UNIVERSIDADE DO ESTADO DE SANTA CATARINA ndash UDESC

CENTRO DE CIEcircNCIAS DA SAUacuteDE E DO ESPORTE ndash CEFID

MESTRADO EM CIEcircNCIAS DO MOVIMENTO HUMANO

JARDEL SCHLICKMANN

SUPLEMENTACcedilAtildeO COM BICARBONATO DE SOacuteDIO INFLUEcircNCIA

SOBRE O DESEMPENHO RESPOSTAS FISIOLOacuteGICAS E

NEUROMUSCULARES DURANTE E APOacuteS EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO NO CICLISMO

FLORIANOacutePOLIS-SC

2012

JARDEL SCHLICKMANN

SUPLEMENTACcedilAtildeO COM BICARBONATO DE SOacuteDIO INFLUEcircNCIA

SOBRE O DESEMPENHO RESPOSTAS FISIOLOacuteGICAS E

NEUROMUSCULARES DURANTE E APOacuteS EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO NO CICLISMO

Projeto apresentado ao programa de Poacutes-

graduaccedilatildeo Mestrado em Ciecircncias do Movimento

Humano do Centro de Ciecircncias da Sauacutede e do

Esporte ndash CEFID da Universidade do Estado de

Santa Catarina ndash UDESC como requisito parcial

para obtenccedilatildeo do tiacutetulo de Mestre em Ciecircncias do

Movimento Humano

Orientador Prof Dr Fabriacutezio Caputo

FLORIANOacutePOLIS-SC

2012

A todas as pessoas que de alguma forma lutaram

honestamente para difundir o conhecimento

cientiacutefico e o racionalismo Aos meus professores

e colegas de trabalho acadecircmico A minha

famiacutelia

AGRADECIMENTOS

Nenhuma palavra expressaria minha gratidatildeo agraves pessoas que me apoiaram e estiveram

comigo nessa etapa uacutenica de construccedilatildeo da minha carreira profissional e do meu

conhecimento Em especial gostaria de agradecer aos meus pais Beniacutecio Schlickmann e Eacuterica

Schlickmann por sempre terem disponibilizado as melhores condiccedilotildees ao longo da minha

vida e pela oportunidade de frequumlentar escolas qualificadas permitindo portanto que eu

pudesse me dedicar aos estudos e optar por aquilo que mais tenho apreccedilo no acircmbito

acadecircmico no caso a fisiologia do exerciacutecio Considero-me uma pessoa de muita sorte e feliz

pela convivecircncia harmoniosa que sempre tive com meus pais

Agradeccedilo a minha esposa Sara Michelon e ao meu filho Henrique Michelon

Schlickmann pela compreensatildeo nos momentos em que natildeo pude estar presente em virtude

dos trabalhos acadecircmicos e das responsabilidades inerentes ao curso com certeza o amor da

famiacutelia eacute um estiacutemulo imprescindiacutevel na superaccedilatildeo das dificuldades fornecendo uma base

soacutelida para suportar os percalccedilos do trabalho e da vida

Sem duacutevida seria impossiacutevel construir este estudo sem ajuda dos meus companheiros

de laboratoacuterio que muitas vezes deixaram suas atividades de lado para me auxiliar na coleta e

nas leituras dos inuacutemeros dados obtidos Apenas por conviver com o grupo de pesquisa do

LAPEDH jaacute valeria todo o esforccedilo do mestrado Satildeo pessoas de grande caraacuteter e de uma

generosidade uacutenica Fiz grandes amigos e aprendi muito nesses dois agradaacuteveis anos

Aos amigos do Laboratoacuterio de Pesquisas em Biomecacircnica Aquaacutetica em especial ao

Professor Alessandro Haupental muito obrigado pelo auxiacutelio e empreacutestimo de equipamentos

utilizados no projeto de pesquisa essenciais para o andamento dos trabalhos

Por fim fico grato ao meu orientador Fabrizio Caputo por ter aceitado me tutelar e ter

acreditado na minha capacidade de produccedilatildeo e planejamento em um meio cada vez mais

concorrido e repleto de prazos e responsabilidades Aleacutem do conhecimento tenho certeza que

conquistei vaacuterias amizades e um sentimento de gratidatildeo permaneceraacute eternamente na minha

memoacuteria

Obrigado a todos

―Penso que soacute haacute um caminho para a ciecircncia ou

para a filosofia encontrar um problema ver a sua

beleza e apaixonar-se por ele casar e viver feliz

com ele ateacute que a morte vos separe mdash a natildeo ser

que encontrem outro problema ainda mais

fascinante ou evidentemente a natildeo ser que

obtenham uma soluccedilatildeo Mas mesmo que

obtenham uma soluccedilatildeo poderatildeo entatildeo descobrir

para vosso deleite a existecircncia de toda uma

famiacutelia de problemas-filhos encantadores ainda

que talvez difiacuteceis para cujo bem-estar poderatildeo

trabalhar com um sentido ateacute ao fim dos vossos

dias

Karl Popper

RESUMO

SCHLICKMANN Jardel Suplementaccedilatildeo com bicarbonato de soacutedio influecircncia sobre o

desempenho respostas fisioloacutegicas e neuromusculares durante e apoacutes exerciacutecio

supramaacuteximo no ciclismo 2010 Matriacutecula 32110 Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias do

Movimento Humano ndash Aacuterea Desempenho no Esporte) ndash Universidade do Estado de Santa

Catarina Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em ciecircncias do movimento humano Florianoacutepolis

2012

O objetivo deste estudo foi verificar se a suplementaccedilatildeo com bicarbonato de soacutedio (NaHCO3)

altera o desempenho durante exerciacutecios supramaacuteximos no ciclismo (ESupra) as variaacuteveis

cardiorrespiratoacuterias e a forccedila muscular isomeacutetrica subsequumlente Participaram deste estudo 8

sujeitos do sexo masculino fisicamente ativos (230plusmn401anos 5469plusmn651mlkgmin-1

) Os

voluntaacuterios foram submetidos a um ESupra de 1min no cicloergocircmetro com carga 0075

kgpeso apoacutes a ingestatildeo de uma soluccedilatildeo com 03gkg NaHCO3 ou placebo (PLAC) com

0045gkg de NaCl Em seguida realizaram os testes de forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) para

os membros superiores e inferiores O NaHCO3 natildeo teve efeito sobre o desempenho no

ESupra (49745plusmn5247W) comparado ao PLAC (49797plusmn6015W) Natildeo foram observados

efeitos do ESupra nem da ingestatildeo do NaHCO3 no teste para FMI dos flexores do cotovelo

(NaHCO3 preacute 384plusmn66kgf e poacutes 367plusmn78kgf PLAC preacute 371plusmn68kgf e poacutes 362plusmn80kgf)

como tambeacutem para a FMI dos extensores do joelho (NaHCO3 preacute 8468plusmn1236kgf e poacutes

8028plusmn1188kgf PLAC preacute 8704plusmn1638kgf e poacutes 8120plusmn1341kgf) Em relaccedilatildeo agraves respostas

fisioloacutegicas foi observado um aumento significativo durante o ESupra apenas para o pico de

VCO2 (493plusmn047lmin) na condiccedilatildeo NaHCO3 comparado com o PLAC (444plusmn028lmin)

sem diferenccedilas significativas para essa variaacutevel durante a recuperaccedilatildeo Natildeo foram observadas

diferenccedilas significativas para o VO2 e VE em qualquer momento durante a recuperaccedilatildeo As

concentraccedilotildees de lactato sanguiacuteneo foram diferentes para condiccedilatildeo NaHCO3 quando

comparado com o PLAC agrave partir do segundo minuto apoacutes o ESupra ateacute o final dos 30min de

recuperaccedilatildeo Diante dos resultados encontrados eacute provaacutevel que o aumento na concentraccedilatildeo

do lactato sanguiacuteneo apoacutes ingestatildeo de NaHCO3 seja decorrente da maior liberaccedilatildeo do iacuteon pela

musculatura exercitada eou pela diminuiccedilatildeo da absorccedilatildeo nos outros tecidos uma vez que natildeo

foram apresentados indiacutecios de uma maior produccedilatildeo durante o exerciacutecio (ie melhora na

performance) Aleacutem disso o maior valor de VCO2 pico durante o ESupra sugere um maior

tamponamento do H+ gerado pela suplementaccedilatildeo com NaHCO3 Apesar de demonstrarmos

indiacutecios da accedilatildeo do bicarbonato sobre o equiliacutebrio acidobaacutesico e no transporte de lactato a

administraccedilatildeo do alcaloacuteide natildeo favoreceu o ESupra de 1min no ciclismo nem a forccedila maacutexima

isomeacutetrica de membros superiores e inferiores em indiviacuteduos ativos

Palavras chave Bicarbonato de Soacutedio Efeito Ergogecircnico Exerciacutecio Supramaacuteximo Maacutexima

forccedila voluntaacuteria

ABSTRACT

SCHLICKMANN Jardel Sodium Bicarbonate Supplementation Effect on Physiological

and Neuromuscular Performance During and After Supramaximal Exercises in Cycling

2010 Registration 32110 Dissertation (Masters program in Human Movement Sciences ndash

Area ndash Performance in Sports) ndash State University of Santa Catarina Masters Program in

Human Movement Sciences Florianoacutepolis 2012

The purpose of this study was to determine whether supplementation with sodium bicarbonate

(NaHCO3) changes in performance during supramaximal cycling exercise (ESupra) the

cardiorespiratory variables and subsequent isometric muscle strength (IMS) The study

include 8 male subjects physically active (230plusmn401years 5469plusmn651mlkgmin-1

) The

subjects underwent an all out ESupra at 1min in cycle ergometer with load 0075 kgweight

after ingestion of solution 03gkg with NaHCO3 or placebo (PLAC) with 0045gkg NaCl

After performed the IMS for the upper and lower limbs The NaHCO3 did not affect the

ESupra (49745plusmn5247W) compared with PLAC (49797plusmn6015W) There were no effects of

the ESupra or NaHCO3 ingestion of the test IMS for the elbow flexors (NaHCO3 pre

384plusmn66kgf and post 367plusmn78kgf PLAC pre 371plusmn68kgf and post 362plusmn80kgf) as well as

for IMS the knee extensors (NaHCO3 pre 8468plusmn1236kgf and after 8028plusmn1188kgf PLAC

pre 8704plusmn1638kgf and after 8120plusmn1341kgf) In relation the physiological responses was

observed a significant increase at the end of the ESupra only to VCO2 (493plusmn047lmin) in the

condition NaHCO3 compared to PLAC (444plusmn028lmin) No differences were observed for

VO2 VE and VCO2 at anytime during recovery Lactate concentrations were differently to

blood condition NaHCO3 compared to PLAC from the second minute after the ESupra

Before these results it is likely that the increase in blood lactate concentration after ingestions

of NaHCO3 was due to increased release of lactate exercised by muscle andor by decreasing

the absorption in other tissues since not presented evidence of increased production during

exercise (ie improved performance) Moreover the largest peak value during the VCO2 in

ESupra suggest a lager buffering H+ generated by supplementation with NaHCO3 Despite

evidence to demonstrate the action of NaHCO3 on acid-base balance and transport of lactate

the administration of the alkaloid did not favor the performance of 1min ESupra or the IMS of

the upper and lower limbs in active individuals

Key Words Sodium Bicarbonate Ergogenic Effect Supramaximal Exercise Maximum

Voluntary Force

LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter 30

Figura 2 Bicicleta Ergomeacutetrica Velotron 31

Figura 3 Ceacutelula de Carga BTS 200kg 31

Figura 4 Eletromioacutegrafo Miotool 32

Figura 5 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 35

Figura 6 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Pernas 35

Figura 7 Graacutefico Demonstrativo 5s Biacuteceps e 15s FMI Pernas 36

Figura 8 Graacutefico Cineacutetica do Lactato 39

Figura 9 Potecircncia no Teste Supramaacuteximo 41

Figura 10 Graacutefico Meacutedia da Potecircncia a Cada 05s 41

Figura 11 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Perna 42

Figura 12 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Perna 42

Figura 13 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 43

Figura 14 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Biacuteceps 43

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Componentes Relacionados ao Estudo da Fadiga

21

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da Amostra

30

Tabela 4 Esquema de Atividades Diaacuterias de Coleta

34

Tabela 3 Valores Para as Variaacuteveis Cardiorrespiratoacuterias 40

LISTA DE ABREVIATURAS

AL ndash Aacutecido Laacutetico

FM ndash Fadiga Muscular

H+ ndash Iacuteons de Hidrogecircnio

NaHCO3 ndash Bicarbonato de Soacutedio

SNC ndash Sistema Nervoso Central

FMI ndash Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica

Cl- ndash Iacuteon de Cloro

K+

ndash Iacuteon de Potaacutessio

HCO-3 ndash Iacuteon Bicarbonato

Na+ ndash Iacuteon Soacutedio

pH ndash Fator de Hidrogenizaccedilatildeo

ATP ndash Trifosfato de Adenosina

CC ndash Comando Central

CO2 ndash Dioacutexido de Carbono

O2 ndash Oxigecircnio

LAC ndash Iacuteon Lactato

Ca++

ndash Iacuteon Caacutelcio

pCO2 ndash Pressatildeo do Dioacutexido de Carbono

pO2 ndash Pressatildeo do Oxigecircnio

TT ndash Tuacutebulos Transversos

E-C ndash Processo de excitaccedilatildeocontraccedilatildeo

5HT ndash 5-Hidroxitriptofano

RS ndash Retiacuteculo Sarcoplasmaacutetico

EMG ndash Eletromiografia

FI ndash Fosfato Inorgacircnico

ADP ndash Difosfato de Adenosina

RL ndash Radicais Livres

VO2max ndash Volume Maacuteximo de Oxigecircnio

NaK ndash Bomba Soacutedio Potaacutessio

NKCC ndash Co-transportador dos Iacuteons Soacutedio Potaacutessio e Cloro

mmol ndash Milimol

NaF ndash Fluoreto de Soacutedio

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 13

11 PROBLEMA 13

12 OBJETIVOS 15

121 Geral 15

122 Especiacuteficos 16

13 JUSTIFICATIVA 16

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO 17

2 REVISAtildeO DE LITERATURA 18

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR 18

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA 19

23 FADIGA CENTRAL 21

231Comando Central 22

232 Neurocircnios Aferentes III e IV 23

24 FADIGA PERIFEacuteRICA 24

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular 24

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+) 24

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI) 25

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL) 25

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA 26

3 METODOLOGIA 29

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA 29

32 AMOSTRA 29

33 INSTRUMENTOS 30

331 SRM Power Meter 30

332 Velotron 31

333 Ceacutelula de Carga 31

334 Eletromioacutegrafo 32

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL 32

341 Sequecircncia dos Testes 32

35 MEDIDAS 34

351 Forccedila Isomeacutetrica 34

352 Lactato 36

353 Espirometria 36

354 Desempenho Supramaacuteximo 37

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3 37

37 TRATAMENTO ESTATIacuteSTICO DOS DADOS 38

4 RESULTADOS 39

5 DISCUSSAtildeO 44

51 AUMENTO DO EFLUXO DE LACTATO E DESEMPENHO NO EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO 44

52 ALTERACcedilOtildeES NOS PARAcircMETROS CARDIRRESPIRATOacuteRIOS 46

53 SUPLEMENTACcedilAtildeO COM NaHCO3 E FORCcedilA ISOMEacuteTRICA 47

6 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 48

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 49

GLOSSAacuteRIO 60

1 INTRODUCcedilAtildeO

11 PROBLEMA

Desde que o quiacutemico sueco Joumlns Jacob Berzelius haacute aproximadamente duzentos anos

atraacutes encontrou uma grande quantidade de aacutecido laacutetico (AL) em muacutesculos exauridos de cervos

e posteriormente Emil Heinrich du Bois-Reymond publicou seus estudos sobre a influecircncia

do AL na contraccedilatildeo muscular inuacutemeras pesquisas tecircm direcionado o foco no intuito de

esclarecer a natureza etioloacutegica e os possiacuteveis metaboacutelitos e mecanismos envolvidos no

processo da fadiga muscular (FM) (KOMPANJE et al 2007) De uma forma geral a melhor

compreensatildeo dos eventos ligados agrave FM tem possibilitado avanccedilos em diversas aacutereas as quais

se destacam tratamento e diagnoacutestico de doenccedilas (AMERINGER e SMITH 2011 LARUN e

MALTERUD 2011) produccedilatildeo de medicamentos (MEASE e CHOY 2009) reabilitaccedilatildeo

fiacutesica (FONTAINE et al 2011) prescriccedilatildeo e periodizaccedilatildeo do treinamento esportivo (APEL

et al 2011) desenvolvimento e produccedilatildeo de substacircncias ergogecircnicas para os esportes de alto

rendimento (BAGUET et al 2010) entre outros

Os fatores causadores da FM durante exerciacutecios de alta intensidade satildeo diferentes

daqueles que aparecem nos exerciacutecios de baixa intensidade e longa duraccedilatildeo (FITTS 1994)

Em relaccedilatildeo aos exerciacutecios intensos grande parte do fornecimento energeacutetico eacute derivado da

glicoacutelise anaeroacutebia caracterizado por um processo intenso de ressiacutentese da adenosina

trifosfato (ATP) que resulta na formaccedilatildeo de altas quantidades de acircnions de lactato e iacuteons de

hidrogecircnio (H+) Um aumento nestes eletroacutelitos contribui para a fadiga muscular (FM) um

estado definido como acidose metaboacutelica (JUEL 1998) Alguns estudos sustentam que a

elevaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos H+ intramuscular pode inibir a reaccedilatildeo da glicoacutelise e a atividade

enzimaacutetica da fosfofrutoquinase e da fosforilase prejudicar a ligaccedilatildeo do caacutelcio agrave troponina C

e interferir na liberaccedilatildeo do caacutelcio do retiacuteculo sarcoplasmaacutetico reduzindo a forccedila contraacutetil a

velocidade de contraccedilatildeo e relaxamento da fibra (SPRIET et al 1989 SCHABORT et al

2000 OOPIK et al 2003)

Considerando que a acidose eacute responsaacutevel por diversos processos que contribuem para

a FM a prevenccedilatildeo deste desequiliacutebrio metaboacutelico poderia aumentar o desempenho no

exerciacutecio supramaacuteximo onde ocorre uma produccedilatildeo excessiva de H+ Algumas pesquisas tecircm

encontrado resultados que suportam a administraccedilatildeo oral de substacircncias alcalinas portanto o

bicarbonato de soacutedio (NaHCO3) poderia amenizar a queda do pH durante o exerciacutecio intenso

estes agentes facilitadores do efluxo do lactato e do H+ auxiliariam a produccedilatildeo glicoliacutetica de

energia e o tamponamento iocircnico (LINDERMAN e FAHEY 1991 REQUENA et al 2005)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

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informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

37

calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)

JARDEL SCHLICKMANN

SUPLEMENTACcedilAtildeO COM BICARBONATO DE SOacuteDIO INFLUEcircNCIA

SOBRE O DESEMPENHO RESPOSTAS FISIOLOacuteGICAS E

NEUROMUSCULARES DURANTE E APOacuteS EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO NO CICLISMO

Projeto apresentado ao programa de Poacutes-

graduaccedilatildeo Mestrado em Ciecircncias do Movimento

Humano do Centro de Ciecircncias da Sauacutede e do

Esporte ndash CEFID da Universidade do Estado de

Santa Catarina ndash UDESC como requisito parcial

para obtenccedilatildeo do tiacutetulo de Mestre em Ciecircncias do

Movimento Humano

Orientador Prof Dr Fabriacutezio Caputo

FLORIANOacutePOLIS-SC

2012

A todas as pessoas que de alguma forma lutaram

honestamente para difundir o conhecimento

cientiacutefico e o racionalismo Aos meus professores

e colegas de trabalho acadecircmico A minha

famiacutelia

AGRADECIMENTOS

Nenhuma palavra expressaria minha gratidatildeo agraves pessoas que me apoiaram e estiveram

comigo nessa etapa uacutenica de construccedilatildeo da minha carreira profissional e do meu

conhecimento Em especial gostaria de agradecer aos meus pais Beniacutecio Schlickmann e Eacuterica

Schlickmann por sempre terem disponibilizado as melhores condiccedilotildees ao longo da minha

vida e pela oportunidade de frequumlentar escolas qualificadas permitindo portanto que eu

pudesse me dedicar aos estudos e optar por aquilo que mais tenho apreccedilo no acircmbito

acadecircmico no caso a fisiologia do exerciacutecio Considero-me uma pessoa de muita sorte e feliz

pela convivecircncia harmoniosa que sempre tive com meus pais

Agradeccedilo a minha esposa Sara Michelon e ao meu filho Henrique Michelon

Schlickmann pela compreensatildeo nos momentos em que natildeo pude estar presente em virtude

dos trabalhos acadecircmicos e das responsabilidades inerentes ao curso com certeza o amor da

famiacutelia eacute um estiacutemulo imprescindiacutevel na superaccedilatildeo das dificuldades fornecendo uma base

soacutelida para suportar os percalccedilos do trabalho e da vida

Sem duacutevida seria impossiacutevel construir este estudo sem ajuda dos meus companheiros

de laboratoacuterio que muitas vezes deixaram suas atividades de lado para me auxiliar na coleta e

nas leituras dos inuacutemeros dados obtidos Apenas por conviver com o grupo de pesquisa do

LAPEDH jaacute valeria todo o esforccedilo do mestrado Satildeo pessoas de grande caraacuteter e de uma

generosidade uacutenica Fiz grandes amigos e aprendi muito nesses dois agradaacuteveis anos

Aos amigos do Laboratoacuterio de Pesquisas em Biomecacircnica Aquaacutetica em especial ao

Professor Alessandro Haupental muito obrigado pelo auxiacutelio e empreacutestimo de equipamentos

utilizados no projeto de pesquisa essenciais para o andamento dos trabalhos

Por fim fico grato ao meu orientador Fabrizio Caputo por ter aceitado me tutelar e ter

acreditado na minha capacidade de produccedilatildeo e planejamento em um meio cada vez mais

concorrido e repleto de prazos e responsabilidades Aleacutem do conhecimento tenho certeza que

conquistei vaacuterias amizades e um sentimento de gratidatildeo permaneceraacute eternamente na minha

memoacuteria

Obrigado a todos

―Penso que soacute haacute um caminho para a ciecircncia ou

para a filosofia encontrar um problema ver a sua

beleza e apaixonar-se por ele casar e viver feliz

com ele ateacute que a morte vos separe mdash a natildeo ser

que encontrem outro problema ainda mais

fascinante ou evidentemente a natildeo ser que

obtenham uma soluccedilatildeo Mas mesmo que

obtenham uma soluccedilatildeo poderatildeo entatildeo descobrir

para vosso deleite a existecircncia de toda uma

famiacutelia de problemas-filhos encantadores ainda

que talvez difiacuteceis para cujo bem-estar poderatildeo

trabalhar com um sentido ateacute ao fim dos vossos

dias

Karl Popper

RESUMO

SCHLICKMANN Jardel Suplementaccedilatildeo com bicarbonato de soacutedio influecircncia sobre o

desempenho respostas fisioloacutegicas e neuromusculares durante e apoacutes exerciacutecio

supramaacuteximo no ciclismo 2010 Matriacutecula 32110 Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias do

Movimento Humano ndash Aacuterea Desempenho no Esporte) ndash Universidade do Estado de Santa

Catarina Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em ciecircncias do movimento humano Florianoacutepolis

2012

O objetivo deste estudo foi verificar se a suplementaccedilatildeo com bicarbonato de soacutedio (NaHCO3)

altera o desempenho durante exerciacutecios supramaacuteximos no ciclismo (ESupra) as variaacuteveis

cardiorrespiratoacuterias e a forccedila muscular isomeacutetrica subsequumlente Participaram deste estudo 8

sujeitos do sexo masculino fisicamente ativos (230plusmn401anos 5469plusmn651mlkgmin-1

) Os

voluntaacuterios foram submetidos a um ESupra de 1min no cicloergocircmetro com carga 0075

kgpeso apoacutes a ingestatildeo de uma soluccedilatildeo com 03gkg NaHCO3 ou placebo (PLAC) com

0045gkg de NaCl Em seguida realizaram os testes de forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) para

os membros superiores e inferiores O NaHCO3 natildeo teve efeito sobre o desempenho no

ESupra (49745plusmn5247W) comparado ao PLAC (49797plusmn6015W) Natildeo foram observados

efeitos do ESupra nem da ingestatildeo do NaHCO3 no teste para FMI dos flexores do cotovelo

(NaHCO3 preacute 384plusmn66kgf e poacutes 367plusmn78kgf PLAC preacute 371plusmn68kgf e poacutes 362plusmn80kgf)

como tambeacutem para a FMI dos extensores do joelho (NaHCO3 preacute 8468plusmn1236kgf e poacutes

8028plusmn1188kgf PLAC preacute 8704plusmn1638kgf e poacutes 8120plusmn1341kgf) Em relaccedilatildeo agraves respostas

fisioloacutegicas foi observado um aumento significativo durante o ESupra apenas para o pico de

VCO2 (493plusmn047lmin) na condiccedilatildeo NaHCO3 comparado com o PLAC (444plusmn028lmin)

sem diferenccedilas significativas para essa variaacutevel durante a recuperaccedilatildeo Natildeo foram observadas

diferenccedilas significativas para o VO2 e VE em qualquer momento durante a recuperaccedilatildeo As

concentraccedilotildees de lactato sanguiacuteneo foram diferentes para condiccedilatildeo NaHCO3 quando

comparado com o PLAC agrave partir do segundo minuto apoacutes o ESupra ateacute o final dos 30min de

recuperaccedilatildeo Diante dos resultados encontrados eacute provaacutevel que o aumento na concentraccedilatildeo

do lactato sanguiacuteneo apoacutes ingestatildeo de NaHCO3 seja decorrente da maior liberaccedilatildeo do iacuteon pela

musculatura exercitada eou pela diminuiccedilatildeo da absorccedilatildeo nos outros tecidos uma vez que natildeo

foram apresentados indiacutecios de uma maior produccedilatildeo durante o exerciacutecio (ie melhora na

performance) Aleacutem disso o maior valor de VCO2 pico durante o ESupra sugere um maior

tamponamento do H+ gerado pela suplementaccedilatildeo com NaHCO3 Apesar de demonstrarmos

indiacutecios da accedilatildeo do bicarbonato sobre o equiliacutebrio acidobaacutesico e no transporte de lactato a

administraccedilatildeo do alcaloacuteide natildeo favoreceu o ESupra de 1min no ciclismo nem a forccedila maacutexima

isomeacutetrica de membros superiores e inferiores em indiviacuteduos ativos

Palavras chave Bicarbonato de Soacutedio Efeito Ergogecircnico Exerciacutecio Supramaacuteximo Maacutexima

forccedila voluntaacuteria

ABSTRACT

SCHLICKMANN Jardel Sodium Bicarbonate Supplementation Effect on Physiological

and Neuromuscular Performance During and After Supramaximal Exercises in Cycling

2010 Registration 32110 Dissertation (Masters program in Human Movement Sciences ndash

Area ndash Performance in Sports) ndash State University of Santa Catarina Masters Program in

