strength and power physiology
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Aula prof. Bernardo Neme Ide sobre fisiologia do treinamento de força e potênciaTRANSCRIPT
PROF. BERNARDO NEME IDE
LABORATÓRIO DE BIOQUÍMICA DO EXERCÍCIO – LABEX - UNICAMP
CRONOGRAMA DO MÓDULO
SÁBADO
•REVISÃO FISIOLOGIA NEUROMUSCULAR, HIPERTROFIA MUSCULAR,
•DOMINGO
•ADAPTAÇÕES NEURAIS AO TREINAMENTO E DANO TECIDUAL INDUZIDO PELO
EXERCÍCIO
AVALIAÇÃO DO MÓDULO
ROTEIROS DE ESTUDO REALIZADOS EM SALA DE AULA – ENTREGA NO ÚLTIMO DIA
DE AULA
NEURAIS MUSCULARES
ASPECTOS FUNCIONAIS
FORÇA/POTÊNCIA FLEXIBILIDADERESISTÊNCIA
•SINCRONIA
•RECRUTAMENTO
•VELOCIDADE DE P.A.
•INIBIÇÃO PRÉ-PÓS SINÁPTICA
•REFLEXO DE ESTIRAMENTO, ETC.
•ÁREA DA FIBRA
•SUBSTRATOS ENERGÉTICOS
•ATIVIDADE ENZIMÁTICA.
•ISOFORMAS DE MIOSINA
•DENSIDADE MITOCONDRIAL, ETC.
MYOSIN LIGHT CHAIN (MLC)
MYOSIN HEAVY CHAIN (MHC)
TIPO II MAIOR PARTE BANDA I.
TIPO IEXCLUSIVAMENTE NA BANDA A.
TITINA PROTEÍNA M-ACTININA
TIPO II FLEXIBILIDADE
NEBULINA
FORMAS DE CLASSIFICAÇÃO E DELINEAMENTO
CONTEÚDO DE MIOGLOBINA
RANVIER (1900)
POUCA Mb - BRANCAMUITA Mb - VERMELHA
I; IIA; IIB (IIX)
MHCI, MHCIIA, MHCIIX
Staron (2000); Bottinelli (2000)
ISOFORMAS DE MIOSINA DE CADEIA PESADA (MHC)
200 kDa
20kDa
MHC IATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
MHC IIA
MHC IIX
ATIVIDADE
ATPásica
IDE (2008)
Spangenburg,2003
Andersen (2000)
Núcleos
Miofibrilas
Citoplasma
IDE (2011)
MECÂNICOSCONTRAÇÃO
MUSCULAR
HORMONAISTE; GH; INSULINA
METABÓLICOSVIAS DE
RESSÍNTESE DE ATP
HIPERTROFIA
MUSCULAR
PROCESSO
INFLAMATÓRIOCÉLULAS
SATÉLITES
FATORES DE
CRESCIMENTOIGF-1; MGF; TGF-β
Núcleos
Miofibrilas
Citoplasma
IDE (2011)
TRANSCRIÇÃO
TRADUÇÃO
PROTEÍNA
DNA
RNAm
RNAt
RNAr
mTOR
PI3K
PKB
IGF-1; INSULINA
SÍNTESEPROTÉICA
IRS
p70S6K
4E-BP1
DNA
MGF
LEUCINA
? GLICOGÊNIOIDE (2009)
IGF-1
GENES ALVO
mTOR
PI3K
PKB
IRS
p70S6K
SÍNTESE PROTÉICA
Ca
na
is d
e C
a+
+
calcineurinaCa++ calmodulina
Entrada de Ca++
Potencial de ação
Ca++
MECANOTRANSDUÇÃO
Hornberger (2004)
DOMÍNIO MIOCUCLEAR (ALLEN, 1999)
NÚMERO DE NÚCLEOS
(Hawke, 2005)
HAWKE (2001)
HAWKE (2001)
ATIVAÇÃO PROLIFERAÇÃO DIFERENCIAÇÃO
MRFs
(MyoD; Myf-5);
HGF;
IGF-I ;
IGF-IE (MGF);
TGF-β;
FGF
MIOGENINA
McPherron (1997)
CONTROLE SEM GDF-8 (MIOSTATINA)
Kadi, 1999
DIVERSIDADE NEURAL
PROPRIEDADES DE MEMBRANA DENSIDADE DE CANAIS IÔNICOS
EXCITABILIDADE FREQUÊNCIA DE RECRUTAMENTO
VELOCIDADE DE PROPAGAÇÃO DOS P.A.
