PRISCILLA WEBER DOMINGUES
COMPARAÇÃO DE DOIS PROTOCOLOS DE TRATAMENTO UTILIZANDO CORRENTE DE MÉDIA FREQÜÊNCIA ASSOCIADA O E NÃO A CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA
VISANDO O AUMENTO DA FORÇA MUSCULAR DE PREENSÃO PALMAR EM INDIVÍDUOS SAUDÁVEIS
CASCAVEL
2004
PRISCILLA WEBER DOMINGUES
COMPARAÇÃO DE DOIS PROTOCOLOS DE TRATAMENTO UTILIZANDO CORRENTE DE MÉDIA FREQÜÊNCIA ASSOCIADA E NÃO A CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA VISANDO O AUMENTO DA FORÇA MUSCULAR DE PREENSÃO PALMAR EM INDIVÍDUOS SAUDÁVEIS
Monografia apresentada à disciplina Metodologia em Pesquisa em Fisioterapia como requisito parcial à conclusão do curso de Fisioterapia, setor de Ciências Biológicas da Universidade Estadual do Oeste do Paraná.
Orientador: Prof.º Gladson Ricardo Flor Bertolini.
CASCAVEL
2004
TERMO DE APROVAÇÃO
PRISCILLA WEBER DOMINGUES
COMPARAÇÃO DE DOIS PROTOCOLOS DE TRATAMENTO UTILIZANDO CORRENTE DE MÉDIA FREQÜÊNCIA ASSOCIADA E NÃO A CONTRAÇÃO ISOMÉTRICA VISANDO O AUMENTO DA FORÇA MUSCULAR DE PREENSÃO PALMAR EM INDIVÍDUOS SAUDÁVEIS
Trabalho de Conclusão de Curso aprovado como requisito parcial para obtenção do título graduado em Fisioterapia, na Universidade Estadual do Oeste do Paraná.
...
Orientador: Prof. Ms. Gladson Ricardo Flor Bertoline Colegiado de Fisioterapia - UNIOESTE
...
Prof. Rodrigo Daniel Genske Colegiado de Fisioterapia - UNIOESTE
...
Prof. Eduardo Alexandre Hoth Colegiado de Fisioterapia – UNIOESTE
Cascavel, 10 fevereiro de 2004
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho à
Meu Pai Antonio Domingues
Por ser o melhor pai e pela sua dedicação, força e otimismo em vencer na vida
Minha mãe Ederli Weber Domingues
Por ser a mãe mais maravilhosa do mundo e um exemplo de vida
Meu irmão Eduardo Weber Domingues Por fazer com que tudo valesse a pena
Meu namorado Cesar Yoshio Kawakami
Por seu constante apoio, paciência, compreensão e pelo devotado amor
AGRADECIMENTO
Este trabalho não poderia ser realizado sem muita ajuda. Renovo os mais sinceros agradecimentos às pessoas que me auxiliaram especialmente à meu Orientador Gladson Ricardo Flor Bertolini, pelo acompanhamento e revisão deste estudo, e por
sua paciente ajuda em todos os momentos de dificuldade.
Os agradecimentos também são extensivos à...
Adriana Webber de Almeida, Cibele Borin Chiquetti, Claudia Moreira de Souza, Renata Oliveira Martins e Thama Vivian Yokohama
Pela sua amizade nos momentos de angústia.
Larissa Marques Tondin
Pela sua amizade, carinho, criticas e paciência.
Mauro Gimelle
Pela sua paciência a me ensinar dotes da informática.
Fabiana Tavares Pilatti
Pela sua amizade, carinho e paciência em traduzir meus artigos para realização deste trabalho
Silva Cássia Pereira
Pela sua ajuda em todos momentos de dificuldade.
Agradeço também a todas pessoas que colaboraram como pacientes para a pesquisa
A todas pessoas e a qualquer outra que voluntariamente deixei de mencionar, estendo meus sinceros agradecimentos
SUMÁRIO
TERMO DE APROVAÇÃO...III SUMÁRIO... VI LISTAS DE FIGURAS ...VII LISTAS DE TABELAS...VIII LISTA DE GRÁFICOS... IX LISTA DE ABREVIAÇÕES... X LISTA DE ABREVIAÇÕES... X LISTA DE SÍMBOLOS... XI RESUMO ...XII ABSTRACT...XIII
1 INTRODUÇÃO ...1
1.1 JUSTIFICATIVA...1
1.2 ELETROESTIMULAÇÃO...2
1.3 OBJETIVOS ...4
2 ESTADO DA ARTE ...6
2.1 FUNDAMENTOS GERA IS SOBRE A MUSCULATURA ESQUELÉTICA ...6
2.2 ESTRUTURA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO ...7
2.2.1 MIOFIBRILAS ...10
2.2.2 UNIDADE MOTORA ...13
2.2.3 AÇÃO DA FIBRA MUSCULAR...15
2.2.4 TIPOS DE FIBRA MUSCULAR ...19
2.2.5 TIPOS DE AÇÃO DA FIBRA MUSCULAR ...23
2.2.6 AÇÃO EM GRUPO MUSCULARES ...24
2.2.7 EFEITO DO TREINAMENTO DE FORTALECIMENTO SOBRE A MUSCULATURA ESQUELÉTICA...26
2.2.7.1 Condições ideais necessárias para o desenvolvimento muscular no treino de fortalecimento ...32
2.3 ELETROESTIMULAÇÃO ... 33
2.3.1 PRINCÍPIOS BÁSICOS DA ELETRICIDADE ...33
2.3.1.2 Aspectos eletrofisiológicos...35
2.3.1.3 Características da corrente elétrica ...38
2.3.2 CORRENTE RUSSA ...46
3 METODOLOGIA ... 53
3.2 CRITÉRIOS DE INCLUSÃO E EXCLUSÃO... 54
3.3 AMOSTRA ... 54
3.4 MÉTODOS ... 55
4 RESULTADOS ... 63
4.1 RESULTADOS CORRESPONDENTES AO GRUPO 1 ... 63
4.2 RESULTADOS CORRESPONDENTES AO GRUPO 2 ... 68
4.3 RESULTADOS CORRESPONDENTES AO GRUPO 3 ... 72
5 DISCUSSÃO ... 77
6 CONCLUSÃO... 82
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 83
ANEXO 1 - AUTORIZAÇÃO PARA PESQUISA ... 89
ANEXO 2 - FICHA DE AVALIAÇÃO... 91
ANEXO 3 - APROVAÇÃO DO COMITÊ DE ÉTICA EM PESQUISAS EM HUMANOS DA UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ ... 93
LISTAS DE FIGURAS
FIGURA 1- ESTRUTURA BÁSICA DO MÚSCULO... 8 FIGURA 2 - OS TÚBULOS TRANSVERSOS E O RETÍCULO SARCOPLASMÁTICO DE
UMA FIBRA MUSCULAR ... 10 FIGURA 3– O Ca2+ SE LIGA A TROPONINA LOCALIZADA NO FILAMENTO DE
ACTINA E A TROPONINA TRACIONA A TROPOMIOSINA DE CIMA DOS SÍTIOS ATIVOS, PERMITINDO QUE AS CABEÇAS DA MIOSINA SE FIXEM NO FILAMENTO DE ACTINA ... 11 FIGURA 4 - UNIDADE FUNCIONAL BÁSICA DE UMA MIOFIBRILA: SARCÔMERO13 FIGURA 5 - UM NEURÔNIO MOTOR LIBERA ACETILCOLINA, A QUAL SE LIGA
AOS RECEPTORES LOCALIZADOS SOBRE O SARCOLEMA... 16 FIGURA 6 - UMA FIBRA MUSCULAR (a) RELAXADA; (b) CONTRAINDO; E, (c)
TOTALMENTE CONTRAÍDA, ILUSTRANDO A AÇÃO DO TIPO REMO, RESPONSÁVEL PELO DESLIZAMENTO DOS FILAMENTOS DE ACTINA E DE MIOSINA ... 18 FIGURA 7- a) CORRENTE COM FORMA DE ONDA SENOIDAL, DE
CARACTERÍSTICA BIFÁSICA SIMÉTRICA; b) OUTRA FORMA DE REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DA ONDA SENÓIDE; c)
REPRESENTAÇÃO GRÁFICA DE PULSOS BIFÁSICOS SIMÉTRICOS, QUADRADOS E TRIANGULARES; E, d) CORRENTE MODULADA POR RAJADAS, OU “CORRENTE RUSSA”... 41 FIGURA 8 - "RAMPAGEM", MEDIANTE A LENTA ELEVAÇÃO DA INTENSIDADE
DA CORRENTE ... 45 FIGURA 9 - DINAMÔMETRO UTILIZADO PARA AS MENSURAÇÕES ... 57 FIGURA 10 - POSICIONAMENTO DO MEMBRO SUPERIOR DURANTE AS
MENSURAÇÕES ... 58 FIGURA 11– POSTURA ADOTADA DURANTE A MENSURAÇÃO DA FORÇA, E
OS PROTOCOLOS DE ELETROESTIMULAÇÃO... 59 FIGURA 12 - POSICIONAMENTO DOS ELETRODOS EM MUSCULATURA
INTRÍNSECA E EXTRÍNSECA FLEXORA DEPUNHO E DEDOS, E A ESTIMULAÇÃO SOMENTE COM O ELETROESTIMULADOR
PORTADOR DA CORRENTE RUSSA... 60 FIGURA 13 - ESTIMULAÇÃO COM CORRENTE RUSSA ASSOCIADA À
ISOMETRIA, COM PUNHO EM POSIÇÃO NEUTRA, E O POSICIONAMENTO DOS ELETRODOS EM MUSCULATURA
INTRINSECA E EXTRINSECA EXTENSORA DE PUNHO E DEDOS... 61
LISTAS DE TABELAS
TABELA 1 - RESULTADOS OBTIDOS COM A DINAMOMETRIA DA FORÇA DE PREENSÃ0 PALMAR GRUPO 1...66 TABELA 2 - RESULTADOS OBTIDOS COM A DINAMOMETRIA DA FORÇA DE
PREENSÃO PALMAR DO GRUPO 2...70 TABELA 3- RESULTADOS OBTIDOS COM A DINAMOMETRIA DA FORÇA DE
PREENSÃO PALMAR DO GRUPO 3...74
LISTA DE GRÁFICOS
GRÁFICO 1 - COMPARAÇÃO ENTRE A AVALIAÇÃO INICIAL E A 1ª
REAVALIAÇÃO DO GRUPO 1 ...67 GRÁFICO 2 - COMPARAÇÃO ENTRE A AVALIAÇÃO INICIAL E A 2ª
REAVALIAÇÃO DO GRUPO 1...68 GRÁFICO 3 - COMPARAÇÃO ENTRE A AVALIAÇÃO INICIAL E A 1ª
REAVALIAÇÃO DO GRUPO 2 ...71 GRÁFICO 4 - COMPARAÇÃO ENTRE A AVALIAÇÃO INICIAL E A 2ª
REAVALIAÇÃO DO GRUPO 2 ...72 GRÁFICO 5 - COMPARAÇÃO ENTRE AVALIAÇÃO INICIAL E A 1ª REAVALIAÇÃO
DO GRUPO 3 ...75 GRÁFICO 6 - COMPARAÇÃO ENTRE AVALIAÇÃO INICIAL E A 2ª
REAVALIAÇÃO DO GRUPO 3 ...76
LISTA DE ABREVIAÇÕES
ADM Acth AVAL.
