UNIVERSIDADE ESTADUAL DE CAMPINAS
Faculdade de Educação Física
LUIS FERNANDO SPER CAVALLI
CARACTERIZAÇÃO DA CURVA CINÉTICA DE TEMPERATURA EM
ATLETAS DE RUGBY EM CADEIRA DE RODAS
CAMPINAS
2017
CARACTERIZAÇÃO DA CURVA CINÉTICA DE TEMPERATURA EM ATLETAS DE RUGBY EM CADEIRA DE RODAS
Dissertação apresentada à Faculdade de Educação Física da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para a obtenção do título de Mestre em Educação Física, na área de Atividade Física Adaptada.
Orientador: PAULO FERREIRA DE ARAÚJO
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À VERSÃO FINAL DA DISSERTAÇÃO DEFENDIDA PELO ALUNO LUIS FERNANDO SPER CAVALLI, E ORIENTADA PELO PROF. DR. PAULO FERREIRA DE ARAÚJO.
CAMPINAS 2017
__________________________________________ Prof. Dr. Paulo Ferreira de Araújo
Orientador
__________________________________________ Profª. Drª. Mara Patrícia Traina Chacon Mikahil
Membro Titular
__________________________________________ Prof. Dr. Ricardo Antônio Tanhoffer
Membro Titular
A Ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no processo de vida acadêmica do aluno.
Dedico este trabalho a todos os jogadores de Rugby em Cadeira de Rodas e a todos que conseguem exemplificar como podemos ser iguais mesmo quando vistos como diferentes e que mesmo tratados como iguais apresentamos muitas diferenças.
Dedico também a todos os profissionais, familiares e amigos que nos tratam como iguais, mas respeitando nossas diferenças.
Sinto-me extremamente privilegiado por ter uma extensa relação de agradecimentos a fazer, pois ela demonstra o quão feliz sou por tantos que, constantemente, contribuem com minhas realizações pessoais e, no caso específico, com a concretização da presente dissertação. Gosto de lembrar que isso faz parte dos ensinamentos que a vida vem me oportunizando – e com bastante ênfase nos últimos quase 13 anos: saber contar com aqueles que me cercam, afinal, todos precisamos de todos, sempre!
Começo agradecendo a Deus por todas as oportunidades que Ele vem trazendo a minha vida, tanto aquelas que trazem a alegria e a satisfação que buscamos nesse mundo físico, quanto aquelas mais ásperas e que a minha pequenez espiritual ainda não me permitiu entender os propósitos.
Agradeço, do fundo do meu coração, a minha querida esposa Glauce, não só por sua paciência e tolerância durante as nossas vidas, ou por sua ajuda no desenvolvimento deste trabalho, mas por ser a melhor companheira que eu poderia ter nessa incrível jornada que nos dispusemos a fazer juntos. Obrigado por seu amor, por sua cumplicidade e pelos nossos filhos! Sua existência me impulsiona, constantemente, a buscar ser uma pessoa melhor. Amo você.
Meus amados filhos, Carolina e Luis Felipe, agradeço a vocês pela colaboração neste trabalho e pela compreensão sobre a minha ausência durante a elaboração do mesmo. Obrigado por me possibilitarem desfrutar da maior alegria que eu poderia ter nesta existência – ser designado como pai de duas almas tão nobres e especiais. Oro para que o Criador permita que os laços de amor que nos unem sejam mais duradouros do que o limite que impõe a matéria. Que assim seja!
Aos meus queridos pais, Ubiracy e Silvio, agradeço por terem me garantido as melhores condições para que eu chegasse até aqui! Mais do que o importantíssimo auxílio material, agradeço principalmente pelo exemplo que me deram e que me dão até hoje nas mínimas atitudes, nas mínimas escolhas. Sempre me espelharei em vocês!
Meus irmãos Silvia e Marcelo, meus cunhados e sobrinhos, agradeço por todo companheirismo, carinho, risos e lágrimas compartilhados. Minha vida é muito mais leve e agradável por ser trilhada ao lado de vocês e dos amigos-irmãos que Deus possibilitou que eu encontrasse ao longo do caminho. Silvia, pai e Leandro, agradeço também pela ajuda com a revisão e com alguns dos itens deste trabalho!
pela amizade do que por qualquer interesse, se dispuseram a ser meus voluntários de pesquisa e, mais ainda, àqueles que conseguiram seguir até o final da pesquisa, sacrificando seu precioso tempo e se empenhando fisicamente ao máximo, em prol das minhas atividades acadêmicas. Da mesma forma, agradeço às equipes ADEACAMP e Gigantes, por disponibilizarem seus atletas para participarem deste estudo.
Valéria, Mauro, Pena, Flávia, João Paulo, Bruno, Giovana, Ana Paula, Inaene, Edison, Camila, Thainá, Gabriela, Giulia e Professor Paulo, muitíssimo obrigado por terem me auxiliado nos mais de 20 dias de coletas (desde as primeiras tentativas de testes de campo). Sem vocês essa pesquisa não teria sido possível e eu certamente não teria aprendido tantas coisas novas. O convívio com todos vocês foi extremamente enriquecedor e, sem dúvida, bastante divertido! Faço questão de deixar um agradecimento especial a Valéria e ao Mauro, que me acompanharam em absolutamente todas as coletas realizadas em laboratório. Valéria e Giovana, muitíssimo obrigado também pelo suporte e orientação técnica durante as coletas!
Agradeço a Renata pela digitação e auxílio na fase imediatamente anterior a minha qualificação, quando do retorno do Campeonato Aberto de Brasília de 2015! Você possibilitou que eu conseguisse participar daquele importante campeonato, sem perder os prazos de entrega do trabalho. Muito obrigado!
Camila, muito obrigado pela paciência e constante orientação e auxílio em todas as fases do Mestrado, especialmente nas atividades burocráticas, na submissão de artigos e na formatação e aplicação das normas técnicas. É impressionante como você consegue fazer tanto em tão pouco tempo e ainda transparecer que tudo está tranquilo! Nesse sentido, também agradeço a Mari Piculli e a Simone que muito me auxiliaram no início do Mestrado.
Anselmo e Mariane, muito obrigado pela ajuda de sempre, especialmente no entendimento, orientações e auxílio referentes à estatística! Obrigado por todo tempo e dedicação!
Agradeço também à Dra. Vanessa Sannomiya, fisiatra da Rede de Reabilitação Lucy Montoro, que gentilmente contribuiu com a classificação AIS de alguns dos voluntários desta pesquisa.
Meu muito obrigado ao Félis, ao Pena, ao João, ao Mauro e ao Luizinho e a todos os colegas de pós-graduação, pelas opiniões e sugestões oferecidas e principalmente pela amizade e bons momentos!
bom exemplo na arte de lecionar!
Obrigado ao Professor Miguel e aos funcionários da direção da faculdade, a Dulce e aos demais funcionários da Biblioteca da FEF, ao Ricardinho, ao Paulinho e ao Beeroth da Seção de Audiovisuais, ao Felipe e ao pessoal do Setor de Informática, a Professora Claudia, a Simone e a toda Secretaria de Pós-graduação da FEF, ao sr. Neuton, ao Geraldinho, ao sr. José, ao João, ao Damião e ao seu Wilson e a todos os funcionários da FEF/UNICAMP que fizeram parte do meu dia-a-dia nesses últimos anos. Agradeço indistintamente a todos vocês pela paciência, tolerância e profissionalismo que fazem com que estudar na FEF seja uma experiência única, engrandecedora e que irá deixar muita saudade.
Agradeço também aos meus irmãos de quadra Xan, Lucas, Dema, Denis, Sandro, Adenilson e Gui e a todos atletas e ex-atletas da ADEACAMP e também da Seleção Brasileira de Rugby em Cadeira de Rodas, bem como às comissões técnicas pelo apoio e amizade dentro e fora das quadras e também pela compreensão. Este último ano foi especialmente intenso devido à coincidente finalização do Mestrado e do ciclo paralímpico e a problemas de saúde que enfrentei, fazendo com que a divisão do meu tempo entre o Mestrado e atividades familiares e pessoais naturalmente não permitisse minha atenção integral aos treinamentos e campeonatos.
Nesse sentido agradeço muito ao amigo Franco Noce, então Psicólogo da Seleção, pelas valiosas orientações e dicas sobre como melhor organizar meu tempo nessas diversas atividades.
