ações musculares .............................................................................. 31 4.10 Adaptações neuromusculares e efeitos do treinamento ................. 33 5 BIOMECÂNICA E MOVIMENTO (SINESIOLOGIA) .................................. 34 5.1 Histórico da Cinesiologia .................................................................... 34 5.2 Estudo da Cinesiologia ....................................................................... 37 6 PLANEJAMENTO E ORGANIZAÇÃO DO TREINAMENTO FUNCIONAL40 3 6.1 Objetivos do treinamento funcional .................................................... 40 6.2 Programas e metodologias do treinamento funcional ........................ 41 6.3 Periodização de sessões de treino ..................................................... 43 7 BENEFÍCIOS DA PRÁTICA DO TREINAMENTO FUNCIONAL ............... 46 8 DIMENSÕES MOTIVACIONAIS RELACIONADOS AO TREINAMENTO FUNCIONAL .............................................................................................................. 47 9 INCIDÊNCIA DE LESÕES POR ATIVIDADE FUNCIONAL ...................... 50 9.1 Mecanismo das Lesões ...................................................................... 52 9.2 Lesões Induzidas Pelo Exercício ........................................................ 53 9.3 Principais Lesões ............................................................................... 54 9.4 Entorse ............................................................................................... 54 9.5 Lesões musculares ............................................................................ 55 9.6 Tendinite ............................................................................................. 56 9.7 Lesões Menisco ligamentares do joelho ............................................. 57 10 CONSIDERAÇÕES FINAIS ................................................................... 57 11 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................... 59 12 BIBLIOGRAFIAS SUGERIDAS ............................................................. 64 4 1 INTRODUÇÃO Prezado aluno! O Grupo Educacional FAVENI, esclarece que o material virtual é semelhante ao da sala de aula presencial. Em uma sala de aula, é raro – quase improvável - um aluno se levantar, interromper a exposição, dirigir-se ao professor e fazer uma pergunta, para que seja esclarecida uma dúvida sobre o tema tratado. O comum é que esse aluno faça a pergunta em voz alta para todos ouvirem e todos ouvirão a resposta. No espaço virtual, é a mesma coisa. Não hesite em perguntar, as perguntas poderão ser direcionadas ao protocolo de atendimento que serão respondidas em tempo hábil. Os cursos à distância exigem do aluno tempo e organização. No caso da nossa disciplina é preciso ter um horário destinado à leitura do texto base e à execução das avaliações propostas. A vantagem é que poderá reservar o dia da semana e a hora que lhe convier para isso. A organização é o quesito indispensável, porque há uma sequência a ser seguida e prazos definidos para as atividades. Bons estudos! 5 2 TREINAMENTO FUNCIONAL: DEFINIÇÃO Fonte: catracalivre.com.br Treinamento Funcional é uma metodologia de treinamento baseada na funcionalidade, que inclui a seleção de atividades, exercícios e movimentos com realização de movimentos integrados e multiplanares, implicando em aceleração, estabilização e desaceleração, com o objetivo de aprimorar a habilidade de movimento, força e eficiência neuromuscular, voltada para a aplicação e transferência dos efeitos deste tipo de treinamento para as atividades da vida diária. O conceito de força funcional é o trabalho realizado contra uma resistência de tal forma que a força gerada beneficie diretamente à execução de atividades da vida diária e movimentos associados ao esporte. O termo funcional pode ser entendido como função ou desempenho, concernente a funções orgânicas vitais ou à sua realização, o que é capaz de cumprir com eficiência seus fins utilitários, utilizada também como adjetivo particular ou relativo às funções biológicas ou psíquicas. Ou seja, a aplicação correta deste termo deve estar associada ou se relacionar às funções do sistema psico-biológico humano, com eficácia e respeitando tais funções. Todos os treinamentos, sem exceção, devem ter por objetivo o desenvolvimento de variável de funcionalidade, a qual não depende de nenhum tipo de equipamento ou determinado tipo de exercício. 6 A prescrição de treinamento funcional deve fornecer a adequada dose de exercícios frente às possibilidades de resposta ao estimulo e garantir adaptações em relação aos critérios de eficácia e funcionalidade. Um treinamento para ser considerado funcional deve contemplar exercícios selecionados tendo como critério a sua funcionalidade e isto só é possível atendendo às cinco variáveis distintas da funcionalidade: Frequência adequada dos estímulos de treinamento, volume em cada uma das sessões, intensidade adequada, densidade e a organização metodológica das tarefas. Estas variáveis permitem uma melhora e manutenção da capacidade funcional do sistema psico-biológico. Mesmo de maneira simplista, pode-se dizer que exercício funcional não determina treinamento funcional por si só, mas treinamento funcional deve selecionar adequadamente os exercícios, atendendo à funcionalidade. Deve-se planejar e programar tais exercícios atendendo ao nível de carga externa-interna em relação ao nível de rendimento e ao processo global de treinamento, sendo esta escolha vital, evitando o foco somente em variáveis, avaliando sempre a probabilidade de lesões e desvios posturais. A essência do treinamento funcional está baseada na melhora dos aspectos neurológicos que afetam a capacidade funcional do corpo humano, através de exercícios que desafiam os diversos componentes do sistema nervoso, e por isso estimulam sua adaptação. Isso resulta numa melhoria das principais qualidades físicas utilizadas tanto do dia-a-dia como nos gestosesportivos. (CORAUCCI, 2004, apud MOLINA 2010, p.14). A proposta do treinamento funcional exige critérios de aplicação e progressão baseada em fundamento desportivo. Quanto ao uso de ferramentas e equipamentos auxiliares, recorre-se a uma avaliação mais pormenorizada antes de decidir pela utilização. Muitos programas e exercícios são desenvolvidos embasados na premissa da funcionalidade, no entanto, a suposta transferência para as atividades diárias nem sequer foi analisada, diante disso recomenda-se refletir como deve ser direcionado o foco do treinamento, uma vez que os avanços da sociedade moderna tendem a conduzir o indivíduo ao sedentarismo e hipocinesia, levando cada vez mais as pessoas a movimentos mais curtos, menos variados e menos frequentes. Como ocorre no treinamento desportivo, deve-se analisar as características das atividades diárias de um indivíduo, assim pode-se desenhar um programa de 7 treinamento que potencialize as demandas e compense possíveis desajustes ocasionados. 2.1 Do treinamento funcional aos exercícios funcionais É bastante comum na literatura especifica autores considerarem como treinamento funcional o uso de determinados grupos de exercício, com características bem definidas, e materiais específicos, mesmo que estes procedimentos não contemplem as variáveis inerentes a este método. Inicialmente existem diferenças quanto à situação adequada para utilizar os termos em relação a um exercício, grupo de exercícios ou treinamento e sua funcionalidade. Treinar pressupõe preparar e este termo é definido como prevenir ou dispor para alguma finalidade ou ação futura, em suma, executar as ações necessárias para a obtenção de um produto. Isto está mais ligado aos processos que organizam, estruturam e operam uma série de variáveis que acabam definindo uma dose de exercícios, que ao mero fato de descrever uma série de exercícios sequenciados e muitas vezes com escasso critério em sua seleção e muito mais na própria definição da dose. O termo exercício implica em um conjunto de movimentos corporais que se realizam para manter a forma física. Portanto, qualquer movimento corporal pode ser considerado um exercício, desde que a seleção, variáveis de aplicação e realização estejam incorporados a um programa de treinamento que seja adequado o suficiente para manter ou adquirir aptidão física. Treinar compreende um processo que deve ser estruturado antes mesmo de iniciar a seleção e prescrição de exercícios, levando em consideração o componente de funcionalidade dos mesmos. Uma vez que a capacidade operativa é limitada a escolha deve pautar-se nos objetivos a alcançar. Neste sentido, afirma-se que não existe exercício funcional e não-funcional, pois, desde que seja assegurado os pressupostos de segurança e eficácia, todos exercícios poderão ser enquadrados em alguma fase do treinamento e gerar a adaptação desejada. O treinamento funcional é a mais recente maneira de se melhorar o condicionamento físico e a saúde geral, com ênfase no aprimoramento da capacidade funcional do corpo humano, respeitando a individualidade biológica e permitindo que o corpo humano seja estimulado, melhorando todas as qualidades do sistema musculoesquelético e seus sistemas independentes. (COROACCI 2004, apud MOLINA 2010, p.15). 