CA CC DIF.
EENM IN.
MEC MIC OTG REAV.
UM UMs
UNIOESTE
- - - - - - - - - - - - - - -
Amplitude de movimento Acetilcolina
Avaliação
Corrente alternada Corrente contínua Diferença
Eletroestimulação Neuromuscular Inicial
Meio extracelular Meio intracelular
Orgão tendinoso de golgi Reavaliação
Unidade motora Unidades motoras
Universidade Estadual do Oeste do Paraná
LISTA DE SÍMBOLOS
á - Alfa Pi - Fosfato
ATP - Adenosina trifosfato ADP - Adenosina difosfato Ca2+ - Cálcio
K+ - Potássio Na+ - Sódio
i - Corrente elétrica A - Ampére
mA - Miliampére ì A - Microampére R - Resistência
Ù - Ohm
mV - Milivolts
µs - Microsegundos Hz - Hertz
s - Segundos
ms - Metros por segundos KHz - Kilohertz
cm - Centímetro
% - Porcentagem l/cm2
Kgf/cm2 - -
Libras por centímetro ao quadrado Quilo grama força por centímetro ao quadrado
RESUMO
A Estimulação Elétrica neuromuscular (EENM) é um recurso freqüentemente utilizado para proporcionar aumento da força e hipertrofia muscular. O protocolo e a técnica de aplicação são fatores importantes para a efetividade dos resultados.
Portanto, o objetivo desta pesquisa foi verificar os efeitos de dois protocolos de EENM sobre a força de preensão palmar do membro superior direito e esquerdo em 17 voluntários, sadios, não treinados, com idade variando entre 18 a 30 anos, sem história de doença ósteo-muscular, divididos em três grupos distintos. O protocolo aplicado nos grupos 1 e 2 constou da utilização de uma corrente de média freqüência (2500 Hz, modulada em 50 Hz), com pulso quadrático bifásico simétrico, com tempo de subida e descida de 0,5 s cada, 6 s de manutenção e 13 s de repouso, sendo que o protocolo aplicado no grupo 2 associava-se a isometria. O grupo 3 foi o controle, o qual não foi submetido a nenhum tipo de tratamento.
Avaliou-se a força de preensão palmar através da dinamometria, antes da aplicação da EENM, após ter completado 12 sessões e ao término das 24 sessões. O procedimento de eletroestimulação totalizou 10 contrações nos 12 primeiros dias de tratamento, finalizando com 20 contrações nos outros 12 dias restantes. A postura adotada para a mensuração e aplicação dos protocolos foi sentada com 90º de flexão de quadril e joelhos, ombros na posição de adução, junto ao tronco e flexão em torno de 45º; cotovelo a 45º com antebraço e punho na posição neutra. Os eletrodos eram fixados por meio de uma fita adesiva sobre o ponto motor da musculatura extrínseca flexora de punho e dedos, e o outro colocado em uma região adjacente, e outro colocado sobre o ponto motor da musculatura extrínseca extensora de punho e dedos, e o outro colocado em região adjacente. Os resultados demonstraram que houve uma tendência a aumentos de força, mas não alcançando valores estatisticamente significativos (p > 0,05), nos grupos 1 e 2. O grupo 1 finalizou o estudo com um aumento de força de 11%. O grupo 2 obteve um aumento de 13% ao completar as 24 sessões e no grupo 3 o aumento foi de 5%. Com base nestes resultados concluiu-se que os dois protocolos de EENM promoveram aumento da força da musculatura intrínseca e extrínseca de punho e dedos, porém, evidenciou-se que o aumento ocorreu de forma mais acentuada no grupo que realizou protocolos de EENM associados à isometria.
Palavras-chave: Estimulação Elétrica Neuromuscular, força muscular, preensão palmar, dinamometria.
ABSTRACT
The Neuromuscular Electrial Stimulation (NMES) is one resource wich is used to promote gain of power and muscle hyperthophy. The protocol and technic used are important factors to the effectivity of the results. So, the objective of this resecuch was to verify the effects of two protocols of NMES measuring the strength of palmar gripi of the right and left upper limb among 17 volunteers, sound, non trained without history of osteo-muscular desecese, they were divided in threee different group 1 and 2 consisted of utilization of a medium frequency current (2500 Hz, modulada in 50 Hz), with symmetric, quadratic, diphase pulses, with the up and down time on 0,5 s each one, 6s of sustentation and 13 s off, being that the protocol applied in group 2 it associated with the isometry. Group 3 was used as the control group, wich wasn' t submited any type of treatment. The palmar grip was evaluates by dinamometer, before the application of the NMES, after 12 sessions and after the conclusion of 24 sessions. The procedures of electrial stimulation add up 10 contractions on the first 12 days of treatment concluding with 20 contractions on the others remainig days.
The posture used to measurement and application of the protocols was sat down with flexion of 90º of the hip and knees, shoulders in position of adducion next to trunk and flexion about 45º; elbon at 45º with forcern and wrist in neuter position. The results showed that wad a tendency to increceses in the strength, but not reaching values statisticament significative (p > 0,05) in groups 1 and 2. Group 1 finished the study with na increase in the strength of 11%. Group 2 obtained na increase of 13%
to complete the 24 sessions and in group 3 the increase was 5% based on the results in fllows that, the two protocols of NMES, promoted increase in the strength of the intrinsic and extrinsic musculature of wrist and fingers, however it evidenced that the increase occurred of way more accent in group that realized protocols od NMES associate to isometry
Key - words: Neuromuscular electrical stimulation, muscle strength, palmar grip, dynamometry.
1 INTRODUÇÃO
1.1 JUSTIFICATIVA
A Estimulação Elétrica Neuromuscular (EENM) é uma técnica de fortalecimento muscular baseada na estimulação elétrica dos ramos intramusculares dos motoneurônios, que induzem a contração muscular. Essa técnica é utilizada como um recurso adicional para reabilitação envolvendo o tratamento de hipotrofias, espasticidade, contraturas e na aquisição de aumento de força. Observa-se também a sua inclusão em programas de treinamento em atletas, para gerar ganhos de torques isométricos, objetivando promover, aperfeiçoar ou adaptar as capacidades iniciais de cada indivíduo (PICHON et al., 1995).
Devido à variedade de protocolos utilizando a eletroestimulação, e, controvérsias encontradas entre autores torna-se difícil a visualização de qual tipo de protocolo utilizando correntes elétricas, produz melhores resultados visando o aumento da força muscular de preensão palmar.