Meu obrigado também à Diretoria da ADEACAMP, a todos os atletas e técnicos e também ao Luiz Marcelo e ao Robson, por todas as lutas travadas neste último ano, as quais refletiram em minha vida como um todo.
Agradeço às Professoras Rita De Fátima Silva e Angélica Lodovico, que foram respectivamente orientadora e co-orietadora do meu trabalho de conclusão da Especialização em Atividade Motora Adaptada e que me incentivaram a realizar este Mestrado.
Agradeço à Professora Dra. Mara Patrícia Traina Chacon Mikahil, ao Professor Dr. Ricardo Antônio Tanhoffer, ao Professor Dr. José Irineu Gorla e ao Professor Dr. Anselmo de Athayde Costa e Silva, membros da banca examinadora deste trabalho que, desde antes da própria qualificação, já vêm contribuindo grandemente com suas importantes observações para o aprimoramento do mesmo.
possibilitaram que eu aqui conseguisse chegar e esperançoso de sua compreensão, agradeço especialmente, ao meu orientador, o Professor Dr. Paulo Ferreira de Araújo, por ter acreditado e confiado em minha pessoa, por todo apoio e ensinamentos emanados a cada conversa e por toda a paciência e tolerância para com minha demora em concluir as tarefas acadêmicas e para com a minha tendência a sempre estar envolvido em atividades diversas. Agradeço ao senhor principalmente pelo exemplo de profissional e de ser humano que é e que tanto acrescenta à vida dos que tem o privilégio de serem seus alunos. Sou muito grato por ter tido a honra de ser seu orientando, professor!
Que Deus permita que eu possa fazer jus a tudo o que o universo tem me oportunizado!
“Devemos tratar igualmente os iguais e desigualmente os desiguais, na medida de sua desigualdade.”
em Atletas de Rugby em Cadeira de Rodas, 2015. Dissertação de Mestrado – Faculdade de Educação Física. Universidade Estadual de Campinas, Campinas, 2015.
RESUMO
Em razão do comprometimento do sistema nervoso autônomo, atletas de Rugby em Cadeira de Rodas que possuem lesão medular cervical podem apresentar diferentes respostas termorregulatórias. Quando submetidos ao esforço, tanto a sudorese quanto a redistribuição da circulação sanguínea, que constituem os dois principais mecanismos responsáveis pela termorregulação, podem não ocorrer, ou ocorrer de maneira não adequada nesses atletas. A efetividade desses mecanismos depende do quanto as vias simpáticas que conduzem tais estímulos hipotalâmicos tenham se mantido preservadas após a lesão medular, o que varia entre os indivíduos. Dessa forma, o objetivo desse estudo foi caracterizar a curva da evolução da temperatura de atletas de Rugby em Cadeira de Rodas que possuem lesão medular quando submetidos a um protocolo de esforço. Para isso, o presente trabalho caracterizou a curva cinética de temperatura de uma amostra composta por 08 atletas do sexo masculino de Rugby em Cadeira de Rodas que possuem lesão medular utilizando-se de um protocolo de 28 minutos de atividade intervalada em um ciclo-ergômetro de braço. A cada dois minutos durante o teste e por um período de 20 minutos de recuperação passiva subsequente ao mesmo, a Temperatura de Pele em pontos pré-determinados foi coletada juntamente com a Frequência Cardíaca, a Pressão Arterial, a Percepção Subjetiva de Esforço e a Sensação Térmica, traçando-se assim a evolução dessas variáveis tanto durante o exercício quanto durante a recuperação. Ao início e término de cada coleta, a temperatura e a umidade do ar ambiente também foram registradas, bem como a massa corporal de cada voluntário, o que possibilitou estimar o volume de suor produzido, levando-se em conta a quantidade de água ingerida pelo mesmo durante a execução do protocolo. Entre outras características constatadas, foi identificado que os dermátomos da parte superior do corpo apresentaram durante o protocolo as temperaturas mais altas e que as mantiveram elevadas mesmo no período de recuperação, o que demonstra que sua curva cinética não acompanha a de outras variáveis como a Frequência Cardíaca, a Percepção Subjetiva de Esforço ou até mesmo a própria Sensação Térmica no período de recuperação, ensejando que o auto relato dessa última variável não funciona como um bom indicador da temperatura durante a recuperação nessa população. Também foi observado que nem sempre o nível e a severidade da lesão medular condizem com o comprometimento das respostas observadas. A caracterização de como a curva cinética de temperatura ocorre nesses atletas vem a colaborar com um melhor entendimento dos efeitos do calor nessa população, garantindo referências para uma prescrição de treinamento mais saudável e eficiente. Ainda que algumas alterações termorregulatórias possam parecer esperadas, deve-se, antes de tudo, respeitar a individualidade biológica e da lesão de cada atleta, visto a heterogeneidade das respostas autonômicas em pessoas com tetraplegia. Da mesma forma, é importante o desenvolvimento do autoconhecimento por cada um dos atletas visando facilitar a identificação e a prevenção de condições que conduzam à hipertemia.
Because of the dysfunction of the autonomic nervous system, Wheelchair Rugby athletes with spinal cord injury may present different thermoregulatory responses. When in exercise, both sweat and redistribution of blood flow, the two main mechanisms responsible for thermoregulation, may not occur, or occur inappropriately in these athletes. The effectiveness of these mechanisms depends on how much the sympathetic pathways that conduct those hypothalamic stimuli were preserved after the spinal cord injury, which varies for each subject. Thus, the goal of this study is to characterize the curve of the temperature evolution in Wheelchair Rugby players who have spinal cord injury, when subjected to an effort protocol. In order to accomplish this, the study characterized the kinetic temperature curve of a sample of 08 male Wheelchair Rugby athletes who have spinal cord injury, using a 28 minute interval activity protocol in an arm crank ergometer. Every 2 minutes during the test and for a 20 minute passive recovery after it, the Skin Temperature in pre-established spots was collected as well as Heart Rate, Blood Pressure, Perceived Exertion and Thermal Sensation, drawing, this way, the evolution of these variables both during exercise and recovery. At the beginning and at the end of every collect, the temperature and air humidity were also checked, as well as the body mass of each subject, which made possible to estimate the sweat volume produced, taking in account the quantity of water ingested during the protocol. Among other results, it was verified that the upper body dermatomes presented during the protocol the highest temperatures and that kept them high even during the recovery, which makes clear that their kinetic curve does not follow the other variables’ curves at recovery, like Heart Rate, Perceived Exertion and even Thermal Sensation, suggesting that the self-report of this last variable does not work as a good indicator of the temperature during recovery in this population. It was also observed that not always the level and the completeness of the spinal cord injury match the impairment of the verified responses. The characterization of how the kinetic temperature curve occurs in these athletes contributes with a better understanding of the effects of heat in this population, making references for a healthier and more efficient training prescription. Although some thermoregulatory alterations may seem expected, it must be respected, above all, the biological and injury uniqueness of each athlete, due to the quadriplegic autonomic responses heterogeneity. In the same way, it is important the development of self-knowledge for each athlete, in order to facilitate the identification and prevention of conditions that lead to hyperthermia.
