adaptações musculares esqueléticas ao treinamento de força

ADAPTAÇÕES MUSCULARES

ESQUELÉTICAS AO

TREINAMENTO DE FORÇA

Dra Aline Villa Nova Bacurau

Eugene Sandow

(1867- 1925)

Arnold Schwarzenegger

1970

"Ronnie" Coleman

2000

Exercício Adaptação?

Abordagem Clássica

“Black box”

Exercício Adaptação

Signal transduction & gene regulation

Abordagem da Fisiologia do Exercício Molecular

Molecular Exercise Physiologist

“Black box”

O que é força muscular?

É a capacidade dos músculos em gerar tensão ao ativar-se.

Goldspink, 1992

Capacidade de se opor a uma resistência externa

Manifestações da força muscular

I. Força Máxima

II. Força explosiva (potência)

III. Resistência de Força

Manifestações da força muscular

I. Força Máxima

É o vigor máximo que um músculo/grupo muscular pode gerar.

Wilmore & Costil, 2001

Manifestações da força muscular

II. Força explosiva (potência)

Força máxima vs. Velocidade máxima

Manifestações da força muscular

III. Resistência de Força

Capacidade de exercer força repetidamente ou manter produção

de força por tempo prolongado

12

3

4

5

Como o músculo produz

força muscular?

• Estática

• Dinâmica

Concêntrica

Excêntrica

Contração muscular

É a ativação das fibras musculares com tendência à encurtamento.

Fatores que Afetam a Força Muscular

IDADE

SEXO

TIPO DE

TREINAMENTO

GRUPO

MUSCULAR

RESPONSIVIDADE

AO TREINAMENTO

DURAÇÃO

INTENSIDADE

FREQUÊNCIA

VOLUME

INTERVALO

NÍVEL DE

TREINAMENTO

Força sobre-humana?

Mulheres?

Crianças?

Força vs. Massa Muscular

205 Kg

Mulheres x Homens

O tamanho do músculo importa?

Recordes mundiais em levantamento de peso para homens e mulheres em 1997

Aumento do peso levantado junto com o aumento na categoria de peso

Treinamento de Força

Força

Hipertrofia

Adaptações Neurais

Tempo

Pro

gre

ssão

8-12 semanas

Modelo de fatores neurais e hipertróficos

induzidos pelo treinamento de força

• aumento no recrutamento de unidades motoras????

• aumento na frequência de disparos do motoneurônio

• alterações morfológicas nas junções neuromuscular

• inibição da coativação de músculos agonistas

e antagonistas

• aumento do sincronismo das unidades motoras

Adaptações neurais ao treinamento de Força

Adaptações Neurais ao Treinamento de ForçaCoativação dos músculos agonistas e antagonistas

Hipertrofia

Hipertrofia vs Hiperplasia

Hiperplasia

Acredita-se que a hiperplasia tem como objetivo a

substituição de fibras musculares mortas (necrose).

“De Novo” ou “geminação lateral”

Formação de uma nova fibra

“splitting”

Mitose de uma fibra em duas

?

Fibra muscular

Novas céls. mioblásticas

Céls. Musculares existentes

Hipertrofia Hiperplasia

Entre elas mesmas

Fusão

Céls. Satélites

?

TreinoEstímulo mecânico

Microtrauma

Mitose

Hiperplasia - Estiramento

Modelos experimentais (aves): modelo de estiramento por 5 semanas

Hiperplasia - EstiramentoModelos experimentais: Pássaros, galinha, codorna

334% massa muscular e 90% números de fibras

Antônio, 1993

Existem hiperplasia em mamíferos?

Gatos (Gonyea W, 1976)

Treinamento de força condicional

9-20% de fibras

Velocidade do exercício

Ratos (Tamaki T, 1992)

Agachamento

14% de fibras

“De novo”

Hiperplasia em Humanos?

Limitações Metodológicas

Avaliação Direta: Estudo em cadáveres, grande variação inter-indivíduos

(Sjöström M, 1991)

Avaliações indiretas:

CSA das fibras musculares, com CSA do músculo

Fatores Genéticos

Artefato da análise

Amostra pequena

Outros limitantes

Hiperplasia em Humanos?

19 power-lifters com uma média de

9 anos de treino:

9 reportaram uso de esteroides

anabolizantes

10 relataram nunca terem

utilizado anabolizantes

(Kelley G, 1996)

“Hyperplasia could only have a

small effect on muscle CSA and

therefore strength improvements”

Jonathan Folland and Alun Williams, 2007

Hiperplasia em Humanos?

Praticantes vs. Indivíduos treinados;

Tempo de treinamento;

Uso de esteroides anabolizantes.