Logo, justifica-se a elaboração de um estudo visando verificar se a eletroestimulação de média freqüência, associada ou não a exercícios voluntários (isometria), é eficaz para obter aumentos de força da musculatura preensora, adquirindo protocolos precisos de eletroestimulação para tais fins.
1.2 ELETROESTIMULAÇÃO
Segundo a American Physical Therapy Association a EENM é a ação de estímulos elétricos terapêuticos, aplicados sobre o tecido muscular, através do sistema nervoso periférico íntegro. A EENM é um recurso bastante utilizado na prática fisioterapêutica, sendo aplicada atualmente em diversas condições clínicas.
Particularmente, nas últimas décadas, houve uma grande expansão da EENM, motivada por dois fatores: a popularização dos aparelhos eletroterápicos e a sua aplicação em músculos inervados (BRASILEIRO, CASTRO e PARIZOTTO, 2002).
Sabe-se há mais de 200 anos, que é possível excitar um músculo passando uma corrente elétrica através dele ou do seu nervo periférico. No entanto, foi na década de 60, que o uso da estimulação elétrica focou-se principalmente nos tratamentos de atrofias de musculaturas estruturais e, para o controle da dor (ENOKA, 1988).
Na década de 70, nos jogos Olímpicos de Montreal, os atletas soviéticos foram observados, fazendo o uso da EENM com uma corrente de média freqüência interrompida (2500 Hz, modulada em 50Hz) associada a exercícios voluntários, como uma técnica de treinamento para o fortalecimento muscular. O seu uso foi investigado pela primeira vez por Kots, o qual relatou que a utilização dessa corrente gerava ganhos significativos de 30 a 40% na força muscular (LOW e REED, 2001).
A partir de meados da década de 90, observou-se uma grande divulgação desse tipo de corrente, denominada de Corrente Russa, para fins estéticos. Esta corrente é descrita por Kots, como sendo uma corrente senoidal alternada (bifásica) de 2500 Hz, com uma freqüência modulada em 50 Hz. Estas propriedades oferecem vantagens, sendo uma delas uma melhor tolerabilidade à passagem da corrente,
pois o organismo oferece uma resistência à passagem de correntes elétricas, sendo esta inversamente proporcional à freqüência das mesmas. Desta forma, correntes com freqüências acima de 1000 Hz penetram na pele com mínima resistência (FERNANDES, 2003).
De um modo geral, os efeitos fisiológicos da eletricidade ocorrem sobre o nervo e o tecido muscular. Isto se sucede pela capacidade de músculos e nervos serem tecidos excitáveis, logo capazes de produzir uma resposta muscular e nervosa frente à corrente elétrica. Para que ocorra essa excitabilidade muscular e nervosa, é necessário a presença de um estímulo, que irá promover um processo de despolarização na membrana muscular e nervosa, resultando em um potencial de ação. Esse por sua vez, se propagará ao longo do nervo em ambas as direções da localização do estímulo (PRENTICE, 2002).
A aplicação desses estímulos produzirá uma resposta elétrica, exibindo características de acordo com o tipo de corrente (intensidade, duração e forma de onda), e sobre o tipo de tecido aplicado (constituição e da maneira fisiológica que este funciona). O tecido durante a eletroestimulação deverá responder de maneira semelhante a qual funciona normalmente, sendo percebida como uma sensação elétrica, contração muscular ou até mesmo dor (WILMORE e COSTILL, 2001).
A contração muscular induzida por ativação elétrica dá-se de modo diferente daquela que ocorre durante a contração voluntária. Observa-se um maior recrutamento das unidades motoras, sendo as do tipo II as primeiras a serem recrutadas. Isto porque, as unidade motoras de condução rápida (tipo II), necessitam de menores intensidades de estimulação. O que pode explicar, a capacidade da eletroestimulação em produzir fortalecimento muscular, com níveis menores de
intensidade, que aqueles requeridos durante a contração voluntária (SALGADO, 1999).
A estimulação elétrica máxima no fortalecimento muscular pode fazer com que quase todas as unidades motoras (constituídas por um neurônio motor simples e a fibra muscular que este inerva) em um músculo, se contraiam de forma sincronizada, algo que não pode ser conseguido na contração voluntária. Isso permitiria o desenvolvimento de contrações musculares mais fortes, acompanhada de uma maior hipertrofia muscular, com o uso da estimulação (LOW e REED, 2001).
A eletroestimulação pode causar alterações na propriedade contráctil do músculo, estas estão associadas às alterações na composição das proteínas miofibrilares, ao aumento da área das fibras musculares isoladas e decorrente a um aumento na síntese de proteínas contráteis. Essas adaptações fazem-se necessárias para que o músculo possa melhorar seu desempenho durante a realização das atividades em questão (GUYTON e HALL, 2002).
O interesse de se verificar os efeitos da eletroestimulação muscular frente ao aumento da força muscular, tem levado a realização de vários estudos, utilizando-se de várias técnicas e parâmetros de aplicação da eletroestimulação (CAMARGO et al., 1998).
1.3 OBJETIVOS
O objetivo geral desta pesquisa é avaliar a força de preensão palmar (musculatura flexora e extensora de punho e dedos, através de dinamômetro de preensão) frente a dois protocolos de eletroestimulação, utilizando a Corrente Russa associada ou não à contração voluntária isométrica.
Os objetivos específicos consistem em:
(1) comparar os grupos eletroestimulados com o controle, visando observar qualquer alteração com relação à força de preensão;
(2) comparar o grupo apenas eletroestimulado com o grupo em que a eletroestimulação está associada à isometria, visando observar qualquer alteração com relação à força de preensão;
(3) verificar, através da dinamometria, em qual protocolo há uma maior obtenção de força de preensão palmar;
(4) obtenção de informações sobre o melhor protocolo para ganho de força de preensão para uso em indivíduos saudáveis.
2 ESTADO DA ARTE
2.1 FUNDAMENTOS GERAIS SOBRE A MUSCULATURA ESQUELÉTICA
O corpo humano contém mais de quatrocentos músculos esqueléticos, os quais representam 40 a 50% do peso corporal total. Eles são dotados da capacidade de contrair-se e relaxar-se, e em conseqüência transmitem seus movimentos aos ossos, sobre os quais se inserem, formando o sistema passivo do aparelho locomotor (SIQUEIRA, 2003). O músculo esquelético realiza três funções importantes: (1) geração de força para a locomoção e respiração, (2) geração de força para a sustentação postural e, (3) produção de calor durante períodos de exposição ao frio (POWERS e HOWLEY, 2000).
O fortalecimento é resultado de uma série de adaptações que ocorrem no sistema neuromuscular e energético da musculatura esquelética. Para que se tornem compreensíveis os efeitos específicos dos estímulos de treinamento de força sobre esses dois sistemas, devem ser descritos, os fundamentos anatomo- fisiológicos destes, apresentando as estruturas que compõem o músculo esquelético, assim como a função de cada uma delas, além de descrição da forma de funcionamento do conjunto neuromuscular e dos mecanismos de regulação dos comandos motores do movimento (WEINECK, 2000).
2.2 ESTRUTURA DO MÚSCULO ESQUELÉTICO
O músculo esquelético é composto por vários tipos de tecidos. Entre eles se encontram, as fibras musculares, o tecido nervoso, o sangue e os vários tipos de tecido conjuntivo. Dentre os tecidos conjuntivos encontra-se a fáscia, que tem como função manter os músculos individuais no lugar e separados entre si. Além da fáscia, existem mais três camadas de tecido conjuntivo no músculo esquelético (Figura 1) (POWERS e HOWLEY, 2000).
A camada mais externa de tecido conjuntivo, que envolve todo músculo e o mantém unido é denominada de epimísio. Ao seccionar o epimísio, observa-se outro tecido conjuntivo, denominado de perimísio, tecido este que envolve feixes individuais de fibras musculares, denominados de fascículos. Cada fibra muscular de um fascículo é revestida por um tecido conjuntivo denominado de endomísio (FOX e MATHEWS, 1983).
A fibra muscular individual tem formato de um cilindro fino e alongado, que possui o comprimento do músculo, o qual pertence, podendo chegar a 18 cm de comprimento e seu diâmetro varia de 50 a 100 ì m (WEINECK, 2000). A forma do músculo esquelético varia de acordo com sua função, e a força de contração que este apresenta dependerá da quantidade de fibras nele inserida. Os músculos com pequenas fibras não são capazes de gerar muita força, ao contrário dos músculos que possuem grande quantidade (GARDINER, 1995).
A fibra muscular é envolta por uma membrana celular verdadeira (membrana plasmática), denominada sarcolema (POWERS e HOWLEY, 2000). O sarcolema é um revestimento externo, constituído por uma fina camada de material polissacarídeo, que contém inúmeras e finas fibrilas colágenas (GUYTON e HALL,
2002). Em cada extremidade da fibra muscular, essa camada superficial do sarcolema, se funde com uma fibra tendinosa e por sua vez as fibras tendinosas juntam-se em feixes para formar os tendões dos músculos, que a seguir se inserem nos ossos. Os tendões por sua vez, são constituídos por cordões fibrosos de tecido conjuntivo que transmitem a força gerada pelas fibras musculares aos ossos e conseqüentemente criando o movimento (WILMORE e COSTILL, 2001).