Figura 1 – Relação dos Segmentos Medulares com as Vértebras. ... 32
Figura 2 – Sulcos Medulares em Cortes Transversais. ... 33
Figura 3 – Conexão das Raízes Ventrais e Dorsais dos Nervos Espinhais. ... 34
Figura 4 – Representação do Sistema Nervoso Autônomo. ... 38
Figura 5 – Distribuição dos Tipos de Deficiência no Brasil. ... 49
Figura 6 – Secção Transversa da Medula no Nível Cervical. ... 56
Figura 7 – Quadra de Rugby em Cadeira de Rodas. ... 68
Figura 8 – Cadeira de Defesa de Rugby em Cadeira de Rodas. ... 69
Figura 9 – Cadeira de Ataque de Rugby em Cadeira de Rodas. ... 69
Figura 10 – Ciclo-Ergômetro de Braço M4100 AC CEFISE – Biotecnologia Esportiva. ... 95
Figura 11 – Balança para Cadeira de Rodas LD 1050 Líder. ... 96
Figura 12 – Aferição da massa do sistema voluntário + cadeira de rodas. ... 96
Figura 13 – Frequencímetro Polar RS800cx. ... 97
Figura 14 – Adaptação para o Posicionamento das Mãos no CE. ... 98
Figura 15 – Forma de emprego das faixas para fixação de voluntário – vista lateral. ... 98
Figura 16 – Forma de emprego das faixas para fixação de voluntário – vista frontal. ... 99
Figura 17 – Escala de PSE e de ST. ... 101
Figura 18 – Esfigmomanômetro Aneróide e Estetoscópio. ... 102
Figura 19 – Termômetros Infravermelhos HighMed HM820. ... 103
Figura 20 – Estação de Medição de Temperatura, Pressão e Umidade do Ar Incoterm. ... 103
Figura 21 – Aferições Realizadas Imediatamente Após o Teste de Carga Ideal. ... 105
Figura 22 – Voluntário no CE durante o aquecimento de 6min. ... 109
Figura 23 – Voluntário 1 durante fase de sprint do Teste Intervalado de 28 minutos. ... 110
Figura 24 – Voluntário 7 durante fase de sprint do Teste Intervalado de 28 minutos. ... 111
Figura 25 – Aferições das Variáveis Fisiológicas durante a Recuperação. ... 112
Figura 26 – Evolução da Mediana da Pressão Arterial Sistólica (mmHg). ... 127
Figura 27 – Evolução da Mediana da Pressão Arterial Diastólica (mmHg) . ... 128
Figura 28 – Evolução da Mediana da Frequência Cardíaca (bpm). ... 131
Figura 29 – Evolução da Mediana da Temperatura da Fronte (ºC). ... 133
Figura 32 – Evolução da Mediana da Temperatura da Coxa (ºC). ... 140
Figura 33 – Evolução da Mediana da Temperatura do Gastrocnêmio (ºC). ... 143
Figura 34 – Medianas das Temperaturas (ºC ) dos Cinco Dermátomos. ... 150
Figura 35 – Frequência Cardíaca – Momentos com Diferença Estatística. ... 151
Figura 36 – Temperatura da Fronte – Momentos com Diferença Estatística. ... 152
Figura 37 – Percepção Subjetiva de Esforço – Momentos com Diferença Estatística. ... 153
Figura 38 – Sensação Térmica – Momentos com Diferença Estatística. ... 154
Figura 39 – Relação entre FC e PSE. ... 157
Figura 40 – Relação entre Tf e ST. ... 158
Figura 41 – Relação entre ST e PSE... 159
Figura 42 – Curvas Cinéticas de Temperatura dos Dermátomos durante o Pré-Teste e a Recuperação. ... 160
Figura 43 – Curvas Cinéticas de Temperatura dos Voluntários. ... 167
Figura 44 – Curvas Cinéticas de Temperatura dos Voluntários – excluindo-se a Tp. ... 168
Figura 45 – Curva Cinética de Temperatura da Amostra. ... 169
Figura 46 – Curvas Cinéticas de Temperatura dos Dermátomos durante Toda a Coleta. ... 171
Figura 47 – Relação entre Tf e PSE. ... 174
Figura 48 – Relação entre FC e Tf. ... 175
Figura 49 – Relação entre FC e To. ... 175
QUADRO 1 – Inervações Autonômicas ... 41 QUADRO 2 – ASIA impairment scale (AIS) ... 54 QUADRO 3 – Estudos sobre termorregulação em pessoas com lesão medular cervical utilizando protocolos de esforço ... 83 QUADRO 4 – Escala de percepção subjetiva de recuperação ... 100
TABELA 1 – Perfil da amostra ... 115
TABELA 2 – Condições das coletas preliminares ... 117
TABELA 3 – Informações referentes à massa corporal e ao suor estimado dos voluntários durante as coletas preliminares ... 118
TABELA 4 – Resultados dos testes de determinação de carga ideal de potência ... 120
TABELA 5 – Resultados dos testes VO2 pico ... 121
TABELA 6 – Condições das coletas principais ... 123
TABELA 7 – Informações referentes à massa corporal e ao suor estimado dos voluntários durante as coletas principais ... 124
TABELA 8 – Pressão arterial sistólica e diastólica durante as coletas principais ... 126
TABELA 9 – Frequência cardíaca durante as coletas principais ... 128
TABELA 10 – Temperatura da fronte durante as coletas principais ... 132
TABELA 11 – Temperatura do peito durante as coletas principais ... 134
TABELA 12 – Temperatura do ombro durante as coletas principais ... 136
TABELA 13 – Temperatura da coxa durante as coletas principais ... 138
TABELA 14 – Temperatura do gastrocnêmio durante as coletas principais ... 141
TABELA 15 – Percepção subjetiva de recuperação e percepção subjetiva de esforço nas coletas principais ... 144
TABELA 16 – Percepção subjetiva de esforço durante as coletas principais ... 145
TABELA 17 – Sensação térmica durante as coletas principais ... 147
ABRC – Associação Brasileira de Rugby em Cadeira de Rodas
ACETEFE – Associação Centro de Treinamento de Educação Física Especial ADEACAMP – Associação de Esportes Adaptados de Campinas
ÁGUA INGER. – Volume de Água Ingerido durante o Teste AIS – ASIA Impairment Scale
ASIA – American Spinal Injury Association
ASSIDEF - Associação de Integração de Deficientes ATP – Adenosina Trifosfato
bpm – Batimentos por Minuto (unidade de medida da FC) °C – Grau Celsius (unidade de medida de temperatura) CCT – Curva Cinética de Temperatura
CE – Ciclo-Ergômetro de Braço CF – Classificação Funcional DA – Disreflexia Autonômica DP – Desvio Padrão
FAB – Ferimento por Arma Branca FAF – Ferimento por Arma de Fogo FEF – Faculdade de Educação Física FC – Frequência Cardíaca
h – horas (unidade de medida de tempo) HAD – Hormônio Antidiurético
HO – Hipotensão Ortostática
HOR F – Horário Final (de Término) das Coletas HOR I – Horário de Início das Coletas
IWRF – International Wheelchair Rugby Federation (Federação Internacional de Rugby em Cadeira de Rodas)
kcal/min – Quilocaloria por Minuto (unidade de medida de taxa de produção de calor) kg – Quilograma (unidade de medida de massa)
LM – Lesão Medular
m – Metros (unidade de medida de espaço) MC F – Massa Corporal Final
MC I – Massa Corporal Inicial
ml/kg/min – Mililitros por Quilograma por Minuto (unidade de medida de consumo de oxigênio) mmHg – Milímetros de Mercúrio (unidade de medida da PA)
m/s – Metros por Segundo (unidade de medida de velocidade) NSQ – Núcleos Supraquiasmáticos
PA – Pressão Arterial
PAD – Pressão Arterial Diastólica PAS – Pressão Arterial Sistólica PSE – Percepção Subjetiva de Esforço PSR – Percepção Subjetiva de Recuperação
QTD PESSOAS – Quantidade de Pessoas que permaneceram no interior da sala de ergo-espirometria durante as coletas, incluindo o voluntário, o pesquisador e os auxiliares de pesquisa rpm – Rotações por Minuto (unidade de medida de velocidade ou frequência)
s – Segundos (unidade de medida de tempo) SNA – Sistema Nervoso Autônomo
SNC – Sistema Nervoso Central
SNP – Sistema Nervoso Parassimpático SNS – Sistema Nervoso Simpático ST – Sensação Térmica
SUOR EST. – Volume Estimado de Suor Perdido durante o Teste TA – Temperatura Ambiente
TEMP F – temperatura ambiente final TEMP I – temperatura ambiente inicial Tc – Temperatura da Coxa
Tf – Temperatura da Fronte ou Temperatura Frontal Tg – Temperatura do Gastrocnêmio
To – Temperatura do Ombro Tp – Temperatura do Peito TRM – Trauma Raquimedular
UNICAMP – Universidade Estadual de Campinas URA – Umidade Relativa do Ar
URA F – Umidade Relativa do Ar final URA I – Umidade Relativa do Ar inicial VO2 pico – Consumo de Pico de Oxigênio Vol. – Voluntário
1 INTRODUÇÃO ... 23
2 TERMORREGULAÇÃO ... 26
2.1 Transferência de calor ... 26
2.2 Calor metabólico ... 27