8 3 METODOLOGIA DO TREINAMENTO FUNCIONAL Fonte: academiaoctogono.com.br O treinamento funcional é um método utilizado para a melhora da saúde, estética e desempenho esportivo além de prevenir e tratar lesões, reduzir dores musculares, melhorando o equilíbrio e a potência muscular. Tem como princípio preparar o organismo de maneira íntegra, segura e eficiente através do centro corporal, chamado por core, compreendendo o grupo muscular transversos espinhais que abrangem a coluna lombar, além da região do abdômen, onde tem-se o reto- abdominal, oblíquo externo, obliquo interno e o transverso do abdômen e no quadril, os glúteos máximo e médio, iliopsoas e isquiotibiais. Quando estes músculos estão fracos, as articulações e nervos são levados a realizar uma força para a qual não foram projetados, e a dor é inevitável. O treinamento funcional melhora o desempenho obtido nas tarefas funcionais e esportivas. Vários dos objetivos desse método de exercício representam uma volta à utilização dos padrões fundamentais do movimento humano, como: empurrar, puxar, agachar, girar, lançar, dentre outros, envolvendo a integração do corpo todo para gerar um gesto motor específico em diferentes planos de movimento. No decorrer da última década estudos demonstraram que a prática regular do treinamento de força é capaz de promover inúmeras adaptações no corpo humano, tendo como ênfase o aperfeiçoamento de capacidades físicas e alterações estruturais indicadoras de redução dos níveis de tecido adiposo, assim como de aumentos de massa muscular, densidade óssea e resistência do tecido conjuntivo. 9 Contudo, mesmo apresentando grande evidência nos centros de treinamento ou mesmo no cotidiano dos indivíduos fisicamente ativos, além da existência de dados científicos confirmando os seus benefícios, questionamentos foram levantados na literatura sobre a efetividade do treinamento de força realizado em sua forma tradicional em melhorar a aptidão física quando esta é direcionada à realização das atividades do dia-a-dia, uma vez que muitas tarefas do cotidiano são executadas sobre condições de instabilidade física. (ANDERSON 2006, apud PEREIRA 2012, p. 43). Sua essência está baseada na melhoria dos aspectos neurológicos, através de exercícios que desafiam os diversos componentes do sistema nervoso, estimulando- o e adaptando-o, resultando em melhorias nas tarefas do dia-a-dia influenciando na melhora do desenvolvimento da consciência cinestésica e controle corporal, melhora da postura e do equilíbrio muscular, redução da incidência de lesões, estabilidade articular, principalmente da coluna vertebral, aumento da eficiência dos movimentos e do equilíbrio estático e dinâmico, melhora da força e coordenação motora, da resistência central cardiovascular e periférica-muscular, flexibilidade e propriocepção. O treinamento funcional pode atuar na musculatura abdominal, regularizando o centro de gravidade do corpo, o que consequentemente melhora a força, flexibilidade, equilíbrio, propriocepção e a postura. 3.1 Conceitos preliminares O treinamento funcional teve sua origem com os profissionais da área da fisioterapia e reabilitação, que foram pioneiros na utilização de exercícios que imitavam as práticas dos pacientes em casa ou no trabalho durante a terapia, possibilitando assim, um breve retorno à vida normal e às suas funções laborais após uma lesão ou cirurgia, observando o condicionamento físico por meio de exercícios integrados para alcançar padrões de movimentos mais eficientes, onde os músculos não trabalham de forma isolada e sim em sinergismo, fortalecendo os músculos, e funções cerebrais responsáveis por todo o controle do corpo . Este é baseado na prescrição coerente e segura de exercícios que permitem a estimulação do corpo para melhorar as qualidades do sistema musculoesquelético, como força, velocidade, equilíbrio, coordenação, flexibilidade, lateralidade, resistência cardio e neuromuscular e também motivação através da manutenção do centro de gravidade do corpo. As vantagens é que esses exercícios podem ser realizados por pessoas de todas as idades, aprimoram a postura, desenvolvem de forma equilibrada 10 as capacidades físicas como equilíbrio, força, velocidade, coordenação, flexibilidade e resistência, é indicado para os que buscam melhora nas capacidades físicas e motoras sendo ideal em reabilitação de vítimas de sequelas, melhora o desempenho de praticantes de outras modalidades esportivas prevenindo lesões, dentre outros. O treino funcional envolve treinar ocorpo para as atividades desenvolvidas na vida diária. A estratégia deste tipo de treino focaliza o estímulo constante de padrões de movimento para o aprimoramento da performance em uma atividade específica, tornando o corpo mais inteligente. Os exercícios funcionais referem-se a movimentos que mobilizam mais de um segmento corporal ao mesmo tempo, e que envolvem diferentes ações musculares ocorrendo nos três planos anatômicos. Apesar dos movimentos parecerem predominantes em um plano específico, os outros dois planos precisam ser estabilizados dinamicamente para permitir uma boa eficiência neuromuscular. O foco não é trabalhar um grupo muscular específico, mas trabalhar padrões de movimento, recrutando mais unidades motoras estimulando o corpo de maneira a adaptá-lo para as atividades normais da vida cotidiana. Todo movimento realizado se origina do core e consiste em recrutar os músculos abdominais, lombares e glúteos, trabalhando assim a propriocepção e se dá pelo sistema de estabilização unido ao sistema de movimento, o que faz com que se produza força, lembrando que exercícios convencionais para a região abdominal sem a devida estabilização pélvica aumenta a pressão sobre os discos e as forças de compressão sobre a coluna lombar. 3.2 Anátomofisiologia dos Músculos Abdominais e sua Importância O core é uma unidade funcional integrada, por meio do qual toda cadeia cinética trabalha sinergicamente em um estado eficiente, onde cada componente estrutural, distribui o peso, absorve forças e transfere forças de reação do solo. Esse sistema necessita ser treinado de forma apropriada para o funcionamento eficiente durante atividades funcionais, este mantém o alinhamento postural e o equilíbrio dinâmico durante as atividades funcionais. Um core fraco resulta em movimento ineficiente ocasionando lesões. Os músculos do tronco e da cintura pélvica são muito suscetíveis 11 ao descondicionamento físico, sendo esta uma das causas dos desequilíbrios posturais e das síndromes lombo pélvica. 3.3 Músculos do Core e suas Respectivas Regiões Estão localizados na coluna, pelve e abdômen. Na coluna encontra-se o grupo dos Transversos Espinhais que compreendem: Rotadores, interespinhais, intertransversais, semiespinhais, multífido, eretores da coluna, quadrado lombar e grande dorsal. No quadril, encontram-se os glúteos máximo e médio, o iliopsoas e os isquiotibiais. Na região do abdômen, há o reto abdominal, o obliquo externo, o obliquo interno e o transverso do abdômen. Os músculos transversos do abdômen, oblíquo interno e multífido lombar vem sendo apontados como grandes responsáveis pela estabilidade da coluna lombar. A ação desse sistema muscular é coordenada pelo sistema nervoso de tal forma que os músculos estabilizadores devem contrair-se de maneira antecipatória às perturbações do tronco, para que ocorra a devida proteção dos elementos da coluna lombar. Músculo Multífido: Músculo espesso da região lombar que possui término na região cervical, sendo o mais importante músculo dos transversos espinhais. Origina-se no sacro e em todos os processos transversos, dirigindo-se cranial e medialmente até sua inserção nos lados dos processos espinhosos desde L5 até o Áxis. São os responsáveis pelo movimento de estabilização das articulações intervertebrais, sendo os únicos que apresentam fibras musculares inseridas em todas as vértebras da coluna vertebral. Esses músculos apresentam ainda inervação segmentar individualizada realizada pelos nervos espinhais para cada um, fazendo com que o atraso na ativação de um dos multífidos durante o movimento da coluna lombar diminua a estabilização segmentar podendo causar uma lesão localizada. Músculo Transverso: Esse músculo está envolvido por uma fáscia, a bainha do reto, no qual a borda medial se une à linha mediana para formar a chamada linha Alba. Sua origem é a crista ilíaca e as cartilagens costais inferiores, possui inserção da linha Alba até o púbis e a função de comprimir o abdome. É mais importante dos músculos abdominais, pois funciona aumentando a pressão intra-abdominal, estabilizando a 12 dinâmica contra forças de rotação e translação na coluna lombar e agregando eficiência neuromuscular ótima a todo o complexo lombo pélvico e está ativo durante todos os movimentos e participação na extensão isométrica do tronco, estando relacionado também à mudança da pressão abdominal, gerando aumento na estabilidade vertebral, dessa forma, quando ocorre o seu enfraquecimento pode surgir uma protrusão abdominal e o aumento da lordose lombar. Músculo Reto do Abdome: É um músculo par que corre verticalmente em cada lado do abdome, separados pela linha alba, estendendo da sínfise púbica até ao processo xifoide e às cartilagens costais inferiores. A inervação é segmentada pelos nervos tóraco abdominais tendo como ações antagonista eretor da espinha. É um músculo longo e chato, estendendo toda frente do abdome, inserindo-se nas cartilagens das quintas, sextas e sétimas costelas. É um músculo postural chave, sendo importante na respiração. 