Londrina - Paraná 2017

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO STRICTO SENSU MESTRADO EM EXERCÍCIO FÍSICO NA PROMOÇÃO DA SAÚDE

JEFERSON LUCAS JACINTO

TRAINING CONTROL – APLICATIVO PARA CONTROLE DO

VOLUME DE CARGA EM PROGRAMAS DE EXERCÍCIO

RESISTIDO

JEFERSON LUCAS JACINTO

Cidade ano

AUTOR

Londrina - Paraná

2017

TRAINING CONTROL – APLICATIVO PARA CONTROLE DO VOLUME DE CARGA EM PROGRAMAS DE EXERCÍCIO

RESISTIDO

Relatório Técnico apresentado ao Centro de Pesquisa em Ciências da Saúde, Universidade Norte do Paraná, Unidade Piza, como requisito parcial para a obtenção do título de Mestre Profissional em Exercício Físico na Promoção da Saúde. Orientador: Prof. Dr. Andreo Fernando Aguiar

AUTORIZO A REPRODUÇÃO TOTAL OU PARCIAL DESTE TRABALHO, POR QUALQUER MEIO CONVENCIONAL OU ELETRÔNICO, PARA FINS DE ESTUDO E PESQUISA, DESDE QUE CITADA A FONTE.

Dados Internacionais de catalogação na publicação (CIP) Universidade Pitágoras Unopar

Biblioteca CCBS/CCECA PIZA

Setor de Tratamento da Informação

Jacinto, Jeferson Lucas

J12t Training Control: aplicativo para controle do volume de carga em programas de

exercício resistido. / Jeferson Lucas Jacinto. Londrina: [s.n], 2017.

69f.

Relatório técnico (Mestrado Profissional em Exercício Físico na Promoção da

Saúde).

Universidade Pitágoras Unopar.

Orientador: Prof. Dr. Andreo Fernando Aguiar.

1- Exercício resistido - Relatório técnico de mestrado - UNOPAR 2- Volume

de carga 3- Centros de condicionamento físico 4- Aplicativo 5- Aplicativo -

Android 6- Training control - Aplicativo I- Aguiar, Andreo Fernando; orient. II-

Universidade Pitágoras Unopar.

CDD 613.71 Andressa Fernanda Matos Bonfim - CRB 9/1643

JEFERSON LUCAS JACINTO

TRAINING CONTROL – APLICATIVO PARA CONTROLE DO VOLUME DE CARGA

EM PROGRAMAS DE EXERCÍCIO RESISTIDO

Relatório Técnico apresentado ao Centro de Pesquisa em Ciências da Saúde,

Universidade Norte do Paraná, Unidade Piza, referente ao Curso de Mestrado

Profissional em Exercício Físico na Promoção da Saúde, como requisito parcial para

a obtenção do título de Mestre Profissional conferido pela Banca Examinadora:

_________________________________________ Prof. Dr. Andreo Fernando Aguiar

Universidade Norte do Paraná

_________________________________________ Prof. Dr. Cosme Franklim Buzzachera

Universidade Norte do Paraná

_________________________________________ Prof. Dr. Helio Serassuelo Junior

(Membro Externo)

_________________________________________ Prof. Dr. Dartagnan Pinto Guedes

Coordenador do Curso

Londrina, 01 de dezembro de 2017.

JACINTO, Jeferson Lucas. Training Control – Aplicativo para controle do volume de carga em programas de exercício resistido. 69f. Relatório Técnico. Mestrado Profissional em Exercício Físico na Promoção da Saúde. Centro de Pesquisa em Ciências da Saúde. Universidade Norte do Paraná, Londrina. 2017.

RESUMO

O presente material será apresentado em duas seções distintas, conforme

regimento do Curso de Mestrado Profissional em Exercício Físico na Promoção da

Saúde, da Universidade Norte do Paraná (UNOPAR). A primeira seção corresponde

à produção técnica, na qual apresentamos uma descrição detalhada das fases de

elaboração do aplicativo intitulado “Training Control”. O aplicativo encontra-se

disponível no Google Play Store e poderá ser utilizado em qualquer dispositivo

móvel android (ex: Smartphone), em modo off-line, com a finalidade de analisar e

monitorar o volume de carga (kg) de um ou mais exercícios durante programas de

exercício resistido em equipamentos convencionais encontrados em centros de

condicionamento físico. A segunda seção corresponde à produção científica,

intitulada: ‘Leucine does not improve muscle recovery course after resistance

exercise in untrained young subject’, a ser submetido para publicação no periódico

Amino Acids (Qualis B1). O compilado de informações contidas neste material foi

elaborado para atender as características peculiares do respectivo curso de pós-

graduação, cujo escopo principal é apresentar um produto técnico que possa auxiliar

profissionais e pesquisadores que atuam na área de prescrição e orientação de

programas de exercício físico.

Palavras-chave: Exercício Resistido, Volume de Carga, Centros de

Condicionamento Físico, Aplicativo, Android.

JACINTO, Jeferson Lucas. Training Control –. Mobile application to control the load volume in resistance exercise programs. 69p. Technical Report. Professional Master´s in Exercise in Health Promotion. Research Center in Health Sciences. North University of Parana, Londrina. 2017.

ABSTRACT

The present material will be presented in two distinct sections, according to the

regiment of the Professional Masters Course in Exercise in Health Promotion, from

the North University of Paraná (UNOPAR). The first section corresponds to the

technical production, in which we present a detailed description of the phases of

elaboration of the mobile application entitled "Training of Control". The app is

available on the Google Play Store and can be off-line used on any android mobile

device (e.g., Smartphone) for the purpose of analyzing and monitoring the load

volume (kg) of one or more exercises during resistance exercises on conventional

equipment found in fitness centers. The second section corresponds to the scientific

production, titled: "Leucine does not improve the course of muscle recovery after

resistance exercise in young untrained subject", to be submitted for publication in

Amino Acids (Qualis B1). The compilation of information contained in this material

was prepared to meet the peculiar characteristics of the respective graduate course,

whose main scope is to present a technical product that can assist professionals and

researchers who work in the area of prescription and guidance of physical exercise

programs.

Keywords: Resistance Exercise, Load Volume, Fitness Center, Mobile Application,

Android.

SUMÁRIO

SUMÁRIO 6

1. INTRODUÇÃO ....................................................................................................... 7

2. REVISÃO DE LITERATURA .................................................................................. 9

2.1 BENEFÍCIOS DO EXERCÍCIO RESISTIDO NA SAÚDE ..................................... 9

2.2 PRINCÍPIOS DE PROGRESSÃO APLICADO AO EXERCÍCIO RESISTIDO ...... 9

2.3 VARIÁVEIS ENVOLVIDAS NA PRESCRIÇÃO DO EXERCÍCIO RESISTIDO ....10

2.3.1 Ação muscular ..................................................................................................10

2.3.2 Intensidade utilizada (carga) .............................................................................10

2.3.3 Seleção do exercício ........................................................................................11

2.3.4 Estrutura e sequência dos exercícios ...............................................................11

2.3.5 Intervalo de recuperação ..................................................................................12

2.3.6 Velocidade das repetições ................................................................................12

2.3.7 Frequência ........................................................................................................13

2.3.8 Volume .............................................................................................................13

2.4 RECOMENDAÇÕES PARA A PRESCRIÇÃO DE EXERCÍCIO RESISTIDO ......14

3. DESENVOLVIMENTO ...........................................................................................17

4. DIVULGAÇÃO .......................................................................................................18

5. REFERÊNCIAS .....................................................................................................19

APÊNDICE A – Manual .............................................................................................21

APÊNDICE B – Trabalho Apresentado em Evento Científico ....................................42

APÊNDICE C – Artigo Científico ...............................................................................43

7

1. INTRODUÇÃO

Nas duas últimas décadas a utilização de softwares e aplicativos tem

sido cada vez mais constante no contexto da prescrição, orientação e

monitoramento de programas de exercício físico. A finalidade destas ferramentas é

auxiliar e facilitar as ações cotidianas dos Profissionais de Educação Física e,

consequentemente, melhorar a sua atuação prática no mercado de trabalho. Dentre

as tecnologias mais utilizadas, destacam-se os (i) monitores cardíacos, (ii)

programas de avaliação física, (iii) aplicativos para prescrição de exercício físico, e

(iv) aplicativos para controle de corrida (ex: trajeto e distância percorrida). Apesar

desta ampla variedade de tecnologias, ainda não existem ferramentas para o

monitoramento do volume de carga (VC) durante programas de exercício resistido

em equipamentos convencionais encontrados em centros de condicionamento físico.