2.3 Termorregulação ... 28
2.4 Temperatura ambiente, umidade relativa do ar e hipertermia ... 29
3 O SISTEMA NERVOSO AUTÔNOMO E SEU PAPEL NA TERMORREGULAÇÃO.. 31
3.1 A medula espinhal ... 31
3.2 Sistema nervoso autônomo ... 34
3.3 Fisiologia do sistema nervoso autônomo ... 38
3.3.1 Ciclo circadiano ... 41
3.3.2 Ação do sistema nervoso autônomo na termorregulação ... 43
3.3.3 Transmissão do calor para a pele ... 45
3.3.4 Sudorese e frequência respiratória ... 45
4 LESÃO MEDULAR E COMPROMETIMENTOS AUTONÔMICOS ... 47
4.1 Epidemiologia e etiologia da lesão medular ... 48
4.2 Classificação e níveis da lesão medular ... 51
4.2.1 Classificação ASIA ... 52
4.3 Comprometimentos autonômicos na lesão medular... 55
4.4 Comprometimentos cardiovasculares na lesão medular ... 57
4.4.1 Disritmias cardíacas ... 58
4.4.2 Hipotensão ortostática ... 58
4.5 Disreflexia autonômica ... 60
4.6 Comprometimentos termorregulatórios na lesão medular ... 62
4.6.1 Distúrbios da transpiração ... 63
4.6.2 Influência do nível e da severidade da lesão medular nos comprometimentos termorregulatórios ... 63
4.6.3 Alterações circadianas decorrentes da lesão medular nos comprometimentos termorregulatórios ... 64 4.6.4 Comprometimentos termorregulatórios em lesados medulares durante exercício no calor . 65
5 RUGBY EM CADEIRA DE RODAS ... 68
5.1 O jogador de rugby em cadeira de rodas ... 70
5.1.1 Classificação funcional no rugby em cadeira de rodas ... 71
5.2 Caracterização da modalidade quanto ao tipo de esforço, volume e intensidade ... 72
6 ESTUDOS SOBRE A TERMORREGULAÇÃO NA LESÃO MEDULAR: LEGADOS ANTERIORES ... 74
6.1 Critérios de seleção dos estudos sobre termorregulação na lesão medular ... 75
6.2 Estudos sobre termorregulação em indivíduos com tetraplegia ... 76
6.3 Protocolo utilizado como modelo ... 85
6.3.1 Resultados do protocolo utilizado como modelo ... 88
6.4 Conclusão ... 89
7 MATERIAIS E MÉTODOS ... 92
7.1 Desenho experimental ... 92
7.2 Caracterização do estudo ... 93
7.3 Amostra ... 93
7.4 Procedimentos preliminares às coletas ... 94
7.5 Coleta preliminar ... 104
7.5.1 Teste de determinação de carga ideal de produção de potência ... 104
7.5.2 Teste de VO2 pico ... 106
7.5.3 Recuperação ... 107
7.6 Coleta principal... 108
7.6.1 Aquecimento ... 108
7.6.2 Teste intervalado de 28 minutos ... 110
7.6.3 Recuperação ... 112
8 APRESENTAÇÃO DOS RESULTADOS ... 114
8.1 Resultados da pesquisa ... 114
8.1.1 Perfil da Amostra ... 114
8.1.2 Resultados das coletas preliminares ... 116
8.1.2.1 Resultados dos testes de carga ideal de potência ... 119
8.1.2.2 Resultados dos testes de VO2 pico ... 121
8.1.4 Análise estatística dos resultados das coletas principais ... 149 8.2 Discussão dos resultados ... 155 8.2.1 Análise das correlações entre as variáveis aferidas ... 155 8.2.2 Análise da influência do nível e da severidade da LM e da temperatura ambiente e da umidade relativa do ar ... 161 8.2.3 Caracterização da curva cinética de temperatura da amostra ... 166 8.2.4 Possibilidades futuras e limitações do estudo... 176 CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 179 REFERÊNCIAS... 180 APÊNDICE A – Ficha da coleta preliminar ... 186 APÊNDICE B – Ficha da coleta principal – capa ... 188 APÊNDICE C – Ficha da coleta principal – pré-teste ... 190 APÊNDICE D – Ficha da coleta principal – aquecimento ... 191 APÊNDICE E – Ficha da coleta principal – teste intervalado ... 192 APÊNDICE F – Ficha da coleta principal – recuperação ... 193 APÊNDICE G – Termo de consentimento livre e esclarecido ... 194 ANEXO A – Parecer de aprovação do comitê de ética ... 197
1 INTRODUÇÃO
O aumento da participação de atletas com lesão medular em esportes e os desafios enfrentados pelos mesmos em relação ao meio ambiente, e mais especificamente à temperatura, tem estimulado o interesse em estudos sobre termorregulação nessa população (PRICE, 2006). Tais desafios tornam ainda mais interessante o desenvolvimento de estudos dessa natureza em locais de maior temperatura ambiente, como é o caso do Brasil, última sede dos Jogos Paralímpicos.
De fato, problemas provenientes do estresse pelo calor podem atingir a todos os atletas, no entanto afetam com mais severidade atletas com lesão medular podendo ocasionar queda em seu desempenho e até mesmo riscos a sua saúde.
As alterações das respostas do sistema nervoso autônomo são alguns dos diversos comprometimentos relacionados às lesões medulares cervicais e torácicas altas. Devido à disfunção de descarga simpática, indivíduos com lesão medular acima do sexto nível torácico (T6) podem apresentar maiores limitações na frequência cardíaca máxima, no retorno venoso e no controle da pressão arterial e da termorregulação do que indivíduos com níveis mais baixos de lesão que, por sua vez, apresentam menor controle dessas mesmas respostas termorregulatórias do que indivíduos sem lesão medular (GUTTMAN; SILVER; WINDHAM, 1958).
Dessa forma, em razão da lesão dos indivíduos tetraplégicos encontrar-se acima da região medular responsável pelo fluxo simpático, tanto a sua transpiração quanto sua redistribuição sanguínea podem ficar comprometidas e, sendo esses os dois principais mecanismos de termorregulação (CORIS; RAMIREZ; VAN DURME, 2004), é observado nesses indivíduos um maior estresse pelo calor quando em exercício (PRICE; CAMPBELL, 1999).
O Rugby em Cadeira de Rodas é uma das vinte e três modalidades paralímpicas sendo praticada por atletas tetraplégicos ou com deficiência de comprometimento físico-motor equivalente. A modalidade, criada na década de 70 no Canadá, e que chegou ao Brasil em 2005, é disputada em uma quadra semelhante à de basquetebol, onde dois times compostos cada um por 4 jogadores em quadra, tentam pontuar conduzindo uma bola através da linha de fundo da quadra adversária.
Grande parte dos atletas de Rugby em Cadeira de Rodas possui lesão medular cervical, podendo apresentar, portanto, algum nível de comprometimento termorregulatório, o
que influencia diretamente na capacidade de cada atleta suportar o estresse de calor gerado pelo treinamento e pelo jogo.
O nível da lesão medular e o quão completa é a mesma quando avaliada por meio do protocolo da American Spinal Injury Association (ASIA) não tem se mostrado capazes de predizer a severidade do comprometimento das respostas autonômicas (CLAYDON; KRASSIOUKOV, 2006). Dessa forma, em razão da particularidade de cada lesão medular e mesmo da individualidade biológica de cada pessoa, a evolução da temperatura de cada atleta pode se comportar de maneira bastante específica.
Portanto, a fim de que se possa favorecer o desempenho esportivo dos atletas de Rugby em Cadeira de Rodas que possuem lesão medular e também de se evitar riscos a sua saúde relacionados ao estresse pelo calor, é interessante que se conheça como ocorre a evolução de sua temperatura quando em esforço, ou seja, como se desenvolve a sua curva cinética de temperatura durante a atividade física.
Assim, o presente estudo teve por objetivo caracterizar a Curva Cinética de temperatura de atletas de Rugby em Cadeira de Rodas que possuem Lesão Medular, quando submetidos a um protocolo de esforço intervalado, sendo os seguintes os seus objetivos secundários:
a) correlacionar a curva cinética das temperaturas aferidas com a evolução da Sensação Térmica (ST), da Percepção Subjetiva de Esforço (PSE), da Frequência Cardíaca (FC) e da Pressão Arterial (PA);
b) identificar a influência do nível e da severidade (completa ou incompleta) da lesão e da classificação funcional (CF) com as respostas fisiológicas observadas;
c) verificar a influência da Temperatura Ambiente (TA) e a da Umidade Relativa do Ar (URA) na evolução das temperaturas aferidas.