Human Movement Sciences Florianoacutepolis 2012

The purpose of this study was to determine whether supplementation with sodium bicarbonate

(NaHCO3) changes in performance during supramaximal cycling exercise (ESupra) the

cardiorespiratory variables and subsequent isometric muscle strength (IMS) The study

include 8 male subjects physically active (230plusmn401years 5469plusmn651mlkgmin-1

) The

subjects underwent an all out ESupra at 1min in cycle ergometer with load 0075 kgweight

after ingestion of solution 03gkg with NaHCO3 or placebo (PLAC) with 0045gkg NaCl

After performed the IMS for the upper and lower limbs The NaHCO3 did not affect the

ESupra (49745plusmn5247W) compared with PLAC (49797plusmn6015W) There were no effects of

the ESupra or NaHCO3 ingestion of the test IMS for the elbow flexors (NaHCO3 pre

384plusmn66kgf and post 367plusmn78kgf PLAC pre 371plusmn68kgf and post 362plusmn80kgf) as well as

for IMS the knee extensors (NaHCO3 pre 8468plusmn1236kgf and after 8028plusmn1188kgf PLAC

pre 8704plusmn1638kgf and after 8120plusmn1341kgf) In relation the physiological responses was

observed a significant increase at the end of the ESupra only to VCO2 (493plusmn047lmin) in the

condition NaHCO3 compared to PLAC (444plusmn028lmin) No differences were observed for

VO2 VE and VCO2 at anytime during recovery Lactate concentrations were differently to

blood condition NaHCO3 compared to PLAC from the second minute after the ESupra

Before these results it is likely that the increase in blood lactate concentration after ingestions

of NaHCO3 was due to increased release of lactate exercised by muscle andor by decreasing

the absorption in other tissues since not presented evidence of increased production during

exercise (ie improved performance) Moreover the largest peak value during the VCO2 in

ESupra suggest a lager buffering H+ generated by supplementation with NaHCO3 Despite

evidence to demonstrate the action of NaHCO3 on acid-base balance and transport of lactate

the administration of the alkaloid did not favor the performance of 1min ESupra or the IMS of

the upper and lower limbs in active individuals

Key Words Sodium Bicarbonate Ergogenic Effect Supramaximal Exercise Maximum

Voluntary Force

LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter 30

Figura 2 Bicicleta Ergomeacutetrica Velotron 31

Figura 3 Ceacutelula de Carga BTS 200kg 31

Figura 4 Eletromioacutegrafo Miotool 32

Figura 5 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 35

Figura 6 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Pernas 35

Figura 7 Graacutefico Demonstrativo 5s Biacuteceps e 15s FMI Pernas 36

Figura 8 Graacutefico Cineacutetica do Lactato 39

Figura 9 Potecircncia no Teste Supramaacuteximo 41

Figura 10 Graacutefico Meacutedia da Potecircncia a Cada 05s 41

Figura 11 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Perna 42

Figura 12 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Perna 42

Figura 13 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 43

Figura 14 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Biacuteceps 43

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Componentes Relacionados ao Estudo da Fadiga

21

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da Amostra

30

Tabela 4 Esquema de Atividades Diaacuterias de Coleta

34

Tabela 3 Valores Para as Variaacuteveis Cardiorrespiratoacuterias 40

LISTA DE ABREVIATURAS

AL ndash Aacutecido Laacutetico

FM ndash Fadiga Muscular

H+ ndash Iacuteons de Hidrogecircnio

NaHCO3 ndash Bicarbonato de Soacutedio

SNC ndash Sistema Nervoso Central

FMI ndash Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica

Cl- ndash Iacuteon de Cloro

K+

ndash Iacuteon de Potaacutessio

HCO-3 ndash Iacuteon Bicarbonato

Na+ ndash Iacuteon Soacutedio

pH ndash Fator de Hidrogenizaccedilatildeo

ATP ndash Trifosfato de Adenosina

CC ndash Comando Central

CO2 ndash Dioacutexido de Carbono

O2 ndash Oxigecircnio

LAC ndash Iacuteon Lactato

Ca++

ndash Iacuteon Caacutelcio

pCO2 ndash Pressatildeo do Dioacutexido de Carbono

pO2 ndash Pressatildeo do Oxigecircnio

TT ndash Tuacutebulos Transversos

E-C ndash Processo de excitaccedilatildeocontraccedilatildeo

5HT ndash 5-Hidroxitriptofano

RS ndash Retiacuteculo Sarcoplasmaacutetico

EMG ndash Eletromiografia

FI ndash Fosfato Inorgacircnico

ADP ndash Difosfato de Adenosina

RL ndash Radicais Livres

VO2max ndash Volume Maacuteximo de Oxigecircnio

NaK ndash Bomba Soacutedio Potaacutessio

NKCC ndash Co-transportador dos Iacuteons Soacutedio Potaacutessio e Cloro

mmol ndash Milimol

NaF ndash Fluoreto de Soacutedio

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 13

11 PROBLEMA 13

12 OBJETIVOS 15

121 Geral 15

122 Especiacuteficos 16

13 JUSTIFICATIVA 16

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO 17

2 REVISAtildeO DE LITERATURA 18

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR 18

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA 19

23 FADIGA CENTRAL 21

231Comando Central 22

232 Neurocircnios Aferentes III e IV 23

24 FADIGA PERIFEacuteRICA 24

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular 24

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+) 24

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI) 25

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL) 25

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA 26

3 METODOLOGIA 29

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA 29

32 AMOSTRA 29

33 INSTRUMENTOS 30

331 SRM Power Meter 30

332 Velotron 31

333 Ceacutelula de Carga 31

334 Eletromioacutegrafo 32

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL 32

341 Sequecircncia dos Testes 32

35 MEDIDAS 34

351 Forccedila Isomeacutetrica 34

352 Lactato 36

353 Espirometria 36

354 Desempenho Supramaacuteximo 37

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3 37

37 TRATAMENTO ESTATIacuteSTICO DOS DADOS 38

4 RESULTADOS 39

5 DISCUSSAtildeO 44

51 AUMENTO DO EFLUXO DE LACTATO E DESEMPENHO NO EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO 44

52 ALTERACcedilOtildeES NOS PARAcircMETROS CARDIRRESPIRATOacuteRIOS 46

53 SUPLEMENTACcedilAtildeO COM NaHCO3 E FORCcedilA ISOMEacuteTRICA 47

6 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 48

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 49

GLOSSAacuteRIO 60

1 INTRODUCcedilAtildeO

11 PROBLEMA

Desde que o quiacutemico sueco Joumlns Jacob Berzelius haacute aproximadamente duzentos anos

atraacutes encontrou uma grande quantidade de aacutecido laacutetico (AL) em muacutesculos exauridos de cervos

e posteriormente Emil Heinrich du Bois-Reymond publicou seus estudos sobre a influecircncia

do AL na contraccedilatildeo muscular inuacutemeras pesquisas tecircm direcionado o foco no intuito de

esclarecer a natureza etioloacutegica e os possiacuteveis metaboacutelitos e mecanismos envolvidos no

processo da fadiga muscular (FM) (KOMPANJE et al 2007) De uma forma geral a melhor

compreensatildeo dos eventos ligados agrave FM tem possibilitado avanccedilos em diversas aacutereas as quais

se destacam tratamento e diagnoacutestico de doenccedilas (AMERINGER e SMITH 2011 LARUN e

MALTERUD 2011) produccedilatildeo de medicamentos (MEASE e CHOY 2009) reabilitaccedilatildeo

fiacutesica (FONTAINE et al 2011) prescriccedilatildeo e periodizaccedilatildeo do treinamento esportivo (APEL

et al 2011) desenvolvimento e produccedilatildeo de substacircncias ergogecircnicas para os esportes de alto

rendimento (BAGUET et al 2010) entre outros

Os fatores causadores da FM durante exerciacutecios de alta intensidade satildeo diferentes

daqueles que aparecem nos exerciacutecios de baixa intensidade e longa duraccedilatildeo (FITTS 1994)

Em relaccedilatildeo aos exerciacutecios intensos grande parte do fornecimento energeacutetico eacute derivado da

glicoacutelise anaeroacutebia caracterizado por um processo intenso de ressiacutentese da adenosina

trifosfato (ATP) que resulta na formaccedilatildeo de altas quantidades de acircnions de lactato e iacuteons de

hidrogecircnio (H+) Um aumento nestes eletroacutelitos contribui para a fadiga muscular (FM) um

estado definido como acidose metaboacutelica (JUEL 1998) Alguns estudos sustentam que a

elevaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos H+ intramuscular pode inibir a reaccedilatildeo da glicoacutelise e a atividade

enzimaacutetica da fosfofrutoquinase e da fosforilase prejudicar a ligaccedilatildeo do caacutelcio agrave troponina C

e interferir na liberaccedilatildeo do caacutelcio do retiacuteculo sarcoplasmaacutetico reduzindo a forccedila contraacutetil a

velocidade de contraccedilatildeo e relaxamento da fibra (SPRIET et al 1989 SCHABORT et al

2000 OOPIK et al 2003)

Considerando que a acidose eacute responsaacutevel por diversos processos que contribuem para

a FM a prevenccedilatildeo deste desequiliacutebrio metaboacutelico poderia aumentar o desempenho no

exerciacutecio supramaacuteximo onde ocorre uma produccedilatildeo excessiva de H+ Algumas pesquisas tecircm

encontrado resultados que suportam a administraccedilatildeo oral de substacircncias alcalinas portanto o

bicarbonato de soacutedio (NaHCO3) poderia amenizar a queda do pH durante o exerciacutecio intenso

estes agentes facilitadores do efluxo do lactato e do H+ auxiliariam a produccedilatildeo glicoliacutetica de

energia e o tamponamento iocircnico (LINDERMAN e FAHEY 1991 REQUENA et al 2005)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

22

informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

37

calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)

A todas as pessoas que de alguma forma lutaram

honestamente para difundir o conhecimento

cientiacutefico e o racionalismo Aos meus professores

e colegas de trabalho acadecircmico A minha

famiacutelia

AGRADECIMENTOS

Nenhuma palavra expressaria minha gratidatildeo agraves pessoas que me apoiaram e estiveram

comigo nessa etapa uacutenica de construccedilatildeo da minha carreira profissional e do meu

conhecimento Em especial gostaria de agradecer aos meus pais Beniacutecio Schlickmann e Eacuterica

Schlickmann por sempre terem disponibilizado as melhores condiccedilotildees ao longo da minha

vida e pela oportunidade de frequumlentar escolas qualificadas permitindo portanto que eu

pudesse me dedicar aos estudos e optar por aquilo que mais tenho apreccedilo no acircmbito

acadecircmico no caso a fisiologia do exerciacutecio Considero-me uma pessoa de muita sorte e feliz

pela convivecircncia harmoniosa que sempre tive com meus pais

Agradeccedilo a minha esposa Sara Michelon e ao meu filho Henrique Michelon

Schlickmann pela compreensatildeo nos momentos em que natildeo pude estar presente em virtude

dos trabalhos acadecircmicos e das responsabilidades inerentes ao curso com certeza o amor da

famiacutelia eacute um estiacutemulo imprescindiacutevel na superaccedilatildeo das dificuldades fornecendo uma base

soacutelida para suportar os percalccedilos do trabalho e da vida

Sem duacutevida seria impossiacutevel construir este estudo sem ajuda dos meus companheiros

de laboratoacuterio que muitas vezes deixaram suas atividades de lado para me auxiliar na coleta e

nas leituras dos inuacutemeros dados obtidos Apenas por conviver com o grupo de pesquisa do

LAPEDH jaacute valeria todo o esforccedilo do mestrado Satildeo pessoas de grande caraacuteter e de uma

generosidade uacutenica Fiz grandes amigos e aprendi muito nesses dois agradaacuteveis anos

Aos amigos do Laboratoacuterio de Pesquisas em Biomecacircnica Aquaacutetica em especial ao

Professor Alessandro Haupental muito obrigado pelo auxiacutelio e empreacutestimo de equipamentos

utilizados no projeto de pesquisa essenciais para o andamento dos trabalhos

Por fim fico grato ao meu orientador Fabrizio Caputo por ter aceitado me tutelar e ter

acreditado na minha capacidade de produccedilatildeo e planejamento em um meio cada vez mais

concorrido e repleto de prazos e responsabilidades Aleacutem do conhecimento tenho certeza que

conquistei vaacuterias amizades e um sentimento de gratidatildeo permaneceraacute eternamente na minha

memoacuteria

Obrigado a todos

―Penso que soacute haacute um caminho para a ciecircncia ou

para a filosofia encontrar um problema ver a sua

beleza e apaixonar-se por ele casar e viver feliz

com ele ateacute que a morte vos separe mdash a natildeo ser

que encontrem outro problema ainda mais

fascinante ou evidentemente a natildeo ser que

obtenham uma soluccedilatildeo Mas mesmo que

obtenham uma soluccedilatildeo poderatildeo entatildeo descobrir

para vosso deleite a existecircncia de toda uma

famiacutelia de problemas-filhos encantadores ainda

que talvez difiacuteceis para cujo bem-estar poderatildeo

trabalhar com um sentido ateacute ao fim dos vossos

dias

Karl Popper

RESUMO

SCHLICKMANN Jardel Suplementaccedilatildeo com bicarbonato de soacutedio influecircncia sobre o

desempenho respostas fisioloacutegicas e neuromusculares durante e apoacutes exerciacutecio

supramaacuteximo no ciclismo 2010 Matriacutecula 32110 Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias do

Movimento Humano ndash Aacuterea Desempenho no Esporte) ndash Universidade do Estado de Santa

Catarina Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em ciecircncias do movimento humano Florianoacutepolis

2012

O objetivo deste estudo foi verificar se a suplementaccedilatildeo com bicarbonato de soacutedio (NaHCO3)

altera o desempenho durante exerciacutecios supramaacuteximos no ciclismo (ESupra) as variaacuteveis

cardiorrespiratoacuterias e a forccedila muscular isomeacutetrica subsequumlente Participaram deste estudo 8

sujeitos do sexo masculino fisicamente ativos (230plusmn401anos 5469plusmn651mlkgmin-1

) Os

voluntaacuterios foram submetidos a um ESupra de 1min no cicloergocircmetro com carga 0075

kgpeso apoacutes a ingestatildeo de uma soluccedilatildeo com 03gkg NaHCO3 ou placebo (PLAC) com

0045gkg de NaCl Em seguida realizaram os testes de forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) para

os membros superiores e inferiores O NaHCO3 natildeo teve efeito sobre o desempenho no

ESupra (49745plusmn5247W) comparado ao PLAC (49797plusmn6015W) Natildeo foram observados

efeitos do ESupra nem da ingestatildeo do NaHCO3 no teste para FMI dos flexores do cotovelo

(NaHCO3 preacute 384plusmn66kgf e poacutes 367plusmn78kgf PLAC preacute 371plusmn68kgf e poacutes 362plusmn80kgf)

como tambeacutem para a FMI dos extensores do joelho (NaHCO3 preacute 8468plusmn1236kgf e poacutes

8028plusmn1188kgf PLAC preacute 8704plusmn1638kgf e poacutes 8120plusmn1341kgf) Em relaccedilatildeo agraves respostas

fisioloacutegicas foi observado um aumento significativo durante o ESupra apenas para o pico de

VCO2 (493plusmn047lmin) na condiccedilatildeo NaHCO3 comparado com o PLAC (444plusmn028lmin)

sem diferenccedilas significativas para essa variaacutevel durante a recuperaccedilatildeo Natildeo foram observadas

diferenccedilas significativas para o VO2 e VE em qualquer momento durante a recuperaccedilatildeo As

concentraccedilotildees de lactato sanguiacuteneo foram diferentes para condiccedilatildeo NaHCO3 quando

comparado com o PLAC agrave partir do segundo minuto apoacutes o ESupra ateacute o final dos 30min de

recuperaccedilatildeo Diante dos resultados encontrados eacute provaacutevel que o aumento na concentraccedilatildeo

do lactato sanguiacuteneo apoacutes ingestatildeo de NaHCO3 seja decorrente da maior liberaccedilatildeo do iacuteon pela

musculatura exercitada eou pela diminuiccedilatildeo da absorccedilatildeo nos outros tecidos uma vez que natildeo

foram apresentados indiacutecios de uma maior produccedilatildeo durante o exerciacutecio (ie melhora na

performance) Aleacutem disso o maior valor de VCO2 pico durante o ESupra sugere um maior

tamponamento do H+ gerado pela suplementaccedilatildeo com NaHCO3 Apesar de demonstrarmos

indiacutecios da accedilatildeo do bicarbonato sobre o equiliacutebrio acidobaacutesico e no transporte de lactato a

administraccedilatildeo do alcaloacuteide natildeo favoreceu o ESupra de 1min no ciclismo nem a forccedila maacutexima

isomeacutetrica de membros superiores e inferiores em indiviacuteduos ativos

Palavras chave Bicarbonato de Soacutedio Efeito Ergogecircnico Exerciacutecio Supramaacuteximo Maacutexima

forccedila voluntaacuteria

ABSTRACT

SCHLICKMANN Jardel Sodium Bicarbonate Supplementation Effect on Physiological

and Neuromuscular Performance During and After Supramaximal Exercises in Cycling

2010 Registration 32110 Dissertation (Masters program in Human Movement Sciences ndash

Area ndash Performance in Sports) ndash State University of Santa Catarina Masters Program in

Human Movement Sciences Florianoacutepolis 2012

The purpose of this study was to determine whether supplementation with sodium bicarbonate

(NaHCO3) changes in performance during supramaximal cycling exercise (ESupra) the

cardiorespiratory variables and subsequent isometric muscle strength (IMS) The study

include 8 male subjects physically active (230plusmn401years 5469plusmn651mlkgmin-1

) The

subjects underwent an all out ESupra at 1min in cycle ergometer with load 0075 kgweight

after ingestion of solution 03gkg with NaHCO3 or placebo (PLAC) with 0045gkg NaCl

After performed the IMS for the upper and lower limbs The NaHCO3 did not affect the

ESupra (49745plusmn5247W) compared with PLAC (49797plusmn6015W) There were no effects of

the ESupra or NaHCO3 ingestion of the test IMS for the elbow flexors (NaHCO3 pre

384plusmn66kgf and post 367plusmn78kgf PLAC pre 371plusmn68kgf and post 362plusmn80kgf) as well as

for IMS the knee extensors (NaHCO3 pre 8468plusmn1236kgf and after 8028plusmn1188kgf PLAC

pre 8704plusmn1638kgf and after 8120plusmn1341kgf) In relation the physiological responses was

observed a significant increase at the end of the ESupra only to VCO2 (493plusmn047lmin) in the

condition NaHCO3 compared to PLAC (444plusmn028lmin) No differences were observed for

VO2 VE and VCO2 at anytime during recovery Lactate concentrations were differently to

blood condition NaHCO3 compared to PLAC from the second minute after the ESupra

Before these results it is likely that the increase in blood lactate concentration after ingestions

of NaHCO3 was due to increased release of lactate exercised by muscle andor by decreasing

the absorption in other tissues since not presented evidence of increased production during

exercise (ie improved performance) Moreover the largest peak value during the VCO2 in

ESupra suggest a lager buffering H+ generated by supplementation with NaHCO3 Despite

evidence to demonstrate the action of NaHCO3 on acid-base balance and transport of lactate

the administration of the alkaloid did not favor the performance of 1min ESupra or the IMS of

the upper and lower limbs in active individuals

Key Words Sodium Bicarbonate Ergogenic Effect Supramaximal Exercise Maximum

Voluntary Force

LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter 30

Figura 2 Bicicleta Ergomeacutetrica Velotron 31

Figura 3 Ceacutelula de Carga BTS 200kg 31

Figura 4 Eletromioacutegrafo Miotool 32

Figura 5 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 35

Figura 6 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Pernas 35

Figura 7 Graacutefico Demonstrativo 5s Biacuteceps e 15s FMI Pernas 36

Figura 8 Graacutefico Cineacutetica do Lactato 39

Figura 9 Potecircncia no Teste Supramaacuteximo 41

Figura 10 Graacutefico Meacutedia da Potecircncia a Cada 05s 41

Figura 11 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Perna 42

Figura 12 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Perna 42

Figura 13 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 43

Figura 14 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Biacuteceps 43

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Componentes Relacionados ao Estudo da Fadiga

21

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da Amostra

30

Tabela 4 Esquema de Atividades Diaacuterias de Coleta

34

Tabela 3 Valores Para as Variaacuteveis Cardiorrespiratoacuterias 40

LISTA DE ABREVIATURAS

AL ndash Aacutecido Laacutetico

FM ndash Fadiga Muscular

H+ ndash Iacuteons de Hidrogecircnio

NaHCO3 ndash Bicarbonato de Soacutedio

SNC ndash Sistema Nervoso Central

FMI ndash Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica

Cl- ndash Iacuteon de Cloro

K+

ndash Iacuteon de Potaacutessio

HCO-3 ndash Iacuteon Bicarbonato

Na+ ndash Iacuteon Soacutedio

pH ndash Fator de Hidrogenizaccedilatildeo

ATP ndash Trifosfato de Adenosina

CC ndash Comando Central

CO2 ndash Dioacutexido de Carbono

O2 ndash Oxigecircnio

LAC ndash Iacuteon Lactato

Ca++

ndash Iacuteon Caacutelcio

pCO2 ndash Pressatildeo do Dioacutexido de Carbono

pO2 ndash Pressatildeo do Oxigecircnio

TT ndash Tuacutebulos Transversos

E-C ndash Processo de excitaccedilatildeocontraccedilatildeo

5HT ndash 5-Hidroxitriptofano

RS ndash Retiacuteculo Sarcoplasmaacutetico

EMG ndash Eletromiografia

FI ndash Fosfato Inorgacircnico

ADP ndash Difosfato de Adenosina

RL ndash Radicais Livres

VO2max ndash Volume Maacuteximo de Oxigecircnio

NaK ndash Bomba Soacutedio Potaacutessio

NKCC ndash Co-transportador dos Iacuteons Soacutedio Potaacutessio e Cloro

mmol ndash Milimol

NaF ndash Fluoreto de Soacutedio

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 13

11 PROBLEMA 13

12 OBJETIVOS 15

121 Geral 15

122 Especiacuteficos 16

13 JUSTIFICATIVA 16

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO 17

2 REVISAtildeO DE LITERATURA 18

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR 18

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA 19

23 FADIGA CENTRAL 21

231Comando Central 22

232 Neurocircnios Aferentes III e IV 23

24 FADIGA PERIFEacuteRICA 24

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular 24

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+) 24

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI) 25

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL) 25

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA 26

3 METODOLOGIA 29

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA 29

32 AMOSTRA 29

33 INSTRUMENTOS 30

331 SRM Power Meter 30

332 Velotron 31

333 Ceacutelula de Carga 31

334 Eletromioacutegrafo 32

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL 32

341 Sequecircncia dos Testes 32

35 MEDIDAS 34

351 Forccedila Isomeacutetrica 34

352 Lactato 36

353 Espirometria 36

354 Desempenho Supramaacuteximo 37

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3 37

37 TRATAMENTO ESTATIacuteSTICO DOS DADOS 38

4 RESULTADOS 39

5 DISCUSSAtildeO 44

51 AUMENTO DO EFLUXO DE LACTATO E DESEMPENHO NO EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO 44

52 ALTERACcedilOtildeES NOS PARAcircMETROS CARDIRRESPIRATOacuteRIOS 46

53 SUPLEMENTACcedilAtildeO COM NaHCO3 E FORCcedilA ISOMEacuteTRICA 47

6 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 48

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 49

GLOSSAacuteRIO 60

1 INTRODUCcedilAtildeO

11 PROBLEMA

Desde que o quiacutemico sueco Joumlns Jacob Berzelius haacute aproximadamente duzentos anos

atraacutes encontrou uma grande quantidade de aacutecido laacutetico (AL) em muacutesculos exauridos de cervos

e posteriormente Emil Heinrich du Bois-Reymond publicou seus estudos sobre a influecircncia

do AL na contraccedilatildeo muscular inuacutemeras pesquisas tecircm direcionado o foco no intuito de

esclarecer a natureza etioloacutegica e os possiacuteveis metaboacutelitos e mecanismos envolvidos no

processo da fadiga muscular (FM) (KOMPANJE et al 2007) De uma forma geral a melhor

compreensatildeo dos eventos ligados agrave FM tem possibilitado avanccedilos em diversas aacutereas as quais

se destacam tratamento e diagnoacutestico de doenccedilas (AMERINGER e SMITH 2011 LARUN e

MALTERUD 2011) produccedilatildeo de medicamentos (MEASE e CHOY 2009) reabilitaccedilatildeo

fiacutesica (FONTAINE et al 2011) prescriccedilatildeo e periodizaccedilatildeo do treinamento esportivo (APEL

et al 2011) desenvolvimento e produccedilatildeo de substacircncias ergogecircnicas para os esportes de alto

rendimento (BAGUET et al 2010) entre outros

Os fatores causadores da FM durante exerciacutecios de alta intensidade satildeo diferentes

daqueles que aparecem nos exerciacutecios de baixa intensidade e longa duraccedilatildeo (FITTS 1994)

Em relaccedilatildeo aos exerciacutecios intensos grande parte do fornecimento energeacutetico eacute derivado da

glicoacutelise anaeroacutebia caracterizado por um processo intenso de ressiacutentese da adenosina

trifosfato (ATP) que resulta na formaccedilatildeo de altas quantidades de acircnions de lactato e iacuteons de

hidrogecircnio (H+) Um aumento nestes eletroacutelitos contribui para a fadiga muscular (FM) um

estado definido como acidose metaboacutelica (JUEL 1998) Alguns estudos sustentam que a

elevaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos H+ intramuscular pode inibir a reaccedilatildeo da glicoacutelise e a atividade

enzimaacutetica da fosfofrutoquinase e da fosforilase prejudicar a ligaccedilatildeo do caacutelcio agrave troponina C

e interferir na liberaccedilatildeo do caacutelcio do retiacuteculo sarcoplasmaacutetico reduzindo a forccedila contraacutetil a

velocidade de contraccedilatildeo e relaxamento da fibra (SPRIET et al 1989 SCHABORT et al