FIGURA 1- ESTRUTURA BÁSICA DO MÚSCULO
FONTE: WILMORE, H. J.; COSTILL, L. D. Fisiologia do Esporte e do Exercício. 2 ed. São Paulo:
Manole, 2001, p. 29.
No interior do sarcolema, verifica-se que uma fibra muscular contém sub- unidades cada vez menores. Dentre estas sub-unidades, as maiores são as miofibrilas, que são estruturas que possuem um aspecto de bastão e que percorrem a extensão das fibras musculares. Preenchendo os espaços existentes entre as miofibrilas, encontra-se uma substância gelatinosa, trata-se do sarcoplasma (WILMORE e COSTILL, 2001).
O sarcoplasma é a parte líquida da fibra muscular, que é composta, principalmente por uma grande quantidade de potássio, magnésio e fosfato, assim como múltiplas enzimas protéicas (GUYTON e HALL, 2002). É o local da obtenção de energia anaeróbia (glicólise), da síntese e degradação do glicogênio e, da síntese dos ácidos graxos (WEINECK, 2000).
No sarcoplasma, também estão presentes grandes quantidades de mitocôndrias, localizadas paralelamente a miofibrila (GUYTON e HALL, 2002). As mitocôndrias representam a “usina de força” da fibra muscular, uma vez que é na mitocôndria que ocorre a queima oxidativa do substrato energético, nelas encontram-se as enzimas do ciclo do ácido cítrico e da cadeia respiratória, encontra- se também a fosforilação oxidativa e a obtenção de energia para a contração (WEINECK, 2000).
O sarcoplasma possui uma extensa rede de túbulos transversos (túbulos T), extensões do sarcolema, que transpõem-se lateralmente à fibra muscular (FOX e MATHEWS, 1983). Esses túbulos são interconectados, permitindo que os impulsos nervosos recebidos pelo sarcolema sejam rapidamente transmitidos as miofibrilas.
Os túbulos T, também provêem vias de acesso, para substâncias transportadas nos líquidos extracelulares, como glicose, oxigênio e íons, para as partes mais internas da fibra muscular (Figura 2) (WILMORE e COSTILL, 2001).
Existe também no sarcoplasma, o retículo endoplasmático, que na fibra muscular, é denominado de retículo sarcoplasmático. Esse retículo possui uma organização especial, e serve como local de armazenamento de cálcio (essencial para a contração muscular) (GUYTON e HALL, 2002). A fração volumétrica do sistema reticular e dos túbulos T é de aproximadamente 5% do volume total de uma
fibra muscular, com o treinamento de exercícios constantes, esse volume aumenta, cerca de 12% (FOX e MATHEWS, 1983).
FIGURA 2 - OS TÚBULOS TRANSVERSOS E O RETÍCULO SARCOPLASMÁTICO DE UMA FIBRA MUSCULAR
FONTE: WILMORE, H. J. ; COSTILL, L. D. Fisiologia do Esporte e do Exercício. 2 ed. São Paulo: Manole, 2001, p. 30.
2.2.1 MIOFIBRILAS
Uma fibra muscular consiste de centenas a milhares de fibrilas, localizadas no sarcoplasma, que correm paralelamente, chamadas de miofibrilas. Cada miofibrila, é formada por cerca de 1500 filamentos de miosina e 3000 filamentos de actina, que são grandes moléculas protéicas polimerizadas responsável pela contração muscular (GUYTON e HALL, 2002).
Segundo WEINECK (2000), os filamentos de actina são formados pela proteína muscular específica actina, pela proteína reguladora troponina (composta por sub-unidades I, C, T) e pela tropomiosina. A actina forma a estrutura de suporte
do filamento, sendo moléculas globulares que se unem para formar os filamentos de actina. Cada molécula de actina possui um sítio de ligação ativo, que serve como ponto de contato para a cabeça da miosina. A tropomiosina é uma proteína em formato de tubo que se retorce em torno dos filamentos de actina, cobrindo os sítios ativos presentes. Já a troponina é uma proteína mais complexa que se fixa entre os filamentos de actina e tropomiosina (WILMORE e COSTILL, 2001). A tropomiosina e a troponina atuam em conjunto de maneira intrincada com os íons de cálcio (Ca 2+) para manter o relaxamento ou iniciar a ação de contração (Figura 3) (GUYTON e HALL, 2002).
FIGURA 3 - O Ca2+ SE LIGA A TROPONINA LOCALIZADA NO FILAMENTO DE ACTINA E A TROPONINA TRACIONA A TROPOMIOSINA DE CIMA DOS SÍTIOS ATIVOS, PERMITINDO QUE AS CABEÇAS DA MIOSINA SE FIXEM NO FILAMENTO DE ACTINA
FONTE: WILMORE, H. J. ; COSTILL, L. D. Fisiologia do Esporte e do Exercício.2 ed. São Paulo: Manole, 2001, p. 35.
Os espessos filamentos de miosina constituem-se de 300 a 400 moléculas de miosina, dispostas paralelamente (SCOTT, STEVENS e BINDER-MAcLEOD, 2001).
Cada molécula de miosina é composta por dois filamentos protéicos retorcidos conjuntamente (WILMORE e COSTILL, 2001). Em cada extremidade desse
filamento encontra-se uma proteína, de formato globular, denominada cabeça da miosina (FOX e MATHEWS, 1983). O filamento possui várias dessas cabeças, as quais formam protrusões no filamento de miosina para formar as pontes cruzadas, que se interagem durante a ação muscular com sítios ativos especializados sobre os filamentos de actina (WEINECK, 2000). Esses filamentos de miosina são mantidos no eixo longitudinal, por um conjunto de filamentos finos, compostos por titina (WILMORE e COSTILL, 2001).
Os filamentos de actina e miosina dispõem-se ordenadamente na fibra muscular de forma paralela, provocando a aparência estriada da musculatura esquelética. Estes dois filamentos estão contidos entre um par de linhas, denominadas de linha Z(WEINECK, 2000). A estrutura delimitada por cada par da linha Z denomina-se sarcômero, sendo este a unidade funcional básica de uma miofibrila. Uma miofibrila é composta por numerosos sarcômeros, unidos pela extremidade da linha Z. Cada sarcômero inclui o que é encontrado entre cada par de linha Z, na seguinte seqüência: (1) banda I clara indica a região do sarcômero onde existem apenas filamentos de actina; (2) banda A escura contém tanto filamentos espessos de miosina, quanto filamentos finos de actina; (3) zona H, porção central da banda A, aparecendo somente quando o sarcômero se encontra relaxado (em repouso); (4) banda A, constituída pelos filamentos de miosina; e, (5) segunda banda I (Figura 4) (POWERS e HOWLEY, 2000).
FIGURA 4 - UNIDADE FUNCIONAL BÁSICA DE UMA MIOFIBRILA:
SARCÔMERO
FONTE: WILMORE, H. J. ; COSTILL, L. D. Fisiologia do Esporte e do Exercício.2 ed. São Paulo: Manole, 2001, p. 32.
2.2.2 UNIDADE MOTORA
As fibras musculares esqueléticas são inervadas por grandes fibras nervosas mielinizadas, com origem nos grandes motoneurônios dos cornos anteriores da medula espinhal (a maioria, se não todos os neurônios que inervam os músculos esqueléticos são da classificação A alfa (á) (SMITH, WEISS e LEHMKUHL, 1997).
Cada fibra nervosa após penetrar no ventre muscular, normalmente ramifica- se e estimula de três a centenas de fibras musculares esqueléticas, sendo que, o fator determinante da quantidade de fibras inervadas, deve-se exclusivamente ao
tipo de músculo em questão. Todas as fibras musculares inervadas por uma só fibra nervosa motora formam uma unidade motora (UM). Em geral os pequenos músculos, que reagem rapidamente e cujo controle exige uma maior precisão, têm poucas fibras musculares em cada UM; inversamente, os grandes músculos, que não necessitam de um controle delicado, podem apresentar várias centenas de fibras musculares em cada UM (GUYTON e HALL, 2002).
A quantidade de força que pode ser gerada pelo sistema musculoesquelético depende da integridade dos elementos contráteis e não-contráteis (endomísio, epimísio e perimísio) das UMs (FRONTERA, DAWSON e SLOVICK, 1999). Todas as fibras musculares pertencentes a uma dada UM, contraem-se ou relaxam-se quase simultaneamente, ou seja, elas são recrutadas de maneira assincrônica, pois são controladas por alguns neurônios diferentes que podem transmitir impulsos excitatório ou inibitório. Logo o fato do músculo contrair ou relaxar depende do somatório de muitos impulsos recebidos pela UM num determinado momento(SMITH, WEISS e LEHMKUHL, 1997).