Logo após a introdução oferecida pelo capítulo 1, os capítulos 2, 3 e 4 deste estudo passaram a abordar as bases teóricas a respeito da termorregulação e os mecanismos de troca de calor entre os corpos (capítulo 2), a ação do sistema nervoso autônomo no controle da temperatura do corpo humano e a participação da medula espinhal nesse processo (capítulo 3) e os comprometimentos autonômicos e, mais especificamente, termorregulatórios resultantes da lesão medular (capítulo 4).
O capítulo 5 foi dedicado a tratar da modalidade Rugby em Cadeira de Rodas, contextualizando os atletas com lesão medular que a praticam, abordando também o perfil da modalidade quanto ao tipo de esforço que a caracteriza.
No sexto capítulo – “Estudos sobre a Termorregulação na Lesão Medular: Legados Anteriores” foi apresentada uma revisão da literatura existente sobre pesquisas que buscaram respostas termorregulatórias em indivíduos com lesão medular cervical por meio de protocolos de esforço.
Já no sétimo capítulo, foi descrito o método empregado na pesquisa realizada para a caracterização da evolução da temperatura em atletas de Rugby em Cadeira de Rodas que possuem lesão medular, quando em esforço semelhante ao que são submetidos durante o treinamento e competição da modalidade.
No oitavo capítulo foram apresentados os resultados dessa pesquisa e a discussão desses resultados, o que precede as considerações finais sobre o presente estudo, constantes no último capítulo.
Espera-se com este estudo colaborar com um melhor entendimento dos efeitos do calor em indivíduos com lesão medular, oferecendo referências que possam ser utilizadas na prescrição de treinamento mais saudável e eficiente a essa população.
2 TERMORREGULAÇÃO
Assim como os demais mamíferos, o ser humano é um animal homeotérmico (MAGALHÃES et al, 2002), ou seja, possui a capacidade de manter a temperatura corporal dentro de um intervalo adequado às reações químicas de seu organismo.
A temperatura média central de um ser humano hígido varia de 36,7 graus Celsius (°C) a 37ºC, podendo sofrer alteração ao longo do dia em razão do ciclo circadiano, como descrito mais a frente, na seção 3.3.1; já a temperatura da pele é mais susceptível a variações, conforme a temperatura ambiente (MAGALHÃES et al, 2002).
O balanço entre a perda e a produção ou ganho de calor é o que determina o equilíbrio térmico do organismo.
Fatores como a atividade física, a temperatura e a umidade do ar ambiente e a capacidade fisiológica de se gerar ajustes termorregulatórios afetam diretamente essa homeostase térmica do organismo e serão abordados neste capítulo.
2.1 Transferência de calor
O calor é um tipo de energia que pode ser transferido de um corpo para o outro quando há diferença de temperatura entre eles. A transferência de calor pode ocorrer de três formas: irradiação, condução e convecção (NUSSENZVEIG, 2014).
Quando a forma de transferência de calor ocorre por meio de ondas eletromagnéticas tem-se a radiação térmica (NUSSENZVEIG, 2014), ou irradiação, que não necessita do contato entre os corpos para acontecer, já que essas ondas eletromagnéticas infravermelhas podem propagar-se no vácuo. Quanto maior a temperatura de um corpo, maior a sua capacidade de irradiação, como é o caso da transferência de calor do Sol para a Terra.
Já na condução, a energia térmica depende do contato entre os corpos, pois o calor propaga-se em virtude da agitação molecular. Esse processo é mais eficiente quanto melhor for a condutibilidade do material, como ocorre com os metais (NUSSENZVEIG, 2014).
Por fim, a convecção consiste no movimento dos fluidos, sendo a forma de transferência de calor para gases e líquidos, onde ocorre uma corrente cíclica de calor ocasionada pela diferença entre as densidades das massas líquidas ou gasosas que, ao receberem calor de um
corpo, expandem-se, ficando menos densas e assim tendendo a subir para locais onde passam a se resfriar, dando lugar a novas massas líquidas ou gasosas, que por sua vez passarão a ser aquecidas reiniciando o ciclo da corrente de convecção (NUSSENZVEIG, 2014). Tal é o processo que ocorre com a água ao ser aquecida em uma panela colocada sobre o fogo ou com o ar que é aquecido pelo calor de uma pessoa.
O organismo humano utiliza tanto dessas três formas de transmissão de calor quanto da evaporação para garantir a perda de calor corporal necessária. A evaporação da água, mesmo quando o indivíduo não está transpirando, ocorre continuamente pela pele e pelas vias respiratórias (MAGALHÃES et al, 2002).
Em geral, em condições em que o organismo encontra-se mais quente que o meio, a irradiação é a principal forma de transmissão de calor para o meio, seguida pela evaporação e pela convecção, sendo pequena a participação da condução direta do organismo para outros materiais no processo de perda de calor (HOPMAN; BINKHORST, 1997).
2.2 Calor metabólico
A quantidade de calor produzida por uma pessoa é diretamente proporcional à taxa de seu metabolismo corporal, já que 40% a 60% da energia resultante da quebra da adenosina trifosfato (ATP) é perdida sob a forma de calor (MAGALHÃES et al, 2002).
Em geral, os órgãos internos como o encéfalo, o coração e o fígado contribuem muito para a produção do calor metabólico. Já durante o exercício, o calor do organismo é gerado principalmente nos músculos ativos (HOPMAN; BINKHORST, 1997).
Quando em repouso, o organismo de um indivíduo hígido produz calor a uma taxa de aproximadamente 70 watts (W) ou 1 quilocaloria por minuto (kcal/min), enquanto a taxa pode chegar a 2100W (30kcal/min) durante exercício máximo em atletas bem treinados. A segunda taxa, entretanto, depende do tipo de trabalho e da eficiência mecânica para realizar trabalho externo, já que a energia que não é dissipada como calor pelo organismo é a que será transformada em trabalho mecânico. Assim, um atleta produz uma grande quantidade de calor como consequência do exercício prolongado de alta intensidade, podendo atingir temperaturas corporais próximas a 40°C durante a atividade (HOPMAN; BINKHORST, 1997).
2.3 Termorregulação
Termorregulação é a capacidade de um organismo utilizar de vários mecanismos para garantir que a sua temperatura corporal seja mantida na faixa considerada apropriada biologicamente (MAGALHÃES et al, 2002).
Segundo Hopman e Binkhorst (1997, p.02),
[...] mecanismos de transporte que incluem o sangue circulante e a condução entre tecidos do organismo trazem o calor dos músculos e órgãos internos para a pele. Na pele, a evaporação, a convecção, a irradiação e muito menos importante, a condução, conseguem transferir o calor da pele para o meio ambiente.
Quatro fatores devem ser considerados para se manter a temperatura corporal dentro de uma faixa segura (HOPMAN; BINKHORST, 1997):
a) a quantidade de calor metabólico produzido pelo organismo, o que depende da intensidade e duração do exercício e da eficiência mecânica do organismo para realizar o esforço;
b) o transporte de calor dos músculos para a pele, o que está relacionado à circulação e ao volume sanguíneos;
c) a quantidade de calor que pode ser transferido da pele para o meio ambiente, o que é diretamente proporcional à quantidade de suor produzida e inversamente proporcional à temperatura e umidade ambiente;
d) a capacidade do organismo em realizar ajustes fisiológicos que o possibilitem continuar regulando a temperatura, como por exemplo, com o redirecionamento do fluxo sanguíneo do fígado e de outros órgãos internos para os músculos e pele, conforme o organismo continua a gerar calor com o exercício, o que acentua a função muscular e a dissipação do calor sem diminuir o débito cardíaco ou causar grandes alterações na pressão sanguínea.
Como será abordado no capítulo seguinte, é o sistema nervoso simpático que modula o tônus arterial responsável pelo maior ou menor aporte sanguíneo que conduz o fluxo de calor interno para a pele, a partir da qual o calor pode ser dissipado para o meio ambiente. A variação de estado de total vasoconstrição para o estado de total vasodilatação das vias responsáveis por esse fluxo, corresponde ao aumento da condução de calor em 8 vezes (MAGALHÃES et al, 2002).