O VC é determinado pelo número máximo de repetições (Nrep) nas

séries multiplicado pela carga (kg) aplicada (VC = Nrep x carga), e pode ser calculado

para um ou mais exercícios durante a sessão de treino. Monitorar o VC é parte

fundamental de um programa de prescrição e orientação de exercício resistido (ER)

direcionado a promoção da saúde, pois as modificações nesta variável podem

influenciar diretamente as respostas neurais1, hipertróficas2, metabólicas3, e

hormonais4, refletindo na magnitude das adaptações musculares. Além disso, o

monitoramento do VC pode ser determinante para detecção e prevenção de

possíveis condições de supertreinamento (overtraining)5, diminuindo assim o risco

de lesões futuras.

Entretanto, monitorar o VC no contexto prático pode ser uma tarefa

difícil para a maioria dos profissionais de educação física, devido a vários fatores,

incluindo a 1) necessidade de conhecimento intermediário sobre elaboração de

planilhas, fórmulas e gráficos no programa Microsoft Excel, 2) necessidade de tempo

extra para atualizações das planilhas, e 3) dificuldade para interpretação e

apresentação de gráficos da planilha Excel. Portanto, o desenvolvimento de novas

tecnologias que possam auxiliar no monitoramento do VC durante programas de ER

é fundamental para facilitar as ações cotidianas dos profissionais de educação física.

Portanto, a proposta desta produção técnica será elaborar um

aplicativo para dispositivos móveis (Android), com a finalidade de analisar e

monitorar o volume de carga (kg) de um ou mais exercícios durante programas de

ER.

8

Assim esperamos que este aplicativo, facilite: (1) o controle e

monitoramento do VC durante programas de orientação e prescrição de ER para

diferentes populações, (2) a apresentação dos dados e gráficos referentes ao

histórico do VC junto aos clientes, possibilitando a visualização da progressão do

treino, (3) os possíveis ajustes das variáveis de treino (séries, repetições e carga)

em tempo real, no próprio ambiente de trabalho, possibilitando maior controle do

protocolo de treino, (4) o controle e monitoramento do VC de diversos clientes ao

mesmo tempo, e (5) o armazenamento e apresentação dos dados referente ao

histórico de treino de cada cliente.

9

2. REVISÃO DE LITERATURA

2.1 BENEFÍCIOS DO EXERCÍCIO RESISTIDO NA SAÚDE

A prática de ER é uma das atividades que mais cresceu nas duas

últimas décadas, devido a seus inúmeros benefícios à saúde, incluindo o aumento

da força e massa muscular, potência e velocidade, resistência, desempenho motor,

equilíbrio e coordenação6. Além disso, a prática de ER em combinação com

exercícios cardiorrespiratórios e de flexibilidade pode resultar na (a) melhora da

função cardiovascular, (b) redução dos fatores de risco associados à doença

coronariana e diabetes, (c) prevenir a osteoporose, (d) reduzir os riscos de câncer

de cólon, (e) promover a manutenção e perda de peso, (f) melhorar a estabilidade

dinâmica, (g) preservar a capacidade funcional, e (h) promover o bem-estar

psicológico7.

Os programas de ER devem ser elaborados e orientados por

Profissionais de Educação Física, e podem ser praticados por diversas populações,

incluindo adolescentes, adultos, idosos e pessoas com algumas patologias (por

exemplo, doença cardiovascular, doença neuromuscular, síndrome metabólica,

diabetes e HIV)5. Todavia, para uma adequada prescrição e orientação de ER os

profissionais devem respeitar a individualidade biológica, e monitorar as variáveis

básicas que norteiam a prática destes exercícios, como a intensidade (carga), o

número de repetições, a velocidade e amplitude do movimento, o intervalo entre as

séries e exercícios, o número de exercícios, e o volume de carga dos exercícios e da

sessão de treino.

2.2 PRINCÍPIOS DE PROGRESSÃO APLICADO AO EXERCÍCIO RESISTIDO

A progressão do ER pode ser definida como o ato de avançar em

direção a um objetivo até alcançar a meta pré-estabelecida. Os princípios básicos de

progressão para maximizar os ganhos do ER são três: (1) sobrecarga, (2)

especificidade e (3) variação. O princípio de sobrecarga pode ser definido como o

aumento gradual do estresse aplicado sobre o corpo durante o ER. Considerando

que a adaptação fisiológica do programa ER pode ocorrer em um período de tempo

curto, são necessárias alterações em uma ou mais variáveis do programa para

promover “novas” adaptações. Tais alterações incluem o aumento da carga

(intensidade), aumento do número de repetições, alteração da velocidade das

repetições com carga submáxima, e redução do período de descanso5,7.

10

O princípio de especificidade refere-se as adaptações fisiológicas

específicas do estímulo aplicado, e é determinado por vários fatores, incluindo a

ação muscular envolvida, a velocidade do movimento, a amplitude de movimento, o

grupo muscular treinado, o sistema energético envolvido, e a intensidade e volume

de treino. Já o princípio de variação ou periodização implica nas alterações

sistemáticas de uma ou mais variáveis ao longo do tempo, permitindo que o estimulo

do ER permaneça desafiador e eficaz5.

2.3 VARIÁVEIS ENVOLVIDAS NA PRESCRIÇÃO DO EXERCÍCIO RESISTIDO

Segundo as recomendações do American College of Sport Medicine

(ACSM)7, um programa de ER é composto por diversas variáveis, incluindo a ação

muscular, intensidade utilizada (carga), volume, seleção de exercícios, estrutura e

sequência dos exercícios, intervalo de recuperação (descanso), velocidade das

repetições e frequência.

2.3.1 Ação muscular

A maioria dos programas de ER incluem principalmente repetições

dinâmicas, com ações musculares concêntricas e excêntricas, enquanto as ações

musculares isométricas desempenham um papel secundário5. As ações excêntricas

apresentam maior força produzida por área muscular, e envolvem menor

recrutamento de unidades motoras, apresentam menor exigência metabólica e são

favoráveis à promoção das adaptações hipertróficas. Os progressos relacionados a

manipulação da ação muscular durante o programa de ER é mínima, considerado

que a maioria dos programas incluem ações concêntricas e excêntricas. No entanto,

programas avançados que incluem exercícios isométricos podem ser benéficos para

maximizar os ganhos de força e hipertrofia5,7.

2.3.2 Intensidade utilizada (carga)

A alteração da carga no ER (quantidade de peso levantado ou

resistência ao exercício) pode afetar diretamente as respostas agudas metabólicas3,

hormonais8, neurais9,10 e cardiovasculares11, e dependem de outras variáveis, como

a ordem dos exercícios, volume, frequência, ação muscular, velocidade das

repetições e o intervalo de descanso5-7. Dependendo do objetivo, experiência e nível

de aptidão física do indivíduo, a progressão de carga do ER pode seguir um ou mais

aspectos: (1) aumentar a carga com base em uma porcentagem de 1RM, (2)

11

aumentar a carga com base em um número de repetições alvo, (3) aumentar a carga

dentro de uma zona alvo prescrita (Ex: 8-12 RM)7. Abaixo encontra-se a Tabela 1

com as recomendações apresentada pelo ACSM 7.