3.4 Cinesiologia e Biomecânica da Coluna e do Tronco A coluna vertebral se estende desde a base do crânio até a extremidade caudal do tronco sendo constituída por vértebras superpostas e intercaladas por discos intervertebrais. As cinco vértebras sacras, são fundidas formando o sacro, assim como as coccígeas, que são as quatro últimas vértebras, formam o cóccix. A pelve é a base da coluna onde os membros inferiores se articulam superiormente com o osso occipital e inferiormente, com o Ilíaco e é dividida em quatro regiões: Cervical, Torácica, Lombar e Sacrococcígea. A coluna vertebral apresenta três funções básicas: Suporte, proteção da medula espinhal no canal vertebral e movimento. Trata-se de um complexo que apresenta seis graus de liberdade ao realizar os movimentos de flexão, extensão, inclinação lateral direita, inclinação lateral esquerda, rotação direita e rotação esquerda, possibilitados pelos tecidos moles (músculos, ligamentos, cápsulas, tendões, discos,) uma vez que, são eles os responsáveis pela flexibilidade da coluna vertebral. A coluna vertebral é parte subcranial do esqueleto axial. De forma muito simplificada, é uma haste firme e flexível, constituída de elementos individuais unidos entre si por articulações, conectados por fortes ligamentos e suportados dinamicamente por uma poderosa massa musculotendinosa. (HOOGEN 1998, apud NATOUR 2004, p. 17). 13 Existem os músculos adicionais que são os principais ligamentos da coluna vertebral: Os Iliopsoas e o quadrado Lombar desenvolvendo funções de ligamento amarelo, interespinhais e supra-espinhais que limitam as flexões; os Intertransversais que limitam a flexão lateral contralateral; o longitudinal anterior que limita a extensão ou lordose excessiva das regiões verticais; o longitudinal posterior que limita a flexão, reforça o anel fibroso posteriormente e a cápsula das articulações dos processos articulares que fortalece e suporta a articulação dos processos articulares. 3.5 Biomecânica da Pelve A pelve é a ligação entre a coluna e os membros inferiores, através dos quadris e da coluna lombar e a musculatura do quadril, que causa movimento pélvico por meio da ação reversa. Os músculos flexores do quadril causam uma inclinação pélvica anterior, os músculos extensores do quadril, uma inclinação pélvica posterior, os músculos abdutores e adutores causam uma inclinação pélvica lateral e os músculos rotadores causam a rotação pélvica. A inclinação pélvica anterior, denominada anteroversão, ocorre quando as espinhas ilíacas anterossuperioras da pelve movem-se nas direções anterior e inferior e em torno do eixo transverso das articulações do quadril. Isso resulta em flexão do quadril e aumento da extensão lombar da coluna. Os músculos que causam essemovimento são os flexores do quadril e extensores da coluna. A inclinação da pelve, chamada retroversão, é quando as espinhas ilíacas póstero-superiores movem-se posteriormente e inferiormente, aproximando-se assim da face posterior do fêmur à medida que a pelve roda para trás em torno do eixo das articulações dos quadris. Isso resulta em extensão do quadril e flexão da coluna lombar. Os músculos que causam esse movimento são os extensores do quadril e flexores do tronco. Quando a pelve se eleva, ocorre a elevação do quadril; quando se abaixa há a queda do quadril ou da pelve, no lado que está elevado, ocorre adução do quadril; no lado que está abaixado, ocorre abdução do quadril. Quando se está em pé, a coluna lombar se flexiona lateralmente em direção ao lado da pelve elevada. Os músculos que promovem a inclinação pélvica lateral incluem o quadrado lombar no lado da pelve elevada e a tração muscular reversa do glúteo médio no lado da pelve abaixada. 14 Sacro O sacro tem a forma de uma pirâmide quadrangular com a base voltada para cima e o ápice para baixo, a base é proximal e se articula com a 5º vertebral lombar; e o ápice é distal e articula-se com o cóccix, apresentando 4 faces: Duas laterais, uma anterior e uma posterior. Biomecânica do Sacro: O sacro também realiza movimento de rotação, ou seja, a inclinação anterior do sacro, de modo que a base se mova para frente e o ápice se mova para trás e, movimento de contra rotação que se dá quando a base sacral se move posteriormente e superiormente enquanto o ápice movimenta-se para frente e para baixo, no plano sagital ambos movimentos são involuntários, por isso não dependem da ação muscular. Região Lombar: As Facetas articulares das vértebras lombares são orientadas da seguinte forma: Superiores, para cima, para trás e para fora; Inferiores, para baixo, para frente e para dentro. As vértebras lombares são inclinadas anteriormente a 60º e quanto maior o grau de inclinação maior será a mobilidade, sendo que o eixo de rotação das vértebras lombares situa-se no arco posterior na base da apófise espinhosa; o disco de L3 é horizontal, os outros discos estão inclinados e a proteção do anel fibroso é dada pelo ligamento longitudinal posterior. A Articulação Lombossacra é a região de suporte da coluna lombar. Músculos motores do tronco: Consistem nos extensores das costas que flexionam o tronco para trás, nos flexores laterais que o flexionam para o lado, e nos abdominais anteriores que o flexionam para frente. Músculos Posteriores do Tronco: Oblíquo interno: Flexiona e roda a coluna para o mesmo lado e auxilia na expiração forçada. Glúteo São os músculos localizados logo acima da coxa e abaixo da cintura e são divididos em diferentes porções. A primeira seria o grande glúteo que tem a sua inserção proximal no ílio, sacro e cóccix e a sua inserção distal localiza-se na linha áspera ou crista do grande glúteo do fémur e fascia lata. Sua função é extensão, abdução e rotação externa da coxa. A segunda porção é o médio glúteo que tem a sua inserção proximal no ílio e a inserção distal no grande trocânter do fémur. A sua função é abdução e rotação interna da coxa. E, por fim, a terceira ou o pequeno glúteo, 15 que possui suas inserções proximal e distal no ílio e no grande trocânter do fémur sendo a sua função igual à do médio glúteo. 3.6 O sistema de estabilização da coluna vertebral A estabilidade da cintura pélvica e da coluna lombar tem uma grande importância no equilíbrio corporal. A pelve transmite as forças do peso da cabeça, do tronco e das extremidades superiores e as forças ascendentes dos membros inferiores. Já a coluna lombar e a fáscia tóracolombar são as principais regiões do corpo responsáveis pela sustentação das cargas e estabilização da pelve, respectivamente. A estabilização refere-se ao controle, onde os músculos agem como limitadores e controladores do movimento, prevenindo danos a ligamentos e cápsulas e o papel dos músculos estabilizadores locais é de prover proteção e suporte às articulações através do controle do movimento fisiológico e translacional excessivo. A estabilidade dinâmica se subdivide em musculatura global e local. A global consiste em grandes músculos produtores de torque, atuando no tronco e na coluna sem serem diretamente ligados a ela. São eles: O reto do abdome, o oblíquo externo e a parte torácica do iliocostal lombar e fornecem estabilidade indireta ao tronco, não sendo, no entanto, capazes de influenciar diretamente a coluna. A musculatura local é formada por músculos ligados diretamente à vértebra e responsáveis pela estabilidade e controle segmentar, sendo eles o multífido lombar, o transverso do abdome e as fibras posteriores do oblíquo interno, de forma que o músculo quadrado lombar também tem funções estabilizadoras. Para treiná-los, é necessária uma ativação tônica, de baixa intensidade e específica a fim de reestabelecer seu controle motor normal. Essa ação é diferente da maioria dos exercícios de reabilitação tradicionais que enfatizam a produção de força e movimento. Como consequência, o treinamento da ativação desses músculos e a incorporação de suas ações nas atividades funcionais demandam estratégias que enfatizam a percepção e atenção em posturas, controle segmentar fino e contração de baixa intensidade dos músculos específicos. Os sistemas interdependentes do sistema nervoso são: Sistema Propioceptivo: Complexos processos neurossensoriais e neuromusculares dentro dos sistemas 16 fisiológicos do organismo, localizados na musculatura, nas articulações, nos tendões, nos ligamentos e na pele relacionados à cinestesia, ajudando a conservar a postura do corpo e do tônus muscular normal. Tônus muscular é o estado de tensão leve, porém permanente, existente normalmente nos músculos. Desaparece quando o músculo está privado de sua inervação. Mesmo quando o músculo está em repouso, certa quantidade de tensão frequentemente permanece. Esse grau residual de contração do músculo esquelético denomina-se tônus muscular. Uma vez que as fibras musculares esqueléticas não se contraem sem que um potencial de ação as estimule, exceto em certas condições patológicas, acredita-se que o tônus da musculatura esquelética resulte, inteiramente, de impulsos nervosos provenientes da medula espinhal. Esses, por sua vez, são controlados em parte por estímulos transmitidos a partir do encéfalo para os neurônios motores anteriores e, em parte, por impulsos que se originam nos fusos musculares localizados no interior do próprio músculo. (GUYTON 1985, apud MARSURA 2012, p.7). As sensibilidades proprioceptivas são mediadas através de mecanorreceptores periféricos localizados nas articulações, na pele e nos músculos, informando ao cérebro sobre o estado físico do corpo incluindo sensações como: Comprimento dos músculos, tensão nos tendões, angulação das articulações e pressão profunda na sola dos pés, entre outras. A mecânica dos movimentos é controlada por circuitos neurais. Em cada instante da elaboração e da