A sudorese inicia-se quando a temperatura corporal central é superior a 37ºC e sua ação é também modulada pelo sistema nervoso simpático, que estimula a ação das glândulas sudoríparas (MAGALHÃES et al, 2002).
2.4 Temperatura ambiente, umidade relativa do ar e hipertermia
Algumas situações dificultam a liberação do calor pelo organismo.
Quanto maior a temperatura ambiente, menor a eficiência dos mecanismos de irradiação, convecção e condução em garantirem a perda de calor do organismo para o meio, podendo inclusive, pelos mesmos processos físicos, ocorrer inversamente o ganho de temperatura ambiente, quando o meio é mais quente que o próprio organismo. Por essa razão, temperaturas ambientes superiores a 36ºC fazem com que a evaporação se torne o mecanismo exclusivo de perda de calor (MAGALHÃES et al, 2002).
Da mesma forma, variações da umidade relativa do ar alteram sensivelmente os mecanismos de transpiração, podendo até mesmo inibi-la, quando a saturação de água no ar gera a sua perda da capacidade de incorporar qualquer volume de suor que venha a ser produzido.
Em razão disso, em um ambiente completamente seco, o mecanismo de evaporação é tão eficiente ao ponto de temperaturas externas de até 65,5ºC poderem ser toleradas durante várias horas. Em contrapartida, quando o ar ambiente apresenta saturação de água de 100%, devido à incapacidade do organismo transpirar, a temperatura corporal já começa a subir quando a temperatura externa torna-se superior a 34,4ºC (MAGALHÃES et al, 2002).
Na presença de umidade intermediária, a temperatura corporal central máxima tolerada pelo organismo humano é de aproximadamente 40ºC e a temperatura mínima tolerável gira em torno de 35,3ºC (MAGALHÃES et al, 2002).
Assim, o calor será acumulado no organismo caso as vias responsáveis por sua dissipação, principalmente a transpiração, a irradiação e a convecção do calor da pele estejam comprometidas. Com isso, a temperatura corporal aumentará para valores bem elevados, podendo conduzir a um quadro de hipertermia, definida por Magalhães et al (2002, p. 13) como “a elevação da temperatura corporal acima do ponto de regulação térmica, mais frequentemente secundária à ineficiência dos mecanismos de dissipação do calor ou, menos frequentemente, por produção excessiva de calor com dissipação compensatória insuficiente”.
Valendo destacar que “temperaturas superiores a 41ºC induzem à desnaturação enzimática, alteração da função mitocondrial, instabilidade nas membranas celulares e alteração das vias metabólicas dependentes de O2, podendo culminar em falência multiorgânica” (MAGALHÃES et al, 2002, pp. 13 e 14).
3
O
SISTEMA
NERVOSO
AUTÔNOMO
E
SEU
PAPEL
NA
TERMORREGULAÇÃO
Esse capítulo descreverá inicialmente a Medula Espinhal e, mais especificamente, o Sistema Nervoso Autônomo, abordando sua fisiologia e sua atuação no controle da temperatura corporal.
3.1 A medula espinhal
No indivíduo adulto, a medula espinhal tem, aproximadamente, de 42 a 45 centímetros de comprimento. Começa como um prolongamento do bulbo do tronco encefálico, a partir do nível do forame magno, estendendo-se até o nível da segunda vértebra lombar e terminando como cone medular. Apresenta-se protegida por três camadas resistentes de tecido conectivo, as meninges (dura-mater, aracnoide e pia-mater), e é encaixada internamente ao canal vertebral ósseo, o qual é reforçado por ligamentos e músculos (TORTORA, 2000).
A medula espinhal é anatômica e fisiologicamente dividida em 31 segmentos, cada qual originando um par de nervos espinhais, os quais compõem o sistema nervoso periférico. Os nervos espinhais emergem abaixo de suas vértebras correspondentes, exceto no nível das vértebras cervicais, onde o primeiro par de nervos emerge entre o occipital e o atlas (1ª vértebra cervical), o segundo par de nervos cervicais emerge entre o atlas e a segunda vértebra cervical e os demais nervos cervicais continuam a emergir do canal vertebral acima da vértebra correspondente. O oitavo e último par cervical emerge entre a sétima vértebra cervical e a primeira torácica, sendo essa a razão de existirem 8 pares de nervos e apenas 7 vértebras cervicais; a partir do primeiro segmento torácico, os pares passam, então, a emergir abaixo das vertebras correspondentes até o último par de nervos espinhais (PALMER; TOMS, 1987).
Assim como as vértebras, as regiões ou segmentos medulares são denominadas de acordo com a região anatômica da vértebra a que correspondem pelas letras C (cervical), T (torácica), L (lombar) e S (sacral), seguida de um número que, por sua vez, corresponde à posição daquela vértebra ordenadamente na sequência craniocaudal. Contando-se sempre as vértebras a partir da mais cranial para a mais caudal temos, por exemplo, os segmentos C1 a C8 na região cervical, sendo o segmento medular C1 o primeiro a partir do bulbo e o C8 o último segmento
cervical antes do primeiro segmento torácico (T1). O último segmento torácico é o T12 e a partir daí tem-se os segmentos lombares que se iniciam em L1 e seguem até L5, os cinco segmentos sacrais, de S1 a S5 e o coccígeo (NETTER, 2000).
A medula não percorre todo o comprimento da coluna vertebral. Consequentemente, os nervos que se originam na sua porção mais inferior angulam-se para baixo no canal vertebral. Assim, os segmentos cervicais da medula correspondem às vértebras de mesmo número (figura 1). Já na região torácica alta, as vértebras correspondentes estão dois segmentos medulares abaixo e na região torácica inferior, três segmentos abaixo (TORTORA, 2000).
Figura 1 – Relação dos Segmentos Medulares com as Vértebras. Fonte: NETTER (2000).
A partir do seu limite caudal na vértebra L2, com o chamado cone medular, a medula é continuada pela cauda equina composta pelas raízes nervosas lombares, sacrais e a coccígea revestidas por um delgado filamento meníngeo, o filamento terminal (TORTORA, 2000).
A medula tem forma cilíndrica, embora achatada no sentido antero-posterior, possuindo duas dilatações de calibre, a intumescência cervical, que se localiza de C4 até T1 e a
intumescência lombar ou lombossacral, localizada entre as vértebras T11 e L1 e que correspondem às áreas medulares onde ocorrem as conexões com as grossas raízes nervosas que formam os plexos braquial e sacral, responsáveis respectivamente pela inervação dos membros superiores e inferiores (TORTORA, 2000).
Por toda sua extensão a medula apresenta os seguintes sulcos longitudinais: o sulco mediano dorsal ou posterior, a fissura mediana ventral ou anterior, os sulcos ventrolaterais ou laterais anteriores e os sulcos dorsolaterais ou laterais posteriores. Na região cervical observa-se ainda outro par de sulcos: os sulcos intermédios dorsais ou posteriores (TORTORA, 2000).
Na parte mais central da medula encontra-se a substância cinzenta, é nela que se localizam os corpos celulares dos neurônios. Apresentando a forma de uma borboleta, ou de um “H”(figura 2), nela se identificam de cada lado três colunas, que nos cortes sagitais são observados como os cornos, tratando-se das colunas anterior, posterior e lateral, ligadas pelo canal central da medula localizado no centro da substância cinza (TORTORA, 2000).
Figura 2 – Sulcos Medulares em Cortes Transversais. Fonte: NETTER (2000).
A substância branca, disposta ao redor da cinza, é formada, em grande parte, por axônios com bainha de mielina (responsável pela coloração esbranquiçada), os quais sobem e
descem pela medula e que podem ser agrupados em três funículos ou cordões em cada um dos lados: o funículo anterior, situado entre a fissura mediana ventral e o sulco ventrolateral e o funículo lateral, localizado entre os sulcos ventrolateral e dorsolateral e o funículo posterior, situado entre o sulco dorsolateral e o sulco mediano dorsal e que é dividido na região cervical pelo sulco intermédio dorsal em dois fascículos, o grácil e o cuneiforme (TORTORA, 2000).