Tabela 1. Recomendações do ACSM

% 1RM Indivíduo Resposta

60-70 % Iniciante ↑ força muscular dinâmica

60-85 % Intermediário ↑ força muscular

> 80 % Avançado ↑ força muscular

Fonte: American College of Sports Medicine7

2.3.3 Seleção do exercício

Os exercícios de articulação única e múltipla demostram ser efetivos

no aumento de força muscular. Exercícios de múltiplas articulações, evidenciam

mais de uma articulação ou grupo muscular principal e requerem respostas neurais

complexas, e são considerados mais efetivos no aumento de força muscular. Já os

exercícios de articulação única, enfatizam uma única articulação ou grupo muscular,

e são utilizados para trabalhar grupos musculares específicos e apresentam nível

reduzido de habilidades e envolvimento técnico. Outra maneira de variar a seleção

do exercício é incluir ao programa exercícios unilaterais e bilaterais, podendo variar

os equipamentos utilizados, como: pesos livres, cordas cabos, máquinas, bolas de

estabilidade, bosu, prancha de equilíbrio5,12.

2.3.4 Estrutura e sequência dos exercícios

Para obter resultados efetivos o programa de ER deve ser elaborado

com base na quantidade de grupos musculares exigidos em cada sessão13. Por

exemplo, existem três estruturas de exercícios: (1) exercício para todo o corpo

(envolve a realização de exercícios que enfatizam todos os principais grupos

musculares, ou seja, um ou dois exercícios para cada grupo muscular na mesma

sessão), (2) exercícios para a região superior e inferior do corpo (em sessões

distintas realiza-se exercícios para os grupos musculares superiores, e exercícios

para os grupos musculares inferiores), (3) um ou mais grupos musculares isolados

por sessão (envolve a realização de exercícios para grupos musculares específicos,

por exemplo, exercícios para peito e costas). Todas estas estruturas são eficazes

para melhorar a força, hipertrofia e resistência muscular, o que determinará a

12

escolha de uma delas serão os objetivos, tempo disponível, frequência e as

preferências pessoais do praticante5.

As diferenças encontradas entre essas estruturas são: (1) grau de

especialização (Ex: três a quatro exercícios para um grupo muscular específico

podem ser realizados em uma sessão de ER por grupamentos musculares em

comparação com um ou dois exercícios para cada grupo muscular em uma sessão

para corpo inteiro), (2) período de recuperação entre as sessões (um grupo

muscular maior pode ser trabalhado de forma isolada uma a duas vezes por

semana, de duas a três vezes por semana quando a sessão for dividida em superior

e inferior, e três ou mais vezes na semana em sessões de exercício que envolva

todo o corpo)5.

A sequência dos exercícios e o número de grupos musculares

exigidos durante a sessão de ER afeta diretamente a força muscular. Portanto,

recomenda-se para indivíduos iniciantes, intermediários e avançados (para todas as

estruturas do programa de ER) que exercícios com grandes grupos musculares

devem ser treinados antes dos exercícios com pequenos grupos musculares,

exercícios multiarticulares antes dos exercícios monoarticulares, exercícios de alta

intensidade antes dos exercícios de baixa intensidade ou rodízio de exercícios

(região superior e inferior do corpo ou agonistas e antagonistas)7.

2.3.5 Intervalo de recuperação

O intervalo de descanso entre as séries e exercícios afeta

diretamente as respostas metabólicas, hormonais e cardiovasculares durante o ER,

bem como o desempenho nas subsequentes séries e as adaptações ao exercício.

Para indivíduos iniciantes, intermediários e avançados, recomenda-se um período

de recuperação de 2-3 minutos para exercícios principais com carga elevada (Ex:

agachamento e supino), e para exercícios complementares um período de descanso

de 1-2 minutos7.

O período de descanso pode variar de acordo com a complexidade

do exercício (por exemplo, levantamento olímpico requer um período de descanso

mais longo), e com o objetivo principal do programa de ER (ou seja, nem todo

exercício usará o mesmo intervalo de descanso)7.

2.3.6 Velocidade das repetições

A velocidade que a contração muscular de uma série de exercício é

13

realizada pode afetar diretamente as respostas neurais14, hipertróficas15 e

metabólicas16. Para o ER dinâmico e constante (também chamado de isotônico)

observa-se redução na produção de força quando se trabalha em baixa velocidade.

Ao interpretar os efeitos da realização de repetições lentas, é

importante notar que existem dois tipos, a intencional e não intencional. Contrações

com velocidade lenta intencional, são usadas com cargas submáximas o que

permite ao indivíduo ter maior controle da velocidade e do tempo em que os

músculos estão sob tensão. Por outro lado, as contrações com velocidade lenta não

intencional ocorrem quando os indivíduos tentam exercer força máxima, mas devido

a carga elevada ou fadiga, a execução se realiza com velocidade lenta7.

Em comparação com velocidades lentas, as velocidades moderadas

(1-2:1-2) e rápidas (<1:1), mostram ser mais eficazes para maiores capacidades de

desempenho muscular (Ex: volume, número de repetições realizadas) e no aumento

da taxa de ganho de força. O ACSM recomenda para indivíduos iniciantes a

utilização de velocidades lentas e moderadas, para indivíduos intermediários

velocidade moderada, já para os indivíduos avançados recomenda-se a inclusão de

um contínuo de velocidades a partir de velocidades não intencionais lentas a

rápidas5,7.

2.3.7 Frequência

O número de sessões realizadas durante um período específico de

tempo pode influenciar as adaptações ao ER. A frequência ideal depende de alguns

fatores, como o volume, intensidade, seleção de exercícios, nível de

condicionamento, capacidade de recuperação e a quantidade de grupos musculares

trabalhados durante a sessão, tempo disponível, objetivos do programa5,7.

O ACSM7 recomenda que indivíduos iniciantes no programa de ER

treinem o corpo todo 2-3 vezes por semana, a progressão para o treinamento

intermediário usa-se uma frequência de 3-4 dias por semana (3 dias se estiver

usando o treino para corpo todo, e 4 dias se estiver utilizando uma rotina com

divisão de grupos musculares). Os indivíduos avançados podem treinar de 4-6 vezes

por semana, já os halterofilistas e bodybuilders podem utilizar alta frequência, por

exemplo 2 treinos por dia, durante 4-5 dias por semana.

2.3.8 Volume

O VC (também chamado de volume de treino) é determinado pela

14

soma do número total de repetições realizadas durante um exercício ou sessão de

ER multiplicado pela resistência utilizada (Kg)7. O VC mostrou alterar as respostas

de diversos sistemas fisiológicos, incluindo o sistema nervoso1, muscular2,

metabólico3 e hormonal4. Durante um programa de ER, pode ser calculado vários

VC, como por exemplo o VC por exercício (número de séries vs. número de

repetições vs. carga), VC por grupo muscular (soma de todos os volumes de cada

exercício por um determinado grupo muscular), VC global da sessão (soma de todos

os volumes dos exercícios realizados na sessão). Para alterar o VC é necessário

modificar uma das seguintes variáveis, número de exercícios realizados na sessão,

o número de repetições realizadas por séries, o número de séries do exercício ou a

carga utilizada5,7.

Existe uma relação inversamente proporcional entre o volume e

intensidade. Controlar e monitorar o VC é essencial, pois assim reduz os riscos de

supertreinamento (overtraining). O treinamento de força envolve alta intensidade

(carga) e baixo número de séries e repetições, ou seja, baixo volume. O treino de

hipertrofia e resistência muscular envolve em cargas leves a moderadas, com

múltiplas séries e alto número de repetições, ou seja, com alto volume5.

Assim o VC deve basear-se nos objetivos individuais, pois existem

numerosas possibilidades para uma progressão efetiva dentro do programa de ER.

2.4 RECOMENDAÇÕES PARA A PRESCRIÇÃO DE EXERCÍCIO RESISTIDO

Tabela 2. Recomendações do ACSM para o aumento da potência muscular

Variável Iniciantes Intermediário Avançado

Carga 30-60% 1RM1

60% 1RM2

30-60% 1RM1

0-60% 1RM2 85-100% 1RM

Séries 1-3 3-6 3-6

Repetições 3-6 1-6 1-6

Exercício Monoarticular

Multiarticular

Monoarticular

Multiarticular

Monoarticular

Multiarticular

Período de Recuperação

2-3 min.

1-2 min. Exercício complementar

2-3 min.

1-2 min. Exercício complementar

2-3 min.