2000 OOPIK et al 2003)

Considerando que a acidose eacute responsaacutevel por diversos processos que contribuem para

a FM a prevenccedilatildeo deste desequiliacutebrio metaboacutelico poderia aumentar o desempenho no

exerciacutecio supramaacuteximo onde ocorre uma produccedilatildeo excessiva de H+ Algumas pesquisas tecircm

encontrado resultados que suportam a administraccedilatildeo oral de substacircncias alcalinas portanto o

bicarbonato de soacutedio (NaHCO3) poderia amenizar a queda do pH durante o exerciacutecio intenso

estes agentes facilitadores do efluxo do lactato e do H+ auxiliariam a produccedilatildeo glicoliacutetica de

energia e o tamponamento iocircnico (LINDERMAN e FAHEY 1991 REQUENA et al 2005)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

22

informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

37

calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)

AGRADECIMENTOS

Nenhuma palavra expressaria minha gratidatildeo agraves pessoas que me apoiaram e estiveram

comigo nessa etapa uacutenica de construccedilatildeo da minha carreira profissional e do meu

conhecimento Em especial gostaria de agradecer aos meus pais Beniacutecio Schlickmann e Eacuterica

Schlickmann por sempre terem disponibilizado as melhores condiccedilotildees ao longo da minha

vida e pela oportunidade de frequumlentar escolas qualificadas permitindo portanto que eu

pudesse me dedicar aos estudos e optar por aquilo que mais tenho apreccedilo no acircmbito

acadecircmico no caso a fisiologia do exerciacutecio Considero-me uma pessoa de muita sorte e feliz

pela convivecircncia harmoniosa que sempre tive com meus pais

Agradeccedilo a minha esposa Sara Michelon e ao meu filho Henrique Michelon

Schlickmann pela compreensatildeo nos momentos em que natildeo pude estar presente em virtude

dos trabalhos acadecircmicos e das responsabilidades inerentes ao curso com certeza o amor da

famiacutelia eacute um estiacutemulo imprescindiacutevel na superaccedilatildeo das dificuldades fornecendo uma base

soacutelida para suportar os percalccedilos do trabalho e da vida

Sem duacutevida seria impossiacutevel construir este estudo sem ajuda dos meus companheiros

de laboratoacuterio que muitas vezes deixaram suas atividades de lado para me auxiliar na coleta e

nas leituras dos inuacutemeros dados obtidos Apenas por conviver com o grupo de pesquisa do

LAPEDH jaacute valeria todo o esforccedilo do mestrado Satildeo pessoas de grande caraacuteter e de uma

generosidade uacutenica Fiz grandes amigos e aprendi muito nesses dois agradaacuteveis anos

Aos amigos do Laboratoacuterio de Pesquisas em Biomecacircnica Aquaacutetica em especial ao

Professor Alessandro Haupental muito obrigado pelo auxiacutelio e empreacutestimo de equipamentos

utilizados no projeto de pesquisa essenciais para o andamento dos trabalhos

Por fim fico grato ao meu orientador Fabrizio Caputo por ter aceitado me tutelar e ter

acreditado na minha capacidade de produccedilatildeo e planejamento em um meio cada vez mais

concorrido e repleto de prazos e responsabilidades Aleacutem do conhecimento tenho certeza que

conquistei vaacuterias amizades e um sentimento de gratidatildeo permaneceraacute eternamente na minha

memoacuteria

Obrigado a todos

―Penso que soacute haacute um caminho para a ciecircncia ou

para a filosofia encontrar um problema ver a sua

beleza e apaixonar-se por ele casar e viver feliz

com ele ateacute que a morte vos separe mdash a natildeo ser

que encontrem outro problema ainda mais

fascinante ou evidentemente a natildeo ser que

obtenham uma soluccedilatildeo Mas mesmo que

obtenham uma soluccedilatildeo poderatildeo entatildeo descobrir

para vosso deleite a existecircncia de toda uma

famiacutelia de problemas-filhos encantadores ainda

que talvez difiacuteceis para cujo bem-estar poderatildeo

trabalhar com um sentido ateacute ao fim dos vossos

dias

Karl Popper

RESUMO

SCHLICKMANN Jardel Suplementaccedilatildeo com bicarbonato de soacutedio influecircncia sobre o

desempenho respostas fisioloacutegicas e neuromusculares durante e apoacutes exerciacutecio

supramaacuteximo no ciclismo 2010 Matriacutecula 32110 Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias do

Movimento Humano ndash Aacuterea Desempenho no Esporte) ndash Universidade do Estado de Santa

Catarina Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em ciecircncias do movimento humano Florianoacutepolis

2012

O objetivo deste estudo foi verificar se a suplementaccedilatildeo com bicarbonato de soacutedio (NaHCO3)

altera o desempenho durante exerciacutecios supramaacuteximos no ciclismo (ESupra) as variaacuteveis

cardiorrespiratoacuterias e a forccedila muscular isomeacutetrica subsequumlente Participaram deste estudo 8

sujeitos do sexo masculino fisicamente ativos (230plusmn401anos 5469plusmn651mlkgmin-1

) Os

voluntaacuterios foram submetidos a um ESupra de 1min no cicloergocircmetro com carga 0075

kgpeso apoacutes a ingestatildeo de uma soluccedilatildeo com 03gkg NaHCO3 ou placebo (PLAC) com

0045gkg de NaCl Em seguida realizaram os testes de forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) para

os membros superiores e inferiores O NaHCO3 natildeo teve efeito sobre o desempenho no

ESupra (49745plusmn5247W) comparado ao PLAC (49797plusmn6015W) Natildeo foram observados

efeitos do ESupra nem da ingestatildeo do NaHCO3 no teste para FMI dos flexores do cotovelo

(NaHCO3 preacute 384plusmn66kgf e poacutes 367plusmn78kgf PLAC preacute 371plusmn68kgf e poacutes 362plusmn80kgf)

como tambeacutem para a FMI dos extensores do joelho (NaHCO3 preacute 8468plusmn1236kgf e poacutes

8028plusmn1188kgf PLAC preacute 8704plusmn1638kgf e poacutes 8120plusmn1341kgf) Em relaccedilatildeo agraves respostas

fisioloacutegicas foi observado um aumento significativo durante o ESupra apenas para o pico de

VCO2 (493plusmn047lmin) na condiccedilatildeo NaHCO3 comparado com o PLAC (444plusmn028lmin)

sem diferenccedilas significativas para essa variaacutevel durante a recuperaccedilatildeo Natildeo foram observadas

diferenccedilas significativas para o VO2 e VE em qualquer momento durante a recuperaccedilatildeo As

concentraccedilotildees de lactato sanguiacuteneo foram diferentes para condiccedilatildeo NaHCO3 quando

comparado com o PLAC agrave partir do segundo minuto apoacutes o ESupra ateacute o final dos 30min de

recuperaccedilatildeo Diante dos resultados encontrados eacute provaacutevel que o aumento na concentraccedilatildeo

do lactato sanguiacuteneo apoacutes ingestatildeo de NaHCO3 seja decorrente da maior liberaccedilatildeo do iacuteon pela

musculatura exercitada eou pela diminuiccedilatildeo da absorccedilatildeo nos outros tecidos uma vez que natildeo

foram apresentados indiacutecios de uma maior produccedilatildeo durante o exerciacutecio (ie melhora na

performance) Aleacutem disso o maior valor de VCO2 pico durante o ESupra sugere um maior

tamponamento do H+ gerado pela suplementaccedilatildeo com NaHCO3 Apesar de demonstrarmos

indiacutecios da accedilatildeo do bicarbonato sobre o equiliacutebrio acidobaacutesico e no transporte de lactato a

administraccedilatildeo do alcaloacuteide natildeo favoreceu o ESupra de 1min no ciclismo nem a forccedila maacutexima

isomeacutetrica de membros superiores e inferiores em indiviacuteduos ativos

Palavras chave Bicarbonato de Soacutedio Efeito Ergogecircnico Exerciacutecio Supramaacuteximo Maacutexima

forccedila voluntaacuteria

ABSTRACT

SCHLICKMANN Jardel Sodium Bicarbonate Supplementation Effect on Physiological

and Neuromuscular Performance During and After Supramaximal Exercises in Cycling

2010 Registration 32110 Dissertation (Masters program in Human Movement Sciences ndash

Area ndash Performance in Sports) ndash State University of Santa Catarina Masters Program in

Human Movement Sciences Florianoacutepolis 2012

The purpose of this study was to determine whether supplementation with sodium bicarbonate

(NaHCO3) changes in performance during supramaximal cycling exercise (ESupra) the

cardiorespiratory variables and subsequent isometric muscle strength (IMS) The study

include 8 male subjects physically active (230plusmn401years 5469plusmn651mlkgmin-1

) The

subjects underwent an all out ESupra at 1min in cycle ergometer with load 0075 kgweight

after ingestion of solution 03gkg with NaHCO3 or placebo (PLAC) with 0045gkg NaCl

After performed the IMS for the upper and lower limbs The NaHCO3 did not affect the

ESupra (49745plusmn5247W) compared with PLAC (49797plusmn6015W) There were no effects of

the ESupra or NaHCO3 ingestion of the test IMS for the elbow flexors (NaHCO3 pre

384plusmn66kgf and post 367plusmn78kgf PLAC pre 371plusmn68kgf and post 362plusmn80kgf) as well as

for IMS the knee extensors (NaHCO3 pre 8468plusmn1236kgf and after 8028plusmn1188kgf PLAC

pre 8704plusmn1638kgf and after 8120plusmn1341kgf) In relation the physiological responses was

observed a significant increase at the end of the ESupra only to VCO2 (493plusmn047lmin) in the

condition NaHCO3 compared to PLAC (444plusmn028lmin) No differences were observed for

VO2 VE and VCO2 at anytime during recovery Lactate concentrations were differently to

blood condition NaHCO3 compared to PLAC from the second minute after the ESupra

Before these results it is likely that the increase in blood lactate concentration after ingestions

of NaHCO3 was due to increased release of lactate exercised by muscle andor by decreasing

the absorption in other tissues since not presented evidence of increased production during

exercise (ie improved performance) Moreover the largest peak value during the VCO2 in

ESupra suggest a lager buffering H+ generated by supplementation with NaHCO3 Despite

evidence to demonstrate the action of NaHCO3 on acid-base balance and transport of lactate

the administration of the alkaloid did not favor the performance of 1min ESupra or the IMS of

the upper and lower limbs in active individuals

Key Words Sodium Bicarbonate Ergogenic Effect Supramaximal Exercise Maximum

Voluntary Force

LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter 30

Figura 2 Bicicleta Ergomeacutetrica Velotron 31

Figura 3 Ceacutelula de Carga BTS 200kg 31

Figura 4 Eletromioacutegrafo Miotool 32

Figura 5 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 35

Figura 6 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Pernas 35

Figura 7 Graacutefico Demonstrativo 5s Biacuteceps e 15s FMI Pernas 36

Figura 8 Graacutefico Cineacutetica do Lactato 39

Figura 9 Potecircncia no Teste Supramaacuteximo 41

Figura 10 Graacutefico Meacutedia da Potecircncia a Cada 05s 41

Figura 11 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Perna 42

Figura 12 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Perna 42

Figura 13 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 43

Figura 14 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Biacuteceps 43

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Componentes Relacionados ao Estudo da Fadiga

21

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da Amostra

30

Tabela 4 Esquema de Atividades Diaacuterias de Coleta

34

Tabela 3 Valores Para as Variaacuteveis Cardiorrespiratoacuterias 40

LISTA DE ABREVIATURAS

AL ndash Aacutecido Laacutetico

FM ndash Fadiga Muscular

H+ ndash Iacuteons de Hidrogecircnio

NaHCO3 ndash Bicarbonato de Soacutedio

SNC ndash Sistema Nervoso Central

FMI ndash Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica

Cl- ndash Iacuteon de Cloro

K+

ndash Iacuteon de Potaacutessio

HCO-3 ndash Iacuteon Bicarbonato

Na+ ndash Iacuteon Soacutedio

pH ndash Fator de Hidrogenizaccedilatildeo

ATP ndash Trifosfato de Adenosina

CC ndash Comando Central

CO2 ndash Dioacutexido de Carbono

O2 ndash Oxigecircnio

LAC ndash Iacuteon Lactato

Ca++

ndash Iacuteon Caacutelcio

pCO2 ndash Pressatildeo do Dioacutexido de Carbono

pO2 ndash Pressatildeo do Oxigecircnio

TT ndash Tuacutebulos Transversos

E-C ndash Processo de excitaccedilatildeocontraccedilatildeo

5HT ndash 5-Hidroxitriptofano

RS ndash Retiacuteculo Sarcoplasmaacutetico

EMG ndash Eletromiografia

FI ndash Fosfato Inorgacircnico

ADP ndash Difosfato de Adenosina

RL ndash Radicais Livres

VO2max ndash Volume Maacuteximo de Oxigecircnio

NaK ndash Bomba Soacutedio Potaacutessio

NKCC ndash Co-transportador dos Iacuteons Soacutedio Potaacutessio e Cloro

mmol ndash Milimol

NaF ndash Fluoreto de Soacutedio

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 13

11 PROBLEMA 13

12 OBJETIVOS 15

121 Geral 15

122 Especiacuteficos 16

13 JUSTIFICATIVA 16

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO 17

2 REVISAtildeO DE LITERATURA 18

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR 18

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA 19

23 FADIGA CENTRAL 21

231Comando Central 22

232 Neurocircnios Aferentes III e IV 23

24 FADIGA PERIFEacuteRICA 24

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular 24

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+) 24

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI) 25

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL) 25

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA 26

3 METODOLOGIA 29

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA 29

32 AMOSTRA 29

33 INSTRUMENTOS 30

331 SRM Power Meter 30

332 Velotron 31

333 Ceacutelula de Carga 31

334 Eletromioacutegrafo 32

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL 32

341 Sequecircncia dos Testes 32

35 MEDIDAS 34

351 Forccedila Isomeacutetrica 34

352 Lactato 36

353 Espirometria 36

354 Desempenho Supramaacuteximo 37

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3 37

37 TRATAMENTO ESTATIacuteSTICO DOS DADOS 38

4 RESULTADOS 39

5 DISCUSSAtildeO 44

51 AUMENTO DO EFLUXO DE LACTATO E DESEMPENHO NO EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO 44

52 ALTERACcedilOtildeES NOS PARAcircMETROS CARDIRRESPIRATOacuteRIOS 46

53 SUPLEMENTACcedilAtildeO COM NaHCO3 E FORCcedilA ISOMEacuteTRICA 47

6 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 48

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 49

GLOSSAacuteRIO 60

1 INTRODUCcedilAtildeO

11 PROBLEMA

Desde que o quiacutemico sueco Joumlns Jacob Berzelius haacute aproximadamente duzentos anos

atraacutes encontrou uma grande quantidade de aacutecido laacutetico (AL) em muacutesculos exauridos de cervos

e posteriormente Emil Heinrich du Bois-Reymond publicou seus estudos sobre a influecircncia

do AL na contraccedilatildeo muscular inuacutemeras pesquisas tecircm direcionado o foco no intuito de

esclarecer a natureza etioloacutegica e os possiacuteveis metaboacutelitos e mecanismos envolvidos no

processo da fadiga muscular (FM) (KOMPANJE et al 2007) De uma forma geral a melhor

compreensatildeo dos eventos ligados agrave FM tem possibilitado avanccedilos em diversas aacutereas as quais

se destacam tratamento e diagnoacutestico de doenccedilas (AMERINGER e SMITH 2011 LARUN e

MALTERUD 2011) produccedilatildeo de medicamentos (MEASE e CHOY 2009) reabilitaccedilatildeo

fiacutesica (FONTAINE et al 2011) prescriccedilatildeo e periodizaccedilatildeo do treinamento esportivo (APEL

et al 2011) desenvolvimento e produccedilatildeo de substacircncias ergogecircnicas para os esportes de alto

rendimento (BAGUET et al 2010) entre outros

Os fatores causadores da FM durante exerciacutecios de alta intensidade satildeo diferentes

daqueles que aparecem nos exerciacutecios de baixa intensidade e longa duraccedilatildeo (FITTS 1994)

Em relaccedilatildeo aos exerciacutecios intensos grande parte do fornecimento energeacutetico eacute derivado da

glicoacutelise anaeroacutebia caracterizado por um processo intenso de ressiacutentese da adenosina

trifosfato (ATP) que resulta na formaccedilatildeo de altas quantidades de acircnions de lactato e iacuteons de

hidrogecircnio (H+) Um aumento nestes eletroacutelitos contribui para a fadiga muscular (FM) um

estado definido como acidose metaboacutelica (JUEL 1998) Alguns estudos sustentam que a

elevaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos H+ intramuscular pode inibir a reaccedilatildeo da glicoacutelise e a atividade

enzimaacutetica da fosfofrutoquinase e da fosforilase prejudicar a ligaccedilatildeo do caacutelcio agrave troponina C

e interferir na liberaccedilatildeo do caacutelcio do retiacuteculo sarcoplasmaacutetico reduzindo a forccedila contraacutetil a

velocidade de contraccedilatildeo e relaxamento da fibra (SPRIET et al 1989 SCHABORT et al

2000 OOPIK et al 2003)

Considerando que a acidose eacute responsaacutevel por diversos processos que contribuem para

a FM a prevenccedilatildeo deste desequiliacutebrio metaboacutelico poderia aumentar o desempenho no

exerciacutecio supramaacuteximo onde ocorre uma produccedilatildeo excessiva de H+ Algumas pesquisas tecircm

encontrado resultados que suportam a administraccedilatildeo oral de substacircncias alcalinas portanto o

bicarbonato de soacutedio (NaHCO3) poderia amenizar a queda do pH durante o exerciacutecio intenso

estes agentes facilitadores do efluxo do lactato e do H+ auxiliariam a produccedilatildeo glicoliacutetica de

energia e o tamponamento iocircnico (LINDERMAN e FAHEY 1991 REQUENA et al 2005)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

22

informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

37

calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)

―Penso que soacute haacute um caminho para a ciecircncia ou

para a filosofia encontrar um problema ver a sua

beleza e apaixonar-se por ele casar e viver feliz

com ele ateacute que a morte vos separe mdash a natildeo ser

que encontrem outro problema ainda mais

fascinante ou evidentemente a natildeo ser que

obtenham uma soluccedilatildeo Mas mesmo que

obtenham uma soluccedilatildeo poderatildeo entatildeo descobrir

para vosso deleite a existecircncia de toda uma

famiacutelia de problemas-filhos encantadores ainda

que talvez difiacuteceis para cujo bem-estar poderatildeo

trabalhar com um sentido ateacute ao fim dos vossos

dias

Karl Popper

RESUMO

SCHLICKMANN Jardel Suplementaccedilatildeo com bicarbonato de soacutedio influecircncia sobre o

desempenho respostas fisioloacutegicas e neuromusculares durante e apoacutes exerciacutecio

supramaacuteximo no ciclismo 2010 Matriacutecula 32110 Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias do

Movimento Humano ndash Aacuterea Desempenho no Esporte) ndash Universidade do Estado de Santa

Catarina Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em ciecircncias do movimento humano Florianoacutepolis

2012

O objetivo deste estudo foi verificar se a suplementaccedilatildeo com bicarbonato de soacutedio (NaHCO3)

altera o desempenho durante exerciacutecios supramaacuteximos no ciclismo (ESupra) as variaacuteveis

cardiorrespiratoacuterias e a forccedila muscular isomeacutetrica subsequumlente Participaram deste estudo 8

sujeitos do sexo masculino fisicamente ativos (230plusmn401anos 5469plusmn651mlkgmin-1

) Os

voluntaacuterios foram submetidos a um ESupra de 1min no cicloergocircmetro com carga 0075

kgpeso apoacutes a ingestatildeo de uma soluccedilatildeo com 03gkg NaHCO3 ou placebo (PLAC) com

0045gkg de NaCl Em seguida realizaram os testes de forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) para

os membros superiores e inferiores O NaHCO3 natildeo teve efeito sobre o desempenho no

ESupra (49745plusmn5247W) comparado ao PLAC (49797plusmn6015W) Natildeo foram observados

efeitos do ESupra nem da ingestatildeo do NaHCO3 no teste para FMI dos flexores do cotovelo

(NaHCO3 preacute 384plusmn66kgf e poacutes 367plusmn78kgf PLAC preacute 371plusmn68kgf e poacutes 362plusmn80kgf)

como tambeacutem para a FMI dos extensores do joelho (NaHCO3 preacute 8468plusmn1236kgf e poacutes

8028plusmn1188kgf PLAC preacute 8704plusmn1638kgf e poacutes 8120plusmn1341kgf) Em relaccedilatildeo agraves respostas

fisioloacutegicas foi observado um aumento significativo durante o ESupra apenas para o pico de

VCO2 (493plusmn047lmin) na condiccedilatildeo NaHCO3 comparado com o PLAC (444plusmn028lmin)

sem diferenccedilas significativas para essa variaacutevel durante a recuperaccedilatildeo Natildeo foram observadas

diferenccedilas significativas para o VO2 e VE em qualquer momento durante a recuperaccedilatildeo As

concentraccedilotildees de lactato sanguiacuteneo foram diferentes para condiccedilatildeo NaHCO3 quando

comparado com o PLAC agrave partir do segundo minuto apoacutes o ESupra ateacute o final dos 30min de

recuperaccedilatildeo Diante dos resultados encontrados eacute provaacutevel que o aumento na concentraccedilatildeo

do lactato sanguiacuteneo apoacutes ingestatildeo de NaHCO3 seja decorrente da maior liberaccedilatildeo do iacuteon pela

musculatura exercitada eou pela diminuiccedilatildeo da absorccedilatildeo nos outros tecidos uma vez que natildeo

foram apresentados indiacutecios de uma maior produccedilatildeo durante o exerciacutecio (ie melhora na

performance) Aleacutem disso o maior valor de VCO2 pico durante o ESupra sugere um maior

tamponamento do H+ gerado pela suplementaccedilatildeo com NaHCO3 Apesar de demonstrarmos

indiacutecios da accedilatildeo do bicarbonato sobre o equiliacutebrio acidobaacutesico e no transporte de lactato a

administraccedilatildeo do alcaloacuteide natildeo favoreceu o ESupra de 1min no ciclismo nem a forccedila maacutexima

isomeacutetrica de membros superiores e inferiores em indiviacuteduos ativos

Palavras chave Bicarbonato de Soacutedio Efeito Ergogecircnico Exerciacutecio Supramaacuteximo Maacutexima

forccedila voluntaacuteria

ABSTRACT

SCHLICKMANN Jardel Sodium Bicarbonate Supplementation Effect on Physiological

and Neuromuscular Performance During and After Supramaximal Exercises in Cycling

2010 Registration 32110 Dissertation (Masters program in Human Movement Sciences ndash

Area ndash Performance in Sports) ndash State University of Santa Catarina Masters Program in

Human Movement Sciences Florianoacutepolis 2012

The purpose of this study was to determine whether supplementation with sodium bicarbonate

(NaHCO3) changes in performance during supramaximal cycling exercise (ESupra) the

cardiorespiratory variables and subsequent isometric muscle strength (IMS) The study

include 8 male subjects physically active (230plusmn401years 5469plusmn651mlkgmin-1

) The

subjects underwent an all out ESupra at 1min in cycle ergometer with load 0075 kgweight

after ingestion of solution 03gkg with NaHCO3 or placebo (PLAC) with 0045gkg NaCl

After performed the IMS for the upper and lower limbs The NaHCO3 did not affect the

ESupra (49745plusmn5247W) compared with PLAC (49797plusmn6015W) There were no effects of

the ESupra or NaHCO3 ingestion of the test IMS for the elbow flexors (NaHCO3 pre

384plusmn66kgf and post 367plusmn78kgf PLAC pre 371plusmn68kgf and post 362plusmn80kgf) as well as

for IMS the knee extensors (NaHCO3 pre 8468plusmn1236kgf and after 8028plusmn1188kgf PLAC

pre 8704plusmn1638kgf and after 8120plusmn1341kgf) In relation the physiological responses was

observed a significant increase at the end of the ESupra only to VCO2 (493plusmn047lmin) in the

condition NaHCO3 compared to PLAC (444plusmn028lmin) No differences were observed for

VO2 VE and VCO2 at anytime during recovery Lactate concentrations were differently to

blood condition NaHCO3 compared to PLAC from the second minute after the ESupra

Before these results it is likely that the increase in blood lactate concentration after ingestions

of NaHCO3 was due to increased release of lactate exercised by muscle andor by decreasing

the absorption in other tissues since not presented evidence of increased production during

exercise (ie improved performance) Moreover the largest peak value during the VCO2 in

ESupra suggest a lager buffering H+ generated by supplementation with NaHCO3 Despite

evidence to demonstrate the action of NaHCO3 on acid-base balance and transport of lactate

the administration of the alkaloid did not favor the performance of 1min ESupra or the IMS of

the upper and lower limbs in active individuals

Key Words Sodium Bicarbonate Ergogenic Effect Supramaximal Exercise Maximum

Voluntary Force

LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter 30

Figura 2 Bicicleta Ergomeacutetrica Velotron 31

Figura 3 Ceacutelula de Carga BTS 200kg 31

Figura 4 Eletromioacutegrafo Miotool 32

Figura 5 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 35

Figura 6 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Pernas 35

Figura 7 Graacutefico Demonstrativo 5s Biacuteceps e 15s FMI Pernas 36

Figura 8 Graacutefico Cineacutetica do Lactato 39

Figura 9 Potecircncia no Teste Supramaacuteximo 41

Figura 10 Graacutefico Meacutedia da Potecircncia a Cada 05s 41

Figura 11 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Perna 42

Figura 12 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Perna 42

Figura 13 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 43

Figura 14 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Biacuteceps 43

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Componentes Relacionados ao Estudo da Fadiga

