Adaptações musculares ao treinamento

ADAPTAÇÕES DO MÚSCULO ADAPTAÇÕES DO MÚSCULO ESQUELÉTICO HUMANO AO ESQUELÉTICO HUMANO AO TREINAMENTO E AO USO DE TREINAMENTO E AO USO DE ESTERÓIDE ANABOLIZANTESESTERÓIDE ANABOLIZANTES

Acta Physiologica Acta Physiologica Scandinavica,2000Scandinavica,2000

By Fawzi KadiBy Fawzi Kadi

Questões em abertoQuestões em aberto

1)1) Será que 10 semanas de treinamento físico Será que 10 semanas de treinamento físico altera a composição das fibras musculares ?altera a composição das fibras musculares ?

2)2) Qual o mecanismo celular responsável pela Qual o mecanismo celular responsável pela hipertrofia muscular esquelética?hipertrofia muscular esquelética?

3)3) Existe evidências de hiperplasia do músculo Existe evidências de hiperplasia do músculo esquelético ?esquelético ?

4)4) A ação dos EAA em produzir ação miogênica é A ação dos EAA em produzir ação miogênica é por qual mecanismo ?por qual mecanismo ?

5)5) Existe diferença na concentração de receptores Existe diferença na concentração de receptores androgênicos para diferentes músculos ?androgênicos para diferentes músculos ?

Questões em abertoQuestões em aberto

INFLUÊNCIA DO TREINAMENTO FÍSICO INFLUÊNCIA DO TREINAMENTO FÍSICO NA COMPOSIÇÃO DAS FIBRAS NA COMPOSIÇÃO DAS FIBRAS

MUSCULARES DO MÚSCULO TRAPÉZIOMUSCULARES DO MÚSCULO TRAPÉZIO

MétodosMétodosMétodosMétodos

• Divisão em três grupos experimentaisDivisão em três grupos experimentais

1)1) Treinamento de forçaTreinamento de força

Freqüência semanal 04 – 06 x semanaFreqüência semanal 04 – 06 x semana

Número de séries 04 – 07 Número de séries 04 – 07

Número de repetições 03 – 12Número de repetições 03 – 12

Diversos ExercíciosDiversos Exercícios

Obs: 1RM no Supino = 188 kgObs: 1RM no Supino = 188 kg

MétodosMétodos2)2) Treinamento de EnduranceTreinamento de EnduranceErgômetro de braço 04 x 03 minutosErgômetro de braço 04 x 03 minutosExercícios para trapézio utilizando Exercícios para trapézio utilizando

elásticoselásticosNúmero de repetições = 30Número de repetições = 30

3)3) Treinamento de coordenaçãoTreinamento de coordenaçãoExercícios para os membros superiores Exercícios para os membros superiores

com com ênfase no balanço e harmonia, com um ênfase no balanço e harmonia, com um

mínimo de força. mínimo de força.

ResultadosResultados• Somente o treinamento de força Somente o treinamento de força

provocou alterações no percentual das provocou alterações no percentual das fibras musculares do trapézio:fibras musculares do trapézio:

Ocorreu aumento no percentual de Ocorreu aumento no percentual de fibras IIA e redução no percentual fibras IIA e redução no percentual das fibras Idas fibras I..

ResultadosResultados

• Comparação entre atletas de Comparação entre atletas de levantamento de peso e voluntários não levantamento de peso e voluntários não treinados.treinados.

0

10

20

30

40

50

60

%

mu

sc

ula

r

I IIa IIx

Tipos de fibras musculares

Atletas Sedentários

DiscussãoDiscussão• Por que somente o treinamento de força Por que somente o treinamento de força

promoveu alterações nos tipos de fibras promoveu alterações nos tipos de fibras musculares ?musculares ?

Exercícios de endurance Exercícios de endurance Tempo de Tempo de treinamento insuficiente.treinamento insuficiente.

Exercícios de coordenação Exercícios de coordenação Intensidade Intensidade não suficiente para alcançar o limiar não suficiente para alcançar o limiar necessário para promover trocas nas necessário para promover trocas nas características metabólicas e contráteis da características metabólicas e contráteis da fibra.fibra.

DiscussãoDiscussãoTreinamento do ForçaTreinamento do Força

As adaptações seguiram a lógica do As adaptações seguiram a lógica do padrãopadrão

de recrutamento neuro-motorde recrutamento neuro-motor

Fibras I Fibras I IIaIIa IIx IIx

ConclusãoConclusão1) Será que 10 semanas de treinamento 1) Será que 10 semanas de treinamento

físico físico

altera a composição das fibras musculares ?altera a composição das fibras musculares ?