execução dos movimentos, várias modalidades sensoriais são utilizadas como fontes de informações para a correção, a todo momento, do plano motor envolvido na elaboração e execução do movimento que assim favorece ao aprendizado de habilidades motoras associados a prática ou experiência. As funções básicas biomecânicas da coluna vertebral são permitir os movimentos entre as partes do corpo, o transporte de cargas, e a proteção da coluna vertebral, medula e raízes nervosas. O sistema estabilizador da coluna vertebral é constituído por três subsistemas: O subsistema passivo musculoesquelético que inclui as vértebras, as facetas articulares, discos intervertebrais, ligamentos espinhais e cápsulas articulares, assim como as propriedades mecânicas passivas dos músculos. O subsistema ativomusculoesqueletico que consiste em músculos e tendões envolvendo a coluna vertebral e o controle neural que recebe informações dos sistemas passivo e ativo, por meio dos receptores e tem o papel de captar as alterações de equilíbrio e determinar os ajustes específicos, por meio da musculatura da coluna, restaurando a 17 estabilidade. Estes subsistemas passivo, ativo e controle neural, embora sejam conceitualmente separados, são interdependentes funcionalmente. A instabilidade segmentar ocorre quando há diminuição na capacidade do sistema estabilizador da coluna vertebral em manter a zona neutra dentro de limites fisiológicos. A perda de controle dessa região no segmento vertebral está associada à lesão, doença degenerativa do disco e fraqueza muscular. O subsistema passivo ligamentar: Os Componentes do subsistema passivo não provêm nenhuma estabilidade significante à espinha nas proximidades da posição neutra. Os componentes passivos provavelmente funcionam nas proximidades da posição neutra como transdutores para medição de posições vertebrais e movimentos, semelhantes aos propostos para os ligamentos do joelho, e, portanto são parte do subsistema de controle neural. Esse subsistema é passivo somente no sentido de não criar ou produzir movimento espinhal sozinho, mas é dinamicamente ativo em monitoramento de sinais de transdutores. O subsistema (músculo-tendinoso) ativo: É o meio pelo qual o sistema espinhal gera forças e providencia a estabilidade necessária à espinha. O grau de força gerado em cada músculo é medido pelos transdutores de força, inseridos nos tendões dos músculos. O subsistema de controle neural: Recebe informação de vários transdutores, determina requisitos específicos para estabilidade espinhal e faz com que o subsistema ativo alcance a meta de estabilidade. A tensão muscular individual é medida e ajustada até que a estabilidade necessária seja alcançada. Força: O treinamento funcional define a força como a capacidade do corpo produzir tensão interna e oferecer resistência contra uma força externa e capacidade de superar uma resistência ou agir contra ela pela atividade muscular, podendo ser um trabalho isométrico ou isotônico. Na execução do trabalho isométrico não há presença de movimento articular, contrário ao trabalho isotônico onde há este movimento. Flexibilidade: É a habilidade para promover uma articulação através de uma amplitude de movimento normal sem estresse excessivo para a unidade. O aumento da flexibilidade, a capacidade de realizar movimentos em amplitudes normais assegura a eficiência dos exercícios do treinamento funcional e os movimentos em 18 amplitudes normais asseguraram a eficiência dos exercícios do treinamento funcional e os movimentos da vida diária. Na maioria dos esportes ocorrem tensões musculares, rupturas e distensões devido a movimentos repetitivos, quase sempre com amplitude de movimento limitado. Com o aumento progressivo da flexibilidade, há o alongamento dos músculos, diminuindo a tensão e auxiliando na prevenção de lesões. Equilíbrio: É o processo de manter o centro de gravidade dentro da base de suporte do corpo. A posição do corpo em relação à gravidade e ao ambiente ao redor é determinada por combinação de impulsos visuais, vestibulares e somatossesoriais, sendo explicados assim: Visuais: Orientam os olhos e a cabeça em relação aos objetos ao redor; Somatossensoriais: Fornecem informações em relação a orientação entre as partes do corpo e entre o corpo e a superfície suporte; Impulsos vestibulares: Suprem informações que medem acelerações gravitacionais, lineares e angulares da cabeça no espaço, sendo este o que menos participa na manutenção do equilíbrio em relação aos impulsos visuais e somatossensoriais. Velocidade de Potência: Potência muscular é a habilidade de utilizar a força de maneira rápida e eficaz aliada à velocidade. Para a melhoria dessa capacidade física é preciso aprimorar a capacidade de produção de força pelos músculos para depois, através do treinamento funcional resistido, ensinar esses músculos a utilizarem a força obtida com velocidade e da maneira mais específica. 19 4 FISIOLOGIA DO EXERCÍCIO Fonte: clinicadoesportemt.com.br A fisiologia do exercício é o estudo dos músculos envolvidos nos movimentos, hormônios liberados, estado emocional da pessoa, ativação neuromuscular e uma série de mecanismos que são ativados no organismo durante a atividade física, em especial, o gasto energético, e como ele é reposto meio do repouso e da alimentação correta e equilibrada. A compreensão sobre como o organismo sintetiza os nutrientes extraídos dos alimentos ingeridos e como esses nutrientes são transformados em energia química utilizável para atuar na síntese-ressíntese de outros substratos durante a contração muscular, e como esse processo pode influenciar as ações dos demais órgãos e tecidos é de extrema importância. Por esse motivo, observa-se o avanço tecnológico e científico nos mais variados campos de conhecimento dos esportes, os quais auxiliam os profissionais para obter um melhor aproveitamento nos programas de trabalho, bem como no desempenho esportivo final. Para compreender as necessidades energéticas presentes em qualquer modalidade esportiva, principalmente em modalidades diferente, é preciso delinear o estudo de forma clara, para que esse conteúdo possa contribuir de forma significativa para identificar os benefícios da atividade física, seus efeitos em curto, médio e longo prazo, enfatizar sua ação positiva para a saúde, bem como os malefícios causados pelo sedentarismo. 20 4.1 Homeostase e estado estável Inicialmente, deve estar claro que o organismo humano encontra-se em constante atividade, sendo mantido por funções fisiológicas básicas mesmo quando o indivíduo está em repouso. A condição das funções corporais quando mantidas constantes ou inalteradas, fenômeno que se refere ao estado de equilíbrio, utilizadas para manter o funcionamento do corpo em perfeito equilíbrio, é denominada homeostase, termo esse utilizado para se referir à habilidade dos seres vivos de regular o seu ambiente interno visando a manter uma condição estável. O processo de auto regulação acontece por meio de múltiplos ajustes de equilíbrio dinâmico, controlados por mecanismos de regulação inter-relacionados. Em linhas gerais, esse é o processo pelo qual se mantém o equilíbrio corporal geral, que pode ser responsável pela redução das consequências fisiológicas do estresse em relação ao exercício ou à velocidade com que a homeostase é atingida logo após o exercício, voltando o corpo às suas funções normais em repouso. O conceito de homeostase foi desenvolvido por Walter Cannon, pesquisador americano que estudava o aparelho digestório e o sistema nervoso autônomo. Cannon desenvolveu sua carreira científica na Universidade de Harvard e segundo seus biógrafos possuía referências científicas nas figuras de Claude Bernard e Charles Darwin. Realizou trabalhos em fisiologia experimental denominando de homeostase o princípio de “meio interno”, descrito por C. Bernard (1911), de que “o sangue e os demais fluidos que circundam as células constituem o meio interno com o qual ocorrem as trocas diretas de cada célula e, por isto, deve ser mantido sempre com parâmetros adequados à função celular, independente das mudanças que possam estar ocorrendo no ambiente externo”. Assim, propôs que a função final de todos os mecanismos fisiológicos é a manutenção da homeostase, que deve ser compreendida como “a manutenção da estabilidade do meio interno.” (BENNISON 1987, apud SOUZA 2015, p.3). Outro fenômeno comum apresentado no organismo, relacionado diretamente ao exercício, é o estado estável. Esse é um comportamento oposto à homeostase, que diz respeito à estabilidade que é provocada em alguns órgãos,músculos e tecidos, e que pode manter o equilíbrio da produção de substratos energéticos e a manutenção da frequência cardíaca para a realização do exercício. Com isso, o estado estável é atingido de acordo com a intensidade e a duração do exercício. Na medida em que se eleva o grau de dificuldade, o organismo se ajusta, demandando maior custo energético. Assim, o estado estável é responsável pela 21 posterior estabilização e pela continuidade da atividade nessa intensidade, até que esse estado seja insustentável e ocorra a interrupção do exercício. A partir da compreensão da homeostase, é possível analisar a utilização das fontes de energia, bem como sua origem e suas formas de conversão em energia utilizável no movimento humano. 