Controle Body builder

D'Antona G, 2006

Skeletal muscle hypertrophy

and structure and function of

skeletal muscle fibres in male

body builders

Controle

Hipertrofia

• Transitória

• Crônica Radial: no de sarcômeros em paralelo

Longitudinal: no de sarcômeros em série

Hipertrofia

Lesão (?) Regeneração

Hipertrofia Supercompensação

Hipertrofia e lesão muscular (efeito da carga repetida)

Nosaka, k.; Med Sci Sports Exerc. 2002

MILO DE CROTONA 5 vezes campeão olímpico (536 a 520 A.C)

Atleta olímpico de luta e discípulo do

matemático Pitágoras, que relata dos

métodos de treinamento mais antigos da

humanidade e utilizado até hoje, que é a

evolução progressiva da carga.

Princípio da Sobrecarga

“Milo de Crotona foi o maior atleta da

Antiguidade"

Donald Kyle, da Universidade do Texas, historiador americano

especialista nos jogos antigos.

Pierre Puget's Milo of Croton (1682)

Another legend has it that he would train in the off years by carrying a newborn calf

on his back every day until the Olympics took place. By the time the events were to

take place, he was carrying a four year old cow on his back. He carried the full-

grown cow the length of the stadium, then proceeded to kill, roast, and eat it.

Estímulo

Lesão / Perda miofibrilas

Sarcômero

Disco ZDesminas

FibronectinasDistrofinas

Komi, 1996

Estímulo

Lesão / Perda miofibrilas

Sobrecarga miofibrilas restantes

Sarcômero

Disco ZDesminas

FibronectinasDistrofinas

Gibala et al.,1995

Turnover proteico após exercício agudo

SÍNTESE PROTÉICA

DEGRADAÇÃO PROTEICA

aaproteína

Quais são os mecanismos

envolvidos na ativação da síntese

proteica após o exercício físico?

Hernandez JM et al. J. Appl. Physiol. 2000

2 - 3 sessões de 50 rep.

Hernandez JM et al. J. Appl. Physiol. 2000

na expressão de IGF-1 a massa muscular

Musaro A et al. Nature Genetics, 2001

Massa Muscular EDL Força Tetânica

Viral expression of insulin–like growth factor- 1 enhances

muscle hypertrophy in resistance trained rats

Lee S et al. J. Appl. Physiol., 2004.

8 semanas de treinamento.

Hameed M et al. J Physiol., 2003

10 séries de 6 rept. 80 % de 1-RM no extensor de joelho.

AKT

mTORAMPK aas

Alto

turnover

de energia,

hipóxia

Músculo Esquelético

raptor

IGF-1, insulina

Tradução, síntese

proteica

Eduardo

Souza

Carlos

Ugrinowitsch

Laboratório de Adaptação ao Treinamento de Força - USP

Estímulo

Lesão / Perda miofibrilas

Sobrecarga miofibrilas restantes

Síntese protéica

?

Sarcômero

Disco ZDesminas

FibronectinasDistrofinas

Kadi et al., 1999.

C: controle

PL: power lifter

Snijders T. Ageing Research Reviews, 2009.

Domínio Mionuclear

Rosenblatt JD et al., Muscle Nerve, 1994.

Irr. Irradiação; Abl. Ablação.

Irr. Abl. Irr.+Abl. Control

ED

L m

uscle

mass

(% c

om

pare

d t

o c

ontr

ol)

*

Marcação Hoechst

núcleo

Marcação PCNA

célula satélite

proliferante

Merge

Sedentário Treinado (treinamento intervalado)

4x

20x

Bacurau A (dados não publicados)

Bruusgaard, PNAS (2010)

14 dias de sobrecarga.

14d de sobrec. + 2 mo Dener.

+ 3 mo Dener (5 meses total).

In vivo

Ex vivo

Bruusgaard, PNAS (2010)

Qual outro mecanismo está envolvido

na regulação de células satélites?

Myostatin short interfering hairpin RNA gene transfer increases skeletal muscle mass

Magee et al. Journal of Gene Medicine 2006; 8: 1171-1181

Miostatina é membro da familia

TGF.

Inibe a proliferação de mioblastos

(ação principal pré natal) e

crescimento muscular.

Belgian Blue Bull – mutação da miostatina

Miostatina

Miostatina - Whippets

NORMAL MUTANTE

Mosher, D et al., 2007

Aos 7 meses de idade com um extraordinário crescimento muscular.

Schuelke et al. N Engl J Med. 2004

O treinamento físico é capaz de

modular a expressão de

miostatina?

Roth SM et al., Experimental Biology and Medicine, 2003.