• O treinamento de força durante 10 é O treinamento de força durante 10 é suficiente para alterar a composição das suficiente para alterar a composição das fibras musculares.fibras musculares.

• Esta alteração ocorre no sentido de Esta alteração ocorre no sentido de aumentar as fibras do tipo IIa.aumentar as fibras do tipo IIa.

Mio-núcleos e Células Mio-núcleos e Células Satélites: Adaptações ao Satélites: Adaptações ao

treinamento de força e aos treinamento de força e aos EAAsEAAs

ResultadosResultados

Tamanho da Fibra MuscularTamanho da Fibra Muscular

0

2000

4000

6000

8000

10000

12000

(um

2)

NT TP TP-EAA

Tipo I Tipo IIa

• Valores do ControleValores do Controle- Mio-núcleos: Tipo I (2,8); Tipo II (3,8)Mio-núcleos: Tipo I (2,8); Tipo II (3,8)- Células Satélites: 4,0Células Satélites: 4,0• Efeito do treinamento de 10 semanasEfeito do treinamento de 10 semanas- Mio-núcleos - Mio-núcleos 2,1 para 3,4 ( 2,1 para 3,4 ( 70%) 70%)- Células Satélites - Células Satélites 3,7 3,7 5,4 ( 5,4 ( 46%) 46%)• Efeito do Treinamento de longo Efeito do Treinamento de longo

tempotempo- Mio-núcleos: Tipo I (3,8) Tipo II (5,0)- Mio-núcleos: Tipo I (3,8) Tipo II (5,0)- Células Satélites 6.8%- Células Satélites 6.8%

Conteúdo de mio-núcleos e Conteúdo de mio-núcleos e células satélitescélulas satélites

• Efeito dos EAAEfeito dos EAA

- Mio-núcleos: Tipo I (4,8); Tipo II (5,7)- Mio-núcleos: Tipo I (4,8); Tipo II (5,7)

- Células Satélites: Sem diferenças - Células Satélites: Sem diferenças entre TP e TP-EAA.entre TP e TP-EAA.

Conteúdo de mio-núcleos e Conteúdo de mio-núcleos e células satélitescélulas satélites

0

1

2

3

4

5

6

7

(N/u

m2)

Tipo I Tipo IIa C.Sat.

Número de Mio-núcleos e Células satélites em resposta ao treinamento

Contole TP-10s TP-Ltempo TP-LT-EAA

Fibras expressando Fibras expressando marcadores para o marcadores para o desenvolvimento musculardesenvolvimento muscular

• Controle:Controle:

- 1% das fibras (MyHC)- 1% das fibras (MyHC)

• Efeito do treinamento de longo tempoEfeito do treinamento de longo tempo

- 3% das fibras (MyHC)- 3% das fibras (MyHC)

• Efeito dos EAAsEfeito dos EAAs

- 7,5% das fibras (MyHC)- 7,5% das fibras (MyHC)

DiscussãoDiscussão

HipertrofiaHipertrofia

Mio-NúcleosMio-Núcleos• A aquisição de A aquisição de Mio-núcleosMio-núcleos são necessários são necessários

para suportar a Hipertrofia, principalmente a para suportar a Hipertrofia, principalmente a de de grande magnitude.grande magnitude.

- Hipertrofia 26% (- Hipertrofia 26% (NN Mio-N) Mio-N)

- Hipertrofia 6,8 a 15% (s/ Hipertrofia 6,8 a 15% (s/ N N Mio-N). Mio-N).

• Isso pode ser explicado por:Isso pode ser explicado por:

- Pequena Hipertrofia (- Pequena Hipertrofia ( atividade RNAm) atividade RNAm)

- Grande Hipertrofia (- Grande Hipertrofia ( conteúdo de DNA) conteúdo de DNA)

• Unidade DNA ou Domínio Mio-nuclearUnidade DNA ou Domínio Mio-nuclear

- RNAm codifica as proteínas de uma RNAm codifica as proteínas de uma maneira concentrada próxima ao seu mio-maneira concentrada próxima ao seu mio-núcleo (cada mio-núcleo controla um núcleo (cada mio-núcleo controla um volume finito de citoplasma).volume finito de citoplasma).