1-2 min. Exercício complementar

Velocidade das Repetições Rápida Rápida Rápida

Frequência 2-33 d/semana 3-44 d/semana 4-53,2 d/semana

Fonte: American College of Sports Medicine7

15

1 Parte superior do o corpo; 2 Parte inferior do corpo; 3 Todos os grupos musculares (todo o

corpo); 4 Divisão por grupos musculares.

Tabela 3. Recomendações do ACSM para hipertrofia muscular

Variável Iniciantes Intermediário Avançado

Ação Muscular

Concêntrica

Excêntrica

Isométrica

Concêntrica

Excêntrica

Isométrica

Concêntrica

Excêntrica

Isométrica

Carga 70-85% 1RM 70-85% 1RM 70-100% 1RM

Séries 1-3 1-3 3-6

Repetições 8-12 8-12 1-12

Exercício Monoarticular

Multiarticular

Monoarticular

Multiarticular

Monoarticular

Multiarticular

Período de Recuperação 1-2 min. 1-2 min.

2-3 min.

(Alta intensidade)

1-2 min. (Intensidade moderada)

Velocidade das Repetições Lento

Moderado

Lento

Moderado

Lenta

Moderada

Rápida

Frequência 2-31 d/semana 2-31 d/semana

2-42 d/semana 4-62 d/semana

Fonte: American College of Sports Medicine7

1 Todos os grupos musculares (todo o corpo); 2 Divisão por grupos musculares.

16

Tabela 4. Recomendações do ACSM para o aumento da resistência muscular

Variável Iniciantes Intermediário Avançado

Carga Leve Leve Leve

Séries Múltiplas Múltiplas Múltiplas

Repetições 10-15 10-15 10-25 ou Mais

Exercício

Unilateral

Bilateral

Monoarticular

Multiarticular

Unilateral

Bilateral

Monoarticular

Multiarticular

Unilateral

Bilateral

Monoarticular

Multiarticular

Período de Recuperação < 1 min. < 1 min. < 1-2 min.

Velocidade das Repetições Intencionalmente

lenta Intencionalment

e lenta Moderadas a rápidas

Frequência 2-31 d/semana 31 d/semana

42 d/semana 4-62 d/semana

Fonte: American College of Sports Medicine7

1 Todos os grupos musculares (todo o corpo); 2 Divisão por grupos musculares.

17

3. DESENVOLVIMENTO

Uma empresa especializada foi contratada para desenvolver o

aplicativo (APÊNDICE A), conforme os passos abaixo:

(1) Reunião para levantamento de informações do projeto

Reunião para apresentação do idealizador do produto.

Discussão das funcionalidades e suas particularidades do projeto considerando

as premissas levantadas pelo idealizador.

Apresentação de um escopo inicial do MVP (Minimum Viable Product) a ser

produzido.

(2) Análise e projeção

Exposição da análise de viabilidade do projeto composto de seu escopo e

funcionalidades.

Planejamento de desenvolvimento das funcionalidades do MVP e de alterações

do projeto.

(3) Prototipação e apresentação

Apresentação do design das telas e seus componentes exemplificando a

navegação e usabilidade do aplicativo.

Validação de regras aplicadas nos cálculos que serão gerados nos gráficos.

Readequação de funcionalidades do projeto conforme a necessidade.

(4) Desenvolvimento

Fase de implementação das funcionalidades (programação).

(5) Testes

Validação do aplicativo conforme escopo e funcionalidades.

Aprimoramento de detalhes de navegação, fluxo e ergonomia.

(6) Homologação

Liberação de uma versão beta para homologação com o cliente, validando

todas as funcionalidades levantadas e realizadas.

(7) Publicação

Ao final foi gerado um arquivo APK (Android Package) com a criação do

18

certificado digital e disponibilizado a versão pronta para publicação na loja

Google Play.

4. DIVULGAÇÃO

O aplicativo será divulgado através das mídias sociais, por meio de

anúncios no Facebook, Instagram e Google, também será oferecido cursos de curta

duração e workshops em universidades, faculdades e centros educacionais que

oferecem o curso de graduação em educação física.

19

5. REFERÊNCIAS

1. Häkkinen K, Pakarinen A, Alén M, Kauhanen H, Komi PV. Neuromuscular and

hormonal responses in elite athletes to two successive strength training sessions

in one day. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1988;57(2):133-139.

2. Tesch PA, Komi PV, Häkkinen K. Enzymatic adaptations consequent to long-term

strength training. Int J Sports Med 1987;8(Suppl1):66-69.

3. Ratamess NA, Falvo MJ, Mangine GT, Hoffman JR, Faigenbaum AD, Kang J. The

effect of rest interval length on metabolic responses to the bench press exercise.

Eur J Appl Physiol 2007;100(1):1-17.

4. Ratamess NA, Kraemer WJ, Volek JS, Maresh CM, Vanheest JL, Sharman MJ, et

al. Androgen receptor content following heavy resistance exercise in men. J

Steroid Biochem Mol Biol 2005;93(1):35-42.

5. Kraemer WJ, Ratamess NA. Fundamentals of resistance training: progression and

exercise prescription. Med Sci Sports Exerc 2004;36(4):674-688.

6. Kraemer WJ, Ratamess NA. Physiology of resistance training: current issues.

Philadelphia: Saunders; 2000.

7. ACSM. American College of Sports Medicine position stand. Progression models

in resistance training for healthy adults. Med Sci Sports Exerc 2009;41(3):687-708.

8. Raastad T, Bjøro T, Hallén J. Hormonal responses to high- and moderate-intensity

strength exercise. Eur J Appl Physiol 2000;82(1-2):121-128.

9. Häkkinen K, Alén M, Komi PV. Changes in isometric force- and relaxation-time,

electromyographic and muscle fibre characteristics of human skeletal muscle

during strength training and detraining. Acta Physiol Scand 1985;125(4):573-585.

10. Komi PV. Strength and Power in Sport. Oxford: Blackwell Scientific; 1992.

11. Fleck SJ. Cardiovascular adaptations to resistance training. Med Sci Sports

Exerc 1988;20(5):S146-S151.

12. Cronin J, McNair PJ, Marshall RN. The effects of bungy weight training on

muscle function and functional performance. J Sports Sci 2003;21(1):59-71.

20

13. Sforzo GA, Touey PR. Manipulating Exercise Order Affects Muscular

Performance During a Resistance Exercise Training Session. J Strength Cond

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14. Häkkinen K, Komi PV, Alén M. Effect of explosive type strength training on

isometric force- and relaxation-time, electromyographic and muscle fibre

characteristics of leg extensor muscles. Acta Physiol Scand 1985;125(4):587-

600.

15. Shepstone TN, Tang JE, Dallaire S, Schuenke MD, Staron RS, Phillips SM.

Short-term high- vs. low-velocity isokinetic lengthening training results in greater

hypertrophy of the elbow flexors in young men. J Appl Physiol 2005;98(5):1768-

1776.

16. Mazzetti S, Douglass M, Yocum A, Harber M. Effect of explosive versus slow

contractions and exercise intensity on energy expenditure. Med Sci Sports Exerc

2007;39(8):1291-1301.