4.2 Fontes de energia e exercício Primeiramente, é preciso ter claro que o resultado efetivo que se espera do período de preparação física básica e específica, bem como do período competitivo, deve ser precedido de um modelo adequado de treinamento e de periodização, buscando-se maior eficiência técnica e motora, bem como maior eficiência para o dispêndio energético dos músculos envolvidos nas atividades específicas de cada modalidade praticada. O dispêndio energético depende de vários fatores, entre os quais se pode fazer referência ao tipo de exercício, frequência, duração, intensidade, condições climáticas, condição física geral e específica do indivíduo. Em relação ao desempenho, as atividades esportivas são classificadas em dois ou três grupos: As modalidades cíclicas são caracterizadas pela repetição contínua e prolongada de um determinado gesto esportivo, corrida, ciclismo, natação e remo são alguns de seus exemplos. As modalidades acíclicas são aquelas que não têm repetição contínua do movimento, e em que a naturalidade e a espontaneidade dos gestos técnicos são marcantes, esportes de equipe como futebol, voleibol, basquetebol e handebol estão entre as modalidades mais populares dessa caracterização. Por sua vez, as modalidades semicíclicas que é a combinação de cíclicas e acíclicas, integram simultaneamente atividades repetitivas e espontâneas, o que pode ocorrer durante a prática de várias modalidades, inclusive aquelas mencionadas anteriormente, como a natação. Embora as requisições específicas de cada modalidade, que podem ser adquiridas e treinadas, sejam variáveis, existem componentes funcionais que são comuns para o desenvolvimento do desempenho como força, resistência, velocidade e coordenação. Nesse sentido, o desempenho e o treinamento esportivo são 22 construídos com base nessas diferentes variáveis (força, resistência, velocidade e coordenação) e nos tipos de atividades (cíclicas, acíclicas e semicíclicas) que se inter- relacionam nos diferentes grupos de exercícios. Referenciando essas breves classificações do movimento e do esporte, pode- se observar características específicas denominadas valências físicas, e compreender a atuação do metabolismo em cada modalidade em função de suas características e provas. Essas valências físicas são potência, velocidade e resistência aeróbia e são associadas aos sistemas energéticos específicos da cadeia de fosfatos de alta energia, à glicólise aeróbia-anaeróbia e ao sistema oxidativo, respectivamente. Além das valências físicas e do metabolismo, outro aspecto que está diretamente relacionado às respostas fisiológicas durante o exercício é a diferença entre os meios. Um exemplo prático dessa questão são as diferenças existentes entre os fluidos dos meios aquático e terrestre, que podem oferecer maior ou menor resistência ao corpo em função da densidade, acarretando diferentes efeitos e resultados do metabolismo, assim como das respostas hemodinâmicas, cardíacas e respiratórias entre os indivíduos praticantes de atividades físicas nos meios líquido e terrestre. No entanto, mesmo com essa diferença, as características de predominância do metabolismo aeróbio e anaeróbio ocorrem em função da valência física, como, por exemplo, a força. É preciso considerar que a fisiologia do exercício é o conjunto de transformações que tem início na conversão e na liberação de energia, para a realização das atividades musculares, que resultam na contração muscular e nas mudanças nos mecanismos reguladores dos órgãos e tecidos visando garantir a manutenção da capacidade vital do organismo humano. Até o final dos anos 60, quase todos os estudos da fisiologia do exercício se concentravam na resposta do corpo como um todo à atividade. A maioria das investigações envolvia medidas de variáveis como consumo de oxigênio, frequência cardíaca, temperatura corporal e intensidade de suor. Pouca atenção era dada às respostas celulares ao exercício. Essa perspectiva foi ampliada quando a bioquímica enzimática tornou-se disponível e os processos metabólicos e sua adaptação ao exercício foram mais bem compreendidos. (MOOREN, 2012 apud VULCZAK 2015, p.2). 23 4.3 Origem das fontes de energia Todo organismo é capaz de converter os substratos absorvidos nos alimentos em energia utilizável para a movimentação. Essas fontes encontram-se sob a forma de carboidratos, gorduras e proteínas armazenadas no organismo em estoques necessários para utilização, renovação e transformação da energia química em energia mecânica, o que permite ao organismo executar tarefas diárias, basicamente o movimento, com isso o organismo humano necessita de calor para a produção de energia, fundamental à sua existência. Como a energia é dissipada em forma de calor, a quantidade de energia produzida é o resultado de um conjunto de reações biológicas mensurado em quilocalorias, que corresponde à quantidade de energia térmica necessária para aumentar a temperatura de um quilograma ou um litro de água em um grau Celsius. Por meio dessa reação, é liberada energia utilizável para os movimentos e também energia livre. A energia livre é utilizada para o crescimento e para a reparação do organismo, sendo esses os processos responsáveis pelo aumento da massa muscular, reparo de lesões, transporte ativo de substâncias e manutenção da homeostasia. Os carboidratos são a principal fonte de energia extraída dos alimentos, mas quando o corpo encontra-se em repouso, é convertido em moléculas de glicogênio e armazenados no fígado e nos músculos para sua conversão em moléculas de energia utilizável. Ressalta-se que essa produção e liberação de energia ocorre em velocidade diferenciada nas crianças, quando comparado aos adultos. As gorduras são responsáveis pelo fornecimento de energia em exercícios de longa duração e baixa intensidade. No entanto, esses estoques de triglicerídeos são transformados em sua composição básica, constituída de glicerol e ácidos graxos, por meio do processo denominado lipólise, realizada por meio do transporte do glicerol ao fígado para a transformação da glicose em glicogênio e sua utilização para liberar a energia necessária aos exercícios. O glicogênio é utilizado pelas fibras musculares ativas e posteriormente é encaminhado às mitocôndrias das células que participarão do ciclo de Krebs, produzindo a energia necessária para a realização do esporte. A lipólise predomina principalmente em exercícios de intensidade baixa e moderada, em circunstâncias de estresse causado por mudanças climáticas, especificamente em 24 condições de tempo frio e de exercício prolongado, capazes de exaurir as reservas corporais de glicogênio. As proteínas são os nutrientes que fornecem menos substrato para se converter em energia utilizável, sendo responsáveis por apenas de 5% a 10% da energia utilizável para manter os exercícios por um tempo prolongado, sendo utilizada apenas sua unidade mais básica, os aminoácidos. Para que isso ocorra, é necessário que as proteínas sejam convertidas em glicose, e somente em condições severas e de depleção dos demaissubstratos. Apesar de os alimentos fornecerem energia na forma de substratos constituídos por elementos químicos que atuam na produção de energia para a realização dos movimentos, seu fornecimento não ocorre diretamente para a atuação nos processos celulares, eles são convertidos em um composto altamente energético, conhecido como adenosina trifosfato (ATP). 4.4 Produção de energia pela atividade celular A adenosina trifosfato é uma molécula de alta energia produzida pelo organismo, presente em todas as células, que consiste em uma molécula de adenosina unida a uma molécula de nucleosídeo (ribose) e a três radicais fosfato, conectados em cadeia, onde a energia é armazenada nas ligações entre os fosfatos. A quebra de uma molécula do grupo fosfato libera uma grande quantidade de energia, reduzindo o ATP a uma molécula de adenosina difosfato (ADP) e uma molécula de fosfato inorgânico (Pi), devido a adenosina trifosfatase (ATPase). A reação das diferentes enzimas ocorre com liberação de energia durante o processo de quebra da molécula original e a energia livre liberada nessas reações é responsável pelos processos de contração muscular e pelos estímulos elétricos neurais que controlam os movimentos corporais e a regulação hormonal. Portanto, quando se pensa em qualquer atividade que utilize movimentos ou mesmo o repouso, é possível compreender que se está liberando energia pela quebra de moléculas de ATP, que estão sendo utilizadas para a realização de tal atividade. Esses fenômenos são conhecidos, respectivamente, como reações endergônicas e exergônicas que produzem um mecanismo sensível de manutenção e de regulação do metabolismo energético estimulando a decomposição dos 25 nutrientes armazenados para fornecer energia para a ressíntese de ATP (anabolismo), aumentando a velocidade do metabolismo energético nos estágios iniciais dos exercícios de alto desempenho ou apenas para suprir as demandas das atividades da vida diária, em esforços de mais longa duração e de baixa intensidade. Esse ciclo ATP-ADP é a forma fundamental de troca de energia em sistemas biológicos. Nos músculos ativos, essa energia ativa liberada pela quebra da ATP em ADP, sobre os elementos contráteis, induz o ciclo alongamento-encurtamento das fibras musculares, que é responsável pela potência muscular em atividades que requerem contração extremamente rápida. É necessário que ocorra a liberação de energia para que tais ações sejam mantidas em funcionamento para formar reservatório de energia sendo utilizado na contração muscular. A energia da Proteína C reativa (PCr) é transferida rapidamente de volta à ATP, e para os sistemas funcionais das células. Considerando que a PCr não pode atuar da mesma forma que o ATP, como elemento de ligação na transferência de energia dos alimentos para os sistemas funcionais das células na manutenção da capacidade vital e do exercício, esse substrato pode transferir energia na conversão do ATP, sendo importante ressaltar que, o maior nível energético da ligação do fosfato de alta energia faz com que a reação entre a PCr e o ATP atinja um estado estável favorável à produção de ATP. Apenas uma pequena parte dessa energia é utilizada no deslizamento dos miofilamentos, uma vez que a maior parte se dissipa na forma de calor. Cerca de 35% da energia total produzida no corpo humano é liberada sob a forma de calor, esse aparente desperdício é fundamental para um organismo homeotérmico de modo a permitir seu funcionamento 24 horas por dia, considerando esse funcionamento dependente da temperatura corporal. A maneira como a ressíntese ocorre depende da intensidade e da duração total do exercício, podendo ela ser proveniente de fontes anaeróbias e aeróbia. 