- Fusão de nervo rápido com fibra lenta Fusão de nervo rápido com fibra lenta provoca síntese de miosina rápida provoca síntese de miosina rápida somente na região ectópica da placa somente na região ectópica da placa motora rápida.motora rápida.

• Esses dados sugerem que:Esses dados sugerem que:

Mio-NúcleosMio-Núcleos

• Incorporação de novos mio-núcleos Incorporação de novos mio-núcleos parecem ser necessários para manter parecem ser necessários para manter uma taxa ótima uma taxa ótima citoplasma / citoplasma / mionúcleomionúcleo em fibras hipertrofiadas. em fibras hipertrofiadas.

• Isso sugere que cada mio-núcleo Isso sugere que cada mio-núcleo funciona de maneira máxima em termos funciona de maneira máxima em termos da da área do citoplasma que controlaárea do citoplasma que controla..

Mio-NúcleosMio-Núcleos

• Em concordância com a importância da Em concordância com a importância da proliferação dos mio-núcleos para proliferação dos mio-núcleos para hipertrofia, foi demonstrado que:hipertrofia, foi demonstrado que:

- Transecção de Medula (Allen et - Transecção de Medula (Allen et al.,1995), ausência de gravidade (Allen al.,1995), ausência de gravidade (Allen et al., 1996) e, Suspensão do membro et al., 1996) e, Suspensão do membro (Hikida et al., 1997) (Hikida et al., 1997) promovem promovem diminuição do número de Mio-diminuição do número de Mio-núcleos.núcleos.

Mio-NúcleosMio-Núcleos

Ação dos EAAAção dos EAA• Administração dos EAA promove significante Administração dos EAA promove significante

aumento no número de Mio-núcleos.aumento no número de Mio-núcleos.

• Como cada Mio-núcleo possui o mesmo Como cada Mio-núcleo possui o mesmo conteúdo de DNA, sua quantidade total conteúdo de DNA, sua quantidade total aumenta, para sustentar a síntese de proteínas aumenta, para sustentar a síntese de proteínas de células extremamente hipertrofiadas.de células extremamente hipertrofiadas.

• Localização mais centrada dos Mio-núcleos no Localização mais centrada dos Mio-núcleos no grupo EAA, indicando posicionamento necessário grupo EAA, indicando posicionamento necessário para o controle de grandes áreas de citoplasmapara o controle de grandes áreas de citoplasma

Células satélitesCélulas satélites

• Ativação e proliferação de Células Ativação e proliferação de Células Satélites levam ao aumento do número de Satélites levam ao aumento do número de Mio-Núcleos em fibras hipertrofiadas, Mio-Núcleos em fibras hipertrofiadas, como também ao aumento de seu próprio como também ao aumento de seu próprio número (Células Satélites).número (Células Satélites).

• Neste trabalho existiu forte correlação Neste trabalho existiu forte correlação entre [CSat]/mmentre [CSat]/mm33 de músculo e [Mio-N]/ de músculo e [Mio-N]/ mmmm33 de músculo. de músculo.

Células SatélitesCélulas Satélites

• Uso dos EAAUso dos EAA

- A concentração de Células Satélites - A concentração de Células Satélites não aumentou em resposta a terapia não aumentou em resposta a terapia com EAA indicando uma com EAA indicando uma incapacidade dos mesmo em incapacidade dos mesmo em acelerar a regeneração muscular.acelerar a regeneração muscular.

DiscussãoDiscussão

HiperplasiaHiperplasia

HiperplasiaHiperplasia• A formação de novas células musculares é A formação de novas células musculares é

um evento celular complexo envolvendo:um evento celular complexo envolvendo:- Ativação e proliferação das células Ativação e proliferação das células

satélites;satélites;- Fusão para gerar Miotubos;Fusão para gerar Miotubos;- Maturações deste Miotubos para formar Maturações deste Miotubos para formar

uma fibra madura.uma fibra madura.

• As isoformas MyHC são considerados As isoformas MyHC são considerados marcadores dos estágios iniciais do marcadores dos estágios iniciais do desenvolvimento de fibras musculares.desenvolvimento de fibras musculares.

• A MLM seria o gatilho par a formação de A MLM seria o gatilho par a formação de novas fibras musculares, por ativação, novas fibras musculares, por ativação, proliferação e fusão das células satélites.proliferação e fusão das células satélites.

• A distorção mecânica do músculo associado A distorção mecânica do músculo associado com o exercício pode ativar as cel. Sat. com o exercício pode ativar as cel. Sat. (Teravainen 1970; Darr & Schultz 1987).(Teravainen 1970; Darr & Schultz 1987).