21

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da Amostra

30

Tabela 4 Esquema de Atividades Diaacuterias de Coleta

34

Tabela 3 Valores Para as Variaacuteveis Cardiorrespiratoacuterias 40

LISTA DE ABREVIATURAS

AL ndash Aacutecido Laacutetico

FM ndash Fadiga Muscular

H+ ndash Iacuteons de Hidrogecircnio

NaHCO3 ndash Bicarbonato de Soacutedio

SNC ndash Sistema Nervoso Central

FMI ndash Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica

Cl- ndash Iacuteon de Cloro

K+

ndash Iacuteon de Potaacutessio

HCO-3 ndash Iacuteon Bicarbonato

Na+ ndash Iacuteon Soacutedio

pH ndash Fator de Hidrogenizaccedilatildeo

ATP ndash Trifosfato de Adenosina

CC ndash Comando Central

CO2 ndash Dioacutexido de Carbono

O2 ndash Oxigecircnio

LAC ndash Iacuteon Lactato

Ca++

ndash Iacuteon Caacutelcio

pCO2 ndash Pressatildeo do Dioacutexido de Carbono

pO2 ndash Pressatildeo do Oxigecircnio

TT ndash Tuacutebulos Transversos

E-C ndash Processo de excitaccedilatildeocontraccedilatildeo

5HT ndash 5-Hidroxitriptofano

RS ndash Retiacuteculo Sarcoplasmaacutetico

EMG ndash Eletromiografia

FI ndash Fosfato Inorgacircnico

ADP ndash Difosfato de Adenosina

RL ndash Radicais Livres

VO2max ndash Volume Maacuteximo de Oxigecircnio

NaK ndash Bomba Soacutedio Potaacutessio

NKCC ndash Co-transportador dos Iacuteons Soacutedio Potaacutessio e Cloro

mmol ndash Milimol

NaF ndash Fluoreto de Soacutedio

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 13

11 PROBLEMA 13

12 OBJETIVOS 15

121 Geral 15

122 Especiacuteficos 16

13 JUSTIFICATIVA 16

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO 17

2 REVISAtildeO DE LITERATURA 18

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR 18

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA 19

23 FADIGA CENTRAL 21

231Comando Central 22

232 Neurocircnios Aferentes III e IV 23

24 FADIGA PERIFEacuteRICA 24

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular 24

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+) 24

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI) 25

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL) 25

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA 26

3 METODOLOGIA 29

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA 29

32 AMOSTRA 29

33 INSTRUMENTOS 30

331 SRM Power Meter 30

332 Velotron 31

333 Ceacutelula de Carga 31

334 Eletromioacutegrafo 32

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL 32

341 Sequecircncia dos Testes 32

35 MEDIDAS 34

351 Forccedila Isomeacutetrica 34

352 Lactato 36

353 Espirometria 36

354 Desempenho Supramaacuteximo 37

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3 37

37 TRATAMENTO ESTATIacuteSTICO DOS DADOS 38

4 RESULTADOS 39

5 DISCUSSAtildeO 44

51 AUMENTO DO EFLUXO DE LACTATO E DESEMPENHO NO EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO 44

52 ALTERACcedilOtildeES NOS PARAcircMETROS CARDIRRESPIRATOacuteRIOS 46

53 SUPLEMENTACcedilAtildeO COM NaHCO3 E FORCcedilA ISOMEacuteTRICA 47

6 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 48

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 49

GLOSSAacuteRIO 60

1 INTRODUCcedilAtildeO

11 PROBLEMA

Desde que o quiacutemico sueco Joumlns Jacob Berzelius haacute aproximadamente duzentos anos

atraacutes encontrou uma grande quantidade de aacutecido laacutetico (AL) em muacutesculos exauridos de cervos

e posteriormente Emil Heinrich du Bois-Reymond publicou seus estudos sobre a influecircncia

do AL na contraccedilatildeo muscular inuacutemeras pesquisas tecircm direcionado o foco no intuito de

esclarecer a natureza etioloacutegica e os possiacuteveis metaboacutelitos e mecanismos envolvidos no

processo da fadiga muscular (FM) (KOMPANJE et al 2007) De uma forma geral a melhor

compreensatildeo dos eventos ligados agrave FM tem possibilitado avanccedilos em diversas aacutereas as quais

se destacam tratamento e diagnoacutestico de doenccedilas (AMERINGER e SMITH 2011 LARUN e

MALTERUD 2011) produccedilatildeo de medicamentos (MEASE e CHOY 2009) reabilitaccedilatildeo

fiacutesica (FONTAINE et al 2011) prescriccedilatildeo e periodizaccedilatildeo do treinamento esportivo (APEL

et al 2011) desenvolvimento e produccedilatildeo de substacircncias ergogecircnicas para os esportes de alto

rendimento (BAGUET et al 2010) entre outros

Os fatores causadores da FM durante exerciacutecios de alta intensidade satildeo diferentes

daqueles que aparecem nos exerciacutecios de baixa intensidade e longa duraccedilatildeo (FITTS 1994)

Em relaccedilatildeo aos exerciacutecios intensos grande parte do fornecimento energeacutetico eacute derivado da

glicoacutelise anaeroacutebia caracterizado por um processo intenso de ressiacutentese da adenosina

trifosfato (ATP) que resulta na formaccedilatildeo de altas quantidades de acircnions de lactato e iacuteons de

hidrogecircnio (H+) Um aumento nestes eletroacutelitos contribui para a fadiga muscular (FM) um

estado definido como acidose metaboacutelica (JUEL 1998) Alguns estudos sustentam que a

elevaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos H+ intramuscular pode inibir a reaccedilatildeo da glicoacutelise e a atividade

enzimaacutetica da fosfofrutoquinase e da fosforilase prejudicar a ligaccedilatildeo do caacutelcio agrave troponina C

e interferir na liberaccedilatildeo do caacutelcio do retiacuteculo sarcoplasmaacutetico reduzindo a forccedila contraacutetil a

velocidade de contraccedilatildeo e relaxamento da fibra (SPRIET et al 1989 SCHABORT et al

2000 OOPIK et al 2003)

Considerando que a acidose eacute responsaacutevel por diversos processos que contribuem para

a FM a prevenccedilatildeo deste desequiliacutebrio metaboacutelico poderia aumentar o desempenho no

exerciacutecio supramaacuteximo onde ocorre uma produccedilatildeo excessiva de H+ Algumas pesquisas tecircm

encontrado resultados que suportam a administraccedilatildeo oral de substacircncias alcalinas portanto o

bicarbonato de soacutedio (NaHCO3) poderia amenizar a queda do pH durante o exerciacutecio intenso

estes agentes facilitadores do efluxo do lactato e do H+ auxiliariam a produccedilatildeo glicoliacutetica de

energia e o tamponamento iocircnico (LINDERMAN e FAHEY 1991 REQUENA et al 2005)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

22

informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

37

calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)

RESUMO

SCHLICKMANN Jardel Suplementaccedilatildeo com bicarbonato de soacutedio influecircncia sobre o

desempenho respostas fisioloacutegicas e neuromusculares durante e apoacutes exerciacutecio

supramaacuteximo no ciclismo 2010 Matriacutecula 32110 Dissertaccedilatildeo (Mestrado em Ciecircncias do

Movimento Humano ndash Aacuterea Desempenho no Esporte) ndash Universidade do Estado de Santa

Catarina Programa de Poacutes-graduaccedilatildeo em ciecircncias do movimento humano Florianoacutepolis

2012

O objetivo deste estudo foi verificar se a suplementaccedilatildeo com bicarbonato de soacutedio (NaHCO3)

altera o desempenho durante exerciacutecios supramaacuteximos no ciclismo (ESupra) as variaacuteveis

cardiorrespiratoacuterias e a forccedila muscular isomeacutetrica subsequumlente Participaram deste estudo 8

sujeitos do sexo masculino fisicamente ativos (230plusmn401anos 5469plusmn651mlkgmin-1

) Os

voluntaacuterios foram submetidos a um ESupra de 1min no cicloergocircmetro com carga 0075

kgpeso apoacutes a ingestatildeo de uma soluccedilatildeo com 03gkg NaHCO3 ou placebo (PLAC) com

0045gkg de NaCl Em seguida realizaram os testes de forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) para

os membros superiores e inferiores O NaHCO3 natildeo teve efeito sobre o desempenho no

ESupra (49745plusmn5247W) comparado ao PLAC (49797plusmn6015W) Natildeo foram observados

efeitos do ESupra nem da ingestatildeo do NaHCO3 no teste para FMI dos flexores do cotovelo

(NaHCO3 preacute 384plusmn66kgf e poacutes 367plusmn78kgf PLAC preacute 371plusmn68kgf e poacutes 362plusmn80kgf)

como tambeacutem para a FMI dos extensores do joelho (NaHCO3 preacute 8468plusmn1236kgf e poacutes

8028plusmn1188kgf PLAC preacute 8704plusmn1638kgf e poacutes 8120plusmn1341kgf) Em relaccedilatildeo agraves respostas

fisioloacutegicas foi observado um aumento significativo durante o ESupra apenas para o pico de

VCO2 (493plusmn047lmin) na condiccedilatildeo NaHCO3 comparado com o PLAC (444plusmn028lmin)

sem diferenccedilas significativas para essa variaacutevel durante a recuperaccedilatildeo Natildeo foram observadas

diferenccedilas significativas para o VO2 e VE em qualquer momento durante a recuperaccedilatildeo As

concentraccedilotildees de lactato sanguiacuteneo foram diferentes para condiccedilatildeo NaHCO3 quando

comparado com o PLAC agrave partir do segundo minuto apoacutes o ESupra ateacute o final dos 30min de

recuperaccedilatildeo Diante dos resultados encontrados eacute provaacutevel que o aumento na concentraccedilatildeo

do lactato sanguiacuteneo apoacutes ingestatildeo de NaHCO3 seja decorrente da maior liberaccedilatildeo do iacuteon pela

musculatura exercitada eou pela diminuiccedilatildeo da absorccedilatildeo nos outros tecidos uma vez que natildeo

foram apresentados indiacutecios de uma maior produccedilatildeo durante o exerciacutecio (ie melhora na

performance) Aleacutem disso o maior valor de VCO2 pico durante o ESupra sugere um maior

tamponamento do H+ gerado pela suplementaccedilatildeo com NaHCO3 Apesar de demonstrarmos

indiacutecios da accedilatildeo do bicarbonato sobre o equiliacutebrio acidobaacutesico e no transporte de lactato a

administraccedilatildeo do alcaloacuteide natildeo favoreceu o ESupra de 1min no ciclismo nem a forccedila maacutexima

isomeacutetrica de membros superiores e inferiores em indiviacuteduos ativos

Palavras chave Bicarbonato de Soacutedio Efeito Ergogecircnico Exerciacutecio Supramaacuteximo Maacutexima

forccedila voluntaacuteria

ABSTRACT

SCHLICKMANN Jardel Sodium Bicarbonate Supplementation Effect on Physiological

and Neuromuscular Performance During and After Supramaximal Exercises in Cycling

2010 Registration 32110 Dissertation (Masters program in Human Movement Sciences ndash

Area ndash Performance in Sports) ndash State University of Santa Catarina Masters Program in

Human Movement Sciences Florianoacutepolis 2012

The purpose of this study was to determine whether supplementation with sodium bicarbonate

(NaHCO3) changes in performance during supramaximal cycling exercise (ESupra) the

cardiorespiratory variables and subsequent isometric muscle strength (IMS) The study

include 8 male subjects physically active (230plusmn401years 5469plusmn651mlkgmin-1

) The

subjects underwent an all out ESupra at 1min in cycle ergometer with load 0075 kgweight

after ingestion of solution 03gkg with NaHCO3 or placebo (PLAC) with 0045gkg NaCl

After performed the IMS for the upper and lower limbs The NaHCO3 did not affect the

ESupra (49745plusmn5247W) compared with PLAC (49797plusmn6015W) There were no effects of

the ESupra or NaHCO3 ingestion of the test IMS for the elbow flexors (NaHCO3 pre

384plusmn66kgf and post 367plusmn78kgf PLAC pre 371plusmn68kgf and post 362plusmn80kgf) as well as

for IMS the knee extensors (NaHCO3 pre 8468plusmn1236kgf and after 8028plusmn1188kgf PLAC

pre 8704plusmn1638kgf and after 8120plusmn1341kgf) In relation the physiological responses was

observed a significant increase at the end of the ESupra only to VCO2 (493plusmn047lmin) in the

condition NaHCO3 compared to PLAC (444plusmn028lmin) No differences were observed for

VO2 VE and VCO2 at anytime during recovery Lactate concentrations were differently to

blood condition NaHCO3 compared to PLAC from the second minute after the ESupra

Before these results it is likely that the increase in blood lactate concentration after ingestions

of NaHCO3 was due to increased release of lactate exercised by muscle andor by decreasing

the absorption in other tissues since not presented evidence of increased production during

exercise (ie improved performance) Moreover the largest peak value during the VCO2 in

ESupra suggest a lager buffering H+ generated by supplementation with NaHCO3 Despite

evidence to demonstrate the action of NaHCO3 on acid-base balance and transport of lactate

the administration of the alkaloid did not favor the performance of 1min ESupra or the IMS of

the upper and lower limbs in active individuals

Key Words Sodium Bicarbonate Ergogenic Effect Supramaximal Exercise Maximum

Voluntary Force

LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter 30

Figura 2 Bicicleta Ergomeacutetrica Velotron 31

Figura 3 Ceacutelula de Carga BTS 200kg 31

Figura 4 Eletromioacutegrafo Miotool 32

Figura 5 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 35

Figura 6 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Pernas 35

Figura 7 Graacutefico Demonstrativo 5s Biacuteceps e 15s FMI Pernas 36

Figura 8 Graacutefico Cineacutetica do Lactato 39

Figura 9 Potecircncia no Teste Supramaacuteximo 41

Figura 10 Graacutefico Meacutedia da Potecircncia a Cada 05s 41

Figura 11 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Perna 42

Figura 12 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Perna 42

Figura 13 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 43

Figura 14 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Biacuteceps 43

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Componentes Relacionados ao Estudo da Fadiga

21

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da Amostra

30

Tabela 4 Esquema de Atividades Diaacuterias de Coleta

34

Tabela 3 Valores Para as Variaacuteveis Cardiorrespiratoacuterias 40

LISTA DE ABREVIATURAS

AL ndash Aacutecido Laacutetico

FM ndash Fadiga Muscular

H+ ndash Iacuteons de Hidrogecircnio

NaHCO3 ndash Bicarbonato de Soacutedio

SNC ndash Sistema Nervoso Central

FMI ndash Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica

Cl- ndash Iacuteon de Cloro

K+

ndash Iacuteon de Potaacutessio

HCO-3 ndash Iacuteon Bicarbonato

Na+ ndash Iacuteon Soacutedio

pH ndash Fator de Hidrogenizaccedilatildeo

ATP ndash Trifosfato de Adenosina

CC ndash Comando Central

CO2 ndash Dioacutexido de Carbono

O2 ndash Oxigecircnio

LAC ndash Iacuteon Lactato

Ca++

ndash Iacuteon Caacutelcio

pCO2 ndash Pressatildeo do Dioacutexido de Carbono

pO2 ndash Pressatildeo do Oxigecircnio

TT ndash Tuacutebulos Transversos

E-C ndash Processo de excitaccedilatildeocontraccedilatildeo

5HT ndash 5-Hidroxitriptofano

RS ndash Retiacuteculo Sarcoplasmaacutetico

EMG ndash Eletromiografia

FI ndash Fosfato Inorgacircnico

ADP ndash Difosfato de Adenosina

RL ndash Radicais Livres

VO2max ndash Volume Maacuteximo de Oxigecircnio

NaK ndash Bomba Soacutedio Potaacutessio

NKCC ndash Co-transportador dos Iacuteons Soacutedio Potaacutessio e Cloro

mmol ndash Milimol

NaF ndash Fluoreto de Soacutedio

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 13

11 PROBLEMA 13

12 OBJETIVOS 15

121 Geral 15

122 Especiacuteficos 16

13 JUSTIFICATIVA 16

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO 17

2 REVISAtildeO DE LITERATURA 18

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR 18

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA 19

23 FADIGA CENTRAL 21

231Comando Central 22

232 Neurocircnios Aferentes III e IV 23

24 FADIGA PERIFEacuteRICA 24

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular 24

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+) 24

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI) 25

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL) 25

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA 26

3 METODOLOGIA 29

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA 29

32 AMOSTRA 29

33 INSTRUMENTOS 30

331 SRM Power Meter 30

332 Velotron 31

333 Ceacutelula de Carga 31

334 Eletromioacutegrafo 32

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL 32

341 Sequecircncia dos Testes 32

35 MEDIDAS 34

351 Forccedila Isomeacutetrica 34

352 Lactato 36

353 Espirometria 36

354 Desempenho Supramaacuteximo 37

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3 37

37 TRATAMENTO ESTATIacuteSTICO DOS DADOS 38

4 RESULTADOS 39

5 DISCUSSAtildeO 44

51 AUMENTO DO EFLUXO DE LACTATO E DESEMPENHO NO EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO 44

52 ALTERACcedilOtildeES NOS PARAcircMETROS CARDIRRESPIRATOacuteRIOS 46

53 SUPLEMENTACcedilAtildeO COM NaHCO3 E FORCcedilA ISOMEacuteTRICA 47

6 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 48

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 49

GLOSSAacuteRIO 60

1 INTRODUCcedilAtildeO

11 PROBLEMA

Desde que o quiacutemico sueco Joumlns Jacob Berzelius haacute aproximadamente duzentos anos

atraacutes encontrou uma grande quantidade de aacutecido laacutetico (AL) em muacutesculos exauridos de cervos

e posteriormente Emil Heinrich du Bois-Reymond publicou seus estudos sobre a influecircncia

do AL na contraccedilatildeo muscular inuacutemeras pesquisas tecircm direcionado o foco no intuito de

esclarecer a natureza etioloacutegica e os possiacuteveis metaboacutelitos e mecanismos envolvidos no

processo da fadiga muscular (FM) (KOMPANJE et al 2007) De uma forma geral a melhor

compreensatildeo dos eventos ligados agrave FM tem possibilitado avanccedilos em diversas aacutereas as quais

se destacam tratamento e diagnoacutestico de doenccedilas (AMERINGER e SMITH 2011 LARUN e

MALTERUD 2011) produccedilatildeo de medicamentos (MEASE e CHOY 2009) reabilitaccedilatildeo

fiacutesica (FONTAINE et al 2011) prescriccedilatildeo e periodizaccedilatildeo do treinamento esportivo (APEL

et al 2011) desenvolvimento e produccedilatildeo de substacircncias ergogecircnicas para os esportes de alto

rendimento (BAGUET et al 2010) entre outros

Os fatores causadores da FM durante exerciacutecios de alta intensidade satildeo diferentes

daqueles que aparecem nos exerciacutecios de baixa intensidade e longa duraccedilatildeo (FITTS 1994)

Em relaccedilatildeo aos exerciacutecios intensos grande parte do fornecimento energeacutetico eacute derivado da

glicoacutelise anaeroacutebia caracterizado por um processo intenso de ressiacutentese da adenosina

trifosfato (ATP) que resulta na formaccedilatildeo de altas quantidades de acircnions de lactato e iacuteons de

hidrogecircnio (H+) Um aumento nestes eletroacutelitos contribui para a fadiga muscular (FM) um

estado definido como acidose metaboacutelica (JUEL 1998) Alguns estudos sustentam que a

elevaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos H+ intramuscular pode inibir a reaccedilatildeo da glicoacutelise e a atividade

enzimaacutetica da fosfofrutoquinase e da fosforilase prejudicar a ligaccedilatildeo do caacutelcio agrave troponina C

e interferir na liberaccedilatildeo do caacutelcio do retiacuteculo sarcoplasmaacutetico reduzindo a forccedila contraacutetil a

velocidade de contraccedilatildeo e relaxamento da fibra (SPRIET et al 1989 SCHABORT et al

2000 OOPIK et al 2003)

Considerando que a acidose eacute responsaacutevel por diversos processos que contribuem para

a FM a prevenccedilatildeo deste desequiliacutebrio metaboacutelico poderia aumentar o desempenho no

exerciacutecio supramaacuteximo onde ocorre uma produccedilatildeo excessiva de H+ Algumas pesquisas tecircm

encontrado resultados que suportam a administraccedilatildeo oral de substacircncias alcalinas portanto o

bicarbonato de soacutedio (NaHCO3) poderia amenizar a queda do pH durante o exerciacutecio intenso

estes agentes facilitadores do efluxo do lactato e do H+ auxiliariam a produccedilatildeo glicoliacutetica de

energia e o tamponamento iocircnico (LINDERMAN e FAHEY 1991 REQUENA et al 2005)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

22

informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

37

calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)

ABSTRACT

SCHLICKMANN Jardel Sodium Bicarbonate Supplementation Effect on Physiological

and Neuromuscular Performance During and After Supramaximal Exercises in Cycling

2010 Registration 32110 Dissertation (Masters program in Human Movement Sciences ndash

Area ndash Performance in Sports) ndash State University of Santa Catarina Masters Program in

Human Movement Sciences Florianoacutepolis 2012

The purpose of this study was to determine whether supplementation with sodium bicarbonate

(NaHCO3) changes in performance during supramaximal cycling exercise (ESupra) the

cardiorespiratory variables and subsequent isometric muscle strength (IMS) The study

include 8 male subjects physically active (230plusmn401years 5469plusmn651mlkgmin-1

) The

subjects underwent an all out ESupra at 1min in cycle ergometer with load 0075 kgweight

after ingestion of solution 03gkg with NaHCO3 or placebo (PLAC) with 0045gkg NaCl

After performed the IMS for the upper and lower limbs The NaHCO3 did not affect the

ESupra (49745plusmn5247W) compared with PLAC (49797plusmn6015W) There were no effects of

the ESupra or NaHCO3 ingestion of the test IMS for the elbow flexors (NaHCO3 pre

384plusmn66kgf and post 367plusmn78kgf PLAC pre 371plusmn68kgf and post 362plusmn80kgf) as well as

for IMS the knee extensors (NaHCO3 pre 8468plusmn1236kgf and after 8028plusmn1188kgf PLAC

pre 8704plusmn1638kgf and after 8120plusmn1341kgf) In relation the physiological responses was

observed a significant increase at the end of the ESupra only to VCO2 (493plusmn047lmin) in the

condition NaHCO3 compared to PLAC (444plusmn028lmin) No differences were observed for

VO2 VE and VCO2 at anytime during recovery Lactate concentrations were differently to

blood condition NaHCO3 compared to PLAC from the second minute after the ESupra

Before these results it is likely that the increase in blood lactate concentration after ingestions

of NaHCO3 was due to increased release of lactate exercised by muscle andor by decreasing

the absorption in other tissues since not presented evidence of increased production during

exercise (ie improved performance) Moreover the largest peak value during the VCO2 in

ESupra suggest a lager buffering H+ generated by supplementation with NaHCO3 Despite

evidence to demonstrate the action of NaHCO3 on acid-base balance and transport of lactate

the administration of the alkaloid did not favor the performance of 1min ESupra or the IMS of

the upper and lower limbs in active individuals

Key Words Sodium Bicarbonate Ergogenic Effect Supramaximal Exercise Maximum

Voluntary Force

LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter 30

Figura 2 Bicicleta Ergomeacutetrica Velotron 31

Figura 3 Ceacutelula de Carga BTS 200kg 31

Figura 4 Eletromioacutegrafo Miotool 32

Figura 5 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 35

Figura 6 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Pernas 35

Figura 7 Graacutefico Demonstrativo 5s Biacuteceps e 15s FMI Pernas 36

Figura 8 Graacutefico Cineacutetica do Lactato 39

Figura 9 Potecircncia no Teste Supramaacuteximo 41

Figura 10 Graacutefico Meacutedia da Potecircncia a Cada 05s 41

Figura 11 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Perna 42

Figura 12 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Perna 42

Figura 13 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 43

Figura 14 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Biacuteceps 43

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Componentes Relacionados ao Estudo da Fadiga

21

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da Amostra

30

Tabela 4 Esquema de Atividades Diaacuterias de Coleta

34

Tabela 3 Valores Para as Variaacuteveis Cardiorrespiratoacuterias 40

LISTA DE ABREVIATURAS

AL ndash Aacutecido Laacutetico

FM ndash Fadiga Muscular

H+ ndash Iacuteons de Hidrogecircnio

NaHCO3 ndash Bicarbonato de Soacutedio

SNC ndash Sistema Nervoso Central

FMI ndash Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica

Cl- ndash Iacuteon de Cloro

K+

ndash Iacuteon de Potaacutessio

HCO-3 ndash Iacuteon Bicarbonato

Na+ ndash Iacuteon Soacutedio

pH ndash Fator de Hidrogenizaccedilatildeo

ATP ndash Trifosfato de Adenosina

CC ndash Comando Central

CO2 ndash Dioacutexido de Carbono

O2 ndash Oxigecircnio

LAC ndash Iacuteon Lactato

Ca++

ndash Iacuteon Caacutelcio

pCO2 ndash Pressatildeo do Dioacutexido de Carbono

pO2 ndash Pressatildeo do Oxigecircnio

TT ndash Tuacutebulos Transversos

E-C ndash Processo de excitaccedilatildeocontraccedilatildeo

5HT ndash 5-Hidroxitriptofano

RS ndash Retiacuteculo Sarcoplasmaacutetico

EMG ndash Eletromiografia

FI ndash Fosfato Inorgacircnico

ADP ndash Difosfato de Adenosina

RL ndash Radicais Livres

VO2max ndash Volume Maacuteximo de Oxigecircnio

NaK ndash Bomba Soacutedio Potaacutessio

NKCC ndash Co-transportador dos Iacuteons Soacutedio Potaacutessio e Cloro

mmol ndash Milimol

NaF ndash Fluoreto de Soacutedio

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 13

11 PROBLEMA 13

12 OBJETIVOS 15

121 Geral 15

122 Especiacuteficos 16

13 JUSTIFICATIVA 16

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO 17

2 REVISAtildeO DE LITERATURA 18

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR 18

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA 19

23 FADIGA CENTRAL 21

231Comando Central 22

232 Neurocircnios Aferentes III e IV 23

24 FADIGA PERIFEacuteRICA 24

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular 24

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+) 24

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI) 25

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL) 25

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA 26

3 METODOLOGIA 29

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA 29

32 AMOSTRA 29

33 INSTRUMENTOS 30

331 SRM Power Meter 30

332 Velotron 31

333 Ceacutelula de Carga 31

334 Eletromioacutegrafo 32

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL 32

341 Sequecircncia dos Testes 32

35 MEDIDAS 34

351 Forccedila Isomeacutetrica 34

352 Lactato 36

353 Espirometria 36

354 Desempenho Supramaacuteximo 37

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3 37

37 TRATAMENTO ESTATIacuteSTICO DOS DADOS 38

4 RESULTADOS 39

5 DISCUSSAtildeO 44

51 AUMENTO DO EFLUXO DE LACTATO E DESEMPENHO NO EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO 44

52 ALTERACcedilOtildeES NOS PARAcircMETROS CARDIRRESPIRATOacuteRIOS 46

53 SUPLEMENTACcedilAtildeO COM NaHCO3 E FORCcedilA ISOMEacuteTRICA 47

6 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 48

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 49

GLOSSAacuteRIO 60

1 INTRODUCcedilAtildeO

11 PROBLEMA

Desde que o quiacutemico sueco Joumlns Jacob Berzelius haacute aproximadamente duzentos anos

atraacutes encontrou uma grande quantidade de aacutecido laacutetico (AL) em muacutesculos exauridos de cervos

e posteriormente Emil Heinrich du Bois-Reymond publicou seus estudos sobre a influecircncia

do AL na contraccedilatildeo muscular inuacutemeras pesquisas tecircm direcionado o foco no intuito de

esclarecer a natureza etioloacutegica e os possiacuteveis metaboacutelitos e mecanismos envolvidos no

processo da fadiga muscular (FM) (KOMPANJE et al 2007) De uma forma geral a melhor

compreensatildeo dos eventos ligados agrave FM tem possibilitado avanccedilos em diversas aacutereas as quais

se destacam tratamento e diagnoacutestico de doenccedilas (AMERINGER e SMITH 2011 LARUN e