A UM é ativada e as suas fibras motoras somente se contraem quando os impulsos excitatórios eferentes ultrapassam os impulsos inibitórios, e o limiar é atingido (MELLEROWICZ e MELLER, 1979). Se a estimulação for inferior a esse limiar, não ocorre a ação da fibra muscular. No entanto, com qualquer estímulo igual ou superior ao limiar, ocorre à ação máxima na fibra muscular, esse fenômeno é conhecido como resposta-de-tudo-ou-nada. Como todas as fibras musculares de uma UM recebem a mesma estimulação neural, todas apresentam uma atuação máxima, sempre que o limiar é atingido (WILMORE e COSTILL, 2001).
Embora esta lei fisiológica seja verdadeira para cada fibra muscular e UM, ela não se aplica ao músculo como um todo. Portanto, é possível que o músculo exerça
forças de intensidades gradativas, indo desde uma contração quase imperceptível até o tipo mais vigoroso de contração. A existência dessa graduação em intensidades de força é resultado da capacidade que a UM possui de se sobrepor a mais um estímulo, antes de relaxar completamente do movimento prévio, caracterizando o efeito de somação. Se os estímulos são repetidos regularmente com uma freqüência suficientemente alta, a somação continua até ocorrer fusão completa de cada movimento, resultando em uma contração. Nessas condições, diz- se que a UM se encontra em tetania, com a tensão sendo mantida num alto nível, enquanto os estímulos continuam até surgir à fadiga (FOX e MATHEWS, 1983).
2.2.3 AÇÃO DA FIBRA MUSCULAR
Os eventos que desencadeiam a ação de uma fibra muscular são complexos, sendo controlados e coordenados pelo cérebro (SIQUEIRA, 2003). O processo é iniciado por um impulso motor originário do cérebro ou na medula. Esse impulso chega nas terminações nervosas (terminais axônicos), as quais se localizam muito próximas do sarcolema, e, secretam uma substância neurotransmissora denominada acetilcolina (Acth). A Acth se liga a receptores localizados no sarcolema, formado por uma membrana invaginada, denominada de goteira sináptica (Figura 5) (POWERS e HOWLEY, 2000).
Para GUYTON e HALL (2002), as fibras nervosas se ramificam em sua extremidade para formar um complexo de terminações nervosas ramificadas, que, por sua vez, invaginam-se para dentro da fibra muscular, permanecendo fora da
membrana plasmática, caracterizando uma estrutura denominada placa motora (WILMORE e COSTILL, 2001).
A extremidade do motoneurônio não entra em contato físico com a fibra muscular, sendo separada por um pequeno espaço denominado fenda neuromuscular (fenda sináptica). Quando um impulso nervoso alcança a junção neuromuscular, cerca de 125 vesículas de Acth são liberadas dos terminais para o espaço sináptico. A Acth se difunde pela fenda neuromuscular para ligar-se aos sítios receptores da placa motora muscular, inervada pela respectiva terminação nervosa (POWERS e HOWLEY, 2000).
FIGURA 5 - UM NEURÔNIO MOTOR LIBERA ACETILCOLINA, A QUAL SE LIGA AOS RECEPTORES LOCALIZADOS SOBRE O SARCOLEMA
FONTE: WILMORE, H. J.; COSTILL, L. D. Fisiologia do Esporte e do Exercício. 2 ed. São Paulo: Manole, 2001, p. 30.
Se uma quantidade suficiente de Acth ligar-se aos receptores, será transmitida uma carga elétrica em toda a extensão da fibra muscular, resultando na
abertura dos canais iônicos de sódio na membrana muscular, permitindo que este entre. Esse processo caracteriza-se a despolarização da membrana muscular, que acaba resultando na geração de um potencial de ação (WILMORE e COSTILL, 2001).
Além da despolarização da membrana da fibra muscular, o impulso elétrico se propaga através da fibra, por intermédio dos túbulos T, desencadeando a liberação de Ca2+ pelas vesículas localizadas no retículo sarcoplasmático. O Ca2+ é captado imediatamente pelas moléculas de troponina, localizadas sobre os filamentos de actina. Isso resulta na ligação da “cabeça” da miosina com os sítios ativos localizados sobre o filamento de actina (FOX e MATHEWS, 1983).
Em estado de repouso, as moléculas de tropomiosina, repousam sobre os sítios ativos dos filamentos de actina, impedindo ou enfraquecendo a ligação existente entre o sítio ativo do filamento de actina com as “cabeças” da miosina (Figura 6a). Quando os íons de Ca2+ são liberados do retículo sarcoplasmático, eles se ligam a sub-unidade C da troponina sobre os filamentos de actina (WEINECK, 2000). A troponina com sua forte afinidade pelos íons Ca2+ inicia o processo de ação através da retirada das moléculas de tropomiosina de cima dos sítios ativos dos filamentos de actina, permitindo que as cabeças da miosina se fixem a esses sítios (Figura 6b) (WILMORE e COSTILL, 2001).
Ocorre então, uma ligação forte das diversas cabeças de miosina (ponte cruzada) com os sítios localizados no filamento de actina , havendo a liberação da energia armazenada na molécula de miosina (energia esta originada dentro das mitocôndrias localizadas próximas à miofibrila e degradada pela enzima ATPase localizada na molécula de miosina), produzindo um movimento angular (movimento de remo) de cada ponte cruzada resultando no encurtamento do músculo (Figura
6c). A ligação de uma nova ATP às pontes cruzadas da miosina rompem o estado de ligação forte da ponte cruzada da miosina ligada a actina, acarretando um estado de ligação fraca, proporcionando ao músculo um período de relaxamento (POWERS e HOWLEY, 2000).
FIGURA 6 - UMA FIBRA MUSCULAR (a) RELAXADA; (b) CONTRAINDO; E, (c) TOTALMENTE CONTRAÍDA, ILUSTRANDO A AÇÃO DO TIPO REMO, RESPONSÁVEL PELO DESLIZAMENTO DOS FILAMENTOS DE ACTINA E DE MIOSINA
FONTE: WILMORE, H. J. ; COSTILL, L. D. Fisiologia do Esporte e do Exercício.2 ed. São Paulo: Manole, 2001, p. 36.
A enzima ATPase degrada novamente a ATP ligada à ponte cruzada da miosina para que haja o reacoplamento a outro sítio ativo da molécula de actina.
Esse ciclo de contração pode ser repetido enquanto houver Ca2+ livre e disponível para se ligar a troponina, e a possível degradação de ATP para fornecer energia (POWERS e HOWLEY, 2000).
O sinal para a interrupção da contração é a ausência do impulso nervoso na junção neuromuscular. Quando isso ocorre, uma bomba de Ca2+ localizada no retículo sarcoplasmático começa a mover os íons Ca2+ de volta para ele. Essa remoção do cálcio da troponina faz com que a tropomiosina se mova para trás a fim de cobrir os sítios ativos da molécula de actina, impedindo a interação desses sítios com a cabeça da miosina (WILMORE e COSTILL, 2001).
2.2.4 TIPOS DE FIBRA MUSCULAR
O músculo esquelético humano é composto por uma coleção heterogênea de fibras musculares, que variam estrutural, histoquímica e metabolicamente. A maioria dos músculos esqueléticos contêm uma mistura de tipos de fibras, mas sempre há o predomínio de um tipo. A existência dessa variabilidade, ajuda a esclarecer a bioquímica e a fisiologia básica do trabalho muscular esquelético, além de explicar como as estruturas e as funções musculares se adaptam ao treinamento e aos estágios patológicos (FRONTERA, DAWSON e SLOVICK, 1999).
Para SCOTT, STEVENS e BINDER-MAcLEOD (2001), essa grande variabilidade entre as fibras musculares, permite ao músculo esquelético diversas capacidades. Porém, essa diversificação pode também ser causa de deficiências e incapacidades, verificadas em pacientes com descondicionamento físico, resultado por longo período de inatividade e imobilização, ou até pela presença de musculatura denervada. Em outras palavras, a fisiologia do músculo depende
exclusivamente do sistema neuromotor, porém, a sua morfologia parece ser influenciada pelas condições mecânicas do seu funcionamento (TRIBASTONE, 2001).
Os tipos de fibras musculares podem ser classificados através de características histológicas, biológicas, morfológicas e físicas; entretanto, foi através das características histológicas, que as fibras foram divididas em duas categorias principais: fibras do tipo I e II (SCOTT, STEVENS e BINDER-MAcLEOD, 2001).
As fibras do tipo I, também chamadas de fibras de contração lenta, fibras tônicas, ou ainda Slow Twich, são mais adequadas para contrações sustentadas ou repetitivas, que requerem tensão relativamente baixa ,como caminhar, ficar em pé e muitas atividades da vida diária (WEINECK, 2000). Tais funções são bem sustentadas por um rico suporte sangüíneo (FRONTERA, DAWSON e SLOVICK, 1999). De acordo com BIENFAIT (1993), as fibras tipo I, contém muitas enzimas oxidativas (grande quantidade de mitocôndria) e são envolvidas por mais capilares do que qualquer outro tipo de fibra, possuindo uma grande quantidade de mioglobina, quando comparada com as fibras do tipo II. Esses fatores proporcionam a essas fibras, um metabolismo aeróbio e de alta resistência à fadiga (WILMORE e COSTILL, 2001).