• O Desalinhamento das bandas A e I sem O Desalinhamento das bandas A e I sem degeneração das fibras musculares. degeneração das fibras musculares.

HiperplasiaHiperplasia

HiperplasiaHiperplasia• Esta distorção altera a relação Sarcolema Esta distorção altera a relação Sarcolema

– Lamina basal – Lamina basal Liberação de alguns Liberação de alguns fatores de crescimento (IGF-1).fatores de crescimento (IGF-1).

• Análise dos treinados em força comprova Análise dos treinados em força comprova o maior número de fibras musculares o maior número de fibras musculares (>[MyHC]).(>[MyHC]).

• A utilização de EAAs aumenta a A utilização de EAAs aumenta a hiperplasia.hiperplasia.

ConclusõesConclusões

• A capacidade das fibras musculares A capacidade das fibras musculares multinucleadas de hipertrofiarem é multinucleadas de hipertrofiarem é relacionada para a indução da divisão das relacionada para a indução da divisão das células satélites e incorporação de uma parte células satélites e incorporação de uma parte (célula filha) numa fibra muscular pré-(célula filha) numa fibra muscular pré-existente.existente.

• A proliferação das células satélites também A proliferação das células satélites também promovem a formação de novas fibras promovem a formação de novas fibras musculares.musculares.

• Esses processos são aumentados pelos EAAs.Esses processos são aumentados pelos EAAs.

Perguntas e respostasPerguntas e respostas

2)2) Qual o mecanismo celular responsável Qual o mecanismo celular responsável pela hipertrofia muscular esquelética ?pela hipertrofia muscular esquelética ?

3)3) Existe evidências de hiperplasia do Existe evidências de hiperplasia do músculo esquelético ?músculo esquelético ?

4)4) A ação dos EAA em produzir ação A ação dos EAA em produzir ação miogênica é por qual mecanismo ?miogênica é por qual mecanismo ?

Receptores androgênicos no Receptores androgênicos no músculo esquelético: Efeito músculo esquelético: Efeito do treinamento de força e do treinamento de força e

dos EAAsdos EAAs

Receptores androgênicos no Receptores androgênicos no músculo esquelético: Efeito músculo esquelético: Efeito do treinamento de força e do treinamento de força e

dos EAAsdos EAAs

IntroduçãoIntrodução

• Existem grandes evidências de que a Existem grandes evidências de que a ação dos EAAs diferem de músculo para ação dos EAAs diferem de músculo para músculo, indicando variação no conteúdo músculo, indicando variação no conteúdo de receptores androgênicos (AR).de receptores androgênicos (AR).

• Tem sido sugerido que o treinamento Tem sido sugerido que o treinamento altera a [AR] numa variável extensão, altera a [AR] numa variável extensão, dependendo do tipo de músculo.dependendo do tipo de músculo.

IntroduçãoIntrodução

• Em modelos animais, tem sido Em modelos animais, tem sido proposto que os EAAs promovem up e proposto que os EAAs promovem up e down regulation dos AR, sendo que down regulation dos AR, sendo que isso pode ser devido à variação da isso pode ser devido à variação da função muscular muscular.função muscular muscular.

ObjetivoObjetivo

• Investigar a expressão dos AR no Investigar a expressão dos AR no músculo trapézio e no vasto lateral com músculo trapézio e no vasto lateral com o treinamento de força e com a o treinamento de força e com a utilização dos EAAs.utilização dos EAAs.

ResultadosResultados

Expressão dos ARExpressão dos AR

• Mio-Núcleos expressando ARMio-Núcleos expressando AR

• Grupo ControleGrupo Controle

- Vasto Lateral = 33,5; Trapézio = 53,5*- Vasto Lateral = 33,5; Trapézio = 53,5*

• Grupo de Força de longo tempoGrupo de Força de longo tempo

- Vasto Lateral = 36,5; Trapézio = 71,27*#- Vasto Lateral = 36,5; Trapézio = 71,27*#

• Grupo EAAsGrupo EAAs

- Vasto Lateral = 33,5; Trapézio = 85,22*#@- Vasto Lateral = 33,5; Trapézio = 85,22*#@

DiscussãoDiscussão• A quantificação diferente dos AR em A quantificação diferente dos AR em

Mio-núcleos para os músculos Trapézio Mio-núcleos para os músculos Trapézio e Vasto Lateral, podem explicar as e Vasto Lateral, podem explicar as diferentes sensibilidades androgênicas diferentes sensibilidades androgênicas do músculo esquelético.do músculo esquelético.