MALTERUD 2011) produccedilatildeo de medicamentos (MEASE e CHOY 2009) reabilitaccedilatildeo

fiacutesica (FONTAINE et al 2011) prescriccedilatildeo e periodizaccedilatildeo do treinamento esportivo (APEL

et al 2011) desenvolvimento e produccedilatildeo de substacircncias ergogecircnicas para os esportes de alto

rendimento (BAGUET et al 2010) entre outros

Os fatores causadores da FM durante exerciacutecios de alta intensidade satildeo diferentes

daqueles que aparecem nos exerciacutecios de baixa intensidade e longa duraccedilatildeo (FITTS 1994)

Em relaccedilatildeo aos exerciacutecios intensos grande parte do fornecimento energeacutetico eacute derivado da

glicoacutelise anaeroacutebia caracterizado por um processo intenso de ressiacutentese da adenosina

trifosfato (ATP) que resulta na formaccedilatildeo de altas quantidades de acircnions de lactato e iacuteons de

hidrogecircnio (H+) Um aumento nestes eletroacutelitos contribui para a fadiga muscular (FM) um

estado definido como acidose metaboacutelica (JUEL 1998) Alguns estudos sustentam que a

elevaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos H+ intramuscular pode inibir a reaccedilatildeo da glicoacutelise e a atividade

enzimaacutetica da fosfofrutoquinase e da fosforilase prejudicar a ligaccedilatildeo do caacutelcio agrave troponina C

e interferir na liberaccedilatildeo do caacutelcio do retiacuteculo sarcoplasmaacutetico reduzindo a forccedila contraacutetil a

velocidade de contraccedilatildeo e relaxamento da fibra (SPRIET et al 1989 SCHABORT et al

2000 OOPIK et al 2003)

Considerando que a acidose eacute responsaacutevel por diversos processos que contribuem para

a FM a prevenccedilatildeo deste desequiliacutebrio metaboacutelico poderia aumentar o desempenho no

exerciacutecio supramaacuteximo onde ocorre uma produccedilatildeo excessiva de H+ Algumas pesquisas tecircm

encontrado resultados que suportam a administraccedilatildeo oral de substacircncias alcalinas portanto o

bicarbonato de soacutedio (NaHCO3) poderia amenizar a queda do pH durante o exerciacutecio intenso

estes agentes facilitadores do efluxo do lactato e do H+ auxiliariam a produccedilatildeo glicoliacutetica de

energia e o tamponamento iocircnico (LINDERMAN e FAHEY 1991 REQUENA et al 2005)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

22

informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

37

calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)

LISTA DE ILUSTRACcedilOtildeES

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter 30

Figura 2 Bicicleta Ergomeacutetrica Velotron 31

Figura 3 Ceacutelula de Carga BTS 200kg 31

Figura 4 Eletromioacutegrafo Miotool 32

Figura 5 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 35

Figura 6 Esquema Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Pernas 35

Figura 7 Graacutefico Demonstrativo 5s Biacuteceps e 15s FMI Pernas 36

Figura 8 Graacutefico Cineacutetica do Lactato 39

Figura 9 Potecircncia no Teste Supramaacuteximo 41

Figura 10 Graacutefico Meacutedia da Potecircncia a Cada 05s 41

Figura 11 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Perna 42

Figura 12 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Perna 42

Figura 13 Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica Biacuteceps 43

Figura 14 Forccedila Meacutedia Isomeacutetrica Biacuteceps 43

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Componentes Relacionados ao Estudo da Fadiga

21

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da Amostra

30

Tabela 4 Esquema de Atividades Diaacuterias de Coleta

34

Tabela 3 Valores Para as Variaacuteveis Cardiorrespiratoacuterias 40

LISTA DE ABREVIATURAS

AL ndash Aacutecido Laacutetico

FM ndash Fadiga Muscular

H+ ndash Iacuteons de Hidrogecircnio

NaHCO3 ndash Bicarbonato de Soacutedio

SNC ndash Sistema Nervoso Central

FMI ndash Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica

Cl- ndash Iacuteon de Cloro

K+

ndash Iacuteon de Potaacutessio

HCO-3 ndash Iacuteon Bicarbonato

Na+ ndash Iacuteon Soacutedio

pH ndash Fator de Hidrogenizaccedilatildeo

ATP ndash Trifosfato de Adenosina

CC ndash Comando Central

CO2 ndash Dioacutexido de Carbono

O2 ndash Oxigecircnio

LAC ndash Iacuteon Lactato

Ca++

ndash Iacuteon Caacutelcio

pCO2 ndash Pressatildeo do Dioacutexido de Carbono

pO2 ndash Pressatildeo do Oxigecircnio

TT ndash Tuacutebulos Transversos

E-C ndash Processo de excitaccedilatildeocontraccedilatildeo

5HT ndash 5-Hidroxitriptofano

RS ndash Retiacuteculo Sarcoplasmaacutetico

EMG ndash Eletromiografia

FI ndash Fosfato Inorgacircnico

ADP ndash Difosfato de Adenosina

RL ndash Radicais Livres

VO2max ndash Volume Maacuteximo de Oxigecircnio

NaK ndash Bomba Soacutedio Potaacutessio

NKCC ndash Co-transportador dos Iacuteons Soacutedio Potaacutessio e Cloro

mmol ndash Milimol

NaF ndash Fluoreto de Soacutedio

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 13

11 PROBLEMA 13

12 OBJETIVOS 15

121 Geral 15

122 Especiacuteficos 16

13 JUSTIFICATIVA 16

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO 17

2 REVISAtildeO DE LITERATURA 18

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR 18

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA 19

23 FADIGA CENTRAL 21

231Comando Central 22

232 Neurocircnios Aferentes III e IV 23

24 FADIGA PERIFEacuteRICA 24

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular 24

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+) 24

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI) 25

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL) 25

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA 26

3 METODOLOGIA 29

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA 29

32 AMOSTRA 29

33 INSTRUMENTOS 30

331 SRM Power Meter 30

332 Velotron 31

333 Ceacutelula de Carga 31

334 Eletromioacutegrafo 32

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL 32

341 Sequecircncia dos Testes 32

35 MEDIDAS 34

351 Forccedila Isomeacutetrica 34

352 Lactato 36

353 Espirometria 36

354 Desempenho Supramaacuteximo 37

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3 37

37 TRATAMENTO ESTATIacuteSTICO DOS DADOS 38

4 RESULTADOS 39

5 DISCUSSAtildeO 44

51 AUMENTO DO EFLUXO DE LACTATO E DESEMPENHO NO EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO 44

52 ALTERACcedilOtildeES NOS PARAcircMETROS CARDIRRESPIRATOacuteRIOS 46

53 SUPLEMENTACcedilAtildeO COM NaHCO3 E FORCcedilA ISOMEacuteTRICA 47

6 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 48

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 49

GLOSSAacuteRIO 60

1 INTRODUCcedilAtildeO

11 PROBLEMA

Desde que o quiacutemico sueco Joumlns Jacob Berzelius haacute aproximadamente duzentos anos

atraacutes encontrou uma grande quantidade de aacutecido laacutetico (AL) em muacutesculos exauridos de cervos

e posteriormente Emil Heinrich du Bois-Reymond publicou seus estudos sobre a influecircncia

do AL na contraccedilatildeo muscular inuacutemeras pesquisas tecircm direcionado o foco no intuito de

esclarecer a natureza etioloacutegica e os possiacuteveis metaboacutelitos e mecanismos envolvidos no

processo da fadiga muscular (FM) (KOMPANJE et al 2007) De uma forma geral a melhor

compreensatildeo dos eventos ligados agrave FM tem possibilitado avanccedilos em diversas aacutereas as quais

se destacam tratamento e diagnoacutestico de doenccedilas (AMERINGER e SMITH 2011 LARUN e

MALTERUD 2011) produccedilatildeo de medicamentos (MEASE e CHOY 2009) reabilitaccedilatildeo

fiacutesica (FONTAINE et al 2011) prescriccedilatildeo e periodizaccedilatildeo do treinamento esportivo (APEL

et al 2011) desenvolvimento e produccedilatildeo de substacircncias ergogecircnicas para os esportes de alto

rendimento (BAGUET et al 2010) entre outros

Os fatores causadores da FM durante exerciacutecios de alta intensidade satildeo diferentes

daqueles que aparecem nos exerciacutecios de baixa intensidade e longa duraccedilatildeo (FITTS 1994)

Em relaccedilatildeo aos exerciacutecios intensos grande parte do fornecimento energeacutetico eacute derivado da

glicoacutelise anaeroacutebia caracterizado por um processo intenso de ressiacutentese da adenosina

trifosfato (ATP) que resulta na formaccedilatildeo de altas quantidades de acircnions de lactato e iacuteons de

hidrogecircnio (H+) Um aumento nestes eletroacutelitos contribui para a fadiga muscular (FM) um

estado definido como acidose metaboacutelica (JUEL 1998) Alguns estudos sustentam que a

elevaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos H+ intramuscular pode inibir a reaccedilatildeo da glicoacutelise e a atividade

enzimaacutetica da fosfofrutoquinase e da fosforilase prejudicar a ligaccedilatildeo do caacutelcio agrave troponina C

e interferir na liberaccedilatildeo do caacutelcio do retiacuteculo sarcoplasmaacutetico reduzindo a forccedila contraacutetil a

velocidade de contraccedilatildeo e relaxamento da fibra (SPRIET et al 1989 SCHABORT et al

2000 OOPIK et al 2003)

Considerando que a acidose eacute responsaacutevel por diversos processos que contribuem para

a FM a prevenccedilatildeo deste desequiliacutebrio metaboacutelico poderia aumentar o desempenho no

exerciacutecio supramaacuteximo onde ocorre uma produccedilatildeo excessiva de H+ Algumas pesquisas tecircm

encontrado resultados que suportam a administraccedilatildeo oral de substacircncias alcalinas portanto o

bicarbonato de soacutedio (NaHCO3) poderia amenizar a queda do pH durante o exerciacutecio intenso

estes agentes facilitadores do efluxo do lactato e do H+ auxiliariam a produccedilatildeo glicoliacutetica de

energia e o tamponamento iocircnico (LINDERMAN e FAHEY 1991 REQUENA et al 2005)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

22

informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

37

calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 Componentes Relacionados ao Estudo da Fadiga

21

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da Amostra

30

Tabela 4 Esquema de Atividades Diaacuterias de Coleta

34

Tabela 3 Valores Para as Variaacuteveis Cardiorrespiratoacuterias 40

LISTA DE ABREVIATURAS

AL ndash Aacutecido Laacutetico

FM ndash Fadiga Muscular

H+ ndash Iacuteons de Hidrogecircnio

NaHCO3 ndash Bicarbonato de Soacutedio

SNC ndash Sistema Nervoso Central

FMI ndash Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica

Cl- ndash Iacuteon de Cloro

K+

ndash Iacuteon de Potaacutessio

HCO-3 ndash Iacuteon Bicarbonato

Na+ ndash Iacuteon Soacutedio

pH ndash Fator de Hidrogenizaccedilatildeo

ATP ndash Trifosfato de Adenosina

CC ndash Comando Central

CO2 ndash Dioacutexido de Carbono

O2 ndash Oxigecircnio

LAC ndash Iacuteon Lactato

Ca++

ndash Iacuteon Caacutelcio

pCO2 ndash Pressatildeo do Dioacutexido de Carbono

pO2 ndash Pressatildeo do Oxigecircnio

TT ndash Tuacutebulos Transversos

E-C ndash Processo de excitaccedilatildeocontraccedilatildeo

5HT ndash 5-Hidroxitriptofano

RS ndash Retiacuteculo Sarcoplasmaacutetico

EMG ndash Eletromiografia

FI ndash Fosfato Inorgacircnico

ADP ndash Difosfato de Adenosina

RL ndash Radicais Livres

VO2max ndash Volume Maacuteximo de Oxigecircnio

NaK ndash Bomba Soacutedio Potaacutessio

NKCC ndash Co-transportador dos Iacuteons Soacutedio Potaacutessio e Cloro

mmol ndash Milimol

NaF ndash Fluoreto de Soacutedio

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 13

11 PROBLEMA 13

12 OBJETIVOS 15

121 Geral 15

122 Especiacuteficos 16

13 JUSTIFICATIVA 16

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO 17

2 REVISAtildeO DE LITERATURA 18

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR 18

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA 19

23 FADIGA CENTRAL 21

231Comando Central 22

232 Neurocircnios Aferentes III e IV 23

24 FADIGA PERIFEacuteRICA 24

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular 24

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+) 24

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI) 25

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL) 25

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA 26

3 METODOLOGIA 29

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA 29

32 AMOSTRA 29

33 INSTRUMENTOS 30

331 SRM Power Meter 30

332 Velotron 31

333 Ceacutelula de Carga 31

334 Eletromioacutegrafo 32

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL 32

341 Sequecircncia dos Testes 32

35 MEDIDAS 34

351 Forccedila Isomeacutetrica 34

352 Lactato 36

353 Espirometria 36

354 Desempenho Supramaacuteximo 37

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3 37

37 TRATAMENTO ESTATIacuteSTICO DOS DADOS 38

4 RESULTADOS 39

5 DISCUSSAtildeO 44

51 AUMENTO DO EFLUXO DE LACTATO E DESEMPENHO NO EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO 44

52 ALTERACcedilOtildeES NOS PARAcircMETROS CARDIRRESPIRATOacuteRIOS 46

53 SUPLEMENTACcedilAtildeO COM NaHCO3 E FORCcedilA ISOMEacuteTRICA 47

6 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 48

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 49

GLOSSAacuteRIO 60

1 INTRODUCcedilAtildeO

11 PROBLEMA

Desde que o quiacutemico sueco Joumlns Jacob Berzelius haacute aproximadamente duzentos anos

atraacutes encontrou uma grande quantidade de aacutecido laacutetico (AL) em muacutesculos exauridos de cervos

e posteriormente Emil Heinrich du Bois-Reymond publicou seus estudos sobre a influecircncia

do AL na contraccedilatildeo muscular inuacutemeras pesquisas tecircm direcionado o foco no intuito de

esclarecer a natureza etioloacutegica e os possiacuteveis metaboacutelitos e mecanismos envolvidos no

processo da fadiga muscular (FM) (KOMPANJE et al 2007) De uma forma geral a melhor

compreensatildeo dos eventos ligados agrave FM tem possibilitado avanccedilos em diversas aacutereas as quais

se destacam tratamento e diagnoacutestico de doenccedilas (AMERINGER e SMITH 2011 LARUN e

MALTERUD 2011) produccedilatildeo de medicamentos (MEASE e CHOY 2009) reabilitaccedilatildeo

fiacutesica (FONTAINE et al 2011) prescriccedilatildeo e periodizaccedilatildeo do treinamento esportivo (APEL

et al 2011) desenvolvimento e produccedilatildeo de substacircncias ergogecircnicas para os esportes de alto

rendimento (BAGUET et al 2010) entre outros

Os fatores causadores da FM durante exerciacutecios de alta intensidade satildeo diferentes

daqueles que aparecem nos exerciacutecios de baixa intensidade e longa duraccedilatildeo (FITTS 1994)

Em relaccedilatildeo aos exerciacutecios intensos grande parte do fornecimento energeacutetico eacute derivado da

glicoacutelise anaeroacutebia caracterizado por um processo intenso de ressiacutentese da adenosina

trifosfato (ATP) que resulta na formaccedilatildeo de altas quantidades de acircnions de lactato e iacuteons de

hidrogecircnio (H+) Um aumento nestes eletroacutelitos contribui para a fadiga muscular (FM) um

estado definido como acidose metaboacutelica (JUEL 1998) Alguns estudos sustentam que a

elevaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos H+ intramuscular pode inibir a reaccedilatildeo da glicoacutelise e a atividade

enzimaacutetica da fosfofrutoquinase e da fosforilase prejudicar a ligaccedilatildeo do caacutelcio agrave troponina C

e interferir na liberaccedilatildeo do caacutelcio do retiacuteculo sarcoplasmaacutetico reduzindo a forccedila contraacutetil a

velocidade de contraccedilatildeo e relaxamento da fibra (SPRIET et al 1989 SCHABORT et al

2000 OOPIK et al 2003)

Considerando que a acidose eacute responsaacutevel por diversos processos que contribuem para

a FM a prevenccedilatildeo deste desequiliacutebrio metaboacutelico poderia aumentar o desempenho no

exerciacutecio supramaacuteximo onde ocorre uma produccedilatildeo excessiva de H+ Algumas pesquisas tecircm

encontrado resultados que suportam a administraccedilatildeo oral de substacircncias alcalinas portanto o

bicarbonato de soacutedio (NaHCO3) poderia amenizar a queda do pH durante o exerciacutecio intenso

estes agentes facilitadores do efluxo do lactato e do H+ auxiliariam a produccedilatildeo glicoliacutetica de

energia e o tamponamento iocircnico (LINDERMAN e FAHEY 1991 REQUENA et al 2005)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

22

informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

37

calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)

LISTA DE ABREVIATURAS

AL ndash Aacutecido Laacutetico

FM ndash Fadiga Muscular

H+ ndash Iacuteons de Hidrogecircnio

NaHCO3 ndash Bicarbonato de Soacutedio

SNC ndash Sistema Nervoso Central

FMI ndash Forccedila Maacutexima Isomeacutetrica

Cl- ndash Iacuteon de Cloro

K+

ndash Iacuteon de Potaacutessio

HCO-3 ndash Iacuteon Bicarbonato

Na+ ndash Iacuteon Soacutedio

pH ndash Fator de Hidrogenizaccedilatildeo

ATP ndash Trifosfato de Adenosina

CC ndash Comando Central

CO2 ndash Dioacutexido de Carbono

O2 ndash Oxigecircnio

LAC ndash Iacuteon Lactato

Ca++

ndash Iacuteon Caacutelcio

pCO2 ndash Pressatildeo do Dioacutexido de Carbono

pO2 ndash Pressatildeo do Oxigecircnio

TT ndash Tuacutebulos Transversos

E-C ndash Processo de excitaccedilatildeocontraccedilatildeo

5HT ndash 5-Hidroxitriptofano

RS ndash Retiacuteculo Sarcoplasmaacutetico

EMG ndash Eletromiografia

FI ndash Fosfato Inorgacircnico

ADP ndash Difosfato de Adenosina

RL ndash Radicais Livres

VO2max ndash Volume Maacuteximo de Oxigecircnio

NaK ndash Bomba Soacutedio Potaacutessio

NKCC ndash Co-transportador dos Iacuteons Soacutedio Potaacutessio e Cloro

mmol ndash Milimol

NaF ndash Fluoreto de Soacutedio

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 13

11 PROBLEMA 13

12 OBJETIVOS 15

121 Geral 15

122 Especiacuteficos 16

13 JUSTIFICATIVA 16

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO 17

2 REVISAtildeO DE LITERATURA 18

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR 18

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA 19

23 FADIGA CENTRAL 21

231Comando Central 22

232 Neurocircnios Aferentes III e IV 23

24 FADIGA PERIFEacuteRICA 24

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular 24

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+) 24

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI) 25

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL) 25

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA 26

3 METODOLOGIA 29

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA 29

32 AMOSTRA 29

33 INSTRUMENTOS 30

331 SRM Power Meter 30

332 Velotron 31

333 Ceacutelula de Carga 31

334 Eletromioacutegrafo 32

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL 32

341 Sequecircncia dos Testes 32

35 MEDIDAS 34

351 Forccedila Isomeacutetrica 34

352 Lactato 36

353 Espirometria 36

354 Desempenho Supramaacuteximo 37

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3 37

37 TRATAMENTO ESTATIacuteSTICO DOS DADOS 38

4 RESULTADOS 39

5 DISCUSSAtildeO 44

51 AUMENTO DO EFLUXO DE LACTATO E DESEMPENHO NO EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO 44

52 ALTERACcedilOtildeES NOS PARAcircMETROS CARDIRRESPIRATOacuteRIOS 46

53 SUPLEMENTACcedilAtildeO COM NaHCO3 E FORCcedilA ISOMEacuteTRICA 47

6 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 48

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 49

GLOSSAacuteRIO 60

1 INTRODUCcedilAtildeO

11 PROBLEMA

Desde que o quiacutemico sueco Joumlns Jacob Berzelius haacute aproximadamente duzentos anos

atraacutes encontrou uma grande quantidade de aacutecido laacutetico (AL) em muacutesculos exauridos de cervos

e posteriormente Emil Heinrich du Bois-Reymond publicou seus estudos sobre a influecircncia

do AL na contraccedilatildeo muscular inuacutemeras pesquisas tecircm direcionado o foco no intuito de

esclarecer a natureza etioloacutegica e os possiacuteveis metaboacutelitos e mecanismos envolvidos no

processo da fadiga muscular (FM) (KOMPANJE et al 2007) De uma forma geral a melhor

compreensatildeo dos eventos ligados agrave FM tem possibilitado avanccedilos em diversas aacutereas as quais

se destacam tratamento e diagnoacutestico de doenccedilas (AMERINGER e SMITH 2011 LARUN e

MALTERUD 2011) produccedilatildeo de medicamentos (MEASE e CHOY 2009) reabilitaccedilatildeo

fiacutesica (FONTAINE et al 2011) prescriccedilatildeo e periodizaccedilatildeo do treinamento esportivo (APEL

et al 2011) desenvolvimento e produccedilatildeo de substacircncias ergogecircnicas para os esportes de alto

rendimento (BAGUET et al 2010) entre outros

Os fatores causadores da FM durante exerciacutecios de alta intensidade satildeo diferentes

daqueles que aparecem nos exerciacutecios de baixa intensidade e longa duraccedilatildeo (FITTS 1994)

Em relaccedilatildeo aos exerciacutecios intensos grande parte do fornecimento energeacutetico eacute derivado da

glicoacutelise anaeroacutebia caracterizado por um processo intenso de ressiacutentese da adenosina

trifosfato (ATP) que resulta na formaccedilatildeo de altas quantidades de acircnions de lactato e iacuteons de

hidrogecircnio (H+) Um aumento nestes eletroacutelitos contribui para a fadiga muscular (FM) um

estado definido como acidose metaboacutelica (JUEL 1998) Alguns estudos sustentam que a

elevaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos H+ intramuscular pode inibir a reaccedilatildeo da glicoacutelise e a atividade

enzimaacutetica da fosfofrutoquinase e da fosforilase prejudicar a ligaccedilatildeo do caacutelcio agrave troponina C

e interferir na liberaccedilatildeo do caacutelcio do retiacuteculo sarcoplasmaacutetico reduzindo a forccedila contraacutetil a

velocidade de contraccedilatildeo e relaxamento da fibra (SPRIET et al 1989 SCHABORT et al

2000 OOPIK et al 2003)

Considerando que a acidose eacute responsaacutevel por diversos processos que contribuem para

a FM a prevenccedilatildeo deste desequiliacutebrio metaboacutelico poderia aumentar o desempenho no

exerciacutecio supramaacuteximo onde ocorre uma produccedilatildeo excessiva de H+ Algumas pesquisas tecircm

encontrado resultados que suportam a administraccedilatildeo oral de substacircncias alcalinas portanto o

bicarbonato de soacutedio (NaHCO3) poderia amenizar a queda do pH durante o exerciacutecio intenso

estes agentes facilitadores do efluxo do lactato e do H+ auxiliariam a produccedilatildeo glicoliacutetica de

energia e o tamponamento iocircnico (LINDERMAN e FAHEY 1991 REQUENA et al 2005)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

22

informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

37

calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)

E-C ndash Processo de excitaccedilatildeocontraccedilatildeo

5HT ndash 5-Hidroxitriptofano

RS ndash Retiacuteculo Sarcoplasmaacutetico

EMG ndash Eletromiografia

FI ndash Fosfato Inorgacircnico

ADP ndash Difosfato de Adenosina

RL ndash Radicais Livres

VO2max ndash Volume Maacuteximo de Oxigecircnio

NaK ndash Bomba Soacutedio Potaacutessio

NKCC ndash Co-transportador dos Iacuteons Soacutedio Potaacutessio e Cloro

mmol ndash Milimol

NaF ndash Fluoreto de Soacutedio

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 13

11 PROBLEMA 13

12 OBJETIVOS 15

121 Geral 15

122 Especiacuteficos 16

13 JUSTIFICATIVA 16

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO 17

2 REVISAtildeO DE LITERATURA 18

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR 18

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA 19

23 FADIGA CENTRAL 21

231Comando Central 22

232 Neurocircnios Aferentes III e IV 23

24 FADIGA PERIFEacuteRICA 24

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular 24

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+) 24

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI) 25

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL) 25

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA 26

3 METODOLOGIA 29

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA 29

32 AMOSTRA 29

33 INSTRUMENTOS 30

331 SRM Power Meter 30

332 Velotron 31

333 Ceacutelula de Carga 31

334 Eletromioacutegrafo 32

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL 32

341 Sequecircncia dos Testes 32

35 MEDIDAS 34

351 Forccedila Isomeacutetrica 34

352 Lactato 36

353 Espirometria 36

354 Desempenho Supramaacuteximo 37

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3 37

37 TRATAMENTO ESTATIacuteSTICO DOS DADOS 38

4 RESULTADOS 39

5 DISCUSSAtildeO 44

51 AUMENTO DO EFLUXO DE LACTATO E DESEMPENHO NO EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO 44

52 ALTERACcedilOtildeES NOS PARAcircMETROS CARDIRRESPIRATOacuteRIOS 46

53 SUPLEMENTACcedilAtildeO COM NaHCO3 E FORCcedilA ISOMEacuteTRICA 47

6 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 48

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 49

GLOSSAacuteRIO 60

1 INTRODUCcedilAtildeO

11 PROBLEMA

Desde que o quiacutemico sueco Joumlns Jacob Berzelius haacute aproximadamente duzentos anos

atraacutes encontrou uma grande quantidade de aacutecido laacutetico (AL) em muacutesculos exauridos de cervos

e posteriormente Emil Heinrich du Bois-Reymond publicou seus estudos sobre a influecircncia

do AL na contraccedilatildeo muscular inuacutemeras pesquisas tecircm direcionado o foco no intuito de

esclarecer a natureza etioloacutegica e os possiacuteveis metaboacutelitos e mecanismos envolvidos no

processo da fadiga muscular (FM) (KOMPANJE et al 2007) De uma forma geral a melhor

compreensatildeo dos eventos ligados agrave FM tem possibilitado avanccedilos em diversas aacutereas as quais

se destacam tratamento e diagnoacutestico de doenccedilas (AMERINGER e SMITH 2011 LARUN e