Os sulcos laterais anterior e posterior fazem conexão respectivamente com as raízes dos nervos espinhais ventrais, que transmitem impulso motor, e dorsais, que transmitem impulso sensitivo (figura 3). As duas raízes se unem para a formação dos nervos espinhais em um ponto situado após o gânglio espinhal que existe na raiz dorsal (TORTORA, 2000).
Figura 3 – Conexão das Raízes Ventrais e Dorsais dos Nervos Espinhais. Fonte: NETTER (2000).
3.2 Sistema nervoso autônomo
O sistema nervoso autônomo (SNA) difere do sistema nervoso somático, já que este controla a musculatura esquelética, enquanto o primeiro controla a musculatura cardíaca, a musculatura lisa e as glândulas exócrinas (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002).
Em razão dos reflexos viscerais não sofrerem controle voluntário e nem serem conscientes – com poucas exceções, o SNA é também conhecido por sistema motor involuntário, em contraste com o sistema motor voluntário somático (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002).
Regiões encefálicas como a amígdala e as áreas associativas límbicas do córtex cerebral trabalham através do hipotálamo para controlar o SNA. Assim, o hipotálamo coordena a resposta comportamental para assegurar a homeostase corporal agindo sobre o SNA, sobre o sistema endócrino e sobre o sistema nervoso somático (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002).
O SNA é composto pelo sistema nervoso simpático (SNS) e pelo sistema nervoso parassimpático (SNP). O sistema nervoso entérico, responsável pelos reflexos digestivos (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002), também é considerado como parte do SNA, já que possui a capacidade de funcionar autonomamente, além de se comunicar com o Sistema Nervoso Central (SNC) pelas vias simpática e parassimpática (ROQUE et al, 2013).
O SNA controla várias funções orgânicas através de complexas vias simpáticas e parassimpáticas, que desenvolvem atividades regulatórias opostas e que, à exceção da divisão craniana parassimpática, transmitem seus impulsos nervosos pela medula (GARSTANG; MILLER-SMITH, 2007).
Foi o fisiologista americano Walter B. Cannon, em seu livro “A Sabedoria do Corpo”, de 1932, que propôs pela primeira vez que os sistemas simpático e parassimpático possuem funções opostas. Cannon descrevia o sistema parassimpático como o responsável pelo repouso e digestão, mantendo a frequência cardíaca, o metabolismo e a respiração em condições normais, enquanto o sistema simpático se ocuparia das respostas às situações de emergência, preparando o organismo para a luta ou fuga, como nos casos de mudanças súbitas no ambiente externo ou interno, seja por estresse emocional, ameaça ao organismo, prática esportiva, mudanças na temperatura ambiente ou perda de sangue (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002).
Sabe-se hoje que as relações entre o SNS e o SNP não são nem tão simples nem tão independentes como proposto por Cannon. Ambos os sistemas são tonicamente ativos e trabalham em conjunto um com o outro e também com o sistema somático para regular a maioria dos comportamentos, sejam eles em condições normais ou emergenciais. É o balanço entre os
dois sistemas que mantém a estabilidade do meio interno frente às mudanças a que o organismo é exposto. Em razão da situação, a frequência dos estímulos nervosos enviados pelo SNS e pelo SNP pode aumentar ou diminuir, estimulando ou inibindo a ação do órgão ou tecido efetor (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002).
As vias do SNA incluem receptores sensoriais, vias aferentes, centro de integração do SNC, vias eferentes e órgãos efetores (GARSTANG; MILLER-SMITH, 2007).
Diferentemente do sistema motor somático, cujos neurônios motores são parte do SNC, estando localizados na medula e no tronco espinhal e projetando-se diretamente para a musculatura esquelética, os neurônios motores do SNA estão localizados fora da medula espinhal, nos gânglios autonômicos (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002).
Assim, a transmissão dos impulsos autonômicos medulares é realizada por dois neurônios, o pré-ganglionar, cujo corpo celular encontra-se junto ao sistema nervoso central (SNC) e que passa pela raiz ventral medular chegando aos gânglios do SNA, onde se liga ao neurônio pós-ganglionar que, por sua vez, comunica-se com os órgãos ou tecidos efetores (ROQUE et al, 2013). Os corpos celulares dos neurônios pós-ganglionares localizam-se nos gânglios autonômicos (GARSTANG; MILLER-SMITH, 2007), os quais se situam próximos à medula no sistema simpático e próximos aos órgãos efetores no sistema parassimpático (ROQUE et al, 2013).
As vísceras são inervadas pelas duas divisões do SNA, simpática e parassimpática, no entanto, alguns vasos sanguíneos e glândulas sudoríparas possuem apenas um dos tipos de inervação (GARSTANG; MILLER-SMITH, 2007).
O SNP possui corpos celulares pré-ganglionares que partem dos núcleos viscerais cerebrais e da porção sacral da medula espinhal – do segundo ao quarto segmento medular sacral, ao que comumente se chama de divisão crânio-sacral do SNA (GARSTANG; MILLER-SMITH, 2007). Os axônios dessas células são longos, porque os gânglios parassimpáticos estão localizados próximo ou mesmo inseridos nos órgão viscerais alvo (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002).
Dessa forma, as fibras cranianas pré-ganglionares do SNP são transportadas pelos II, VII, IX e X pares de nervos cranianos e inervam estruturas da cabeça, pescoço e vísceras torácicas e abdominais. Dos segmentos sacrais partem as fibras pré-ganglionares que inervam o cólon descendente e os órgãos pélvicos (ROQUE et al, 2013). A medula espinhal tem o
importante papel de levar os impulsos nervosos eferentes do encéfalo para a região medular sacral. A maior parte das fibras pré-ganglionares parassimpáticas fazem sinapse no gânglio mesentérico inferior, mas algumas continuam pelo nervo hipogástrico para atingir diretamente o plexo vesical, na parede da bexiga (GARSTANG; MILLER-SMITH, 2007).
As fibras pré-ganglionares do SNS partem da medula espinhal e se juntam às raízes nervosas ventrais de T1 até L2. Por essa razão, o SNS é comumente conhecido por divisão tóraco-lombar do SNA (GARSTANG; MILLER-SMITH, 2007). Os axônios desses neurônios inicialmente seguem junto aos neurônios somáticos no nervo espinhal. Segundo Kandel, Shwartz e Jessell (2002, p. 963) “eles então se separam dos axônios somáticos e projetam-se (em pequenos feixes chamados ramos mielinizados brancos) para os gânglios das cadeias simpáticas que se localizam ao longo da medula espinhal, de cada lado dela”.
Os axônios dos neurônios pré-ganglionares simpáticos são curtos e emergem da medula espinhal no nível em que seus corpos celulares estão localizados, mas, percorrendo as cadeias simpáticas localizadas ao longo da medula, inervam gânglios simpáticos localizados mais cranialmente ou mais caudalmente, onde fazem sinapse com os neurônios simpáticos pós-ganglionares, que possuem longos axônios. Uma única fibra pré-ganglionar simpática pode estabelecer sinapse com várias fibras pós-ganglionares em diversos gânglios. Isso permite uma atividade coordenada de neurônios simpáticos em vários níveis medulares diferentes (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002).
Na região cervical todos os neurônios fazem sinapse nos gânglios cervicais superior, médio e estrelado (fusão do gânglio cervical inferior com o primeiro gânglio torácico). Há onze gânglios na região torácica, quatro na região lombar, quatro sacrais e um coccígeo (ROQUE et al, 2013).
Como se pode observar na figura 4, o SNS inerva tecidos por todo o corpo, já a distribuição da inervação parassimpática é mais restrita. Além disso, existe uma maior divergência entre os neurônios pré e pós-ganglionares no SNS do que no SNP. Enquanto no SNP há uma razão de 1:3 fibras pré-ganglionares para fibras pós-ganglionares, refletindo numa atividade restrita e pontual junto aos órgãos efetores (ROQUE et al, 2013), no SNS essa razão é de cerca de 1:10 a 1:20, o que, como já foi dito, permite uma atividade coordenada de neurônios simpáticos (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002).
Figura 4 – Representação do Sistema Nervoso Autônomo. Fonte: NETTER (2000).
Diversas funções fisiológicas são controladas pelo SNA, entre as quais a frequência cardíaca, a pressão arterial, as respostas vasomotoras periféricas, as secreções endócrinas e exócrinas, o funcionamento gastrointestinal e visico-esfincteriano e a termorregulação (ROQUE et al, 2013).