4.5 Metabolismo Anaeróbio Lático: Sistema Glicolítico O processo de glicólise anaeróbia envolve a degradação incompleta de uma das substâncias alimentares mais presentes nesse processo, os carboidratos, com a sua transformação em compostos de açúcares simples (glicose), para atuar na 26 ressíntese de ATP, produzindo energia livre para a contração muscular e, consequentemente, os movimentos. A glicose representa aproximadamente 99% de todos os açúcares circulantes no sangue, sendo originária da digestão e da síntese dos carboidratos, que também podem ser convertidos na forma de moléculas de glicogênio e armazenados no fígado e nos músculos. O glicogênio armazenado no fígado é produto da glicose a partir da glicogênese, sendo que o catabolismo desse glicogênio para a glicogenólise. A glicogenólise necessita de três enzimas, a fosforilase, enzima desramificante e fosfoglicomutase, para a realização de sua função, sendo a principal delas a fosforilase, responsável pela liberação da glicose a partir do glicogênio. O processo de glicólise anaeróbia é mais complexo do que a formação de ATP do sistema do fosfagênio, ele é composto por 12 reações enzimáticas que contribuem para a formação do ácido lático e posteriormente, para a produção do subproduto lactato, contribuindo ainda para a formação do ácido pirúvico, que, associado a uma molécula de coenzima-A (Co-A), terá atuação no sistema aeróbio. A glicólise anaeróbia representa também um dos principais fornecedores de ATP durante atividades de alta intensidade e de curta duração, denominadas atividades anaeróbias. Na glicólise aeróbia, o piruvato adentra a mitocôndria por meio dos transportadores monocarboxílicos (MCT), ao passo que, na glicólise anaeróbia, o piruvato é convertido em ácido lático pela ação da enzima lactato desidrogenase (LDH). A mitocôndria é responsável por, aproximadamente, 90% da produção de energia celular, a qual ocorre por meio do processo de fosforilação oxidativa. Esta organela também é responsável pela maior parte da produção endógena de espécies reativas ao oxigênio como biometabólitos, sendo considerada a reguladora central de apoptose celular. O conjunto de ações da mitocôndria é comandado por aproximadamente 1000 genes, distribuídos em dois sistemas completamente diferentes presentes nas células dos mamíferos: o genoma nuclear e o mitocondrial. (COPELAND, 2002, apud CÂMARA 2008, p.93). 4.6 Produção de Ácido Lático e de Lactato Primeiramente, deve-se esclarecer as definições de ácido lático e lactato. A diferença entre o lactato e o ácido lático está na presença de um átomo de hidrogênio (H+) a mais na estrutura desse último. O fato de o hidrogênio se ligar ou não à 27 estrutura da molécula depende do pH em que ele se encontra. Nesse caso, para que a molécula de ácido lático se forme, a musculatura humana teria que apresentar um pH igual a 3,2, ou seja, muito ácido. Isso se torna praticamente impossível, pois as proteínas contidas nos músculos e nas enzimas existem apenas no pH igual a 7,4. Por esse motivo, a musculatura produz lactato como produto final, e não ácido lático, como é apresentado em diferentes situações. No caso de exercícios de baixa intensidade, há o aumento da necessidade de energia, incrementando, assim, a velocidade da glicólise anaeróbia, logo, é formada grande quantidade de piruvato como produto final, e a necessidade de energia para a realização da contração muscular é determinada pela demanda energética do exercício. A metabolização de uma molécula de glicose pela via da glicólise anaeróbia produz duas moléculas de piruvato, causando, simultaneamente, a redução de duas moléculas de NAD+27 para NADH+. Por outro lado, para que a glicólise possa prosseguir de forma que o sistema aeróbio seja ativado, é necessário que o NADH+ seja novamente oxidado em NAD+ por efeito da bomba de prótons no nível da membrana da mitocôndria, ou seja, pelo FAD intramitocondrial, que atua como agente oxidante dessa molécula no nível citoplasmático. O FAD mitocondrial é, assim, reduzido a FADH2. Dependendo da capacidade mitocondrial para sustentar a demandaexigida, o piruvato segue para a mitocôndria, onde é oxidado e transforma- se em energia pela via aeróbica. O piruvato produzido nessa via pode prosseguir para o ciclo de Krebs, enquanto o oxigênio funciona como aceitador final dos íons de H+ provenientes da cadeia de transporte de elétrons. Essa via de regeneração do NAD+ citoplasmático mantém em equilíbrio o estado da célula e permite a continuação da glicólise. Nessas condições, o piruvato passa também a atuar como agente oxidante, regenerando o NADH+ para NAD+, e sendo, por sua vez, reduzido para lactato. Ambas as vias de regeneração do NAD+ coexistem dentro da célula, mas à medida que a intensidade do esforço aumenta, a glicólise anaeróbia tende a contribuir com uma proporção crescente. Portanto, essa via alternativa de regeneração do NAD+ acaba por resultar no acúmulo de lactato. Diante desses fatos, o ácido lático é um ácido significativamente mais forte do que o piruvato, e causa influência direta no estado redox da célula, enquanto o 28 acúmulo de lactato altera o equilíbrio ácido-base da célula, atuando diretamente na redução do pH intracelular e diminuindo, assim, a produção da ATP. Considerando as características morfológicas relacionadas a predominância do tipo de fibras musculares que são peculiares aos indivíduos praticantes de determinadas modalidades, como é o caso do predomínio de fibras de contração lenta em fundistas de fibras de contração rápida em velocistas, em relação a essa alta produção de ácido lático e lactato, a musculatura apresenta alta atividade glicolítica de acordo com a distância praticada em cada prova, por apresentar uma elevada porcentagem de fibras tipo II a e II b, bem como elevadas concentrações de lactato, sendo a glicólise a principal fonte energética nas fibras tipo II durante o exercício intenso. No entanto, as quantidades significativas de ácido lático e de lactato que se acumulam nos músculos durante o exercício intenso provocam uma acidose intensa pela liberação dos íons H+, o que pode estar relacionado à indução da fadiga. Esse último fenômeno resulta de alterações do ambiente físico-químico dentro das fibras musculares, com a redução do pH intramuscular. Isso produz uma maior concentração de H+ e, por consequência, um aumento na ventilação alveolar e pode causar a interrupção do exercício, caso seja continuado em intensidades similares à inicial e pela própria dificuldade de produção, síntese e ressíntese de ATP nas fibras musculares esqueléticas. 4.7 Metabolismo Aeróbio: Sistema Oxidativo É o sistema de produção de energia mais complexo dentre os apresentados. Primeiramente, é preciso dizer que esse sistema é o único que usa o oxigênio como principal elemento para o catabolismo dos substratos envolvidos no processo de degradação, até a formação de moléculas de energia que atuam diretamente nos exercícios ou na própria ressíntese de novas dessas moléculas, a respiração celular. Do ponto de vista energético os esforços contínuos situados entre 60 e 180 segundos são assegurados pela atuação dos sistemas glicolítico e oxidativo de forma concomitante, o que significa que cerca da metade do ATP será produzida fora das mitocôndrias, e o restante em seu interior. No entanto, nos esforços de duração superior a 180 segundos, a produção de ATP é assegurada pelas mitocôndrias, que garantem o efeito do metabolismo 29 oxidativo ou, simplesmente, sistema aeróbio. Desse modo, as atividades esportivas com duração superior a 180 segundos dependem da presença e da utilização do oxigênio nos músculos ativos e em sua fase de recuperação após esse exercício, uma vez que 75% do lactato obtido pela ausência de oxigênio na via, produzido durante os exercícios de alta intensidade, é removido pela oxidação, enquanto os 25% restantes desse subproduto são convertidos pelo processo de gliconeogênese, denominado ciclo de Cori, voltando a formar glicose e a atuar no processo de produção de novas moléculas de ATP. Devido à necessidade de se compreender o funcionamento de cada um desses sistemas de maneira particular, é necessário que se faça uma breve explicação sobre o funcionamento integrado dos sistemas energéticos, para se compreender as diferentes solicitações e os períodos de uso de cada sistema na produção conjunta de energia. O metabolismo energético é composto pelos processos de armazenamento e de liberação de energia dos nutrientes, por meio de diferentes reações químicas. A energia necessária para a contração muscular, durante a realização de exercícios físicos, é proveniente da hidrólise de ATP. No entanto, sua concentração intramuscular é extremamente baixa, sendo suficiente para fornecer energia por somente alguns segundos. Com isso, conforme se prolonga o período da atividade física, maior será a necessidade da ressíntese de ATP. Sendo assim, o estabelecimento do sistema predominante de ressíntese da ATP depende da intensidade e da duração total do exercício. Na realidade, a ação desses sistemas ocorre simultaneamente, embora sempre exista a predominância de um determinado sistema sobre o outro, dependendo de fatores como a intensidade e a duração do exercício, a quantidade de reservas disponíveis em cada sistema para produção ou utilização imediata, a predominância e as proporções entre os tipos de fibras musculares e a presença das enzimas específicas que atuam em cada um dos sistemas. 