MALTERUD 2011) produccedilatildeo de medicamentos (MEASE e CHOY 2009) reabilitaccedilatildeo

fiacutesica (FONTAINE et al 2011) prescriccedilatildeo e periodizaccedilatildeo do treinamento esportivo (APEL

et al 2011) desenvolvimento e produccedilatildeo de substacircncias ergogecircnicas para os esportes de alto

rendimento (BAGUET et al 2010) entre outros

Os fatores causadores da FM durante exerciacutecios de alta intensidade satildeo diferentes

daqueles que aparecem nos exerciacutecios de baixa intensidade e longa duraccedilatildeo (FITTS 1994)

Em relaccedilatildeo aos exerciacutecios intensos grande parte do fornecimento energeacutetico eacute derivado da

glicoacutelise anaeroacutebia caracterizado por um processo intenso de ressiacutentese da adenosina

trifosfato (ATP) que resulta na formaccedilatildeo de altas quantidades de acircnions de lactato e iacuteons de

hidrogecircnio (H+) Um aumento nestes eletroacutelitos contribui para a fadiga muscular (FM) um

estado definido como acidose metaboacutelica (JUEL 1998) Alguns estudos sustentam que a

elevaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos H+ intramuscular pode inibir a reaccedilatildeo da glicoacutelise e a atividade

enzimaacutetica da fosfofrutoquinase e da fosforilase prejudicar a ligaccedilatildeo do caacutelcio agrave troponina C

e interferir na liberaccedilatildeo do caacutelcio do retiacuteculo sarcoplasmaacutetico reduzindo a forccedila contraacutetil a

velocidade de contraccedilatildeo e relaxamento da fibra (SPRIET et al 1989 SCHABORT et al

2000 OOPIK et al 2003)

Considerando que a acidose eacute responsaacutevel por diversos processos que contribuem para

a FM a prevenccedilatildeo deste desequiliacutebrio metaboacutelico poderia aumentar o desempenho no

exerciacutecio supramaacuteximo onde ocorre uma produccedilatildeo excessiva de H+ Algumas pesquisas tecircm

encontrado resultados que suportam a administraccedilatildeo oral de substacircncias alcalinas portanto o

bicarbonato de soacutedio (NaHCO3) poderia amenizar a queda do pH durante o exerciacutecio intenso

estes agentes facilitadores do efluxo do lactato e do H+ auxiliariam a produccedilatildeo glicoliacutetica de

energia e o tamponamento iocircnico (LINDERMAN e FAHEY 1991 REQUENA et al 2005)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

22

informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

37

calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)

SUMAacuteRIO

1 INTRODUCcedilAtildeO 13

11 PROBLEMA 13

12 OBJETIVOS 15

121 Geral 15

122 Especiacuteficos 16

13 JUSTIFICATIVA 16

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO 17

2 REVISAtildeO DE LITERATURA 18

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR 18

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA 19

23 FADIGA CENTRAL 21

231Comando Central 22

232 Neurocircnios Aferentes III e IV 23

24 FADIGA PERIFEacuteRICA 24

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular 24

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+) 24

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI) 25

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL) 25

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA 26

3 METODOLOGIA 29

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA 29

32 AMOSTRA 29

33 INSTRUMENTOS 30

331 SRM Power Meter 30

332 Velotron 31

333 Ceacutelula de Carga 31

334 Eletromioacutegrafo 32

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL 32

341 Sequecircncia dos Testes 32

35 MEDIDAS 34

351 Forccedila Isomeacutetrica 34

352 Lactato 36

353 Espirometria 36

354 Desempenho Supramaacuteximo 37

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3 37

37 TRATAMENTO ESTATIacuteSTICO DOS DADOS 38

4 RESULTADOS 39

5 DISCUSSAtildeO 44

51 AUMENTO DO EFLUXO DE LACTATO E DESEMPENHO NO EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO 44

52 ALTERACcedilOtildeES NOS PARAcircMETROS CARDIRRESPIRATOacuteRIOS 46

53 SUPLEMENTACcedilAtildeO COM NaHCO3 E FORCcedilA ISOMEacuteTRICA 47

6 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 48

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 49

GLOSSAacuteRIO 60

1 INTRODUCcedilAtildeO

11 PROBLEMA

Desde que o quiacutemico sueco Joumlns Jacob Berzelius haacute aproximadamente duzentos anos

atraacutes encontrou uma grande quantidade de aacutecido laacutetico (AL) em muacutesculos exauridos de cervos

e posteriormente Emil Heinrich du Bois-Reymond publicou seus estudos sobre a influecircncia

do AL na contraccedilatildeo muscular inuacutemeras pesquisas tecircm direcionado o foco no intuito de

esclarecer a natureza etioloacutegica e os possiacuteveis metaboacutelitos e mecanismos envolvidos no

processo da fadiga muscular (FM) (KOMPANJE et al 2007) De uma forma geral a melhor

compreensatildeo dos eventos ligados agrave FM tem possibilitado avanccedilos em diversas aacutereas as quais

se destacam tratamento e diagnoacutestico de doenccedilas (AMERINGER e SMITH 2011 LARUN e

MALTERUD 2011) produccedilatildeo de medicamentos (MEASE e CHOY 2009) reabilitaccedilatildeo

fiacutesica (FONTAINE et al 2011) prescriccedilatildeo e periodizaccedilatildeo do treinamento esportivo (APEL

et al 2011) desenvolvimento e produccedilatildeo de substacircncias ergogecircnicas para os esportes de alto

rendimento (BAGUET et al 2010) entre outros

Os fatores causadores da FM durante exerciacutecios de alta intensidade satildeo diferentes

daqueles que aparecem nos exerciacutecios de baixa intensidade e longa duraccedilatildeo (FITTS 1994)

Em relaccedilatildeo aos exerciacutecios intensos grande parte do fornecimento energeacutetico eacute derivado da

glicoacutelise anaeroacutebia caracterizado por um processo intenso de ressiacutentese da adenosina

trifosfato (ATP) que resulta na formaccedilatildeo de altas quantidades de acircnions de lactato e iacuteons de

hidrogecircnio (H+) Um aumento nestes eletroacutelitos contribui para a fadiga muscular (FM) um

estado definido como acidose metaboacutelica (JUEL 1998) Alguns estudos sustentam que a

elevaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos H+ intramuscular pode inibir a reaccedilatildeo da glicoacutelise e a atividade

enzimaacutetica da fosfofrutoquinase e da fosforilase prejudicar a ligaccedilatildeo do caacutelcio agrave troponina C

e interferir na liberaccedilatildeo do caacutelcio do retiacuteculo sarcoplasmaacutetico reduzindo a forccedila contraacutetil a

velocidade de contraccedilatildeo e relaxamento da fibra (SPRIET et al 1989 SCHABORT et al

2000 OOPIK et al 2003)

Considerando que a acidose eacute responsaacutevel por diversos processos que contribuem para

a FM a prevenccedilatildeo deste desequiliacutebrio metaboacutelico poderia aumentar o desempenho no

exerciacutecio supramaacuteximo onde ocorre uma produccedilatildeo excessiva de H+ Algumas pesquisas tecircm

encontrado resultados que suportam a administraccedilatildeo oral de substacircncias alcalinas portanto o

bicarbonato de soacutedio (NaHCO3) poderia amenizar a queda do pH durante o exerciacutecio intenso

estes agentes facilitadores do efluxo do lactato e do H+ auxiliariam a produccedilatildeo glicoliacutetica de

energia e o tamponamento iocircnico (LINDERMAN e FAHEY 1991 REQUENA et al 2005)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

22

informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

37

calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)

333 Ceacutelula de Carga 31

334 Eletromioacutegrafo 32

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL 32

341 Sequecircncia dos Testes 32

35 MEDIDAS 34

351 Forccedila Isomeacutetrica 34

352 Lactato 36

353 Espirometria 36

354 Desempenho Supramaacuteximo 37

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3 37

37 TRATAMENTO ESTATIacuteSTICO DOS DADOS 38

4 RESULTADOS 39

5 DISCUSSAtildeO 44

51 AUMENTO DO EFLUXO DE LACTATO E DESEMPENHO NO EXERCIacuteCIO

SUPRAMAacuteXIMO 44

52 ALTERACcedilOtildeES NOS PARAcircMETROS CARDIRRESPIRATOacuteRIOS 46

53 SUPLEMENTACcedilAtildeO COM NaHCO3 E FORCcedilA ISOMEacuteTRICA 47

6 CONSIDERACcedilOtildeES FINAIS 48

REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 49

GLOSSAacuteRIO 60

1 INTRODUCcedilAtildeO

11 PROBLEMA

Desde que o quiacutemico sueco Joumlns Jacob Berzelius haacute aproximadamente duzentos anos

atraacutes encontrou uma grande quantidade de aacutecido laacutetico (AL) em muacutesculos exauridos de cervos

e posteriormente Emil Heinrich du Bois-Reymond publicou seus estudos sobre a influecircncia

do AL na contraccedilatildeo muscular inuacutemeras pesquisas tecircm direcionado o foco no intuito de

esclarecer a natureza etioloacutegica e os possiacuteveis metaboacutelitos e mecanismos envolvidos no

processo da fadiga muscular (FM) (KOMPANJE et al 2007) De uma forma geral a melhor

compreensatildeo dos eventos ligados agrave FM tem possibilitado avanccedilos em diversas aacutereas as quais

se destacam tratamento e diagnoacutestico de doenccedilas (AMERINGER e SMITH 2011 LARUN e

MALTERUD 2011) produccedilatildeo de medicamentos (MEASE e CHOY 2009) reabilitaccedilatildeo

fiacutesica (FONTAINE et al 2011) prescriccedilatildeo e periodizaccedilatildeo do treinamento esportivo (APEL

et al 2011) desenvolvimento e produccedilatildeo de substacircncias ergogecircnicas para os esportes de alto

rendimento (BAGUET et al 2010) entre outros

Os fatores causadores da FM durante exerciacutecios de alta intensidade satildeo diferentes

daqueles que aparecem nos exerciacutecios de baixa intensidade e longa duraccedilatildeo (FITTS 1994)

Em relaccedilatildeo aos exerciacutecios intensos grande parte do fornecimento energeacutetico eacute derivado da

glicoacutelise anaeroacutebia caracterizado por um processo intenso de ressiacutentese da adenosina

trifosfato (ATP) que resulta na formaccedilatildeo de altas quantidades de acircnions de lactato e iacuteons de

hidrogecircnio (H+) Um aumento nestes eletroacutelitos contribui para a fadiga muscular (FM) um

estado definido como acidose metaboacutelica (JUEL 1998) Alguns estudos sustentam que a

elevaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos H+ intramuscular pode inibir a reaccedilatildeo da glicoacutelise e a atividade

enzimaacutetica da fosfofrutoquinase e da fosforilase prejudicar a ligaccedilatildeo do caacutelcio agrave troponina C

e interferir na liberaccedilatildeo do caacutelcio do retiacuteculo sarcoplasmaacutetico reduzindo a forccedila contraacutetil a

velocidade de contraccedilatildeo e relaxamento da fibra (SPRIET et al 1989 SCHABORT et al

2000 OOPIK et al 2003)

Considerando que a acidose eacute responsaacutevel por diversos processos que contribuem para

a FM a prevenccedilatildeo deste desequiliacutebrio metaboacutelico poderia aumentar o desempenho no

exerciacutecio supramaacuteximo onde ocorre uma produccedilatildeo excessiva de H+ Algumas pesquisas tecircm

encontrado resultados que suportam a administraccedilatildeo oral de substacircncias alcalinas portanto o

bicarbonato de soacutedio (NaHCO3) poderia amenizar a queda do pH durante o exerciacutecio intenso

estes agentes facilitadores do efluxo do lactato e do H+ auxiliariam a produccedilatildeo glicoliacutetica de

energia e o tamponamento iocircnico (LINDERMAN e FAHEY 1991 REQUENA et al 2005)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

22

informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

37

calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)

1 INTRODUCcedilAtildeO

11 PROBLEMA

Desde que o quiacutemico sueco Joumlns Jacob Berzelius haacute aproximadamente duzentos anos

atraacutes encontrou uma grande quantidade de aacutecido laacutetico (AL) em muacutesculos exauridos de cervos

e posteriormente Emil Heinrich du Bois-Reymond publicou seus estudos sobre a influecircncia

do AL na contraccedilatildeo muscular inuacutemeras pesquisas tecircm direcionado o foco no intuito de

esclarecer a natureza etioloacutegica e os possiacuteveis metaboacutelitos e mecanismos envolvidos no

processo da fadiga muscular (FM) (KOMPANJE et al 2007) De uma forma geral a melhor

compreensatildeo dos eventos ligados agrave FM tem possibilitado avanccedilos em diversas aacutereas as quais

se destacam tratamento e diagnoacutestico de doenccedilas (AMERINGER e SMITH 2011 LARUN e

MALTERUD 2011) produccedilatildeo de medicamentos (MEASE e CHOY 2009) reabilitaccedilatildeo

fiacutesica (FONTAINE et al 2011) prescriccedilatildeo e periodizaccedilatildeo do treinamento esportivo (APEL

et al 2011) desenvolvimento e produccedilatildeo de substacircncias ergogecircnicas para os esportes de alto

rendimento (BAGUET et al 2010) entre outros

Os fatores causadores da FM durante exerciacutecios de alta intensidade satildeo diferentes

daqueles que aparecem nos exerciacutecios de baixa intensidade e longa duraccedilatildeo (FITTS 1994)

Em relaccedilatildeo aos exerciacutecios intensos grande parte do fornecimento energeacutetico eacute derivado da

glicoacutelise anaeroacutebia caracterizado por um processo intenso de ressiacutentese da adenosina

trifosfato (ATP) que resulta na formaccedilatildeo de altas quantidades de acircnions de lactato e iacuteons de

hidrogecircnio (H+) Um aumento nestes eletroacutelitos contribui para a fadiga muscular (FM) um

estado definido como acidose metaboacutelica (JUEL 1998) Alguns estudos sustentam que a

elevaccedilatildeo da concentraccedilatildeo dos H+ intramuscular pode inibir a reaccedilatildeo da glicoacutelise e a atividade

enzimaacutetica da fosfofrutoquinase e da fosforilase prejudicar a ligaccedilatildeo do caacutelcio agrave troponina C

e interferir na liberaccedilatildeo do caacutelcio do retiacuteculo sarcoplasmaacutetico reduzindo a forccedila contraacutetil a

velocidade de contraccedilatildeo e relaxamento da fibra (SPRIET et al 1989 SCHABORT et al

2000 OOPIK et al 2003)

Considerando que a acidose eacute responsaacutevel por diversos processos que contribuem para

a FM a prevenccedilatildeo deste desequiliacutebrio metaboacutelico poderia aumentar o desempenho no

exerciacutecio supramaacuteximo onde ocorre uma produccedilatildeo excessiva de H+ Algumas pesquisas tecircm

encontrado resultados que suportam a administraccedilatildeo oral de substacircncias alcalinas portanto o

bicarbonato de soacutedio (NaHCO3) poderia amenizar a queda do pH durante o exerciacutecio intenso

estes agentes facilitadores do efluxo do lactato e do H+ auxiliariam a produccedilatildeo glicoliacutetica de

energia e o tamponamento iocircnico (LINDERMAN e FAHEY 1991 REQUENA et al 2005)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

22

informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

37

calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)

14

Analisando sprints (exerciacutecios breves e intensos) repetidos no ciclismo aonde os

participantes fizeram 10s de exerciacutecio por 50s de repouso Lavender e Bird (1989)

encontraram um aumento da potecircncia quando suplementaram 03gkg de NaHCO3 1h antes

do exerciacutecio concluindo posteriormente que os efeitos tornaram-se mais pronunciados ao

final do teste quando o equiliacutebrio metaboacutelico muscular estaacute mais alterado Siegler et al

(2010) utilizaram sucessivos exerciacutecios supramaacuteximos de 30s na esteira e encontraram accedilatildeo

ergogecircnica para o uso do NaHCO3 com o pH do grupo suplementado apresentando 746plusmn004

contra 739plusmn002 do grupo placebo e o iacuteon bicarbonato plasmaacutetico (HCO3-) 288plusmn19 contra

233plusmn14 mmoll-1

respectivamente Alcaloacuteides tambeacutem aumentaram o desempenho em

diversos esportes como remo ciclismo nataccedilatildeo e corridas de velocidade (ASCHENBACH et

al 2000)

Por outro lado alguns estudos natildeo encontraram resultados positivos deixando

algumas lacunas para o entendimento dos mecanismos fisioloacutegicos em questatildeo Stephens et

al (2002) analisaram o uso de tamponantes alcalinos no ciclismo com 30 min de exerciacutecio

preacutevio a 77 plusmn1 do VO2pico seguidos de um sprint para completar um trabalho de 469 plusmn

21kj o mais raacutepido possiacutevel apesar de ocorrer uma pequena alcalose muscular natildeo foi

encontrado aumento no desempenho Price e Simons (2010) observaram que o desequiliacutebrio

no pH foi reduzido em muacuteltiplos sprints (de 20 a 24s) na esteira ergomeacutetrica poreacutem o

desempenho natildeo se alterou entre os participantes Um estudo in vitro que analisou o efeito do

aumento extracelular de tamponantes e a influecircncia no muacutesculo isolado de rato natildeo

encontraram relaccedilatildeo com diminuiccedilatildeo da fadiga nem em outros fatores importantes no

metabolismo muscular como o efluxo de K+

ou o aumento do pH intramuscular (BROCH-

LIPS et al 2007)

Outro aspecto da FM refere-se ao componente central o qual eacute geralmente descrito em

termos da reduccedilatildeo do impulso neural ou do comando motor para o trabalho muscular e

resulta em um decliacutenio da forccedila muscular (GANDEVIA 2001 KAY et al 2001 KENT-

BRAUN 1999) Bigland-Ritchie et al (1984) e posteriormente Noakes (2000) sugeriram que

a reduccedilatildeo no impulso neural durante o exerciacutecio pode ser um mecanismo de proteccedilatildeo a fim de

prevenir a falha ou dano ao grupamento muscular Pesquisadores tecircm identificado que um

tipo especiacutefico de neurocircnios aferentes perifeacutericos classificados como III e IV seriam

sensiacuteveis agrave concentraccedilatildeo de metaboacutelitos principalmente ao aumento de H+ intramuscular e agraves

variaccedilotildees mecacircnicas inerentes ao exerciacutecio (SINOWAY et al1993) Estes fatores seriam

responsaacuteveis por desencadear um efeito aferente inibitoacuterio ao sistema nervoso central (SNC)

15

e consequumlentemente pela instalaccedilatildeo do processo de FM reduzindo a ativaccedilatildeo neural essencial

para a contraccedilatildeo muscular Nesse sentido Kaufman et al (1984) encontraram que a oclusatildeo

arterial em contraccedilotildees isomeacutetricas aumenta a concentraccedilatildeo de H+ estimula o disparo dos

neurocircnios do tipo IV em 47 e em 12 nos do tipo III Em complemento Amann e

Dempsey (2008) analisaram a accedilatildeo do SNC em ciclistas preacute-fadigados com exerciacutecios

contiacutenuos ateacute a exaustatildeo concluiacuteram que a resposta desencadeada pela classe de neurocircnios III

e IV eacute um importante fator limitante ao exerciacutecio e agrave produccedilatildeo da forccedila Ainda mesmo na

presenccedila de outros fatores reguladores da resposta cardiorrespiratoacuteria ao exerciacutecio como o

reflexo pressor uma contribuiccedilatildeo essencial do estiacutemulo aferente neuronal agrave regulaccedilatildeo dos

sistemas ventilatoacuterio cardiovascular e na percepccedilatildeo do esforccedilo em uma grande variedade de

intensidades de exerciacutecios (50100150325plusmn19W) no ciclismo (AMANN et al 2010) foi

registrada

Apesar de encontrarmos diversos estudos que analisaram o efeito do NaHCO3 sobre o

desempenho fiacutesico ateacute o momento pouco se especulou sobre os exerciacutecios supramaacuteximos e as

possiacuteveis efeitos nos padrotildees de produccedilatildeo da forccedila maacutexima isomeacutetrica (FMI) a qual poderia

sofrer com as variaccedilotildees do pH plasmaacutetico e muscular ou alterada pelo exerciacutecio preacutevio

Considerando tambeacutem que sabemos pouco sobre as respostas metaboacutelicas diante as alteraccedilotildees

dos tampotildees plasmaacuteticos no exerciacutecio supramaacuteximo a qual poderia diminuir a FMI nos

membros superiores atraveacutes do efeito inibitoacuterio desencadeado pela classe de neurocircnios

aferentes III e IV no SNC

Diante desse quadro controverso e na busca de uma melhor compreensatildeo dos

mecanismos fisioloacutegicos nossa hipoacutetese eacute que o NaHCO3 atue como agente tamponante e

aumente a potecircncia no exerciacutecio supramaacuteximo de 1min Nossa segunda hipoacutetese eacute que a

alcalose altere os paracircmetros cardiorrespiratoacuterios a liberaccedilatildeo do lactato como tambeacutem a

capacidade da forccedila isomeacutetrica dos membros superiores e inferiores

12 OBJETIVOS

121 Geral

Analisar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 influencia o desempenho e induz alteraccedilotildees

na forccedila muscular isomeacutetrica apoacutes exerciacutecio supramaacuteximo no ciclismo

16

122 Especiacuteficos

Verificar se a suplementaccedilatildeo com NaHCO3 altera o desempenho supramaacuteximo no

ciclismo

Analisar as alteraccedilotildees plasmaacuteticas do lactato nas condiccedilotildees NaHCO3placebo

Analisar as variaccedilotildees na capacidade de forccedila isomeacutetrica de ambos os membros

superiores e inferiores provocadas pela ingestatildeo do NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio

supramaacuteximo

Identificar se as variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias (VE VCO2 e VO2) sofrem influecircncia

pela ingestatildeo do NaHCO3

13 JUSTIFICATIVA

Este estudo justifica-se atraveacutes da necessidade de compreendermos melhor os efeitos

dos alcaloacuteides sobre o desempenho no exerciacutecio jaacute que atualmente as pesquisas relacionadas

ao assunto satildeo controversas e necessitam de maiores investigaccedilotildees A propoacutesito a FM tem

ocupado o centro de diversos debates dentro da aacuterea da fisiologia do exerciacutecio e figura como

um dos temas mais publicados em revistas e perioacutedicos cientiacuteficos nos uacuteltimos anos

Apesar de uma quantidade significativa de estudos sobre FM jaacute tenha sido produzida a

maioria dos pesquisadores exploram as interaccedilotildees entre os fatores indutores da FM durante

exerciacutecios contiacutenuos e prolongados em seacuteries muacuteltiplas de sprints ou ainda diretamente na

capacidade de forccedila dificilmente vemos trabalhos fazendo uso de alcaloacuteides que relacionam

caracteriacutesticas distintas de esforccedilo fiacutesico como o exerciacutecio supramaacuteximo e a forccedila isomeacutetrica

no mesmo protocolo Podemos observar vaacuterios esportes onde as capacidades fiacutesicas se

interpotildeem o que exige do atleta caracteriacutesticas fisioloacutegicas capazes de suportar ao mesmo

tempo diferentes necessidades metaboacutelicas e motoras

O exerciacutecio supramaacuteximo possui obviamente intensidade suficiente capaz de

sobrecarregar os sistemas fisioloacutegicos e desequilibrar a homeostase portanto eacute razoaacutevel que

os componentes especiacuteficos de controle motor do SNC respondam a esse distuacuterbio baseados

nas informaccedilotildees recebidas pelo sistema proprioceptivo de neurocircnios aferentes ou pela

variaccedilatildeo da concentraccedilatildeo de eletroacutelitos e pressotildees dos gases plasmaacuteticos Partindo do

pressuposto que a FM seja um fenocircmeno de origem perifeacuterica com implicaccedilotildees sobre o SNC

ainda natildeo sabemos se este desequiliacutebrio fisioloacutegico proporcionado pelo exerciacutecio

17

supramaacuteximo afeta a capacidade de produccedilatildeo de forccedila isomeacutetrica nos membros exercitados ou

nos natildeo envolvidos diretamente no exerciacutecio uma melhor compreensatildeo destes mecanismos

interligados reforccedilaria a proposta de uma revisatildeo dos conceitos tradicionais que dividem a

fadiga entre central e perifeacuterica

Outro fator importante eacute o controle cardiorrespiratoacuterio do exerciacutecio sabemos que os

centros de controle do SNC respondem aos distuacuterbios metaboacutelicos a fim de aumentar a troca

gasosa e regular o pH sistecircmico a princiacutepio os alcaloacuteides interferem diretamente na

composiccedilatildeo dos tampotildees plasmaacuteticos proporcionando alteraccedilotildees nos gases expirados O

acompanhamento da magnitude dessas alteraccedilotildees e se elas tecircm influecircncia sobre o desempenho

durante e apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo poderia auxiliar conhecimento acerca dos fatores

determinantes do desempenho fiacutesico no intuito de promover novas estrateacutegias de

suplementaccedilatildeo treinamento e competiccedilatildeo

14 DELIMITACcedilOtildeES DO ESTUDO

A presente pesquisa tem como foco contribuir para a compreensatildeo dos mecanismos

que regem a produccedilatildeo de forccedila e potecircncia quando o sistema fisioloacutegico de equiliacutebrio

aacutecidobase eacute modificado Utilizamos o NaHCO3 como forma de manipulaccedilatildeo do pH a fim de

promover uma condiccedilatildeo mais favoraacutevel para o efluxo do lactato e do H+ da fibra muscular e

melhorar a capacidade da via glicoliacutetica na produccedilatildeo de energia (REQUENA et al 2005)

Atualmente entendemos que a diminuiccedilatildeo do pH intramuscular estaacute ligado a eventos que

prejudicam perifericamente a produccedilatildeo da forccedila e o padratildeo da contraccedilatildeo e do relaxamento

muscular Este estudo se delimita em investigar se o produto da forccedila isomeacutetrica dos membros

inferiores e superiores eacute beneficiado pela ingestatildeo de NaHCO3 apoacutes o exerciacutecio supramaacuteximo

no ciclismo Ainda se o NaHCO3 possui efeito ergogecircnico no exerciacutecio no ciclismo ou

interfere nas variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias

18

2 REVISAtildeO DE LITERATURA

21 DEFINICcedilOtildeES DE FADIGA MUSCULAR

Ao longo do tempo foram muitas as definiccedilotildees e conceitos atribuiacutedos ao fenocircmeno da

fadiga muscular (FM) que fisiologicamente representaria a incapacidade de manter

determinada intensidade de trabalho prescrita (HAWLEY et al 1997) ou como Edwards