As fibras tipo II, também chamadas de fibras de contração rápida, fibras fásicas ou Fast Twich, são subdivididas em fibras tipo IIa, IIb e IIc. Essas por sua vez, são mais adequadas à atividades que requerem desenvolvimento rápido e de alta tensão, atividades estas, que acabam resultando na hipertrofia muscular. Essas fibras exibem um número diminuído de mitocôndrias, uma capacidade limitada de metabolismo aeróbio e pouca densidade de capilares. Fatores, que contribuem para uma baixa resistência à fadiga, quando comparadas com as fibras do tipo I. No
entanto, são ricas em enzimas glicolíticas, as quais lhes provêem uma grande capacidade anaeróbia, a partir da glicólise (WEINECK, 2000).
Para SMITH, WEISS e LEHMKUHL (1997), as diferenças existentes entre as fibras de contração rápida, não são totalmente esclarecidas, mas acredita-se que as fibras do tipo IIa, também chamadas de fibras glicolítica rápida, sejam mais freqüentemente recrutadas, em comparação com as demais fibras de contração rápida. Essas por sua vez, são maiores em diâmetro, e capazes de desenvolver maior força de contração, em um tempo significativamente mais curto, quando comparada às fibras do tipo I. Exibem também, características bioquímicas e de fadiga, que se enquadram entre as pertencentes as fibras do tipo IIb e do tipo I.
Além de serem extremamente adaptáveis, podendo elevar sua capacidade oxidativa à níveis iguais aos das fibras tipo I (WEINECK, 2000).
A tensão específica das fibras tipo IIb é similar à das fibras tipo IIa, mas é maior do que as fibras tipo I. As fibras tipo IIb, são menos eficientes, quando comparada com os outros tipo de fibras existentes. Essa baixa eficiência se deve à alta atividade da ATPase1, que acarreta maior consumo energético por unidade de trabalho realizado (POWERS e HOWLEY, 2000).
As fibras do tipo II apresentam um retículo sarcoplasmático mais desenvolvido do que as fibras do tipo I, por isso apresentam uma maior facilidade na liberação de cálcio no interior da fibra muscular quando estimulada. Portanto, essas fibras tornam-se portadoras de uma alta capacidade para a transmissão eletroquímica dos potenciais de ação, um alto nível de atividade de miosina ATPase, e um alto ritmo de renovação das pontes cruzadas. Características essas que se relacionam com sua
1 A miosina ATPase é a enzima que degrada a ATP liberando ADP+ pi+ energia. Energia esta, utilizada para a
contração.
capacidade de gerar energia rapidamente, para produzir contrações rápidas e vigorosas (McARDLE; KATCH e KATCH, 1998).
Com o retículo sarcoplasmático mais desenvolvido, as fibras tipo II apresentam uma maior velocidade de ação, em torno de 5 a 6 vezes mais rápida que as do tipo I (BIENFAIT, 1993). Em média, os músculos são compostos por aproximadamente 50% de fibras tipo I, 25% de fibras de tipo IIa e os 25% restantes são representados por fibras de IIb, sendo que, as fibras IIc representam apenas 1% a 3% dos músculos (WILMORE e COSTILL, 2001).
Essa porcentagem dos tipos de fibras lentas e rápidas contidas no músculo esquelético pode ser influenciada pela genética, pelos níveis hormonais no sangue e pelos hábitos de atividade física que o indivíduo apresenta (POWERS e HOWLEY, 2000). De acordo com WEINECK (2000), as fibras do tipo I e as do tipo II são assim denominadas, pela diferença na estrutura molecular de suas miosinas ATPase.
Diferenciando entre miosina lenta e rápida, ou seja, pela diferença em sua velocidade de ação (WILMORE e COSTILL, 2001).
As unidades motoras podem também influenciar se a fibra será tipo I ou tipo II. O motoneurônio de uma UM da fibra I possui um pequeno corpo celular e inerva um conjunto de 10 a 180 fibras musculares. Em contraste, o motoneurônio de UM de fibra tipo II possui um corpo celular maior e mais axônios, e inerva mais fibras musculares. Conseqüentemente quando mais fibras musculares o motoneurônio estimula, maior a tensão de força gerada (WILMORE e COSTILL, 2001).
2.2.5 TIPOS DE AÇÃO DA FIBRA MUSCULAR
Para GARDINER (1995), o trabalho muscular envolve um aumento da tensão intra-muscular. Quando o aumento é acompanhado de uma mudança no comprimento do músculo, diz-se que a contração é isotônica. Quando a tensão muscular é aumentada, sem que haja alteração no comprimento do músculo, denomina-se contração isométrica. Segundo CANAVAN (1995), neste tipo de contração, não há alteração no comprimento muscular, e é utilizado para trabalhar com uma articulação estabilizada, pois a força da sua contração é exatamente igual e oposta às forças que se opõem a ela. Neste caso, as ligações do músculo permanecem estacionárias, fazendo com que este trabalhe estaticamente.
O trabalho estático é mais econômico do que qualquer outro tipo de contração isotônica (concêntrica e excêntrica), mas é fatigante quando mantido por períodos longos. Este tipo de contração realizada contra resistência máxima fornece o método mais rápido para se obter hipertrofia muscular em um determinado ponto de amplitude, porque a resistência necessita do maior aumento possível da tensão intra-muscular (BIENFAIT, 1993).
A velocidade de encurtamento presente em uma contração isométrica é zero.
Nessas velocidades baixas o número máximo de pontes cruzadas podem ser formadas, pois, quanto mais rápido os filamentos de actina e miosina deslizam um em relação ao outro, menor o número de ligações que são formadas entre os filamentos em uma unidade de tempo, e como conseqüência menor quantidade de força será desenvolvida (SMITH, WEISS E LEHMKUHL 1997).
Segundo TRIBASTONE (2001), um músculo que trabalhe habitualmente em contração isométrica ou estática, com movimentos lentos e de pouca amplitude, com o tempo aumenta o volume do seu sarcoplasma. Isso ocorre devido à necessidade
do músculo solicitar glicogênio e oxigênio diretamente do seu sarcoplasma, não podendo solicitá-los da corrente circulatória, porque a contração determina uma ruptura oclusiva vascular, como resultado, há um aumento bastante significativo da potência muscular. Para CANAVAN (1995), a contração isométrica é o tipo de contração mais utilizada nas fases iniciais da reabilitação, pois nesta fase não é permitido a realização de qualquer exercício em grandes amplitudes.
2.2.6 AÇÃO EM GRUPO MUSCULARES
Os músculos não trabalham separadamente, e sim em grupos, e é esse trabalho conjunto e harmônico, de vários grupos musculares, que resulta no movimento coordenado, um exemplo é a força de preensão palmar (GARDINER, 1995). Segundo MOREIRA, GODOY e JÚNIOR (2001), a força de preensão palmar é categorizada em preensão de força e de pinça. A preensão de força é usada quando se necessita força completa, como aquela utilizada em atividades de força dos dedos e polegar agindo contra a palma da mão, com o propósito de transmitir força para um objeto. Cada dedo deve acomodar-se de modo a conter o objeto, desta forma o polegar é aduzido e posicionado para opor-se à polpa dos dedos. Já na preensão de pinça, o objeto é pinçado entre as superfícies flexoras de um ou mais dedos, com o polegar em oposição, sendo usada quando é necessária exatidão e refinamento de tato.
O movimento de preensão provoca intensa atividade dos músculos flexor superficial e profundo dos dedos e dos interósseos, bem como nota-se atividade de músculos que realizam movimentos de contrapressão observado pelo polegar,
através do músculo flexor longo do polegar, de músculos tenares (oponente do polegar, adutor do polegar e flexor curto do polegar), hipotenar (flexor curto do dedo minímo) e do 4º lumbrical, agindo como agonistas e contraindo-se isotonicamente (LONG et al., 1970).
O músculo flexor superficial dos dedos fixa-se na base da falange média e movimenta a articulação interfalângeana proximal, enquanto o flexor profundo dos dedos após perfurar o tendão superficial, fixa-se na base da falange distal e movimenta a articulação interfalângeana distal e também a proximal, sendo estes os músculos que imprimem maior potência no movimento de preensão. A flexão dos dedos é quase simultânea nas articulações, sendo o movimento iniciado a partir das articulações interfalangeanas distais, porém a maior quantidade do movimento é realizado pelas articulações interfalangeanas proximais e metacarpofalangeanas (LONG et al., 1970).
