ADAPTAÇÕES DO SISTEMA NEURO-MUSCULAR AO TREINAMENTO Prof. Dino de Aguiar Cintra Filho
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO • • • •
Adaptações da fibra muscular Adaptações do sistema nervoso Curva de força-velocidade Treinamento com pesos para populações especiais – A mulher e o treinamento com pesos – A criança e o treinamento com pesos – O idoso e o treinamento com pesos
ESFORÇO FÍSICO CARGAS
FAIXAS EXAUSTÃO
Fortes Médias para Fortes
ADAPTAÇÃO
Fracas para Médias
EXCITAÇÃO
(SELYE, 1956)
SOMÁTICOS •Idade •Sexo •Composição Corporal •Dimensões Corporais
METABÓLICOS •Anaeróbia alática •Anaeróbia lática •Aeróbia
CÁRDIO RESPIRATÓRIOS •VO2Máx
FATORES INFLUENTES NO RENDIMENTO
NEURO MUSCULARES •Força •Potência •Velocidade
AMBIENTAIS •Altitude •Clima •Pressão atmosférica
•Capacidade Vital •Débito Cardíaco
PSICOSSOCIAIS •Motivação •Estabilidade Emocional •Comportamento
TREINAMENTO
CARGA (Qualidade, intensidade, Volume)
ADAPTAÇÃO
RECUPERAÇÃO
Adaptações ao treinamento com pesos Adaptações aos estímulos de treinamento podem ser agudas ou crônicas: • Modificações fisiológicas agudas: resultam numa mudança imediata em uma variável examinada • Modificações fisiológicas crônicas: significa uma resposta do corpo a estímulos de exercícios repetidos ao longo de um programa de treinamento. • A eficácia de um treinamento com pesos em causar mudanças varia, dependendo da quantidade de adaptação já ocorrida (Newton & Kraemer, 1994). • Os mecanismos ativados vão depender da maneira como algumas variáveis agudas (escolha do exercício, ordem do execício, intensidade utilizada, número de séries e períodos de repouso entre as séries e os exercícios) do programa de exercícios de força são combinadas. (Kraemer e cols, 1994)
“O músculo esquelético é o tecido mais abundante do corpo e também um dos mais adaptáveis. Por exemplo: o treinamento intenso com pesos pode dobrar ou triplicar o tamanho do músculo, enquanto a falta de uso, como a que ocorre no espaço, pode reduzi-lo em 20% no período de duas semanas.” (Armstrong, 1990)
Adaptações da fibra muscular • A adaptação mais evidente é a ampliação (alargamento) do músculo. – HIPERTROFIA = tamanho da fibra – HIPERPLASIA = número de fibras • MODIFICAÇÕES ENTRE OS DIFERENTES TIPOS DE FIBRAS MUSCULARES • TECIDOS CONJUNTIVOS
Em termos de metabolismo de proteínas, o crescimento muscular é o resultado do balanço entre síntese e degradação de proteína, necessitando haver um predomínio da primeira sobre a segunda. (Bacurau 2001)
HIPERPLASIA • 1os. estudos com animais (Gonyea, 1980; Ho e cols, 1980) • Alguns estudos comparando comparando fisiculturistas e levantadores de peso concluíram que a seção transversa do músculo não foi significativamente maior do que o normal, ainda que esses atletas possuíssem musculatura mais desenvolvida do que o normal.(MacDougall e cols, 1982; Tesch e Larsson, 1982) • Outro estudo com fisiculturistas concluiu que eles possuíam o mesmo número de fibras musculares que o grupo controle, porém possuíam fibras mais largas ( MacDougall e cols., 1984) • Estudo realizado com gatos indicou que para a ocorrência da hiperplasia,a intensidade do exercício deve ser suficiente para recrutar fibra rápidas do tipo II. (Gonyea, 1980)
HIPERPLASIA • Estudo de Appell e cols. (1988) observou a formação de miotúbulos em indivíduos que haviam pedalado. • MacDougall (1992) fez outra interpretação do achado mencionando a ativação de “células satélites” com o intúito de reparação de lesões promovidas pela contração excêntrica. • Kadi (2000) demonstrou pela primeira vez que o treinamento de força promove o aparecimento de novas fibras musculares a fim de garantir o aumento da massa muscular. – Fibras originárias de células satélites - 46%
Controvérsias a parte, ainda que o processo de hiperplasia possa existir, Kraemer e cols. (1996) afirmam que, mesmo em condições excepcionais, sua contribuição para o aumento do músculo pode não ser maior do que 5%. Destacam também que não pode ocorrer de maneira igual em todos os indivíduos.