21

APÊNDICE A – Manual

22

23

24

25

26

27

28

29

30

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APÊNDICE B – Trabalho Apresentado em Evento Científico

EFEITOS DA SUPLEMENTAÇÃO DE LEUCINA SOBRE OS NÍVEIS DE CREATINA QUINASE DURANTE A RECUPERAÇÃO MUSCULAR APÓS EXERCÍCIO RESISTIDO INTRODUÇÃO: A suplementação nutricional tem sido utilizada como uma estratégia não farmacológica para acelerar o processo de recuperação muscular após exercício resistido (ER). Neste contexto, prévios estudos sugerem que a suplementação de leucina (LEU) pode ser benéfica para aumentar a taxa de síntese proteica via estimulação da proteína mTOR e, consequentemente, acelerar o processo de recuperação muscular. No entanto, os efeitos atenuantes da suplementação de LEU sobre os níveis de creatina quinase (CK) após uma sessão de ER permanecem não esclarecidos. OBJETIVOS: Investigar os efeitos da suplementação isolada de LEU sobre os níveis plasmáticos de CK após uma única sessão de ER. MÉTODOS: Foi empregado um desenho crossover e duplo cego, na qual 11 homens e 3 mulheres (24 ± 3,3 anos) não treinados foram suplementados com LEU (6 g/dia) e placebo (PLA, 6 g/dia), em dois momentos, separados por um período washout de 1 semana. Em cada momento, os participantes foram submetidos a 1 sessão de ER (3 séries de 12 repetições à 70% de 1RM) envolvendo os exercícios de leg press e agachamento hack, e 3 subsequentes sessões (24, 48, e 72 horas após a sessão de ER) de teste de fadiga muscular (1 série até a fadiga voluntária à 50% de 1RM). Os suplementos foram fracionados em duas doses de 3 g que foram ingeridas 30 minutos antes e imediatamente após a sessão de ER e testes de fadiga. Os níveis de CK foram analisados nos momentos pré e pós a sessão de ER, e imediatamente após os testes de fadiga. Os dados foram analisados por meio de testes de ANOVA para medidas repetidas, complementado

pelo teste post-hoc de Bonferroni. O nível de significância foi estabelecido em P < 0,05. RESULTADOS: Os níveis plasmáticos de CK aumentaram (P < 0.05) em ambos os tratamentos (LEU e PLA) após a sessão de ER. Este aumento permaneceu elevado até o período de 24 h, e retornou gradualmente aos níveis basais após 48h de recuperação. Entretanto, nenhuma diferença significante (P > 0.05) foi observada entre os tratamentos com LEU e PLA. CONCLUSÃO: A suplementação isolada de LEU não alterou os níveis de CK após uma única sessão de ER de alta intensidade, sugerindo que a utilização deste suplemento pode não ser eficaz para acelerar o processo de recuperação muscular. Jacinto JL, Andrade WB, Oliveira DB, Aguiar AF. Efeitos da suplementação de leucina sobre os níveis de creatina quinase durante a recuperação muscular após exercício resistido. 40º Simpósio Internacional de Ciências do Esporte (Celafiscs). São Paulo, Brasil. 2017. p.8.

43

APÊNDICE C – Artigo Científico

Free leucine supplementation does not improve functional muscle recovery

after resistance exercise in young adult subjects

Jeferson Lucas Jacinto1, Andreo Fernando Aguiar1,

1 Center of Research in Health Sciences, North University of Paraná (UNOPAR),

Londrina, Paraná, Brazil

Corresponding author: Andreo Fernando Aguiar ()

Center of Research in Health Sciences, North University of Paraná (UNOPAR),

Avenue Paris, 675, Jardim Piza, CEP: 86041-120, Londrina, PR, Brazil. Tel: +55

4399523813, Fax: +55 4333717725, email: afaguiarunesp@gmail.com

44

ABSTRACT

Purpose: The effects of free leucine (LEU) supplementation on muscle recovery

from resistance exercise (RE) remains unknown. We aimed to determine whether

free LEU supplementation improves muscle recovery after a single session of high-

intensity RE in untrained young adults. Methods: Fourteen young adults (23.9 ± 3.6

yr.) participated in a double-blind crossover study in which they received 6 g of LEU

or placebo (PLA) on 2 different occasions, separated by a 7-d washout period. Each

occasion consisted of a single session of high-intensity RE (0 h) involving quadriceps

muscle, and 3 subsequent fatigue tests sessions (at 24, 48 and 72 h) to assess the

time course of muscle recovery. During the tests sessions, we assessed the following

variables: number of maximum repetitions, electromyography signal (i.e., root mean

square [RMS] and frequency median [MF]), muscle soreness and perceived exertion,

as well as blood levels of creatine kinase (CK) and lactate. Results: CK levels

increased at post-exercise and remained elevate at 24 h, which progressively

returned to baseline at 48 h post-exercise in both conditions. Lactate levels increased

immediately post-exercise and remained elevated at 24, 48, and 72 h post-exercise

in both conditions. No significant treatment x time interaction was found for all

dependents variables (maximum repetitions, perceived exertion, muscle soreness,

CPK, lactate, RMS, and MF) during the recovery period. Conclusion: Our data

indicates that free LEU supplementation does not improve the muscle recovery

process following a high-intensity RE session in untrained young subjects.

Keywords: Dietary supplements; amino acids; leucine; skeletal muscle; resistance

training; function recovery.

45

INTRODUCTION

Nutritional supplements are a common strategy used by athletes and recreationally

active adults to improve physical performance and muscle recovery. Among the

supplements, the amino acids branched-chain (BCAA), in particular leucine (LEU),

has been received special attention for their contribution in increasing muscle protein

synthesis (MPS) rates (Anthony et al. 2000; Koopman et al. 2006; Dreyer et al. 2008)

through a mainly process regulated by mammalian target of rapamycin (mTOR)

signaling pathway (Wang and Proud 2006). Additionally, it has also been suggested

that LEU supplementation may suppress muscle proteolysis (Zanchi et al. 2008) and

reduce protein oxidation (Shimomura et al. 2010) after resistance exercise.

Nevertheless, most of the previous studies that showed positive effects used

supplementation LEU in combination with other amino acids (e.g., BCAA), precluding

the analysis of their isolated effects (Coombes and McNaughton 2000; Greer et al.

2007; Howatson et al. 2012; Nosaka et al. 2006). For example, Howatson et al.

(2012) showed that BCAA administration during 12 days (10 g twice a day,

containing a ratio of 2:1:1 leucine, isoleucine and valines, respectively) promoted

reduction in CK levels, muscle soreness and greater recovery of maximal voluntary

contraction (MVC) during recovery period after five sets of 20 drop-jumps, compared

to the placebo group. Nosaka et al. (2006) reported that intake 4.5 g of an amino acid

mixture (3.6 g; 60% were essential amino acids with the major portion being BCAA) +

0.5 g CHO + 10 vitamins + 2 minerals + 0.045 g fat 30 min prior, immediately after

exercise and after dinner, may attenuates muscle damage over a 4-day recovery

period. These authors also showed a reduction in CK levels, aldolase activity,

myoglobin concentration and muscle soreness in untrained male that performed an

arm curl exercise.

46

Additionality, Coombes and McNaughton (2000) demonstrated significantly

reduced levels of lactate dehydrogenase (LDH) and CK during the recovery (up to 5

d post exercise) from a 120-min exercise in cycle ergometer at 70% VO2max in man

supplemented with BCAA (12 g/day) during 14 days. Consistent with these findings,

Greer et al. (2007) demonstrated a reduction in CK, LDH and soreness levels in

untrained men supplemented with BCAA (1.22 g leucine, 480 mg isoleucine and 730

mg valine) after performed 90 min exercise in cycle ergometer at 55% VO2peak.

While there is strong evidence to demonstrate that amino acid

supplementation containing LEU may be beneficial for decrease several recovery

markers after exercise, no study to date has examined whether free LEU

supplementation improves recovery of muscle function after high-intensity RE in

young adult subjects. Therefore, the aim of this study was to investigate the effects of

free LEU supplementation on recovery of muscle function after a single session of

high-intensity RE in untrained young adult subjects. Given that LEU has been shown

to improves several recovery markers (e.g., CK, LDH, myoglobin, muscle soreness)

and stimulate anabolic pathways (e.g., mTOR), we hypothesized that free LEU

supplementation would enhance muscle recovery from RE in young adult subjects.

47

METHODS

Subjects

Seventeen healthy, recreationally active subjects were recruited from a university

population, and 14 (11 men and 3 woman) of then completed the study (3 withdrew

by factor not related to the study). An a priori power analysis was conducted

(G*Power v. 3.1.9.2) for an F test (repeated measures, within- between interaction

factors for five-time points) to assess the required number of participants. On the

basis of a statistical power (1 – β) of 0.90, a moderate effect size (0.5), and an overall

level of significance of 0.05, least 8 subjects were required for this study. Participants

were excluded if they: (1) were smoker, (2) had ingested any ergogenic supplement

or anabolic steroids for the 6 months prior to the start of study, (3) were talking any

medication that could affect muscle recovery or the ability to train intensely, (4) had

participated in a exercise training program (more than 2 days per week, for 6 months

prior to the beginning of the study), (5) were unable to provide a detailed description

of their lifestyle and daily food intake, and (6) did not have medical approval to

perform physical exercise. The participants’ characteristics are presented in Table 1.