• Em outras palavras: Em outras palavras: Um músculo Um músculo responde melhor que outro para a responde melhor que outro para a mesma concentração androgênica.mesma concentração androgênica.

DiscussãoDiscussão• O aumento dos AR em resposta ao O aumento dos AR em resposta ao

treinamento sugere maior responsividade treinamento sugere maior responsividade muscular à ação Androgênica. muscular à ação Androgênica.

• A ação dos EAAs no conteúdo de AR no Mio-A ação dos EAAs no conteúdo de AR no Mio-núcleo é seletiva (núcleo é seletiva ( trapézio e = VL). trapézio e = VL). Resposta similares foram encontradas em Resposta similares foram encontradas em animais experimentais.animais experimentais.

• Up-regulation dos receptores AR em Up-regulation dos receptores AR em resposta ao tratamento com EAAs, não é resposta ao tratamento com EAAs, não é bem sustentada na literatura, mas alguns bem sustentada na literatura, mas alguns trabalhos já a citaram.trabalhos já a citaram.

ConclusõesConclusões

• Ocorre variação no número de AR em Ocorre variação no número de AR em diferentes músculos.diferentes músculos.

• A regulação do número de AR é A regulação do número de AR é dependente do treinamento e dos dependente do treinamento e dos EAAs.EAAs.

Pergunta - Resposta Pergunta - Resposta

• 5) Existe diferença na concentração 5) Existe diferença na concentração de receptores androgênicos para de receptores androgênicos para diferentes músculos ?diferentes músculos ?

Sumário GeralSumário Geral• 1) Ocorre aumento na expressão das fibras 1) Ocorre aumento na expressão das fibras

IIa em resposta ao treinamento físico, com IIa em resposta ao treinamento físico, com concomitante diminuição das IIx.concomitante diminuição das IIx.

• 2) A aquisição de Mio-núcleos é um 2) A aquisição de Mio-núcleos é um importante mecanismo requerido para importante mecanismo requerido para suportar a hipertrofia seguido o suportar a hipertrofia seguido o treinamento, sendo que o número de Mio-treinamento, sendo que o número de Mio-núcleos é fortemente correlacionado com a núcleos é fortemente correlacionado com a área de secção transversa da fibra muscularárea de secção transversa da fibra muscular

Sumário GeralSumário Geral• 3) Como em fibras maduras os Mio-3) Como em fibras maduras os Mio-

núcleos não replicam seu DNA, o processo núcleos não replicam seu DNA, o processo de proliferação dos mesmos (Mio-de proliferação dos mesmos (Mio-núcleos)é derivado das Células Satélites.núcleos)é derivado das Células Satélites.

• 4) O treinamento aumenta o conteúdo 4) O treinamento aumenta o conteúdo das Células Satélites, via ativação de das Células Satélites, via ativação de células tronco, quais geram através de células tronco, quais geram através de uma série de divisões assimétricas, as uma série de divisões assimétricas, as células filhas que tornar-se-ão Células células filhas que tornar-se-ão Células Satélites.Satélites.

Sumário GeralSumário Geral• 5) Novas fibras musculares são formadas 5) Novas fibras musculares são formadas

com o treinamento físico e, quando essa com o treinamento físico e, quando essa formação não induz degeneração de fibras formação não induz degeneração de fibras pré-existentes, a Hiperplasia muscular pré-existentes, a Hiperplasia muscular ocorre.ocorre.

• 6) O uso de EAAs aumenta os efeitos do 6) O uso de EAAs aumenta os efeitos do treinamento de força (Hipertrofia, treinamento de força (Hipertrofia, Mio- Mio-núcleos e formação de novas fibras) sem núcleos e formação de novas fibras) sem alterar a capacidade regenerativa muscular alterar a capacidade regenerativa muscular (não altera Cel. Sat.).(não altera Cel. Sat.).

Sumário GeralSumário Geral

• Os AR são expressos nos Mio-Os AR são expressos nos Mio-núcleos, em diferentes proporções, e núcleos, em diferentes proporções, e sua regulação com o treinamento sua regulação com o treinamento também é músculo dependente.também é músculo dependente.

• Os EAAs alteram a expressão dos AR, Os EAAs alteram a expressão dos AR, mas também sendo músculo mas também sendo músculo dependente.dependente.