HIPERTROFIA no tamanho muscular em resposta ao treinamento com pesos tem sido observado em estudos com animais e humanos. • Hipertrofia em animais:( Bass e cols., 1973; Gollnick e cols., 1981; Timson e cols., 1985) • Hipertrofia em atletas treinados em força. (Alway, 1994; Alway e cols., 1989; Jansson & Svane, 1978) => atribuído ao tamanho e número de filamentos de actina e miosina e adição de sarcômeros. (Goldspink, 1992; MacDougall e cols., 1979) • Nem toda fibra muscular apresentou aumento na mesma proporção. A quantidade do aumento depende do tipo de fibra muscular e do padrão de recrutamento.(Kraemer e cols., 1995)
Com o início de um programa de treinamento de força pesado, mudanças nos tipos de proteínas musculares ( cadeia de miosina pesada) começam a acontecer em algumas sessões de treinamento. Para demonstrar uma quantidade significativa de hipertrofia de fibra muscular parece que é necessário um período superior a 8 semanas de treinamento. (Staron e cols., 1994)
Transformação do Tipo de Fibra • Modificações no mATPase de fibras musculares dão indicação de associação a modificações no conteúdo da cadeia pesada de miosina. (Fry e cols., 1994) • Estudos indicam transformações comuns entre um subtipo particular de fibra muscular dentro de um continuo de tipos de fibra muscular (Tipo IIB para Tipo IIA). (Adans e cols., 1993; Staron e cols., 1991, 1994; Kraemer e cols., 1995). • Sob condições normais de treinamento não existe duvidas de que fibras do tipo II não se transformam para fibras do tipo I. (Kraemer e cols., 1995)
Processo de transformação de fibra muscular Treinamento com exercício de força
? I IC IIC
IIAC
IIA
IIAb
IIAB
IIaB
IIB
Necessário mais estresse oxidativo de treinamento de resistência aeróbia
Ponto final para os programas de treinamento de força pesada
Levantar uma resistência externa ativa o processo de transformação
Transformação do Tipo de Fibra • Estudo de Staron e cols. (1994) realizado com homens e mulheres, treinando com pesos (alta intensidade), 2 vezes por semana, durante 8 semanas, 6 séries de 8 RM um dia e 10 a 12 RM em outro (Agachamento, leg press, extensão de joelhos), com período de recuperação de 2 min. Força dinâmica máxima, sem modificações no tamanho da fibra muscular ou massa magra => Fatores neurais significativa %fibras IIB – 21% para 7% – Mulheres = após 2 semanas – Homens = após 4 semanas
• Alterações na cadeia pesada da mATPase • Modificações nos fatores hormonais (interações entre cortisol e testosterona) estão corelacionadas com as alterações.
A conversão (não subtipos) no sentido “contrário”, ou seja, fibras do tipo IIa tornando-se tipo I, ainda não foi demonstrada de modo inequívoco em seres humanos. É certo que atletas de elite em modalidades de endurance podem ter até 95% de fibras de contração lenta em seus grupos musculares principais. Não se sabe ainda se esses indivíduos já nasceram com esses números ou tiveram ao longo dos anos de treinamento, a conversão já mencionada (IIa para I). (Bacurau e cols., 2001)
Transformação do Tipo de Fibra • Staron e cols. (1991) examinaram modificações na musculatura esquelética em mulheres treinando num período de 20 semanas, destreinando num período de 30 a 32 semanas e, retreinando num período de 6 semanas. – – –
% fibras tipo IIB de 16% para 0,9% Área transversal do músculo retornou aos valores pré-treinamento Conversão de fibras tipo IIA para IIB. Conversão % fibras IIB para IIA foi mais rápida no retreinamento.
• Kadi (2000), concluiu que as fibras do tipo IIa são predominantes nos músculos que hipertrofiam.