O hipotálamo desempenha um importante papel na regulação do SNA, tendo já sido chamado, por essa razão, de “gânglio cefálico” do SNA (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002, p. 974).
Cinco são as funções fisiológicas básicas para a sobrevivência do organismo, que estão sob controle do hipotálamo por meio do SNA (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002, pp. 974 e 975):
1. Controla a pressão sanguínea e a composição eletrolítica por uma série de mecanismos reguladores que variam do controle do comportamento de beber e apetite específico para sal, até a manutenção da osmolaridade sanguínea e tônus vasomotor. 2. Regula a temperatura corporal, por meio de atividades que vão desde o controle da termogênese metabólica até comportamentos, como o de procura de ambientes mais quentes ou mais frios.
3. Controle do metabolismo energético pela regulação alimentar, digestiva e da taxa metabólica.
4. Regula a reprodução por meio do controle hormonal do acasalamento, gravidez e lactação.
5. Controla respostas emergenciais para o estresse, incluindo respostas imunológicas e físicas, pela regulação do fluxo sanguíneo para o músculo e outros tecidos e a secreção dos hormônios adrenais do estresse.
Para realizar esse controle, o hipotálamo recorre a um processo que compreende três etapas. A primeira diz respeito ao acesso que possui às informações sensórias de todo o corpo, seja por meio do sistema visceral, olfatório ou da retina (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002).
Como descrito na seção 3.4 a seguir, por meio das entradas visuais, por exemplo, o hipotálamo sincroniza o relógio biológico, ou ciclo circadiano, com o ciclo claro/escuro do ambiente externo (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002).
Projeções viscerais de dor também são veiculadas ao hipotálamo. Neurônios sensórios internos ao hipotálamo são sensíveis a mudanças de temperatura, osmolaridade, glicose e sódio. Além disso, hormônios circulantes como a angiotensina II e a leptina também interagem com neurônios hipotalâmicos (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002).
A segunda etapa é a comparação realizada pelo hipotálamo das informações sensórias com os pontos de ajuste biológicos. “Compara, por exemplo, a temperatura local na área pré-óptica com o ponto de ajuste de 37ºC e, se o hipotálamo está morno, ativa mecanismos para dissipação de calor”. Há pontos de ajuste para outros diversos processos fisiológicos, como glicemia, concentração de sódio, osmolaridade e níveis hormonais (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002, p. 975).
Por fim, a terceira etapa ocorre quando o hipotálamo detecta alguma alteração de um ponto de ajuste. A partir daí, ele organiza um conjunto de respostas autonômicas, endócrinas e comportamentais para reestabelecer a homeostase. Assim, se o organismo está quente, o hipotálamo, por meio do SNA, redireciona o fluxo sanguíneo dos vasos profundos para os vasos cutâneos e aumenta a sudorese, aumentando a perda de calor através da pele. Por meio do sistema endócrino, o hipotálamo aumenta a secreção de vasopressina, a fim de conservar a água para a sudorese. Da mesma forma, o hipotálamo controla também o comportamento, induzindo à busca por alterações na temperatura do ambiente, na retirada de roupas quentes ou no deslocamento para locais mais frescos (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002).
Todos esses processos demandam uma coordenação hipotalâmica precisa, já que afetam o equilíbrio do organismo em importantes áreas, como termorregulação, digestão, respostas emergenciais e relações sexuais (KANDEL; SHWARTZ; JESSELL, 2002).
Como já visto anteriormente, o controle do hipotálamo sobre o SNA é então exercido por meio do aumento ou da diminuição dos disparos neuronais em suas duas divisões, a simpática e a parassimpática, resultando na ativação ou inibição da atividade do tecido ou órgão alvo, o que ocorre de forma dinâmica e precisa (ROQUE et al, 2013).
Ambos os sistemas, simpático e parassimpático, possuem neurônios pré-ganglionares colinérgicos, mas o neurotransmissor pós-ganglionar principal no SNS é a norepinefrina enquanto que no SNP é a acetilcolina (ROQUE, 2013).
O quadro abaixo (quadro 1) apresenta as inervações autonômicas considerando a região de onde se origina a inervação a partir do SNC, a qual divisão do SNA pertence a referida inervação, o gânglio a que corresponde cada inervação (apenas na divisão simpática), os nervos condutores e os órgãos alvo.
QUADRO 1 – Inervações Autonômicas
SNC DIVISÃO DO SNA
GÂNGLIO NERVO ÓRGÃOS INERVADOS Núcleo Motor Dorsal do X par do nervo craniano SNP Não se aplica Nervo Vago e Nervos Cardíacos Coração, Pulmões, Vísceras Abdominais, Cólon Ascendente e Transverso T1 – T4 SNS Cervical Médio e Cervical Estrelado
Nervos Cardíacos Coração e Pulmões
T3 – L3
(principalmente T5 – T9)
SNS Mesentérico
Superior (mas não fazem sinapse) Pequeno Nervo Esplâncnico Suprarrenal T5 – T11 SNS Celíaco e Mesentérico Superior Grande Nervo Esplâncnico e Pequeno Nervo Esplâncnico Vísceras Abdominais, Cólon Ascendente e Transverso L1 – L3 SNS Mesentérico Inferior Nervos Esplâncnicos Lombares Cólon Descendente, Reto, Rim, Bexiga, Útero e Genitália Externa
S2 – S4 SNP Não se aplica Nervos Esplâncnicos Pélvicos
Cólon Descendente, Reto, Rim, Bexiga, Útero e Genitália Externa
Fonte: Adaptado de Garstang e Miller-Smith (2007, p. 281).
3.3.1 Ciclo circadiano
Sabe-se que o ciclo ou ritmo circadiano humano é definido como uma sequencia de eventos que se repetem de maneira regular durante 24 horas e que é coordenado pelos núcleos
supraquiasmáticos (NSQ) localizados no hipotálamo anterior (ALÓE; AZEVEDO; HASAN, 2005).
Como o seu próprio nome diz – do latim circa, que significa aproximadamente e dies, que significa dia – o ritmo circadiano está associado ao período de um dia de duração, mas pode apresentar alguma variação, com ciclos de 20 a 28 horas de duração (CRUZ, 2010); ritmos mais curtos são chamados de infradianos e os mais longos de ultradianos (MARTYNHAC; BACK; LOUZADA, 2012).
Diversas variáveis fisiológicas e psicológicas relacionam-se a um ritmo de aproximadamente 24 horas, tais como a temperatura corporal, o ciclo de sono/vigília, parâmetros cardiovasculares, desempenho cognitivo, fatores imunológicos e endócrinos, respostas a certos tipos de medicação, ansiedade e humor (SIMÕES; DE MARTINO, 2007).
O ciclo circadiano é endógeno, é transmitido geneticamente e tem relativa estabilidade diante de mudanças de temperatura (homeostase térmica), mas é passível de sincronização com os períodos de luminosidade e também com outros estímulos, como os provenientes do sistema límbico ou de atividades sociais, como o horário das refeições, além de estímulos auditivos, como despertadores e outros estímulos ambientais que sugerem a hora do dia (SIMÕES; DE MARTINO, 2007).
As células do NSQ são abastecidas por esses estímulos e transmitem informações para outros núcleos hipotalâmicos responsáveis pela periodicidade de secreção de diversos hormônios, como a melatonina, a seratonina, o cortisol, o hormônio estimulador da tireoide (TSH), o hormônio do crescimento (GH), a prolactina e a testosterona e pelo ritmo da ingesta alimentar, da propensão e duração do ciclo sono/vigília e das variações de temperatura do SNC (ALÓE; AZEVEDO; HASAN, 2005).
Estudos da Cronobiologia, ramo das Ciências Biológicas que investiga as características temporais da matéria viva, observam a variação da temperatura em seres humanos ao longo do dia, sendo encontrados maiores valores de temperatura ao final da tarde e menores valores no início da manhã (SIMÕES; DE MARTINO, 2007).
Conforme já visto no capítulo 2, a temperatura central média de um ser humano hígido varia de 36,7°C a 37ºC, no entanto, a mesma pode ser alterada ao longo do dia para mais ou para menos em 0,6ºC (ou 1ºF) em razão do ciclo circadiano – a temperatura costuma ser