(1981) propocircs que a fadiga seria ―a falha em manter a forccedila desejada ou esperada Para

Allen et al (2008) ―Os muacutesculos que satildeo usados intensivamente mostram um decliacutenio

progressivo no desempenho os quais satildeo completamente recuperados apoacutes um periacuteodo de

descanso este fenocircmeno reversivo eacute chamado de fadiga O decliacutenio no desempenho fiacutesico

tambeacutem eacute acompanhado por um aumento na sensaccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (ENOKA e

STUART 1992)

A FM eacute um recurso vital para a funccedilatildeo fisioloacutegica humana uma vez que previne a

queda substancial de ATP o que poderia causar o estado de rigor muscular ou danos

musculares irreversiacuteveis (VOLLESTAD e SEJERRSTED 1988) Mc Kenna e Hargreaves

(2008) ao comentar uma seacuterie de revisotildees sobre a fadiga muscular pontuaram ―claramente a

fadiga durante o exerciacutecio pode ser vista como um evento em cascata ocorrido em diversos

oacutergatildeos diversas ceacutelulas e diversos niacuteveis moleculares O desafio para os cientistas eacute entender

como estes mecanismos trabalham juntos

No ano de 1890 no 1ordm Congresso Internacional de Fisiologistas ocorrido em Basel na

Suiacuteccedila Acircngelo Mosso renomado pesquisador italiano apresentou os resultados de seus

trabalhos sobre a FM utilizando um aparelho claacutessico chamado de ergoacutegrafo (ferramenta para

o registro do esforccedilo concecircntrico muscular do dedo meacutedio) aleacutem de outras contribuiccedilotildees para

o conhecimento da fisiologia humana Mosso caracterizou o processo da FM associando-a a

ocorrecircncia de fatores centrais e perifeacutericos como tambeacutem agrave produccedilatildeo de substacircncias toacutexicas

como o aacutecido carbocircnico suas observaccedilotildees foram adiante demonstrando que o treinamento

fiacutesico de forccedila e de resistecircncia aeroacutebia retarda o iniacutecio da FM (DI GIULIO et al 2006)

Em adendo aos conceitos iniciais estabelecidos por Mosso Allen et al (2008)

postulam o seguinte sobre a caracteriacutestica da FM ―em contraccedilotildees voluntaacuterias os muacutesculos satildeo

ativados por vias complexas iniciando no coacutertex motor que conduz a excitaccedilatildeo atraveacutes da

medula espinhal ateacute os neurocircnios motores estes por sua vez transmitem a accedilatildeo potencial para

a junccedilatildeo neuromuscular e ao muacutesculo De uma forma simples os processos no coacutertex e na

19

medula espinhal satildeo definidos como centrais em relaccedilatildeo aos processos nos nervos

perifeacutericos na junccedilatildeo neuromuscular e nos muacutesculos satildeo definidos como perifeacutericos

22 MEacuteTODOS DE ESTUDO DA FADIGA

Para iniciar uma contraccedilatildeo muscular voluntaacuteria eacute necessaacuterio que os centros cerebrais

de controle do movimento ativem um motoneurocircnio-α que por sua vez estimulem as ceacutelulas

musculares O processo de excitaccedilatildeo-contraccedilatildeo (E-C) define-se como os passos necessaacuterios

para uma accedilatildeo potencial produzir a formaccedilatildeo de pontes cruzadas no mioacutecito Cada accedilatildeo

potencial gerada na junccedilatildeo neuromuscular se propaga ao longo da superfiacutecie da membrana da

fibra muscular e nos tuacutebulos transversos (TT) aonde desencadeia uma liberaccedilatildeo temporaacuteria do

Ca++

armazenado no retiacuteculo sarcoplasmaacutetico (RS) O aumento transitoacuterio do Ca++

no

citoplasma permite a formaccedilatildeo das pontes cruzadas e consequumlentemente a contraccedilatildeo

muscular A reabsorccedilatildeo do Ca++

para o RS termina o ciclo e o muacutesculo relaxa (PLACE et al

2010)

Observando ligeiramente os processos fisioloacutegicos citados logo acima fica claro que eacute

difiacutecil distinguir entre os diferentes fatores e locais responsaacuteveis pela diminuiccedilatildeo da forccedila e

instalaccedilatildeo da FM Portanto a causa da FM eacute considerada multifatorial e depende do tipo de

tarefa realizada ou como chamado ―tarefa dependente (GANDEVIA et al 1995) a partir

desse conceito uma ampla quantidade de modelos experimentais desde estudos in vitro como

estudos in vivo tem sido empregada para compreender a etiologia da FM (TABELA 1)

Apesar dos estudos in vitro muitas vezes serem considerados ―natildeo fisioloacutegicos satildeo

essenciais para relacionar a organizaccedilatildeo e a composiccedilatildeo do meio intracelular com a

funcionalidade muscular Essa teacutecnica iniciada da deacutecada de 80 possibilita simular diferentes

situaccedilotildees intracelulares e estudar as alteraccedilotildees nas estruturas celulares especiacuteficas tais como o

sarcolema o RS mitococircndrias ou o aparelho contraacutetil (LAumlNNERGREN e WESTERBLAD

1987) Ainda eacute possiacutevel manipular as concentraccedilotildees de metaboacutelitos como ATP difosfato de

adenosina (ADP) fosfato inorgacircnico (FI) pH entre outros (LAMB 2002)

Uma fibra ou um grupo de fibras podem ser expostos a diferentes protocolos de

estimulaccedilatildeo eleacutetrica quando ligadas a um transdutor de forccedila formando uma relaccedilatildeo entre as

variaccedilotildees das condiccedilotildees do meio com a tensatildeo gerada pelas fibras (BIGLAND-RITCHIE et

al 1982) As fibras musculares tambeacutem podem ser estudadas com a membrana intacta ou

removida neste caso existe a vantagem de permitir a manipulaccedilatildeo direta do meio intracelular

jaacute as teacutecnicas que preservam a membrana possuem caracteriacutesticas mais proacuteximas da

20

realidade No entanto esta praacutetica natildeo leva em conta a adaptabilidade do sistema

neuromuscular e orgacircnico em resposta ao estresse muscular como um todo (GRENN 1995)

Os trabalhos in vivo por sua vez realizados tanto em animais quanto em humanos satildeo

fundamentais para analisar a reaccedilotildees fisioloacutegicas e sistecircmicas durante o exerciacutecio e a

recuperaccedilatildeo Algumas teacutecnicas de eletromiografia (EMG) bioacutepsia e ressonacircncia magneacutetica

nuclear tecircm tornado possiacutevel uma investigaccedilatildeo mais precisa das alteraccedilotildees metaboacutelicas

induzidas durante o exerciacutecio considerando sempre as limitaccedilotildees inerentes a cada uma das

teacutecnicas e analisando os resultados com o devido cuidado (ASCENSAtildeO et al 2003)

Dois tipos de exerciacutecio podem ser diferenciados in vivo (a) contraccedilotildees sustentadas ateacute

a exaustatildeo voluntaacuteria ou por um determinado periacuteodo de tempo que se concentram em um

determinado grupamento muscular e (b) exerciacutecios como o ciclismo e a corrida que envolve

uma grande quantidade de massa muscular e satildeo realizados em condiccedilotildees dinacircmicas

Em humanos a FM pode ser quantificada pela reduccedilatildeo na maacutexima forccedila voluntaacuteria

(MFV) realizada em condiccedilotildees isomeacutetricas escolhida conforme a necessidade da pesquisa

Por exemplo a MFV pode ser medida antes e apoacutes uma atividade fiacutesica dinacircmica para a

anaacutelise da fadiga como um todo embora valores obtidos durante o exerciacutecio possam fornecer

informaccedilotildees instantacircneas importantes (NICOL et al 2003) A forccedila muscular isomeacutetrica

(FMI) que eacute obtida atraveacutes da estimulaccedilatildeo tetacircnica permite comparaccedilotildees entre estudos feitos

com animais e humanos Neste caso a duraccedilatildeo e a frequumlecircncia do estiacutemulo teratildeo que ser

suficientes para provocar a forccedila maacutexima porque as contraccedilotildees submaacuteximas poderatildeo estar

sujeitas a potenciaccedilatildeo (aumento transitoacuterio da amplitude das contraccedilotildees musculares apoacutes

estimulaccedilatildeo eleacutetrica no nervo motor) juntamente com os processos de fadiga (GANDEVIA et

al 1995)

Os provaacuteveis locais da FM ao longo do sistema neuromuscular podem ser obtidos

atraveacutes da teacutecnica de EMG subsequumlente a uma contraccedilatildeo voluntaacuteria A alteraccedilatildeo nas

propriedades contraacuteteis musculares tem sido estudada atraveacutes da estimulaccedilatildeo eleacutetrica

percutacircnea do nervo motor ou diretamente no muacutesculo ignorando dessa forma a funccedilatildeo do

ceacuterebro e da medula espinhal As medidas dinacircmicas incluindo forccedila e velocidade tambeacutem

podem ser obtidas

O total de FM induzida por alguma tarefa pode ser medida pela comparaccedilatildeo da forccedila

ou potecircncia de um maacuteximo esforccedilo voluntaacuterio antes e apoacutes o final do exerciacutecio Em uma

maacutexima contraccedilatildeo voluntaacuteria a perda de forccedila ocorre apoacutes poucos segundos mas em um

exerciacutecio submaacuteximo ou intermitente o iniacutecio da fadiga eacute mais difiacutecil de determinar

(TAYLOR et al 2000)

21

Tabela 1- Componentes relacionados ao estudo da fadiga

Sistema da quantificaccedilatildeo da fadiga (quando e como a fadiga eacute medida)

Seres humanos ou animais

Um uacutenico muacutesculo ou vaacuterios grupamentos

Tipo de preparaccedilatildeoa

O tipo de protocolo de fadiga (como a fadiga eacute induzida)

O(s) tipo(s) de contraccedilatildeob

Exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeoc

O local e tipo de estimulaccedilatildeo

As condiccedilotildees ambientais do muacutesculo

FONTE CAIRNS et al (2005)

Tabela 1 - a O tipo de preparaccedilatildeo se refere ao estado pelo qual o muacutesculo estaacute disponiacutevel para o estudo por

exemplo um sujeito consciente um animal anestesiado com a circulaccedilatildeo intacta um animal anestesiado com o

membro posterior perfundido uma preparaccedilatildeo de um muacutesculo isolado b Tipos de contraccedilatildeo incluem isomeacutetrica concecircntrica excecircntrica dinacircmica

c O exerciacutecio ou protocolo de estimulaccedilatildeo envolve definir a intensidade o padratildeo e a duraccedilatildeo da atividade

contraacutetil

23 FADIGA CENTRAL

A fadiga central (FC) representa a incapacidade do SNC em gerar e conduzir o

impulso nervoso aos muacutesculos Eacute definida como uma reduccedilatildeo progressiva induzida pelo

exerciacutecio na ativaccedilatildeo voluntaacuteria ou no impulso neural para o muacutesculo A magnitude da FC

pode ser quantificada como a reduccedilatildeo na ativaccedilatildeo voluntaacuteria representada como a forccedila extra

exercida quando o nervo motor eacute estimulado durante contraccedilotildees maacuteximas (GANDEVIA

2001) Esta forccedila extra implica na falha do impulso voluntaacuterio em um ou mais locais

proacuteximos do nervo motor portanto dentro do SNC A diminuiccedilatildeo do impulso neural para

musculatura ativa pode reduzir a quantidade de unidades motoras ativas ou a frequumlecircncia de

disparos dos motoneurocircnios (STACKHOUSE et al 2000) em outras palavras um aumento

na forccedila provocada pelo estiacutemulo externo significa que algumas unidades motoras natildeo foram

ativadas ou natildeo dispararam raacutepido o suficiente para ativar a forccedila maacutexima (TAYLOR et al

2000)

Alguns mecanismos foram propostos como possiacuteveis causadores da FC estes incluem

1) o aumento da concentraccedilatildeo de metaboacutelitos durante a atividade muscular intensa como os

H+ K

+ bradicinina fosfato inorgacircnico prostaglandinas que poderiam transmitir a

22

informaccedilatildeo inibitoacuteria para o SNC atraveacutes dos nervos aferentes sensoacuterios 2) uma reduccedilatildeo dos

niacuteveis de glicose plasmaacutetica consequumlentemente limitando a nutriccedilatildeo de certos neurocircnios dos

locais cerebrais responsaacuteveis pelo controle motor 3) aumento da concentraccedilatildeo de triptofano

plasmaacutetico e do 5-hidroxitriptofano (5-HT) precursor da serotonina cerebral neurotransmissor

indutor da fadiga central (NEWSHOLME e BLOMSTRAND 2006) Podemos considerar

tambeacutem os distuacuterbios metaboacutelicos e da homeostase cerebral mudanccedilas termodinacircmicas e na

concentraccedilatildeo de neurotransmissores (NYBO e SECHER 2004)

A teacutecnica normalmente utilizada para estudar a FC eacute conhecida como ―interpolaccedilatildeo de

fibras idealizada por Merton (1954) a qual consiste em uma eletroestimulaccedilatildeo exoacutegena do

nervo motor ou do muacutesculo em contraccedilotildees maacuteximas a fim de quantificar o deacuteficit de impulso

neural Diversos estudos tecircm usado a interpolaccedilatildeo de fibras em contraccedilotildees isomeacutetricas de

grupamentos musculares isolados (BIGLAND-RITCHIE 1986 LOSCHER et al 1996

GANDEVIA et al 1996 CRESSWELL et al 1996 NORDLUND et al 2004) Outro

meacutetodo mais recente eacute chamado de ―estimulaccedilatildeo magneacutetica transcraniana permite ativar

diretamente as aacutereas motoras corticais a fim de compensar o impulso neural deficitaacuterio

(GANDEVIA 2001)

231Comando Central

O termo ―comando central (CC) foi usado pela primeira vez por Goodwin et al

(1972) que modificaram a terminologia claacutessica original de ―irradiaccedilatildeo cortical usada por

Krogh e Lindhard no ano de 1913 O intuito era caracterizar os sinais descendentes dos

centros cerebrais superiores capazes de influenciar as respostas cardiovasculares e motoras

durante o exerciacutecio Devido agrave falta de medidas diretas dessas regiotildees corticais a magnitude da

resposta do CC foi avaliada usando a percepccedilatildeo subjetiva de esforccedilo (PSE) independente da

sobrecarga ou produccedilatildeo de forccedila para isso a escala de Borg (1973) tem sido profundamente

utilizada a fim de obter a magnitude do CC ainda que a relaccedilatildeo entre o CC e a PSE natildeo tenha

sido claramente definida (MITCHELL 1990)

O CC e o reflexo pressor do exerciacutecio satildeo os dois mecanismos neurais ativados em

resposta ao aumento da demanda energeacutetica imposta pelo exerciacutecio fiacutesico Para que ocorram

ajustes finos na funccedilatildeo cardiorrespiratoacuteria e vascular esses sistemas recebem aferecircncias do

sistema proprioceptivo neural sinais somatossensoriais quiacutemicos e mecacircnicos provenientes da

musculatura ativa que satildeo transmitidos para os centros de controle cardiovascular dentro da

medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees especiacuteficas do coacutertex motor (MARTIN

et al 2008) O papel da resposta somatossensorial como tambeacutem outros fatores na

23

determinaccedilatildeo da funccedilatildeo do CC estaacute sendo debatido atualmente (WILLIAMSON 2010

KAUFMAN 2010 AMANN et al 2011 MARCORA 2011 LIANG et al 2011)

Atualmente entendemos que o CC funciona de forma antecipatoacuteria ou por feed-

forward quando o SNC a partir de informaccedilotildees captadas pelos sentidos aferentes altera as

condiccedilotildees do organismo antes que as influecircncias externas tenham chances de causar

instabilidade na homeostase ou seja quando estamos correndo e nos aproximamos de uma

colina o CC pode aumentar a frequumlecircncia cardiacuteaca e respiratoacuteria preparando o corpo para o

aumento de intensidade proporcionado pela inclinaccedilatildeo do terreno Eacute possiacutevel que o feed-

forward ocorra de uma forma imprecisa causando um descompasso e entre as respostas

cardiovasculares e a demanda metaboacutelica (WILLIAMSON 2010)

Para corrigir os erros potenciais o sistema integra sinais somatossensoriais via

mecanismos de feedback ou retroalimentaccedilatildeo O reflexo pressor ao exerciacutecio serve como

componente primordial para os ajustes necessaacuterios Sinais somatossensoriais quiacutemicos e

mecacircnicos provenientes da musculatura ativa satildeo transmitidos para os centros de controle

cardiovascular dentro da medula espinhal (MITCHELL 1983) e para regiotildees do coacutertex motor

(MARTIN et al 2008) O papel do feedback somatossensorial como outros fatores na

determinaccedilatildeo da percepccedilatildeo do esforccedilo eou ao niacutevel do CC estatildeo sendo debatidos (AMANN et

al 2008 MARCORA 2009)

232 Neurocircnios Aferentes III e IV

O muacutesculo esqueleacutetico possui um sistema de propriocepccedilatildeo especiacutefico conhecidos

como neurocircnios do grupo III e IV Estes circuitos neurais satildeo responsaacuteveis por informar ao

SNC o estado mecacircnico e metaboacutelico atual do muacutesculo (BARRY e ENOKA 2007) Por sua

vez a atividade desses proprioceptores pode produzir mudanccedilas no padratildeo de disparo dos

motoneurocircnios ou mesmo interferir diretamente no coacutertex motor (GARLAND e KAUFMAN

1995 GANDEVIA 2001)

Diversos estudos tecircm sugerido que a FM pode ser sinalizada ao SNC pelos grupos III e

IV de neurocircnios aferentes os quais respondem a estiacutemulos mecacircnicos eou estiacutemulos

quiacutemicos como alongamento e pressatildeo (GE e KHALSA 2003 PAINTAL 1960) bradicinina

(KAUFMAN et al 1982 MENSE e MEYER 1988) aacutecido laacutetico (DOUSSET et al 2001

ROTTO E KAUFMAN 1988) prostaglandinas (ROTTO E KAUFMAN 1988 STEBBINS et

al 1986) ou cloreto de potaacutessio (RYBICKI E KAUFMAN 1985 KAUFMAN e RYBICKI

1987)

24

24 FADIGA PERIFEacuteRICA

241 Acuacutemulo de Potaacutessio (K+) Extracelular

Durante a contraccedilatildeo muscular cada accedilatildeo potencial leva a um efluxo do K+

pela

abertura dos canais voltagem-dependentes de K+ (Kv canais) e os canais ATP-pH sensiacuteveis

(Katp canais) os quais aumentam a concentraccedilatildeo de potaacutessio ([K+]) extracelular

principalmente nas proximidades dos TT o que leva a uma despolarizaccedilatildeo e inativaccedilatildeo dos

canais de Na+ que consequentemente reduz a saiacuteda do Ca

++ do RS inicialmente como uma

reduccedilatildeo na accedilatildeo potencial e depois na inativaccedilatildeo total este quadro pode ser revertido pela

accedilatildeo da bomba NaK que eacute ativada durante o exerciacutecio e reabsorvem o K+

atraveacutes de bombas

especiacuteficas encontrados na membrana muscular e por um co-transportador Na+ndashKndashCl

-

(NKCC) (CLAUSEN e NIELSEN 2007)

As concentraccedilotildees do K+ intersticial durante o exerciacutecio intenso podem aumentar de

5mmol para 13mmol comprometendo de 60 a 100 a tensatildeo gerada pelas fibras (JUEL et al

2000) Outro fator da elevaccedilatildeo do K+

extracelular e plasmaacutetico seria a contribuiccedilatildeo para

elevaccedilatildeo da frequecircncia respiratoacuteria durante o exerciacutecio atraveacutes da estimulaccedilatildeo dos

quimiorreceptores perifeacutericos e centrais que detectam alteraccedilotildees metaboacutelicas no sangue

arterial e no liacutequido cefalorraquidiano Mc Murray e Tenan (2010) encontraram uma a relaccedilatildeo

positiva entre aumento da concentraccedilatildeo do K+ plasmaacutetico e a ventilaccedilatildeo durante um teste

incremental no ciclismo

242 Produccedilatildeo de Iacuteons de Hidrogecircnio (H+)

Durante o exerciacutecio intenso uma quantidade significativa de glicogecircnio eacute utilizada

para a ressiacutentese do ATP como consequecircncia da reaccedilatildeo da glicoacutelise ocorre uma produccedilatildeo

excessiva de iacuteons de lactato e H+ resultando numa acidose metaboacutelica o pH intramuscular

em humanos pode passar de 71 para menos de 64 (NIELSEN et al 2002) Em relaccedilatildeo ao

metabolismo glicoliacutetico e as reaccedilotildees da glicoacutelise o aumento da [H+] citoplasmaacutetico parece

prejudicar a funccedilatildeo da enzima fosforilase e da fosfofrutoquinase (SPRIET et al 1989) O

lactato (LAC) por si soacute natildeo pode ser considerado como causa primordial da fadiga muscular

(ALLEN et al 2008) Outro fator possiacutevel de interferecircncia do H+ eacute na formaccedilatildeo das pontes

cruzadas onde o H+ competiria pelo siacutetio de ligaccedilatildeo na troponina C com o Ca

++ A reabsorccedilatildeo

do Ca++

pode ser prejudicada pela interferecircncia do H+ no canal Ca

++ATP do RS e a

comprometer a subsequumlente liberaccedilatildeo do Ca++

para formaccedilatildeo das pontes cruzadas

25

Em relaccedilatildeo agraves pesquisas em fibras isoladas estudadas em temperatura ambiente

(~20degC) a reduccedilatildeo do pH diminuiu a forccedila e a maacutexima velocidade de encurtamento das fibras

(FABIATO e FABIATO 1978 CHASE e KUSHMERICK 1988) Mais tarde experimentos

que utilizaram temperaturas mais proacuteximas do encontrado no muacutesculo esqueleacutetico (~30degC)

tanto em fibras isoladas quanto em fibras intactas mostraram que a acidose deprime a forccedila

tetacircnica em menos de 10 e natildeo acelera a taxa de desenvolvimento da fadiga

(RANATUNGA 1987 WESTERBLAD et al 1997) Esses dados convergem com os

encontrados por Cady et al (1989) onde a recuperaccedilatildeo da forccedila ocorreu sem o retorno do pH

aos niacuteveis basais e por Broch-Lips et al (2007) que estudaram muacutesculos isolados de ratos em

contraccedilotildees isomeacutetricas e natildeo encontraram nenhum efeito significante na FM em relaccedilatildeo agrave

forccedila tetacircnica no pH intramuscular e no efluxo do K+ Por fim sugerem que mecanismos

alternativos devem ser considerados para o efeito ergogecircnico do NaHCO3

243 Acuacutemulo de Fosfato Inorgacircnico (FI)

A quebra da creatina fosfato (CF) no iniacutecio do exerciacutecio intenso aumenta a

concentraccedilatildeo de fosfato inorgacircnico intramuscular ([FI]) o que acarreta diversos efeitos

fisioloacutegicos dentro do muacutesculo ativo No repouso apresenta-se em torno de 1 a 5mmol e passa

para 30 a 40mmol durante o exerciacutecio severo (CADY et al 1989) Esse aumento substancial

do FI leva a perda da capacidade de produccedilatildeo da forccedila atribuiacutedo principalmente agrave reduccedilatildeo do

nuacutemero de pontes cruzadas formadas (CAREMANI et al 2008) O mecanismo provaacutevel para

a interferecircncia do FI na formaccedilatildeo das pontes cruzadas seria a entrada do metaboacutelito no RS

onde faria uma ligaccedilatildeo com o Ca++

reduzindo a quantidade de Ca++

disponiacutevel para liberaccedilatildeo

do RS (WESTERBLAD e ALLEN 1996)

244 Formaccedilatildeo de radicais livres (RL)

A produccedilatildeo de radicais livres (RL) oxigenados e nitrogenados pode aumentar durante

o exerciacutecio e interferir nos processos metaboacutelicos induzindo agrave FM A infusatildeo do antioxidante

n-acetilcisteiacutena tem retardado o iniacutecio da fadiga em indiviacuteduos bem treinados (REID et al

1994 McKENNA et al 2006) mas natildeo em destreinados (MEDVED et al 2003) A

utilizaccedilatildeo de suplementos agrave base de antioxidantes ainda eacute controversa recentemente Ristow et

al (2009) reportaram que a suplementaccedilatildeo com antioxidantes pode na verdade evitar os

efeitos beneacuteficos do exerciacutecio provavelmente devido aos RL serem necessaacuterios para sinalizar

as adaptaccedilotildees intracelulares

26

25 UTILIZACcedilAtildeO DE ALCALOacuteIDES E ACcedilAtildeO NA FADIGA

Durante muito tempo pesquisadores tecircm investigado a accedilatildeo de substacircncias

tamponantes e seu efeito ergogecircnico sobre o exerciacutecio fiacutesico baseados na premissa de que a

acidificaccedilatildeo muscular eacute uma das provaacuteveis causas da FM durante exerciacutecios de alta

intensidade portanto a manutenccedilatildeo do pH evitaria pelo menos que temporariamente a

instalaccedilatildeo da fadiga (BISHOP et al 2004 NIELSEN et al 2002 SOSTARIC et al 2006)

O NaHCO3 estaacute entre os alcaloacuteides mais estudados nas modalidades esportivas e protocolos

de anaacutelise de desempenho com alta demanda energeacutetica a qual se caracteriza por uma

produccedilatildeo exacerbada de metaboacutelitos que interferem em diferentes mecanismos da contraccedilatildeo

muscular levando agrave FM (ALLEN et al 2008)

Os efeitos positivos da utilizaccedilatildeo do NaHCO3 foram encontrados em exerciacutecios fiacutesicos

e esportes variados como na nataccedilatildeo (ZAJAC et al 2009) no boxe (SIEGLER

e HIRSCHER 2010) no tecircnis (WU et al 2010) nos 1500m de corrida (WILES e

ROBBINS 1995) na forccedila isomeacutetrica e na sua recuperaccedilatildeo (VERBITSKY et al 1997) A

suplementaccedilatildeo com NaHCO3 tambeacutem retardou o iniacutecio da fadiga durante exerciacutecios

predominantemente anaeroacutebios (HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 THOMAS et al 2005

CAIRNS et al 2006) como em sprints repetidos no ciclismo (LAVENDER e BIRD 1989)