Transformação do Tipo de Fibra • Estudos de Adans e cols., 1993; Halther e cols., 1991; examinaram os efeitos do treinamento com pesos sobre a resposta da força, morfologia, reações histoquímicas e reações da mATPase muscular. – – – –
3 grupos de homens– 19 semanas Grupo 1 – (Conc/Exce), 4 a 5 séries de 6 a 12 repetições Grupo 2 – (Conc), 4 a 5 séries de 12 repetições Grupo 3 (Conc/Conc), 8 a 10 séries de 6 a 12 repetições fibras tipo IIA e IIB em todos os grupos área fibras tipo I – Grupo 1 área fibras tipo IIB – Grupo 1 e 2 capilares por área de fibra – grupo 3
Quanto a questão da hipertrofia/hiperplasia, sabe-se que, de acordo com o princípio do tamanho, o exercício de força ativa todos os tipos de unidades motoras disponíveis, incluindo, portanto, aquelas contendo as fibras do tipo I e II. Dessa forma, o treinamento de força resulta no aumento de ambos os tipos de fibra. Por meio desse treinamento, porém, as fibras do tipo II aumentam até duas vezes mais do que as fibras do tipo I. A credita-se que esse processo ocorra principalmente por meio do aumento das proteínas dentro da célula e de uma elevação no número e tamanho das miofibrilas.
Tecidos Conjuntivos • A atividade física aumenta o tamanho e a força de ligamentos, tendões e ossos (Fahey e cols., 1975; Stone, 1992; Zernicke, 1992) • 6 a 12 meses para uma modificação na densidade óssea (Conroy e cols., 1992). • Embora se admita que os tecidos densos e fibrosos que compõem os tendões e ligamentos respondem às mudanças metabólicas e são adaptáveis, nenhuma pesquisa examinou os efeitos de exercícios pesados de força sobre essas estruturas (Stone, 1992; Zernicke, 1992).
Tecidos Conjuntivos • Conroy e cols. (1993) demonstrou que levantadores olímpicos de peso de categoria júnior (14 a 17 anos) tinham densidade óssea significativamente mais alta nas regiões dos quadris e do fêmur do que do grupo controle da mesma idade. – Os jovens levantadores apresentavam densidade óssea superior a de homens adultos. – A densidade óssea continuou a aumentar durante o ano seguinte de treinamento.
ADAPTAÇÕES DO SISTEMA NERVOSO • Princípio do tamanho – Baseia-se na relação observada entre a força de contração da unidade motora e o limiar de recrutamento (Desmed, 1981). – As unidades motoras são recrutadas em ordem de baixo para alta produção de força – Normalmente as unidades motoras do tipo II têm uma força de contração alta e assim não são recrutadas a não ser que seja necessário. na velocidade de ativação das unidades motoras também força.
ADAPTAÇÕES DO SISTEMA NERVOSO • Ativação do tecido muscular: – Ploutz e cols., (1994) verificaram aumento significativo da força muscular no músculo treinado, enquanto que a seção transversa do mesmo músculo não sofreu aumento significativo. – Fatores neurais mediaram grande quantidade do aumento da força. – A quantidade de músculo que precisava ser ativado no teste póstreinamento era menor do que a requerida para realizar o mesmo protocolo de exercício antes do treinamento – necessidade de aumento da carga.
• Fatores neurais estão relacionados aos seguintes processos: impulso neural aumentado para o músculo, sincronização aumentada das unidades motoras, ativação aumentada do aparato contrátil e inibição dos mecanismos protetores do músculo (Orgãos Tendinosos de Golgi)
CURVA FORÇA-VELOCIDADE
MULHERES E TREINAMENTO DE FORÇA • Força muscular total máxima = 63,5% • Força isométrica parte superior = 55,8% • Força isométrica parte inferior = 71,9% (Laubach, 1976)
Recordes mundiais de levantamento de peso (1991) na categoria universitária de 53 Kg (Kraemer & Koziris, 1994)
Exercício
% do homem
Agachamento
142,8
183
78
Supino
72,6
115,9
62,6
Levantamento Terra
156,8
192,8
81,6
Diferenças de gênero na força muscular relativa Tamanho Corporal ( Wilmore, 1974) Supino •1RM = 37% •Valores relativos a massa corporal magra = 46% •Valores relativos ao peso corporal = 55% Pressão de Pernas •1RM = 73% •Valores relativos a massa corporal magra = 92% •Valores relativos ao peso corporal = 106%
Efeitos do Treinamento • Alterações na composição corporal e no tipo de fibra muscular devidas ao treinamento de força ocorrem da mesma maneira em ambos os gêneros. • Programas de treinamento com pesos ganham força na mesma velocidade, ou mais rápido . • Evidências iniciais indicam que os ganhos de força podem alcançar um platô depois de 3 a 5 meses de treinamento e podem não progredir tanto como os do após esse período (Hakkinen e cols., 1989; 1993. – Diferença mais pronunciada na parte superior do corpo.