Como na preensão a flexão destas articulações metacarpofalângicas e interfalangeanas são necessárias, enquanto que a flexão do punho é indesejável pelo fato de diminuir a força exercida pelos flexores dos dedos, torna-se importante a ação sinérgica dos músculos extensores do punho (extensor radial longo e curto do carpo, extensor ulnar do carpo) que contraem-se isometricamente. A força de contração dos extensores do punho está diretamente relacionada com o esforço de preensão (MOREIRA, GODOY e JÚNIOR, 2001). Portanto, a força máxima de preensão estática, é obtida quando, o punho está em leve extensão, e quando o punho é flexionado a força de preensão é acentuadamente diminuída (FRONTERA, DAWSON e SLOVIK, 1999).
2.2.7 EFEITO DO TREINAMENTO DE FORTALECIMENTO SOBRE A MUSCULATURA ESQUELÉTICA
Como um elemento de reabilitação física, o treinamento de força tem um impacto positivo, não só no músculo esquelético, mas também na excitação neuromotora, na integridade, na viabilidade do tecido conjuntivo e inclusive na sensação de bem-estar de uma pessoa (FRONTERA, DAWSON e SLOVIK, 1999).
Para propósitos conceituais, defini-se força como a "habilidade do músculo esquelético em desenvolver força, com o objetivo de fornecer estabilidade e mobilidade dentro do sistema musculoesquelético, de modo que possa ocorrer em um movimento funcional" (FRONTERA, DAWSON e SLOVIK, 1999). Já para WILMORE e COSTILL (2001), força é definida, como a capacidade máxima que um músculo ou grupo muscular pode gerar.
A força, nas suas formas de manifestação, pode ser dividida em diferentes tipos, de acordo com a forma de observação: (1) sob o aspecto da parcela de musculatura envolvida, diferencia-se força geral de local (músculos isolados, ou grupos musculares); (2) sob o aspecto de especificidade da modalidade esportiva, força geral e especial; e, (3) sob aspecto do tipo de trabalho do músculo, força dinâmica e estática (WEINECK, 2000).
A força estática é aquela tensão, que um músculo ou um grupo muscular pode exercer arbitrariamente, em uma determinada posição, contra uma resistência fixada. A força máxima estática que um músculo é capaz de desenvolver está diretamente relacionada à área de secção transversa do músculo, que é composta sumariamente das secções transversas das diversas UM (SHANKAR, 2002).
A secção transversa de uma UM, por sua vez, depende do número de miofibrilas presentes, do seu sarcoplasma e do tecido conjuntivo intersticial e gordura. Em conseqüência, ao aumento da secção transversa (em função da hipertrofia das fibras), obtida através do treinamento, a força total do músculo aumenta (MELLEROWICZ e MELLER, 1979).
As vantagens de estar utilizando um treinamento estático consistem em: (1) treinamento de fácil execução; (2) altas taxas de aumento de força, treinamento econômico em relação ao tempo, isto é, alta efetividade do treinamento; (3) possibilidade de influenciar de forma local e objetiva um grupo muscular escolhido, com o necessário ângulo articular; e, (4) pode também ser melhorada a capacidade para executar força rápida e explosiva. No entanto, este tipo de treinamento possui diversas desvantagens como: (1) influência negativa sobre a elasticidade muscular;
(2) soltura e capacidade de distensão, como conseqüência da tensão muscular máxima; (3) monotonia do treinamento; e, (4) provoca um rápido aumento da secção transversa, mas não uma capilarização do músculo (WEINECK, 2000).
Os fatores mecânicos do tipo de contração muscular, do comprimento muscular e da velocidade de contração afetam a habilidade do músculo para gerar força, pois a força criada pelas fibras musculares durante a ação muscular, depende da quantidade de pontes cruzadas que se encontram em contato com os filamentos de actina num determinado momento. Quanto mais pontes cruzadas estiverem em contato com os sítios ativos de actina, mas potente será a ação muscular (WILMORE e COSTLL, 2001).
O comprimento muscular afeta a capacidade de ligação entre as moléculas de actina e miosina. Em fibras musculares hiperalongadas, os filamentos de actina e de miosina encontram-se afastados, essa diminuição resulta em menos pontes
cruzadas, ligando-se para produzir a força. Preconiza-se que exista um comprimento favorável, no qual o maior número de pontes cruzadas entre as moléculas pode ser formado. A velocidade de contração, também afeta a capacidade de ligação, entre as moléculas de actina e miosina. Há uma velocidade ideal, onde pode ser verificada a formação de um maior número de pontes entre as moléculas (FRONTERA, DAWSON e SLOVIK, 1999).
A força surge de uma interação entre o sistema músculo esquelético e os sistemas que fornecem os suportes neurológicos, metabólicos e hormonais requeridos. O bem-estar psicológico, o estilo de vida, a nutrição, o nível de atividade física e de condicionamento, bem como o estado de saúde geral, também influenciam a performance muscular, portanto os profissionais de reabilitação devem considerar todos esses fatores ao estabelecerem um programa. Os efeitos da idade, o desuso, a imobilização e o trauma músculo esquelético exigem consideração especial, por causa de seu impacto imediato e direto na função muscular (CANAVAN, 1995).
Para POWERS e HOWLEY (2000), a habilidade para gerar força diminui com a idade, pois, verifica-se a perda de massa muscular, processo que resulta, do declínio da área de secção transversa músculo (sarcopenia). Nota-se também, que o tamanho da fibra muscular do tipo I, não muda substancialmente com a idade, já as fibras do tipo II, caminham para uma atrofia seletiva, produto do declínio do número de neurônios motores, principalmente aqueles que inervam as fibras musculares do tipo II. Ao decorrer do envelhecimento, torna-se notável o declínio da taxa de síntese de proteína pelos músculos, e uma redução da concentração de íons de cálcio no retículo sarcoplasmático (WILLIAMS, HIGGINS e LEWEK, 2002).
As adaptações do treinamento de fortalecimento, induzido nos idosos, são recorrentes do aumento do tamanho do número de fibras (diminuição da sarcopenia), aumento da massa magra esquelética, e um aumento da produção de força. Logo, o ganho de força é maior que a hipertrofia, em idosos submetidos a um programa de treinamento de força. Esse achado é entendido, porque o aumento da produção de força ocorre não somente devido ao aumento da hipertrofia, mas como resultado da adaptação neural ao treinamento (WILLIAMS, HIGGINS e LEWEK, 2002).
Além do envelhecimento, o trauma músculo esquelético, envolvendo o tecido conjuntivo ou estruturas articulares, pode causar atrofia e performance muscular diminuída, fato este, resultado do processo inflamatório, da tumefação, da dor e dos eventos que ocorrem durante o processo de cicatrização, pois, o tecido cicatricial imaturo diminui a força tensil, tornando o músculo vulnerável a sofrer uma nova lesão (CANAVAN, 1995).
Outro fator de fundamental importância, para o incremento da força muscular, detêm-se na quantidade de UM que se contraem simultaneamente, e da freqüência de contração de uma UM. Na contração voluntária, as UMs são recrutadas de maneira assincrônica. Portanto, o músculo voluntariamente inervado nunca desenvolve sua força latente absoluta, mas somente a sua força máxima (MELLEROWICZ e MELLER, 1979).
O ganho de força pode ser resultante, do recrutamento de UMs adicionais, que atuam de forma sincrônica, facilitando a contração e aumentando a capacidade do músculo em gerar força. Essa melhoria do padrão de recrutamento pode ser resultante de um bloqueio ou de uma redução de impulsos inibitórios, permitindo que mais UMs sejam ativadas simultaneamente (POWERS e HOWLEY, 2000) .
Para FRONTERA, DAWSON e SLOVIK (1999), a seqüência normal de ativação da UM invoca primeiro as menores. Entretanto, com esforço fraco, as UMs do tipo I são recrutadas. À medida que a demanda, para níveis de força mais altos aumenta, as UMs do tipo II tornam-se ativas. Esse fenômeno é conhecido como princípio do recrutamento, este tem implicações para o treinamento de força. Os pacientes cujo programa de exercícios é limitado ao esforço submáximo podem estar estressando somente as fibras do tipo I, porém quando o limiar desse estímulo aumenta, são as UMs do tipo II que experimentarão os efeitos do treinamento.
O resultado mais óbvio do treinamento de força é um aumento na capacidade funcional do músculo em gerar força, aumento que surge de várias alterações na morfologia e fisiologia, causado pelo estresse do exercício. Essas alterações são provocadas por uma variedade de efeitos fisiológicos, desencadeados na musculatura esquelética (CARVALHO, SHIMANO e VOLPON, 2002).
Os efeitos fisiológicos desencadeados na musculatura esquelética, durante períodos de treinamento de fortalecimento, incluem os fatores neurais, o aumento muscular, a hipertrofia e hiperplasia. Tornou-se claro, que parte do ganho de força que ocorre com o treinamento, especialmente no início de um programa, deve-se às adaptações neurais, e não à hipertrofia. As adaptações neurais relacionadas ao treinamento de força incluem, um recrutamento aumentado das UMs e sincronização de descarga das UMs (POWERS e HOWLEY, 2000).