9 semanas de treinamento de força, 3 x por semana, 50 repetições máximas de

extensão de joelho.

Estímulo

Lesão / Perda miofibrilas

Sobrecarga miofibrilas restantes

Síntese protéica

Células satélites

Sarcômero

Disco ZDesminas

FibronectinasDistrofinas

novas miofibrilas

Splitting demiofibrila

Pré treino

Pós treino

Hipertrofia - SumárioAdaptações:

ativação de células satélites

síntese de proteínas contráteis

área de miofibrilas

nº de miofibrilas ( sarcômero em paralelo)

diâmetro fibra muscular

circunferência da fibra (secção transversa)

massa

Aumento no volume e densidade de túbulos T e retículos sarcop.

capilarização ?

capacidades aeróbias

Todas as fibra musculares hipertrofiam?

4000

5000

6000

7000

8000

Tipo I Tipo II a Tipo II b

Antes Depois

mm2

Treino de força - 6 meses

O tipo de fibra muda com treinamento de força?

Fry AC et al, 2003

Possível mecanismo...

Caso 1. Arnold Schwarzenegger

Atualmente com 66 anos, ex-

governador do estado mais rico dos

EUA, ex-exterminador do futuro,

Conan e fisiculturista.

Obteve 7 títulos de Mister

Olympia.

Arnold Schwarzenegger

1. Quais são os fatores que contribuem

para a força muscular?

2. Como ocorre o processo de ganho de

massa muscular pelo TF de força para

hipertrofia?

3. Em sua opinião como seria a

distribuição de fibras no vasto lateral do

ex-atleta, quando estava em atividade?

4. Qual fibra apresenta melhor resposta ao

treinamento de hipertrofia?

Envelhecimento

Unidades Motoras

(Brooks et al., 2003)

Envelhecimento

Aos 60 anos os níveis de força (atrofia muscular)

Declínio hormonal (ex: testosterona e GH)

O treinamento de força é capaz de a força durante toda vida

Aos 60 anos o ganho de força pode ser que jovens não treinados

Ruiz et al, 2008

Caso 2. Antonio Domicil Silva

Atualmente com 78 anos, sempre foi muito

ativo e ainda pratica treinamento de força.

1.Como será a adaptação muscular do Sr.

Antonio? O que vc espera?

2.Na sua opinião quais seriam os riscos e

benefícios do treinamento de força no idoso?

Caso 2. Antonio Domicil Silva

Atualmente com 78 anos, sempre foi muito

ativo e ainda pratica treinamento de força.

1.Como será a adaptação muscular do Sr.

Antonio? O que vc espera?

1.Na sua opinião quais seriam os riscos e

benefícios do treinamento de força no idoso?

Obrigada!!!

alinevnb@usp.br

Slides Extras

Concêntrica vs

Excêntrica

Rápida vs

Lenta

Contração

Tipo de contração

Velocidade

Concêntrica vs Excêntrica

Desarranjo Sarcomérico

Pré Pós-sessão

Contração Excêntrica

Contração Excêntrica

Alta tensão

Nível de ativação voluntária diferente

da concêntrica

Maior dano

Concêntrica vs Excêntrica

Valmor Tricoli

Laboratório de Adaptações Neuromusculares ao Treinamento de Força.

4 semanas de treinamento

Grupo HI: 3 séries de 8 rep 80% 1RM.

Grupo LI: 3 séries de 15 rep 20% 1RM em associação a restrição de fluxo (LIR) ou não (LI).

Moderada oclusão do fluxo sanguíneo durante o exercício (50%), 94.8 – 10.3 mm Hg.

Valmor Tricoli

Laboratório deAdaptações Neuromusculares ao Treinamento de Força

Myotubes Expressing PGC-1a4 Show Cellular

Hypertrophy

In Vivo Expression of PGC-1a4 Induces Skeletal

Muscle Hypertrophy

Cross-section of the gastrocnemius muscle 7 days after

intramuscular injection of adenovirus expressing GFP

alone or with PGC-1a4.

PGC-1a4 Transgenic Mice Increased Muscle Mass and Strength and

Show Resistance to Muscle Wasting during Experimental Cancer

Cachexia

PGC-1a4 Expression Increases during Muscle Hypertrophy and

Resistance Training

10 days hindlimb suspension

(Suspension) or 10 days suspension

plus 24 hr of reloading (Reloading).

Analysis of gene expression in skeletal muscle biopsies from human volunteers. Percutaneous vastuls lateralis biopsies were

obtained at baseline and 8 weeks later

Eugene Sandow

(1867- 1925)

Arnold Schwarzenegger

1970

"Ronnie" Coleman

2000