4.8 Adaptações neuromusculares e exercício O movimento do corpo humano é controlado e regulado pelo sistema nervoso central (SNC). A reação do processo de contração das fibras musculares ocorre pela 30 combinação de impulsos neurais inibitórios e excitatórios, que transmitem estímulos continuamente aos neurônios e determinam seu potencial de ação para a excitação, dando início à contração e estimulando o recrutamento de unidades motoras. Geralmente, o recrutamento das unidades motoras é determinado pelo tamanho do motoneurônio, que se destaca por agrupar e estimular as fibras musculares de acordo com características para a realização da contração. As informações sensoriais e motoras viajam pelo encéfalo, medula espinhal ou nervos periféricos através de mecanismos eletroquímicos. A transmissão dessas informações por longos trajetos é realizada através dos axônios, que crescem a partir de um corpo celular neural, podendo atingir até um metro de comprimento. Na membrana celular dos neurônios é observada uma diferença de potencial de aproximadamente –90 mV, decorrente da diferença da concentração iônica intra e extracelular (meio intracelular mais negativo). Esta diferença de potencial é denominada potencial de membrana ou de repouso. (GUYTON 1988 apud ROSA 2005, p.6). Assim, a contração e o relaxamento muscular dependem do somatório dos impulsos nervosos recebidos pelas unidades motoras, com origem no estímulo externo. Quanto maior for o impulso nervoso produzido por esses estímulos, maior será a quantidade de unidades motoras solicitadas para a contração muscular, de acordo com o tipo de fibras. O sistema neuromuscular, quando estimulado corretamente, pode ser utilizado e desenvolvido para alcançar melhores adaptações aos exercícios físicos e ao treinamento, objetivando um melhor desempenho motor para a tarefa a ser realizada, de forma que as demandas metabólicas e neuromotora atuem da melhor forma não apenas para se obter o aumento da força, mas também para a hipertrofia e hiperplasia. Para se compreender melhor as adaptações do sistema neuromuscular, é necessário abordar a relação entre os mecanismos da contração muscular durante o movimento, a participação dos mecanismos neurais, com destaque para o órgão tendinoso de Golgi (OTG) e para os fusos musculares, com o objetivo de compreender o comportamento muscular. O OTG localiza-se na junção entre os tendões e as fibras musculares, e consiste em terminaçõesnervosas livres e entrelaçadas entre fibras de colágeno que respondem rapidamente a estímulos de variação do comprimento muscular e ao aumento de tensão, principalmente provocando um relaxamento reflexo e efeito inibitório nos motoneurônios, aliviando assim a tensão excessiva, inibindo a ação muscular, limitando a contração. 31 Os fusos musculares são os receptores de flexibilidade tonicamente ativos. Sua resposta é traduzida em excitação tônica das fibras musculares extrafusais pelos neurônios motores alfa ou tipo alfa. Essa atividade tônica é que permite que um músculo em repouso permaneça com certo nível de tensão, o que é conhecido como tônus muscular, que também recebe a influência de outro neurônio originário da ponta anterior da medula: o neurônio motor gama ou tipo gama. Seu axônio acompanha o axônio do neurônio motor alfa e chega até o músculo esquelético, onde faz sinapse com a fibra do fuso muscular, contraindo as suas extremidades. Isso provoca a distensão da região central do fuso, estimulando o reflexo monossináptico e, assim, aumentando a tensão muscular. As fibras eferentes motoras tipo Gama têm a função de inervar as extremidades contráteis das fibras intrafusais, permitindo o monitoramento do comprimento do músculo, independentemente dele estar alongado ou encurtado. O encurtamento ocorre somente nas suas extremidades, onde estão presentes os filamentos de actina e de miosina que, por sua vez, são responsáveis pela ação de encurtamento ou aproximação durante a contração. Os neurônios sensitivos se entrelaçam entre as fibras intrafusais e se projetam para a medula espinhal, sendo acionados toda vez que as fibras intrafusais são estiradas. A ativação das fibras aferentes transmite informações para a medula, desencadeando uma ação reflexa dos motoneurônios, que conduz à contração com maior força, reduzindo o estímulo de distensão. Essa contração tem o objetivo de impedir danos causados pelo superestiramento. Essa via é conhecida como reflexo do estiramento, ou seja, quando um músculo se contrai, a coativação dos motoneurônios alfa-gama assegura que o fuso muscular permaneça ativo. 4.9 Ações musculares A resistência externa oferecida aos músculos durante o exercício impõe que eles demandem informações ao cérebro e recrutem as unidades motoras para produzir tensão muscular de acordo com a atividade. A consequência diante de tais resistências externas é a produção de um torque (força muscular) sobre as articulações, que leva à realização ou não de um movimento para suportar a 32 sobrecarga. Assim, as ações musculares dependem do grau de estimulação e da força desenvolvida pelo músculo diante da resistência externa a ele imposta. Com relação aos estímulos externos, ou mesmo em ações isoladas que não requerem movimentos durante o exercício, as ações musculares podem ser divididas em três tipos: Ações musculares concêntricas: Ocorrem quando o músculo produz um torque maior do que o da resistência externa, levando ao seu encurtamento formando pontes cruzadas e deslizamento das moléculas de actina sobre as de miosina, que ocorrem em direção à linha M, podendo haver o estreitamento ou até o desaparecimento da zona H48, variando de acordo com a magnitude do encurtamento dos sarcômeros. Ações musculares excêntricas: Denominadas também como alongamento ativo, ocorrem quando o torque produzido pelo músculo é menor do que o da resistência externa, levando ao seu alongamento. Observa-se a formação de pontes cruzadas e o deslizamento das moléculas de actina sobre as de miosina que ocorre no sentido do alongamento do sarcômero variando sua magnitude. Ações musculares isométricas: Ou estáticas ocorrem quando o torque produzido pelo músculo é igual ao da resistência externa, produzindo com isso uma tensão sem que ocorra o deslocamento angular das articulações. Nas ações isométricas, observa-se a formação de pontes cruzadas, mas não o deslizamento das moléculas de actina sobre as de miosina, ocorre a tensão, mas não o movimento, sendo a tensão que causa o movimento dividida em duas fases: contraindo o músculo e alongando-o. Hipertrofia e hiperplasia A hipertrofia muscular conduz ao aumento da capacidade máxima de produzir força, em função do aumento das dimensões das fibras musculares existentes, ou do aumento do número de células musculares, denominado hiperplasia. A hipertrofia das fibras é causada provavelmente pelo aumento do número de miofibrilas e filamentos de actina e miosina, que fornecem mais pontes cruzadas para a produção de força durante a contração máxima do músculo. Pode ainda ser resultante de um aumento da síntese de proteínas musculares, quando o conteúdo proteico no músculo encontra-se em um estado de fluxo contínuo e as proteínas estão 33 sendo continuamente sintetizadas e degradadas, o que varia de acordo com as demandas impostas ao corpo para a realização do exercício ou do esporte. Acredita-se que o significado funcional das alterações morfológicas ocorridas no músculo que sofreu hipertrofia traduz-se essencialmente em uma maior capacidade de gerar força e potência. Apesar dos fatores responsáveis pela provável ocorrência do aumento do número de fibras musculares ainda permanecem obscuros, sobrecargas crônicas, impostas ao músculo esquelético de várias espécies animais, parece estimular o surgimento de novas fibras através de dois mecanismos: A partir das células satélites e por meio da cisão longitudinal da fibra muscular. As células satélites são estruturas de reserva não funcionais e especializadas, também conhecidas por células tronco miogênicas. Estas células ficam localizadas na periferia da fibra muscular, mais especificamente entre a lâmina basal e a membrana plasmática, também conhecida por plasmalema. Estas células são mioblastos que se encontram normalmente em estado quiescente. Sabe-se que as CS exercem um papel primário no processo regenerativo do tecido muscular esquelético lesionado, e em resposta aos possíveis processos adaptativos estimulados pelo treinamento de força. (PUTMAN 1999, apud MELONI 2005, p.60). 