Mulheres que desenvolvem grande quantidade de hipertrofia com o treinamento de força • Níveis em repouso mais altos do que o normal para testosterona, hormônio do crescimento e outros hormônios; • Maior resposta hormonal do que o normal com a execução de treinamento de força; • Relação estrogênio-testosterona mais baixa do que o normal; • Disposição genética para desenvolver massa muscular; • Capacidade de executar um programa de treinamento de força mais intenso.
Treinamento Hipófise
Hormônio Liberador da Corticotrofina Hormônio Liberador da Gonadotrofina Hormônio Luteinizante
Hormônio Folículo-estimulante
Distúrbios no ciclo menstrual Estrogênio
Progesterona Perda Óssea
Crianças e Treinamento de Força • Benefícios mostram-se superiores aos riscos. força muscular e resistência muscular localizada; lesões nos esportes e atividades recreativas; capacidade de desempenho nos esportes e atividades recreativas
• Estudos tem demonstrado que ocorrem ganhos em força muscular em crianças a partir do treinamento de força, comparando-se essas crianças com aquelas que não realizam esse treinamento (Faigenbaum, 1993; Kraemer e cols., 1989; Blimkie, 1989, 1993; Sale, 1989)
Ganhos na forรงa de perna com a idade de meninos acompanhados longitudinalmente por 12 anos. Observe o aumento significativo na curva dos 12 aos 16 anos de idade.
600 500 400 300 200 100
Idade (Anos)
20
18
16
14
12
10
8
0 6
Forรงa de Perna (Kg)
700
Composição da força por massa corporal (N/Kg)
Modificações na força com o desenvolvimento em meninos e meninas 32
Meninos
30
Meninas
28 26 24 22 20 18 Pr
de de de nto a a a e d d d im er er er c b b b s Pu Pu re -Pu C a a s Pó de io d al d c o n i i F In Pic
ere b u é-P
Testosterona (Homens) etário.
Força Massa Livre de gordura Desenvolvimento do Sistema Nervoso Tipo de diferenciação de fibra
Adulto
Nascimento
Puberdade
Força primariamente via padrões motores
Consolidação Ótimo dos fatores da Potencial força de força
O idoso e o Treinamento de Força • Em geral, a força muscular máxima é alcançada entre as idades dos 25 e 35 anos de idade. Acima dessa faixa etária, diminui gradualmente para a taxa de aproximadamente 1,8% por ano • As perdas na força muscular em relação a idade resultam de uma perda da massa muscular que acompanha a idade ou decréscimo da atividade física.
Treinado
Pico de força de extensão de joelhos (Nm)
200
Não-treinado
180 160 140 120 100 80 60 40 20 20
30
40
50 60 Idade (Anos)
70
80
Tomografia dos braços de três homens de 57 anos de idade de peso corporal similar. A figura mostra (1) osso, (2) músculo, e (3) gordura subcutânea. Observe a diferença na área múscular de um indivíduo não-treinado (a), um indivíduo treinado em natação (b), e um indivíduo treinado em força (c).
Modificações na composição do tipo de fibras do gastrocnemius de corredores de longa distância de elite que permaneceram competindo, mantendo bom nível de aptidão física, ou tornaram-se sedentários durante os 18 anos de estudo. Note que os corredores que continuaram a competir apresentaram poucas modificações no percentual de fibras de contração lenta, enquanto aqueles com menor aptidão e não-treinados experienciaram um aumento no percentual das fibras de contração lenta . 1974
% de fibras de contração lenta
70
1992
60
50
40
30 Corredores de elite
Boa Aptidão
Não-treinados
Obrigado pela atenção
“CADEIA PESADA” DA MIOSINA • Determina as características funcionais da fibra muscular. • Adultos (Isoformas) – I (Fibra do tipo I) – IIa (Fibra do tipo IIa) – IIx (Fibra do tipo IIb)
• O tipo de miosina de cadeia pesada mais rápido que existe é o tipo IIb