All subjects were informed of the procedures, risks, and benefits of the investigation

and signed an informed consent document approved by the Institutional Review

Board of the University (protocol no: 1.748.002). All procedures were performed

according to the principles in the latest version Declaration of Helsinki, revised in

2008.

48

Table 1. Participant characteristics

Age, y 23.9 ± 3.6

Height, cm 170.0 ± 8.0

Weight, kg 75.4 ± 8.7

BMI, kg/m2 26.1 ± 2.8

Glucose, mg/dL

Insulin, µg/dL

80.9 ± 10.1

11.7 ± 8.5

Cholesterol, mg/dL 166.1 ± 30.6

Values are means ± SD

Experimental design

A double-blind random crossover design was performed to examine the effects of

LEU supplementation on the time course of muscle recovery after a single session of

high-intensity RE in young subjects (Fig. 1). All subjects were randomly

supplemented with 1 of 2 treatments [leucine (LEU) or placebo (PLA)] on 2 occasions

(T1 and T2) separated by a 7-day washout period in order to ensure complete LEU

elimination from the body. Before T1, all subject completed 3 sessions of

familiarization and 2 sessions 1-repetition maximum (1RM) tests for leg press and

hack squat exercise. During T1 and T2, all subjects underwent a single session of

RE (0 h) and 3 subsequent sessions (at 24, 48 and 72 h) of fatigue tests (to assess

the time course of muscle recovery), performed at 30 minutes after supplementation.

In each session of the fatigue test, functional (i.e., number of maximum repetitions,

muscle soreness, and perceived exertion), metabolic (i.e., CK and lactate), and

physiological (i.e., RMS and MF signal) indicators of muscle recovery were

assessed. All participants completed a 3-day dietary intake record (including 1

weekend day) during each study moment. All subjects had adequate protein (> 1.2

g/kg/day) and carbohydrate (> 3 g/kg/day) intake during the study period (Table 2),

according to the recommendations proposed by the ACSM (2016).

49

We used a crossover design because of its advantages over a parallel group

design. First, crossover designs are not influenced by intersubject variability (e.g.,

genetic, food intake, motivation, and life style) because the participants acts as its

own control. Second, crossover designs are statistically efficient and require fewer

subjects than parallel designs. Finally, crossover designs allow the experiment to the

performed in a shorter time than a parallel group study, thereby increasing

participant’s adherence.

Figure 1. Experimental design.

Familiarization protocol

Before T1, all subjects completed 3 familiarization sessions with leg press and hack

squat exercises in order to minimize any learning effects and establish the reliability

of the testing protocols (Fig. 1). The protocol consisted of 3 sets of 8-12 repetitions,

with 2 min rest between sets and exercises. Qualified personnel individually

supervised each participant during the familiarization period. All sessions of

familiarization were performed at the same location, between 8 and 10 a.m.

50

Determination of one-repetition maximum load

After the familiarization, the participants completed 2 sessions of 1RM test for leg

press and hack squat exercises (Fig. 1). Standard testing protocol as previously

documented by Baechle and Earle (2008). The 1RM test was preceded by a set of

warm-up exercise (~15 repetitions) for each exercise. After 2 min of rest, the 1RM

attempts were performed with a progressively increasing load for each attempt, and

were separated by 4 to 5 min rest intervals to allow adequate recovery. Only 3

attempts were allowed in each testing session. Verbal encouragement was provided

during all 1RM attempts. The exercise was standardized and continuously monitored

by the same experienced rater in an attempt to assure the data quality and determine

the 1RM within 3 attempts. The interclass correlation coefficients (ICC) test-retest

were 0.94 for each 1RM test, indicating the elimination of the learning curve for the

subjects. All session of 1RM tests were performed at the same location, between 8

and 10 a.m.

Resistance training

During T1 and T2, all subjects were submitted to a single session of high-intensity

RE (3 sets of 8-12 repetitions at 70% of 1RM with 2 min rest between sets and

exercises), involving the leg press and hack squat exercise (bilateral), using

commercial machines (Nakagym equipment, São Paulo, Brazil). The cadence of

muscle action was 1 s concentric: 2 s eccentric according metronome. This protocol

was designed to maximize the recruitment of quadriceps muscle, and the training

stimulus was similar to a conventional RE session (3 sets of 8-12 repetitions at 70-

75% of 1RM) for novice individuals (ACSM, 2009). RE session began with general

(moderate walking on treadmill for 10 min) and specific (1 set of 12 repetitions with a

self-selected load) warm-up exercises for quadriceps muscle. Qualified personnel

supervised each participant individually during every workout. The RE session were

51

performed at the same location, between 8 and 10 a.m.

Supplementation protocol

During T1 and T2, the subjects orally ingested an identical appearance and

equivalent amount (6 g/d) of LEU or PLA dissolved in 200 mL of water. The LEU and

PLA were analyzed and confirmed for purity prior to the study. We have chosen to

use a dose of 6 g because similar doses (i.e., 3 – 5 g) has been reported to increase

the MPS rate in young subjects (Stark et al. 2012; Churchward-Venne et al. 2014).

The supplements were consumed in two equal doses (30 min before and

immediately after RE session and fatigue tests). It has been reported that the peak

concentration of plasma LEU is reached within 30 min (Katsanos et al. 2006;

Wilkinson et al. 2013). To ensure the double-blind design, an individual who was not

involved in the study was responsible for placing the supplements into bags and

labeling the capsules with the subjects´ names according to the randomization list.

Dietary intake

Participant completed a 3-day dietary intake record (including 1 weekend day) during

the T1 and T2 moments. The macronutrient composition of the diets was calculated

using software for nutritional assessment (Avanutri, version 3.1.4, Rio de Janeiro-RJ,

Brazil). Participants were instructed to maintain their habitual daily diet, and to refrain

from any strenuous activity during experimental period. The participants were also

instructed to report any adverse events from the supplements. No discomfort or

adverse effect were reported after LEU ingestion.

Perceived exertion

Rating of perceived exertion was measured immediately after muscular fatigue tests

(24, 48, and 72 h after RE session) during T1 and T2 using the OMNI-RES scale

(Robertson et al. 2003) (Fig. 1). The subjects were instructed to report the perceived

exertion value indicating a number of the OMNI-RES scale (0 “no effort” and 10

52

“maximal effort”) that best represented their overall muscular effort (Robertson et al.

2003; Day et al. 2004).

Delayed-onset muscle soreness

Muscle soreness was measured before muscular endurance tests (24, 48 and 72 h

after RE session) during T1 and T2 using a visual analog scale (VAS) (Fig. 1). The

VAS consists of a 10 cm line whose and points were labeled with “no pain” (left) and

“unbearable pain” (right). The subjects were instructed to palpate their quadriceps

muscle and mark a vertical line at the scale that best represented their rating of

momentary soreness. The score was the distance (in cm) from the left side of the

scale to the point marked (Mattacolla et al. 1997).

Muscular endurance tests and electromyography (EMG) signal recordings

During T1 and T2, all subjects were submitted to a muscular fatigue test (1 set at

50% of 1RM until failure) in the leg press exercise at 24, 48 and 72 h after RE

session (Fig. 1), in order to examine the muscular endurance recovery. During the

leg press test, surface EMG signals were recorded from the vastus lateralis (VL)

muscle using a pre-amplified (gain: 1000) active bipolar surface electrode (Model

EMG System Brazil Ltda, São José dos Campos, SP, Brazil) at a sampling rate of

2000 Hz. The subject’s skin was prepared by removing the superficial dead skin and

was sterilized with an alcohol swab. The Electrodes was placed at 2/3 on the line

from the anterior spina iliaca superior to the lateral side of the patella according to the

SENIAM (Surface EMG for Non-Invasive Assessment of Muscles) recommendation

and the reference electrode was fixed at the right styloid process. The EMG signals

were filtered with a band-pass digital filter between 10 and 500 Hz to remove high

frequency noise as well as low-frequency movement.