4.10 Adaptações neuromusculares e efeitos do treinamento Por meio do treinamento, adquire-se a capacidade de acionar e contrair, simultaneamente e em maior número, as unidades motoras de um músculo ocasionando melhoria da coordenação muscular. O treinamento esportivo consiste em um conjunto de processos adaptativos relacionados aos mecanismos de produção de energia e síntese proteica que provocam a síntese de substratos para a liberação de ATP, por meio das vias aeróbias e anaeróbias, até a consequente realização da contração muscular. Assim, a melhora das capacidades físicas força e potência, dependem de alterações na quantidade das atividades de determinadas proteínas com funções estruturais específicas, cujo incremento é resultante das repetidas sessões de treino. Em exercícios musculares que visam à melhora da força pura ou da potência muscular ocorrem alterações na expressão gênica da ATPase, em componentes estruturais das moléculas de miosina e na função contrátil da miosina em fibras musculares específicas. Essas alterações resultam na alteração da função contrátil (velocidade da contração), o que favorece a demanda específica para cada modalidade ou estímulo externo, não se alterando, contudo, a proporção básica de requerimento de fibras musculares rápidas. 34 Em exercícios de resistência muscular, ocorre o aumento do número de vasos capilares por área de secção transversa do músculo, o que aumenta a densidade capilar ao redor das fibras oxidativas. 5 BIOMECÂNICA E MOVIMENTO (SINESIOLOGIA) Fonte: posunifae.com.br 5.1 Histórico da Cinesiologia O termo Cinesiologia é uma combinação de dois verbos gregos, kinein, que significa mover, e logos, estudar. Aristóteles, foi o primeiro a estudar e demonstraro processo de deambulação, processo esse que mostra que o movimento de rotação pode se transformar em um meio de translação, com ideais semelhantes às três leis de Newton, mostrando a importância do centro de gravidade, das leis, do movimento e alavanca. Arquimedes, em sua época apresentou estudos a respeito dos princípios hidrostáticos que até hoje são aplicados na Cinesiologia, na natação, bem como também ajuda parcialmente com a possibilidade de viagens espaciais, já que são usadas por astronautas. O catálogo de estudos feitos por Arquimedes é bastante amplo, com indagações a respeito de leis de alavanca, relacionando-as a determinação de centro de gravidade, esse seu estudo é chamado de fundação da mecânica teórica e é usado em Anatomia e Cinesiologia. 35 A partir das descobertas feitas sobre o funcionamento dos músculos e dos pontos reflexos procurou-se trabalhar o sistema integrado pelos músculos com a finalidade de desativar dores e outros processos físicos rebalanceando a estrutura muscular das pessoas. (GUYTON 1976 apud VALLE 2002, p. 31). Galeno, romano também, grande estudioso da Cinesiologia, acumulou diversos estudos sobre o movimento do corpo humano, tendo como objeto de estudo de atletas, e que por isso é conhecido até os dias de hoje como o primeiro médico de equipe da história. No estudo feito por Galeno de nome Motu Musculorum, ele diferencia nervos motores de nervos sensitivos assim como também músculos agonistas e músculos antagonistas, dentre outras observações encontradas na sua obra, é importante falar sobre os termos diartrose e sinartrose que são usados até hoje na termologia da artrologia. Relatos afirmam que a ideia de que os músculos se contraem é originado de Galeno, o estudioso afirmava que o motivo da contração muscular acontecer era algo denominado por ele como espíritos animais do cérebro, usava o mecanismo dos nervos para chegar aos músculos e os induzia a contração. Principalmente por esses motivos, Galeno é considerado o pai da medicina desportiva e através do seu estudo, o primeiro manual de Cinesiologia. Depois das colaborações de Galeno, estudos sobre Cinesiologia permane- ceram parados por cerca de 1.000 anos, tendo como próximo colaborador dessa ciência o artista, engenheiro e cientista, Leonardo da Vinci. Da Vinci interessava-se pela estrutura do corpo humano principalmente no que diz respeito ao desempenho e relação entre centro de gravidade, o equilíbrio e o centro de resistência, tendo sido segundo registros o primeiro a descrever de forma científica a marcha humana e registrar esse trabalho. O intuito de Da Vinci em estudar a marcha humana era de demonstrar a diver- sidade de músculos que são usados neste exercício, bem como mostrar os músculos no seu movimento, e para isso ele utilizou de cordas amarradas em esqueletos em pontos específicos de origem e inserção de cada músculo em estudo, e depois disso realizou o movimento de marcha para que fosse demonstrado o músculo sendo aproveitado. Uma curiosidade a respeito dos registros de Da Vince, é que apesar de ser um escritor de textos de fácil compreensão, seus estudos foram registrados em uma linguagem difícil para leigos, e por esse motivo seus relatos só foram utilizados 36 de forma mais ampla 300 anos após sua morte, tendo sido reconhecido em vida apenas por um pequeno grupo de conhecidos. Galileu Galilei formado na Universidade de Pisa também fundamentou estudos nesse sentido, porem seguia a filosofia de que a natureza está escrita em símbolos matemáticos, então por esse motivo tomou a matemática como aliada para a explicação de fenômenos físicos. As demonstrações de Galileu a respeito da acele- ração de um corpo em queda livre asseguram que a principal característica da velo- cidade desse movimento não é o peso do corpo, mas sim as relações entre espaço e tempo. A partir dessas verificações, se deu início a mecânica clássica e é conhecida como introdução da metodologia experimental na ciência. Seu trabalho utilizando termos matemáticos nos movimentos do corpo humano, como explicação para o acontecimento destes eventos, deu ímpeto para a consagração da Cinesiologia como uma ciência. Seguindo Galileu, Alfonso Borelli, foi mais um a utilizar a matemática como ferramenta de explicação de fenômenos físicos humanos. Em um tratado elaborado por Borelli de nome De Motu Animalium publicado entre 1630 e 1631 afirmou que o corpo humano tem aspectos idênticos aos de máquinas, como quantidade de força exercida por vários músculos, assim como a perda da força por algum movimento desfavorável, resistência do ar e resistência da água estavam entre os que Borelli estudava. É atribuída aos estudos de Borelli a teoria que os ossos servem como alavanca e que os músculos auxiliam o movimento seguindo princípios matemáticos. Para que os músculos se contraíssem, Borelli reconhecia que era preciso al- guns eventos químicos, porém, dizia de forma fantasiosa que os nervos são tubos preenchidos com um tipo de material esponjoso que contém em sua matéria, algo chamado por ele como gás dos nervos. Segundo ele, o funcionamento desse material era agitado das periferias para o cérebro e produzido uma sensação, e o contrário causa a produção, preenchimento e crescimento das porosidades dos músculos, com resultante turgescência. A reação dessa substância nos músculos com uma contração seguinte resulta em um tipo de fermentação. Assim como os demais, Borelli tem participação relevante na história da Cine- siologia por uma consagração ou motivo específico, motivo esse que elege Borelli como fundador e desenvolvimentista daquela área da fisiologia que relaciona os movimentos musculares a princípios mecânicos. A teoria da contração muscular de 37 Borelli sustentou-se por pouco tempo, foi atacada logo após a sua apresentação. Dentre os críticos estava Francis Glisson, que afirmava que as fibras musculares se contraem ao invés de expandirem no ato de flexão, afirmação que é demostrada por Glisson em experiências pletismográficas. Esse conceito de Glisson foi posteriormente melhor elaborado pelo eminente fisiologista Albrecht Von Haller, que dizia que a contratilidade muscular é uma função do músculo que independe da função neural para existir. James Keill, um cientista importante na história da Cinesiologia, foi o primeiro a ter a preocupação de contar a quantidade de fibras musculares de alguns músculos, e também assumir que na contração muscular cada fibra torna-se esférica e é responsável pelo levantamento ou impulsão de um determinado peso. Charles Darwin defendeu teses hoje clássicas no meio científico, no que diz respeito ao conhecimento histórico do corpo humano. Em sua tese Darwin diz que o homem que se conhece hoje é descendente de alguma forma de outro ser, esse conceito de Darwin é conhecido atualmente como teoria da evolução, e essa esclareceu tanto quando foi apresentada como várias questões relativas à Cinesiologia, trazendo para a pesquisa vários antropólogos que agregaram ainda mais conhecimentos à Cinesiologia. Ainda no século XIX, Angelo Mosso contribuiu com a Cinesiologia por meio da invenção do ergógrafo no ano de 1884 e que até hoje é utilizado de várias formas em pesquisas e trabalho de Cinesiologia principalmente em estudos da função muscular no corpo humano. 5.2 Estudo da Cinesiologia Enfoca os movimentos do Corpo Humano sob o ponto de vista físico, pela ação muscular, através do estudo cinesiológico com atuação de forças sobre o corpo abrangendo tanto a estrutura esquelética quanto muscular, uma vez que os ossos possuem diferentes tamanhos e formas, principalmente nas articulações, favorecendo ou limitando o movimento. Os músculos variam em tamanho, forma e estrutura de uma parte do corpo para outra, encontrados mais de 600 músculos em todo o corpo humano. Baseia-se em:
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