À medida que a eficácia dos elementos neurais melhoram, ocorre hipertrofia do músculo esquelético, quando o exercício é adequado. As mudanças que resultam no aumento do diâmetro da fibra muscular, incluem remodelação das proteínas musculares (actina e miosina), aumento no tamanho e no número de miofibrilas por fibra muscular, aumento da densidade capilar, aumento quantitativo de substâncias
(há um aumento na quantidade de glicogênio e mioglobina em músculos treinados), aumento no número de sarcômeros, e aumento na quantidade e na força dos tecidos conjuntivos tendinosos e ligamentares (MELLEROWICZ e MELLER, 1979).
Cada um dos tipos de fibras pode ser afetada diferencialmente, dependendo da intensidade da resistência imposta e do tipo de contração. Há um aumento da área de secção transversa das fibras do tipo I e do tipo II. Além disso, observa-se uma resposta metabólica dos dois tipos de fibra, com uma conversão das fibras do tipo IIb para fibras do tipo IIa, indicando um aumento na capacidade oxidativa, após o treinamento de força (WILLIAMS, HIGGINS e LEWEK, 2002).
Embora a hipertrofia seja verdadeira tanto para o homem quanto para mulher, o fenômeno é muito menos pronunciado na mulher. Pois a hipertrofia é regulada principalmente pelo hormônio testosterona, cujos níveis são cerca de 10 vezes, mais altos no sangue de homens, do que nas mulheres. Outros fatores podem ser considerados como: (1) menor quantidade de massa corporal; e, (2) maior reserva de gordura corporal (POLLOCOK e WILMORE, 1993).
Evidencia-se também, que o exercício pode induzir a hiperplasia, que é um aumento no número de fibras musculares. O mecanismo para a hiperplasia pode ser resultado de uma ruptura da fibra muscular, ou ativação das células satélites; esta ativação, pode ser causada por exercício de forte resistência, uso excessivo, ou pelo alongamento prolongado induzido pelo uso de pesos (WILMORE e COSTILL, 2001).
Outro fator fisiológico, que se destaca auxiliando no incremento da força muscular é a inibição autogêna. Os mecanismos inibitórios do sistema neuromuscular, como o Órgão Tendinoso de Golgi (OTG), podem ser necessários para impedir que os músculos exerçam mais força do que os ossos e o tecido conjuntivo possam suportar. O efeito do treinamento de fortalecimento, sobre essas
estruturas, baseia-se na neutralização, ou na redução de forma gradativa desses impulsos inibitórios. Isto permite ao músculo atingir níveis maiores de força (POWERS e HOWLEY, 2000).
2.2.7.1 Condições ideais necessárias para o desenvolvimento muscular no treino de fortalecimento
A arte de treinar ou fortalecer os músculos está em se criar condições, nos quais eles sejam chamados a trabalhar em sua capacidade total (GARDINER, 1995).
Todos os programas de treino de fortalecimento começam com um plano básico de exercícios. Dentre as variáveis que devem ser consideradas no desenvolvimento de exercícios tem-se: (1) a escolha do tipo de exercício; (2) a seqüência deste; (3) o número de séries; (4) a intensidade dos exercícios; e, (5) a quantidade de repouso entre as séries (CANAVAN, 1995).
O treinamento em pacientes saudáveis provoca mudanças de força, durante as primeiras 6 a 12 semanas de um programa de treinamento através do recrutamento de UMs adicionais e do aprendizado motor. E nas semanas seguintes, o incremento da força muscular é resultado da hipertrofia muscular (CANAVAN,1995).
Para indivíduos normais em idade universitária pode-se conseguir alterações fisiológicas significativas, graças a programas de treinamento realizados apenas 2 ou 3 vezes por semana, pois, os dias de repouso entre as atividades de força parecem, ser fundamentais para o aumento ideal da força, reduzindo o risco de lesões e treinamento excessivo (overtraining). A intensidade deve ser mantida entre 4 a 8 repetições máximas, aplicadas em 3 a 4 séries (MELLEROWICZ e MELLER,
1979). Para o treinamento com força máxima 2, a duração da contração deve ser de 5 a 25 s. Para WEINECK (2000), o tempo de tensão ótimo está em cerca de 6 a 8 s.
Já a intensidade do estímulo deve atingir cerca de 50 a 70% da força máxima.
2.3 ELETROESTIMULAÇÃO
2.3.1 PRINCÍPIOS BÁSICOS DA ELETRICIDADE
A eletricidade é uma das formas básicas de energia na ciência da física, podendo produzir efeitos significativos, sobre os tecidos biológicos (ROBINSON e SNYDER-MACKLER, 2001). Para entender como o fluxo da corrente afeta o tecido biológico, primeiro é necessário conhecer alguns dos princípios, que descrevem as características da eletricidade (PRENTICE, 2002).
Para propósitos conceituais, a corrente elétrica (i) é definida como a quantidade de carga (elétrons), que se move livremente dentro de um condutor, em determinado intervalo de tempo (AMATUZZI e GREVE, 1999). A unidade de medida padrão utilizada para designar a corrente elétrica é o ampére (A), que é igual ao movimento de 1Columb (6,25x10-18 elétrons) de carga passando em um determinado ponto em um segundo (KITCHEN e BAZIN, 1998). No caso das modalidades terapêuticas, as correntes usadas são muito pequenas, e por isso geralmente são mensuradas em miliampéres (1/1000 de ampére, indicado por mA)
2 Força máxima é a força que o indivíduo consegue executar em apenas uma repetição.
ou microampéres (1/1.000.000 de ampére, indicado por ì A) (ROBINSON e SNYDER-MACKLER, 2001).
O fluxo de elétrons acontece apenas em vias relativamente fáceis de serem percorridas. Materiais que permitem essa livre movimentação de elétrons são chamados de condutores (KITCHEN e BAZIN, 1998). Utiliza-se o termo condutância, para definir a facilidade com que a corrente flui ao longo de um meio condutor (metais e soluções eletrolíticas). Em contrapartida, materiais que resistem a esse fluxo de elétrons, são denominados de isolantes (ROBINSON e SNYDER- MARCKLER, 2001).
A propriedade que todas as substâncias tem de se opor à passagem de corrente elétrica, denomina-se resistência (R) ou impedância elétrica. Esta propriedade, tem como unidade padrão o ohm ( Ù ). Dessa maneira observa-se que um circuito elétrico que possui alta resistência terá o fluxo de elétrons reduzido. Em contrapartida, em um circuito elétrico de baixa resistência evidencia-se um maior fluxo de elétrons (AMATUZZI e GREVE, 1999).
A condutividade dos diversos tipos de tecido do corpo é variável.
Normalmente, o tecido que contém mais água e, conseqüentemente, maior conteúdo de íons é melhor condutor de eletricidade. A pele tem camadas diferentes que variam em conteúdo hídrico, mas geralmente oferece resistência primária ao fluxo da corrente, sendo considerada um isolante. Quanto maior a impedância da pele, maior será a voltagem da corrente elétrica necessária para estimular o nervo e o músculo subjacente (PRENTICE, 2002).
2.3.1.2 Aspectos eletrofisiológicos
A indicação do tipo de corrente elétrica a ser utilizada na eletroterapia é o fator fundamental para o sucesso terapêutico. Desta forma, é importante que se entenda o comportamento dos tecidos nervoso e muscular frente ao estímulo elétrico (AMATUZZI e GREVE, 1999).
A disposição estrutural da membrana celular, constituída por cadeias de polipeptídeos imersas em uma bicamada lipídica, permite um acúmulo de cargas elétricas distintas ao longo da sua superfície, funcionando como o dielétrico de um capacitador (AMATUZZI e GREVE, 1999). Assim, em um estado normal, as fibras nervosas mais calibrosas e as fibras musculares esqueléticas apresentam uma diferença de potencial entre os meios intra e extracelulares, que equivale no estado de repouso a aproximadamente –90 milivolts (mV) (GUYTON e HALL, 2002). Isto se deve às diferentes concentrações iônicas de sódio (Na+) e potássio (K+) nos dois meios, apresentando uma eletronegatividade no meio intracelular (MIC) em relação ao meio extracelular (MEC) (AMATUZZI e GREVE, 1999).
A maior concentração de K+ é encontrada no MIC e maior concentração de Na+ está no MEC. A negatividade da célula é conseqüente não só a esta diferença de concentrações iônicas, mas também à permeabilidade da membrana, que é maior aos íons K+. A tendência do K + é de migrar para o MEC e, inversamente, o Na+ para o MIC na tentativa de igualarem as respectivas concentrações (PRENTICE, 2002). Esta diferença de potencial é mantida às custas da bomba de Na+/ K+, que efetua um transporte ativo contra o gradiente de concentração, eliminando os íons Na+ e levando os íons de K+ para o interior da célula, gerando um potencial de repouso médio de –90 mV, ou seja a célula se encontra polarizada (GYUTON e HALL, 2002).