To determine the muscle activation and fatigue, two EMG parameters were

computed: Root mean square (RMS) and Median frequency (MF). RMS corresponds

53

to the muscular activation of the second and before last contractions of the

endurance test (e.g., to avoid the acceleration and the deceleration portions of the

concentric leg contractions during the extension phase of movement). This

parameter was computed by a moving RMS method executed on successive 250 ms

(512 points) time-series windows (50% overlap) to obtain the RMS average values

during the entire leg press exercise. MF corresponds to muscle fatigue from the

magnitude of the electromyography spectral content evaluated by the MF value of

the power spectra (Short-fast Fourier transform, Hanning windows processing) during

successive time windows (50% overlap) of 250 ms for the total time of the fatigue

test. Least squares linear regression analysis was applied to the MF time series to

calculate the rate of decline in MF over time (MF/time slope as a muscle fatigue

index), as supported by previous studies (Larivière et al. 2002; Kienbacher et al.

2014; da Silva et al. 2015). All EMG signals and estimates (RMS and MF) were

processed using MATLAB sub-routines for data computation from subsequent

analysis (Version 8.0, Mathworks®, South Natick, MA, USA).

Blood collection and analysis

Blood sample were collected at pre- and post-exercise as well as immediately after

muscular fatigue tests (24, 48, and 72 h after RE session) during T1 and T2 for

analyses of CK, lactate, insulin, glucose and cholesterol concentrations (Fig. 1). The

blood samples were allowed to coagulate at room temperature for 60 min and then

centrifuged at 2,000 g for 15 min, and the serum was frozen at -80ºC until analysis.

All analyses were performed in a laboratory equipped with automated systems using

commercial kits for chemiluminescence (insulin), kinetic (CK and lactate), and

enzymatic (cholesterol and glucose) techniques.

Statistical analysis

Data are expressed as means standard deviation (SD). The normality and

54

homogeneity for outcome measures were tested using the Shapiro-Wilk’s and

Levene’s tests, respectively. Independent variables included the supplementation

protocol (i.e., LEU and PLA) and time (i.e., 24, 48 and 72 h). Dependent variables

included number of maximum repetitions, perceived exertion, muscle soreness, EMG

signs (i.e., RMS and MF), and blood analysis (i.e., CK, and lactate). Food intake

(during T1 and T2) and area under curve (AUC) were analyzed using a paired t-test.

Two-way (treatment x time) analysis of variance (ANOVA) with repeated measures

was used to evaluate changes over time and between group for all dependent

variables. Violation of sphericity was adjusted by Greenhouse-Geisser. When

significant differences were confirmed with ANOVA, multiple comparisons testing

were performed using Bonferroni post hoc correction to identify these differences.

The significance level was set at P 0.05. Statistical analyses were performed using

SPSS statistical analysis software (SPSS version 20.0; Chicago, IL, USA).

Effect size (ES) and confidential interval (CI) have been recommended as a

more appropriate analysis for evidence the magnitude of an intervention (treatment

effect) (Nakagawa and Cuthill, 2007; Page, 2014) due their biological importance to

make clinical decision (Page, 2014), and elimination of confounding factors such as

sample size and measure variability (Batterham and Hopkins, 2006; Wilkinson, 2014;

Hopkins et al. 2009). Thus, we also analyzed ES and 95% CI (Cohen, 1977) to

ensure a more realistic biological interpretation of data and to provide practical

information on the magnitude or direction of the difference (treatment effect).

55

RESULTS

Dietary intake. The macronutrient intake is presented in Table 2. No significant

difference in the daily dietary intake were observed between T1 and T2 moments,

and all participants had adequate protein (>1.2 g/kg/day) and CHO (>3 g/kg/day)

intake during the study period, according to the recommendations proposed by

ACSM (2016). Participants throughout study reported no adverse effect.

Table 2. Macronutrient dietary intake between T1 and T2 moments

T1 T2 p value

Protein, g/kg/d 1.3 ± 0.4 1.3 ± 0.4 0.44

Carbohydrate, g/kg/d 3.6 ± 1.5 3.2 ± 1.1 0.44

Fat, g/kg/d 0.8 ± 0.3 0.8 ± 0.2 0.94

Total energy, kcal 2037.8 ± 778.8 1888.8 ± 500.4 0.58

Values are means ± SD. There were no differences between T1 and T2

moments.

Total repetitions and perceived exertion in the fatigue tests during recovery. The total

number of repetitions and perceived exertion for leg press (Fig. 2) fatigue tests during

recovery at 24, 48 and 72 h post-exercise did not differ over time between LEU and

PLA conditions (treatment x time P > 0.05; time P > 0.05). Both LEU and PLA

conditions achieved maximum perceived effort (OMNI scale score) in leg press (LEU:

10 0.1 vs. PLA: 10 0.1; P > 0.05) fatigue tests. AUC over 3 days of recovery was

similar (P > 0.05) between groups (Fig. 2; Left upper figure). The ES (95% CI) for

total repetitions over the 3 days of recovery is shown (Fig. 2; Right upper figure). The

data shown no positive effect in favor of LEU group.

56

Figure 2. Number of maximum repetitions in the leg press fatigue tests between LEU and

PLA groups during 3-d recovery period (24, 48, and 72h post-exercise). Data are means ± SD.

Left upper figure indicates the area-under-curve (AUC) during 3-d recovery period.

(Repeated-measures ANOVA: time P > 0.05; Group x time P > 0.05). Right upper figure

indicates the effect size (95% CI) between LEU and PLA groups during 3-d recovery period.

Note: The point “0” indicates the PLA group. When CI is further from “0” represent more

difference between groups (positive or negative), and the CI closer to “0” represent less group

difference or effect. When CI contains “0” means that there is no effect of treatment or

difference between groups. The data show no positive effect in favor of LEU.

CK and lactate blood levels after fatigue tests during recovery. Serum CK levels

increased (time P < 0.05) at post-exercise and remained elevate at 24 h (Fig. 3A),

with no differences between LEU and PLA conditions (treatment x time P > 0.05). CK

levels returned to baseline at 48 h post-exercise (Fig. 3A). Plasma lactate levels

increased (time P < 0.05) immediately post-exercise and remained elevated at 24,

48, and 72 h post-exercise (Fig. 3B), with no differences between LEU and PLA

57

conditions (treatment x time P > 0.05). AUC for CK (Fig. 3A; Left upper figure) and

lactate (Fig. 3B; Left upper figure) over 3 days of recovery were similar (P > 0.05)

between groups. The ES (95% CI) for CK (Fig. 3A; Right upper figure) and lactate

(Fig. 3B; Right upper figure) over the 3 days of recovery shown no positive effect in

favor of LEU group compared to PLA group.

Figure 3. Blood CK (A) and lactate (B) levels between LEU and PLA groups at pre- and

post-exercise, and immediately after fatigue tests during 3-d recovery period (24, 48, and 72h

post-exercise). Data are means ± SD. Left upper figure indicates the area-under-curve (AUC)

during 3-d recovery period. (Repeated-measures ANOVA: *P < 0.05 compared to Pre; Group

x time P > 0.05). Right upper figure indicates the effect size (95% CI) between LEU and PLA

groups during 3-d recovery period. Note: The point “0” indicates the PLA group. When CI is

further from “0” represent more difference between groups (positive or negative), and the CI

closer to “0” represent less group difference or effect. When CI contains “0” means that there

is no effect of treatment or difference between groups. The data show no positive effect in

favor of LEU.

58

Muscle soreness during recovery. Perceived intensity of muscle soreness before

fatigue tests during recovery at 24 h (LEU: 3.3 ± 1.8 vs. PLA: 3.8 ± 2.8), 48 h (LEU:

4.0 ± 2.5 vs. PLA: 4.1 ± 2.8) and 72 h (LEU: 2.9 ± 2.7 vs. PLA: 3.4 ± 2.7) post-

exercise did not differ over time between LEU and PLA conditions (treatment x time

P > 0.05; time P > 0.05).

EMG signal in the fatigue tests during recovery. RMS (Fig. 4A) and MF slope (Fig.