Recentemente Siegler et al (2010) encontraram aumento no desempenho e na meacutedia da

velocidade em 3 sprints sucessivos de 30s quando utilizaram a recuperaccedilatildeo ativa de 3min

aliada agrave suplementaccedilatildeo do NaHCO3 60min antes do exerciacutecio

A liberaccedilatildeo do LAC intramuscular eacute otimizada quando o ambiente intersticial eacute

alcalinizado Esta propriedade eacute suportada por diversos estudos (GALLOWAY e

MAUGHAM 1996 HOLLIDGE-HORVAT et al 2000 NIELSEN et al 2002 STEPHENS

et al 2002) com o LAC sendo seguido estequiometricamente pelos H+ (JUEL e

HALESTRAP 1999) Ao mesmo tempo em que o pH intramuscular eacute reduzido pelo aumento

do gradiente de H+ atraveacutes do sarcolema mediado pelo co-transportador monocarboxiacutelico e

pela troca iocircnica do Na+ pelo H

+ (JUEL 1997) Alguns estudos demonstraram que a

membrana celular eacute essencialmente impermeaacutevel ao HCO-3 e que possivelmente as alteraccedilotildees

no pH intramuscular seriam indiretas (SUTTON et al 1981 KEML e ENGEN 1998)

A accedilatildeo ergogecircnica do NaHCO3 pode estar ligada agrave preservaccedilatildeo da diferenccedila de

potencial da membrana no mioacutecito como SOSTARIC et al (2006) observaram que o

ambiente alcalino manteacutem a excitabilidade da membrana por uma melhora na reabsorccedilatildeo do

K+ e do Cl

- junto com o favorecimento do efluxo do Na

+ desta

forma preservando a diferenccedila

27

de potencial da membrana Em adiccedilatildeo Street et al (2005) investigaram atraveacutes da teacutecnica da

microdiaacutelise a relaccedilatildeo entre a concentraccedilatildeo intersticial de H+ e K

+ durante o exerciacutecio de

extensatildeo de joelho em sete sujeitos que ingeriram citrato de soacutedio ou placebo As

concentraccedilotildees de K+ e H

+ foram reduzidas nos indiviacuteduos suplementados indicando uma

possiacutevel regulaccedilatildeo dos canais de K+

sensiacuteveis as mudanccedilas do pH

Recentemente Bishop et al (2010) encontraram no muacutesculo soacuteleo de ratos uma

adaptaccedilatildeo mais eficiente ao treinamento aeroacutebio quando estes utilizaram NaHCO3 30min

antes dos treinamentos A massa e a capacidade oxidativa mitocondrial podem ser favorecidas

pela reduccedilatildeo da [H+] intramuscular Em adendo aos aspectos aeroacutebios as variaccedilotildees do pH

plasmaacutetico podem interferir na saturaccedilatildeo da hemoglobina e na liberaccedilatildeo do O2 para o muacutesculo

durante o exerciacutecio Alguns estudos tecircm analisado se a administraccedilatildeo do NaHCO3 pode

favorecer o sistema oxidativo PEacuteRONNET et al (2006) testaram cinco indiviacuteduos em um

protocolo de rampa no ciclismo e mantiveram o pH arterial a niacuteveis basais atraveacutes de infusatildeo

de NaHCO3 Na ocasiatildeo natildeo encontraram aumento no VO2max mas a suplementaccedilatildeo elevou o

pCO2 arterial e a taxa de troca respiratoacuteria indicando que a reduccedilatildeo no pH plasmaacutetico eacute um

dos fatores que contribui para a hiperventilaccedilatildeo observada em exerciacutecios intensos Dois anos

antes KOLKHORST et al (2004) analisaram o efeito da ingestatildeo do NaHCO3 na cineacutetica do

O2 onde encontraram que a suplementaccedilatildeo causou aumento significante no pH sanguiacuteneo

antes do exerciacutecio (7512 +- 0009 vs 7425 +- 0007 P lt 0001) e reduziu a magnitude do

componente lento em 29 (463 +- 43 vs 649 +- 53 mlmin-1

P = 0040) sustentando a

hipoacutetese que a acidose metaboacutelica eacute um fator contribuinte para a fadiga muscular e

provavelmente por interferir na contraccedilatildeo das fibras raacutepidas

Uma pesquisa interessante realizada recentemente encontrou que a alcalose preacute-

exerciacutecio pode atenuar a resposta ao estresse em uma simples seacuterie de exerciacutecio anaeroacutebio no

ciclismo Peart et al (2011) identificaram que a administraccedilatildeo de 03gkg de peso de NaHCO3

diminui a expressatildeo da proteiacutena HSP72 que serve como um sinalizador para diversos ajustes

de proteccedilatildeo orgacircnica quando o corpo humano eacute submetido a um estresse

Diversas pesquisas tecircm encontrado resultados contraditoacuterios a respeito da accedilatildeo do H+

como fator indutor da fadiga Por exemplo Broch-Lips et al (2007) apoacutes aumentarem a

concentraccedilatildeo do HCO3- extracelular analisaram o efeito em muacutesculos isolados de ratos e natildeo

constataram alteraccedilotildees na fadiga como para o pH intramuscular durante as contraccedilotildees nem

ocorreu reduccedilatildeo do efluxo do K+

durante o repouso SPRIET et al (1986) examinaram o

efeito da alcalose extracelular no metabolismo e no desempenho dos muacutesculos posteriores de

ratos durante 5min de estimulaccedilatildeo eleacutetrica o aumento do pH intersticial natildeo alterou a forccedila

28

tetacircnica ou a via glicoliacutetica poreacutem a liberaccedilatildeo do lactato foi aumentada em relaccedilatildeo a uma

elevaccedilatildeo do pH extracelular e a concentraccedilatildeo de HCO3- Lindinger et al (1990) observaram

que a alcalose intracelular altera a composiccedilatildeo iocircnica intramuscular de ratos e favorece o

efluxo de lactato do muacutesculo mas natildeo encontraram efeitos beneacuteficos aparentes no

desempenho muscular Estudos com bioacutepsia muscular e teacutecnicas in vitro tecircm constantemente

mostrado que a queda do pH pode ter um efeito beneacutefico durante o exerciacutecio severo e natildeo

deleteacuterio como antes se presumia abrindo espaccedilo para novas investigaccedilotildees e especulaccedilotildees

sobre o assunto (BANGSBO et al 1996 NIELSEN et al 2001 LINDINGER et al 2005

NIELSEN et al 2006)

De uma forma resumida do que foi exposto podemos separar as variaccedilotildees do pH e

seus efeitos em trecircs diferentes compartimentos um eacute o ambiente intramuscular outro eacute o

interstiacutecio e o terceiro eacute o plasma Dentro da fibra muscular alguns mecanismos podem sofrer

interferecircncia quando pH eacute reduzido prejudicando a ligaccedilatildeo do Ca++

agrave troponina C e o tracircnsito

do Ca++

atraveacutes do RS por outro lado pode melhorar o potencial de membrana facilitando a

manutenccedilatildeo do K+ intramuscular e facilitando os canais de Cl

- No caso do interstiacutecio os

estudos indicam que quanto mais proacuteximos o pH estiver dos niacuteveis basais melhor eacute a

liberaccedilatildeo do lactato intramuscular e mais eficiente torna-se a via glicoliacutetica para ressiacutentese do

ATP Jaacute no plasma durante um exerciacutecio intenso o pH em conjunto com a pressatildeo do CO2 e

o K+ induz agrave hiperventilaccedilatildeo estimulando os centros respiratoacuterios do SNC Como citados

anteriormente diversos trabalhos tecircm mostrado aumento no desempenho quando

administramos alcaloacuteides em atividades intensas demonstrando que apesar da acidez

favorecer alguns mecanismos especiacuteficos a niacutevel celular a manutenccedilatildeo do pH eacute um fator

crucial na magnitude da fadiga poreacutem necessitamos de mais estudos para um melhor

entendimento sobre a suplementaccedilatildeo com NaHCO3

29

3 METODOLOGIA

31 CARACTERIZACcedilAtildeO DA PESQUISA

Para Gil (2002) pode-se definir pesquisa como o procedimento racional e sistemaacutetico

que tem como objetivo proporcionar respostas aos problemas que satildeo propostos A pesquisa eacute

desenvolvida mediante o concurso dos conhecimentos disponiacuteveis e a utilizaccedilatildeo cuidadosa de

meacutetodos teacutecnicas e outros procedimentos cientiacuteficos

Esta pesquisa classifica-se segundo ao tipo como experimental a qual eacute definida por

Cervo e Bervian (2004) da seguinte forma ―A pesquisa experimental se caracteriza por

manipular diretamente as variaacuteveis relacionadas com o objeto de estudo Neste tipo de

pesquisa a manipulaccedilatildeo das variaacuteveis proporciona o estudo da relaccedilatildeo entre as causas e

efeitos de um determinado fenocircmeno Atraveacutes da criaccedilatildeo de situaccedilotildees de controle procura-se

evitar a interferecircncia de variaacuteveis intervenientes Interfere-se diretamente na realidade

manipulando-se a variaacutevel independente a fim de observar o que acontece com a dependente

O pesquisador manipula deliberadamente algum aspecto da realidade - dentro de

condiccedilotildees predefinidas Pretende-se dizer de que modo ou por que causas o fenocircmeno se

produz A pesquisa experimental verifica a relaccedilatildeo de causalidade entre variaacuteveis A

inferecircncia eacute diretamente feita sobre a realidade (MORAES e MONTALVAtildeO 1998)

32 AMOSTRA

Participaram deste estudo oito sujeitos fisicamente ativos que realizavam atividades

fiacutesicas ou esportivas no miacutenimo 3 vezes por semana todos do sexo masculino (tabela 2) Os

quais foram devidamente informados textualmente e verbalmente sobre os objetivos do

estudo assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido podendo se desvincular a

qualquer momento

Para cada sujeito os testes foram conduzidos no mesmo horaacuterio do dia no miacutenimo

duas horas apoacutes uma refeiccedilatildeo leve O intervalo entre cada sessatildeo de teste foi de 48 a 72 horas

Os voluntaacuterios foram instruiacutedos para evitar exerciacutecios pesados no dia anterior aos testes como

tambeacutem natildeo utilizar cafeiacutena ou outro medicamento que possa alterar a capacidade fiacutesica

O trabalho foi aprovado pelo Comitecirc de Eacutetica em Pesquisas Envolvendo Seres

Humanos da Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC registrado sob o protocolo

Nordm 2132010

30

Tabela 2 Caracterizaccedilatildeo da amostra

Idade(anos) Massa Corporal(kg) Estatura(cm) IMC VO2max(mlkg-1min

)

230 plusmn 401 7381 plusmn 427 174 plusmn 385 244 plusmn 171 5469 plusmn 651

33 INSTRUMENTOS

Para obtenccedilatildeo dos dados relativos ao estudo presente foram utilizados os seguintes

instrumentos de medidas

Analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia)

Frequenciacutemetro (Polar s810i - Polar Electro Finlandia)

Bicicleta ergomeacutetrica (Velotron- RacerMate USA)

Sistema de extensatildeo de pernas com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Sistema de flexatildeo de biacuteceps com ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells)

Eletromioacutegrafo (Miotool - Miotec Brasil)

Balanccedila (Toledo - Toledo Brasil)

SEM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha)

Lactiacutemetro (YSI 1500 Sport EUA)

331 SRM Power Meter

O SRM Power Meter (Schoberer Rad - Julich Alemanha) eacute um sistema de

monitoramento que calcula a potecircncia exercida medindo o torque aplicado ao pedivela da

bicicleta juntamente com a cadecircncia ou rotaccedilotildees por minuto O SRM cientiacutefico utilizado nesse

estudo mede o torque via a deformaccedilatildeo de 8 medidores de tensatildeo em paralelo que estatildeo

localizados dentro do pedivela enquanto a cadecircncia eacute monitorada atraveacutes de um sensor fixado

ao quadro da bicicleta

Figura 1 Pedivela SRM Power Meter utilizado na aquisiccedilatildeo da potecircncia

31

332 Velotron

O cicloergocircmetro (Velotron - RacerMate USA) eacute uma bicicleta de frenagem

eletromagneacutetica controlada por computador que usa um sistema de corrente de Foucault em

torno de um peso (25kg) e uma roda de amplo diacircmetro O Velotron usa uma relaccedilatildeo de

marchas fixas e simuladas controladas eletronicamente por um computador que utiliza um

software (Software Velotron Coaching versatildeo 15) A bicicleta foi calibrada com o uso de um

dinamocircmetro conforme orientaccedilotildees do fabricante

Figura 2 ndash Bicicleta ergomeacutetrica Velotron utilizada no exerciacutecio de pedalagem supramaacuteximo

333 Ceacutelula de Carga

A Ceacutelula de carga (BTS ndash Berman Load Cells) serve tanto para uso agrave traccedilatildeo como

para compressatildeo eacute fabricada em alumiacutenio anodizado insensiacutevel a esforccedilos laterais e torccedilotildees

possui um circuito interno vedado com resina agrave base de silicone com grau de proteccedilatildeo IP-65

conforme norma internacional IEC 5291976 Pode ser utilizada em conversotildees de balanccedilas

mecacircnicas pesagem agrave traccedilatildeo maacutequina de ensaio tanques suspensos Atende a aplicaccedilotildees que

necessitam precisatildeo de 5000 divisotildees ateacute 200kg

Figura 3 ndash Ceacutelula de carga BTS utilizada na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

32

334 Eletromioacutegrafo

As aquisiccedilotildees dos sinais da ceacutelula de forccedila foram feitas atraveacutes do aparelho (Miotool -

Miotec Brasil) de alta precisatildeo com isolamento eleacutetrico de 3000V 2000

pontossegundoscanal com 4 canais com 14bits de resoluccedilatildeo e ganho de ateacute 8 vezes rejeiccedilatildeo

de modo comum de 110dB niacutevel de ruiacutedo lt 2LSB Os dados coletados foram transferidos

para anaacutelise no software Scilab

Figura 4 ndash Aparelho eletromioacutegrafo Miotool utilizado na aquisiccedilatildeo da forccedila isomeacutetrica

34 DELINEAMENTO EXPERIMENTAL

341 Sequumlecircncia dos Testes

Cada sujeito participou de quatro testes diferentes separados por no miacutenimo 48h cada

1ordm) Teste incremental

2ordm) Familiarizaccedilatildeo

3ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

4ordm) Teste NaHCO3 ou Placebo

Na primeira visita o sujeito recebeu as informaccedilotildees a respeito dos procedimentos a

serem realizados e assinou um termo de consentimento livre e esclarecido Posteriormente

foram feitas as medidas da estatura e do peso corporal o posicionamento do banco (altura e

afastamento) e do guidatildeo (altura e afastamento) do cicloergocircmetro foram ajustados e

anotados devidamente para que nos testes posteriores as mesmas medidas pudessem ser

repetidas Com a finalidade de caracterizar a amostra os sujeitos foram submetidos a um teste

progressivo no cicloergocircmetro conectados ao analisador de gases com carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a cada 2s ateacute a exaustatildeo voluntaacuteria

33

Na segunda visita para a familiarizaccedilatildeo demarcamos a posiccedilatildeo da matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps (distacircncia entre os dois dedos indicadores) ajustamos a altura e distacircncia da

base do cabo de forma que a angulaccedilatildeo do braccedilo ficasse sempre agrave 90ordm Essas demarcaccedilotildees

individuais foram repetidas ateacute o final do estudo em todos os testes para determinaccedilatildeo da

FMI Na sequecircncia era realizado um aquecimento leve a 50VO2max no cicloergocircmetro por

10min uma recuperaccedilatildeo passiva de 5min passado o tempo determinado o indiviacuteduo

realizava um teste supramaacuteximo de 1min de duraccedilatildeo no cicloergocircmetro Todos foram

orientados agrave tentar manter uma cadecircncia constante ao longo do teste Terminado o teste no

cicloergocircmetro o indiviacuteduo se posicionava em posiccedilatildeo ortostaacutetica com as costas os

calcanhares e os triacuteceps apoiacuteados na parede segurava a barra nas marcaccedilotildees preacute determinadas

Apartir de um comando de voz fazia uma FMI do biacuteceps por 5s (De LUCA 1997)

descansava 2min e fazia uma nova FMI do biacuteceps por 15s Na sequecircncia o voluntaacuterio seguia

para o teste de extensatildeo de pernas era fixado agrave cadeira extensora atraveacutes de cintos

especiacuteficos deixando o acircngulo da articulaccedilatildeo do joelho em 60ordm Passado 2min o sujeito fazia

uma FMI de 5s no aparelho extensor mais 2min de descanso executava outra FMI para

membros inferiores agora de 15s

Na terceira visita o indiviacuteduo fazia um aquecimento por 10min agrave 50VO2max 5min de

repouso entatildeo uma FMI idecircntica agrave familiarizaccedilatildeo primeiro membros superiores depois

membros inferiores com contraccedilotildees de 5s e 15s de duraccedilatildeo Em seguida mediante sorteio os

participantes ingeriram 03gkg de peso de NaHCO3 ou placebo de Cloreto de Soacutedio

0045gkg de peso misturado a 400ml de suco de uva aromatizado artificialmente 1h apoacutes a

ingestatildeo iniciava um aquecimento de 10min a 50 do VO2max com subsequente 5min de

repouso passivo em seguida era dada a ordem para o iniacutecio do teste supramaacuteximo de 1min

com cadecircncia livre Terminado o procedimento apoacutes 2min uma nova FMI era realizada

conforme descrito na familiarizaccedilatildeo

Na quarta visita os procedimentos eram idecircnticos ao teste anterior poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave utilizada anteriormente

34

Tabela 3 Esquema de atividades diaacuterias

1ordf Visita 2ordf Visita 3ordf Visita 4ordf Visita

Informaccedilotildees a respeito

dos procedimentos a

serem realizados

Assinatura do termo de

consentimento

Medidas da estatura e

do peso corporal

Posicionamento do

banco no

cicloergocircmetro (altura e

afastamento) e do

guidatildeo (altura e

afastamento)

Teste progressivo com

carga inicial de 50W e

incrementos de 1W a

cada 2s ateacute a exaustatildeo

voluntaacuteria

Familiarizaccedilatildeo

marcaccedilatildeo da posiccedilatildeo da

matildeo na barra para

flexatildeo do biacuteceps

(distacircncia entre os dois

dedos indicadores)

Ajuste da altura e

distacircncia da base do

cabo

Aquecimento a

50VO2max por 10min

recuperaccedilatildeo passiva de

5min

Teste supramaacuteximo de

1min

Teste FMI do biacuteceps

por 5s intervalo 2min

teste FMI do biacuteceps por

15s

2min de repouso

Teste FMI por 5s no

aparelho extensor 2min

de descanso teste FMI

de 15s

Aquecimento por

10min agrave 50VO2max

5min de repouso teste

FMI com contraccedilotildees de

5s e 15s para ambos os

membros

Mediante sorteio os

sujeitos ingeriram

03gkg de peso de

NaHCO3 ou placebo de

Cloreto de Soacutedio

0045gkgpeso

misturado a 400ml de

suco de uva

1h apoacutes a ingestatildeo

aquecimento de 10min

a 50 do VO2max com

5min de repouso

passivo

Teste supramaacuteximo de

1min com cadecircncia

livre 2 min de repouso

teste FMI conforme a

familiarizaccedilatildeo

Procedimentos idecircnticos ao

3ordm teste poreacutem com a

substacircncia contraacuteria agrave

utilizada anteriormente

35 MEDIDAS

351 Forccedila Isomeacutetrica

O procedimento para as medidas da FMI seguiram um modelo padratildeo (1) para as

meacutedias da forccedila dos flexores de cotovelo o sujeito ficava em posiccedilatildeo ortostaacutetica apoiava os

triacuteceps totalmente na parede assim como os calcanhares e as costas o afastamento entre os

dedos indicadores era marcado com uma tinta vermelha na barra para que todas as pegadas

tivessem a mesma distacircncia entre os braccedilos um cabo de accedilo foi ligado agrave ceacutelula de carga onde

um mecanismo moacutevel permitia deixaacute-lo agrave 90ordm em relaccedilatildeo ao solo A angulaccedilatildeo dos cotovelos

tambeacutem foi ajustada agrave 90ordm com ajuda de um goniocircmetro (figura 5) Apoacutes o iniacutecio da leitura do

sinal passava-se 5s e um comando para o sujeito se preparar era dado mais 5s um novo

comando verbal indicava o iniacutecio da primeira FMI de 5s Descansava-se por 2min e uma nova

FMI era realizada poreacutem com 15s de duraccedilatildeo Segundo Gandevia et al (1996) apoacutes esforccedilos

maacuteximos fatigantes a ativaccedilatildeo voluntaacuteria recupera-se em torno de 1 a 2min (2) para as

35

medidas da forccedila dos muacutesculos extensores da joelho sempre 2min apoacutes a uacuteltima contraccedilatildeo

dos flexores do cotovelo o sujeito sentava-se na cadeira extensora e era fixado por dois cintos

adaptados a angulaccedilatildeo da articulaccedilatildeo do joelho foi mantida a mesma (em torno de 60o) para

todos os sujeitos e testes (figura 6) As matildeos do sujeito ficavam segurando o cinto durante o

teste os comandos e tempos de contraccedilatildeo isomeacutetrica eram idecircnticos aos dos flexores do

cotovelo

Figura 5 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica para os biacuteceps

Figura 6 ndash Esquema representativo da medida da forccedila isomeacutetrica no extensor de pernas

A FMI foi estimada atraveacutes do momento isomeacutetrico maacuteximo exercido em uma ceacutelula

de carga (BTS ndash Berman Load Cells 200kg) como suporte para aquisiccedilatildeo do sinal foi

utilizado um eletromioacutegrafo Miotool 400 (Miotec Equipamentos Biomeacutedicos Brasil)

composto por um sistema de quatro canais que opera em uma taxa de aquisiccedilatildeo fixa de

2000Hz por canal Os sinais capturados pelo sistema foram armazenados no software

Miograph (versatildeo 2020) para posterior anaacutelise no software Scilab (versatildeo 533)

36

Graacutefico 5s Graacutefico 15s

Figura 6 ndash Graacuteficos demonstrativos de anaacutelise da forccedila isomeacutetrica de 5s dos flexores do cotovelo (graacutefico 1) e da

forccedila isomeacutetrica de 15s na extensatildeo de pernas (graacutefico 2) Graacuteficos obtidos atraveacutes do software Scilab

352 Lactato

Para a determinaccedilatildeo da concentraccedilatildeo do LAC sanguiacuteneo foram coletados do loacutebulo da

orelha 25microl de sangue em capilar heparinizado sendo a seguir imediatamente transferido para

microtubos de polietileno com tampa - tipo Eppendorff - de 15ml contendo 50microl de soluccedilatildeo

de NaF 1 e armazenado em gelo As coletas ocorreram durante os testes com a ingestatildeo do

NaHCO3 ou Placebo Uma primeira coleta em repouso antes do primeiro teste de FMI e antes

da ingestatildeo de NaHCO3 ou placebo uma segunda coleta em repouso antes do aquecimento

para o teste supramaacuteximo apoacutes 1h da NaHCO3 ou Placebo uma terceira coleta em repouso

imediatamente antes do iniacutecio do teste supramaacuteximo e a quarta coleta imediatamente apoacutes o

teste As coletas posteriores seguiram de minuto em minuto por 10min Depois coletamos o

lactato a cada 2min por mais 10min E mais duas coletas a cada 5min totalizando 30min A

anaacutelise do lactato foi realizado atraveacutes de um analisador eletroquiacutemico modelo YSI 1500 e

expressos em mmoll As coletas de sangue capilar no loacutebulo da orelha foram realizadas por

profissionais de Educaccedilatildeo Fiacutesica devidamente capacitados

353 Espirometria

Utilizamos um analisador de gases (Quark PFTergo - Cosmed Itaacutelia) para

determinaccedilatildeo da variaacuteveis cardiorrespiratoacuterias no teste progressivo em rampa e tambeacutem

durante e apoacutes 30min dos testes supramaacuteximos As variaacuteveis foram mensurado respiraccedilatildeo a

respiraccedilatildeo durante todo o protocolo a partir do gaacutes expirado O analisador de gases foi

calibrado antes de cada teste usando o ar ambiente e concentraccedilotildees conhecidas dos gases O2

(16) e CO2 (5) de acordo com as instruccedilotildees do fabricante A turbina do analisador foi

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calibrada atraveacutes de uma seringa com volume de trecircs litros Apoacutes o voluntaacuterio terminar os

testes fiacutesicos monitoraacutevamos o consumo de oxigecircnio ainda por aproximadamente 30min

junto com as coletas do lactato

354 Teste Supramaacuteximo

Para a execuccedilatildeo do teste supramaacuteximo no ciclismo o sujeito no dia da familiarizaccedilatildeo

ajustaacutevamos as distacircncias do banco e do guidatildeo do cicloergocircmetro e as repetia durante os

outros protocolos O controle da cadecircncia era individual um aviso do tempo percorrido era

dado a cada 10s ateacute completar 1min permitindo o voluntaacuterio avaliar a intensidade da

pedalagem para completar o teste supramaacuteximo realizando o melhor desempenho possiacutevel

(potecircncia meacutedia)

Para a anaacutelise da potecircncia durante os testes supramaacuteximos utilizamos o pedivela SRM

e uma bicicleta da marca Velotron regulada com 0075kgpeso Os dados obtidos atraveacutes do

pedivela SRM foram exportados para anaacutelise no programa Excel 2007 Para as meacutedias foram

considerados o torque exercido a cada 05s resultando em 120 escores de potecircncia medidos

em Watts

36 ADMINISTRACcedilAtildeO DA SOLUCcedilAtildeO COM NaHCO3

A administraccedilatildeo da soluccedilatildeo com NaHCO3 foi baseada em vaacuterios estudos e protocolos

utilizados anteriormente e no guia para ingestatildeo de substacircncias alcalinas obtido no site do

Instituto Australiano de Esportes (HTTPwwwausportgovauaisnutritionsuppfs14htm)

Nossa opccedilatildeo pelo NaHCO3 em detrimento aos outros alcaloacuteides baseou-se tambeacutem em um

trabalho de Van Montfoort et al (2004) que comparou a utilizaccedilatildeo de trecircs agentes

tamponantes com placebo em sprints na corrida que incluiacutea o NaHCO3 citrato de soacutedio e o

lactato de soacutedio concluindo que o NaHCO3 foi o mais eficiente para aumentar o desempenho

e o tempo ateacute a exaustatildeo

Quanto aos procedimentos a substacircncia era administrada mediante sorteio sem o

conhecimento do tipo de liacutequido por parte do voluntaacuterio com 03gkg de peso de NaHCO3 ou

placebo a base de Cloreto de Soacutedio 0045 gkg de peso diluiacutedo em 400ml de suco de uva com

baixo teor caloacuterico

Em nosso estudo natildeo medimos o pH e a concentraccedilatildeo de HCO-3 plasmaacutetico mas

algumas pesquisas de medidas diretas suportam o pressuposto de que a administraccedilatildeo de

alcaloacuteides tecircm accedilatildeo direta no perfil aacutecidobaacutesico do sangue (Price e Singh 2008)