4B) in the leg press fatigue test during the recovery period (24, 48, and 72 h after

RE) did not change over time between LEU and PLA conditions (treatment x time P >

0.05; time P > 0.05), recovery were similar between conditions. AUC for RMS and

MF slope (Fig. 4A and B, respectively; Left upper panel) over 3 days of recovery

were similar (P > 0.05) between LEU and PLA groups. The ES (95% CI) for RMS and

MF slope over the 3 days of recovery are shown in Fig. 4A and B, respectively (Right

upper panel). The data show a positive effect in the MF slope 24 and 48 h post-

exercise in favor of LEU group and 72 h after shown a negative effect for this group.

59

Figure 4. RMS (A) and MF slope (B) values between LEU and PLA groups in the leg press

fatigue test during 3-d recovery period (24, 48, and 72 h post-exercise). Data are means ± SD.

Left upper figure indicates the area-under-curve (AUC) during 3-d recovery period.

(Repeated-measures ANOVA: time P > 0.05; Group x time P > 0.05). Right upper figure

indicates the effect size (95% CI) between LEU and PLA groups during 3-d recovery period.

Note: The point “0” indicates the PLA group. When CI is further from “0” represent more

difference between groups (positive or negative), and the CI closer to “0” represent less group

difference or effect. When CI contains “0” means that there is no effect of treatment or

difference between groups. The data show a positive effect in 24 and 48 h in the MF slope in

favor of LEU group, 72 h after shown a negative effect for this group.

60

DISCUSSION

To our knowledge, this is the first study to examine the effects of free LEU

supplementation on the time course of muscle recovery after a single session of

high-intensity RE in untrained young adult subjects. Based on the physiological

properties and beneficial effects of LEU on recovery markers (e.g., protein synthesis,

CK, and soreness), we hypothesized that LEU supplementation would enhance

muscle recovery process after RE by improving the muscular functional, metabolic,

anabolic, and physiological responses. In contrast to our hypothesis, we observed

that LEU supplementation 30 min prior and immediately after exercise (6 g total)

does not improvement functional (i.e., number of maximum repetitions, muscle

soreness, and perceived exertion), metabolic (i.e., CK and lactate), and physiological

(i.e., RMS and MF signal) indicators of muscle recovery in untrained young adult

subjects.

Leucine supplementation has been shown to increase MPS rate (Anthony et

al. 2000; Koopman et al. 2006; Dreyer et al. 2008), through a mainly process

regulated by mammalian target of rapamycin (mTOR) signaling pathway (Wang and

Proud 2006). This positive effect on MPS may be favorable for enhancing

regeneration of muscle damage after exercise (Kirby et al. 2012) and then improving

muscle function during recovery process. Nevertheless, we have shown that free

LEU supplementation does not promote any improvements in number of maximum

repetitions during recovery from RE (24, 48, and 72 h). According to our results,

Stock et al. (2010) showed that LEU addition in a carbohydrate beverage 30 min

before and immediately after exercise (45 mg/kg LEU + 0,50 g/kg CHO total) in

subjects trained does not increase performance (i.e., number of maximum repetition)

during 6 sets of squats to fatigue 30 min after beverage ingestion and 72 h later.

61

In addition, the RE session resulted in similar increase in plasma CK (post-

exercise and remained elevate at 24 h) and lactate (immediately post-exercise)

levels in both the LEU and PLA conditions, which typically indicates muscle damage

and impaired muscle function. Consistent with our results, Kirby et al. (2012) showed

no significant differences in CK levels between LEU and PLA groups, and LEU had

greater soreness levels over the five times of recovery after 5 sets of 20 drop jumps

and 6 sets of 10 repetitions of eccentric-only leg press in untrained males. Similarly,

Stock et al. (2010) reported no beneficial effects of LEU supplementation on CK and

lactate dehydrogenase levels. These results are consistent with no beneficial effect

of BCAA (containing 3.5 g leucine) on muscle soreness and plasma CK

concentration during 2 days after completed 12 sets of 10 repetitions of eccentric

knee extension in untrained males (Jackman et al. (2010). On the other hand,

previous studies shown that BCAA supplementation can reduce muscle soreness

(Howatson et al. 2012; Nosaka et al. 2006; Greer et al. 2007), CK levels (Howatson

et al. 2012; Nosaka et al. 2006; Coombes and McNaughton 2000) and LDH

(Coombes and McNaughton 2000; Greer et al. 2007). Therefore, a possible

explanation for our results may be the inability of LEU to attenuate muscle damage

during recovery period. The effect of LEU may have such a minimum contribution,

disappearing in the recovery period, due to the adverse conditions that muscle is

found after high-intensity RE with making differences difficult to be identify.

Additionally, we showed no differences in electromyography (EMG) indicators

of muscle activation (RMS) and fatigue (MF) between LEU and PLA conditions. To

our knowledge, this is the first study to examine the effects of LEU supplementation

on EMG indicators of RMS and MF during recovery from high-intensity RE.

Considering that the decline in MF and increase in RMS are typically associated with

muscle fatigue during isometric and dynamic contraction (De Luca 1993; Arab and

62

Salavati, 2007; da Silva et al. 2008; Adam and De Luca 2003), we expected an

inverse effect of LEU supplementation on these factors in the fatigue tests during

recovery period. However, no differences were observed between the LEU and PLA

conditions, which is line with the lack of a beneficial effect of LEU supplementation on

muscle functions (i.e., number of repetitions performed). This indicates that LEU

supplementation is not effective in improving the neuromuscular responses during

recovery from RE. This result is consistent with no difference in the muscle soreness

between LEU and PLA conditions during the recovery period. Although muscle

soreness may a poor indicator of exercise-induced muscle damage during recovery

(Nosaka et al. 2002), it usually reflects muscle fatigue. This supports the findings of

the present study that LEU supplementation does not attenuate muscle fatigue

during the period of recovery. Therefore, any possible beneficial effects of LEU

supplementation on muscle protein synthesis rates (Anthony et al. 2000; Koopman et

al. 2006; Dreyer et al. 2008), increase to muscle proteolysis (Zanchi et al. 2008;

Waldron et al. 2017) and reduced protein oxidation (Shimomura et al. 2010; Waldron

et al. 2017) may not be sufficient to improve muscle recovery in untrained young

subjects. It is noteworthy that a dose ~ 3 g is sufficient to increase blood LEU levels

(Katsanos et al. 2006), and MPS rate in young subjects (Stark et al. 2012;

Churchward-Venne et al. 2014). In addition, it has been demonstrated that after

administration of LEU (~ 3 g), time to reach maximum concentration (Tmax) was ~30

min and decreased to baseline by 2-3 h (Katsanos et al. 2006; Wilkinson et al. 2013).

Thus, the lack of a positive effect of free LEU supplementation on muscle recovery

from RE does not necessarily indicate that our subjects did not experience an

increase in the plasma LEU levels after exercise.

A few limitations of this study must be mentioned. First, we did not analyze

plasma LEU concentrations. However, previous studies that used the same dose of

63

LEU (i.e., 1.7 g; 2,8 g and 3.4 g) showed an increase in plasma LEU concentrations

(Katsanos et al. 2006; Wilkinson et al. 2013). Second, we did not collect muscle

biopsies for analysis of muscle tissue markers of regeneration (e.g., protein synthesis

and anabolic factors such as insulin-like growth factor [IGF-I], hepatocyte growth

factor [HGF], mTOR, and ribosomal protein S6 kinase [p70S6k]) and damage (e.g.,

histological changes); however, we analyzed the major plasma markers of muscle

regeneration (i.e., CK) as well as functional outcome measures (i.e., number of

repetitions performed, perceived exertion, muscle soreness, and EMG signs). Finally,

we did not standardize the subjects’ diet; however, we did instruct subjects to

duplicate their food intake for the 24 h proceeding each session.

In conclusion, LEU supplementation 30 min before and immediately post-

exercise (6 g total) does not improve muscle recovery from a single session of high-

intensity RE in untrained young subjects. Therefore, it is premature to recommend

free LEU supplementation as an ergogenic aid to improve muscle recovery after RE.

Future studies are required to assess the effects of LEU in individuals with different

training status (e.g., recreational practitioners and/or athletes).

Conflict of interest

No conflicts of interest, financial, or otherwise, are declared by the author(s).

64

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