DIÂMETRO DO MOTONEURÔNIO
UMDENSIDADE DE
CANAIS DE Na+
VM DE REPOUSO
(mV)
FREQUÊNCIA DE
RECRUTAMENTO (Hz)
I BAIXA -85 10-20
IIA MÉDIA -92.7 40-90
IIX ALTA -94.6 200
Repouso Desp Rep Hiperpolarização Repouso
8
Pote
ncia
l de m
em
bra
na (
mv)
+30
-70
12
3
4
5
6
7
9Limiar de excitação
1) Potencial de repouso da célula; 2) Estímulo despolarizante; 3) Abertura de canais de
Na+ dependente de voltagem; 4) Entrada de Na+ na célula; 5) Fechamento de canais de
Na+ e abertura de canais de K+ dependentes de voltagem mais lentos; 6) Saída de K+ da
célula; 7) Canais de K+ dependente de voltagem ainda abertos, hiperpolarizando a célula;
8) Fechamento de canais de K+ dependente de voltagem; 9) Retorno da permeabilidade
iônica e do potencial de repouso da célula.
mV
- 85.3
- 92.7
+ 30
I
IIA
IIX
- 70
- 94.6
POTÊNCIA = FORÇA (N) x VELOCIDADE (m/s) = Watt (W)
500 1000 1500 2000 2500 3000
0
2000
4000
For
ce (
N)
Leg press MVC
PF = 4709.3624N
500 1000 1500 2000 2500 3000-4-2024
x 104
Em
g (
µV
)
Vasto Lateral
Rms = 3306.046µV Fm = 121.0938Hz
500 1000 1500 2000 2500 3000-4-2024
x 104
Em
g (
µV
)
Vasto Medial
Rms = 9205.1935µV Fm = 95.7031Hz
500 1000 1500 2000 2500 3000-4-2024
x 104
Em
g (
µV
)
Reto Femoral
Rms = 3973.2594µV Fm = 76.1719Hz
500 1000 1500 2000 2500 3000-4-2024
x 104
Em
g (
µV
)
Bíceps Femoral
Rms = 1105.1768µV Fm = 46.875Hz
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
x 104
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
0
2000
4000
6000
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
-2
0
2
x 104
mic
ro
vo
lts
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
-2
0
2
x 104
mic
ro
vo
lts
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
-2
0
2
x 104
mic
ro
vo
lts
milisegundos
0 2 4 6 8 10 12 14
x 104
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
ANÁLISE DO SINAL
ELETROMIOGRÁFICO
AMPLITUDE DO SINAL
FREQUÊNCIA DO SINAL
VELOCIDADE DE CONDUÇÃO PA
RECRUTAMENTO SELETIVO DE
UM DO TIPO II
FADIGA NEUROMUSCULAR
RECRUTAMENTO DE UM
SINCRONIZAÇÃO DE UM
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4
x 105
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1x 10
4
IDE et al, 2012
Merletti, 2004
Walker, 2012
Smilios, 2011
IDE et al, 2012
0 2000 4000 6000 8000
-10
1
x 104
Em
g (µ
V)
30%CVM
0 2000 4000 6000 8000
-101
x 104
Em
g (µ
V)
50%CVM
0 2000 4000 6000 8000
-10
1
x 104
Em
g (µ
V)
70%CVM
0 1000 2000 3000
-10
1
x 104
Em
g (µ
V)
CVM
Tempo (ms)
0 2000 4000 6000 8000
-10
1
x 104
Em
g (µ
V)
30%CVM
0 2000 4000 6000 8000
-101
x 104
Em
g (µ
V)
50%CVM
0 2000 4000 6000 8000
-10
1
x 104
Em
g (µ
V)
70%CVM
0 1000 2000 3000
-10
1
x 104
Em
g (µ
V)
CVM
Tempo (ms)
A indivíduo não treinado força
Bindivíduo treinado em força
NEURAL FACTORS VERSUS HYPERTROPHY IN THE TIME
COURSE OF MUSCLE STRENGTH GAIN.
Moritani T, deVries HA.
Am J Phys Med. 1979 Jun;58(3):115-30.
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
0
2000
4000
6000
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
-2
0
2
x 104
mic
rovo
lts
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
-2
0
2
x 104
mic
rovo
lts
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
-2
0
2
x 104
mic
rovo
lts
milisegundos
FORÇA, POTÊNCIA E TAXA DE
DESENVOLVIMENTO DE
FORÇA
ADAPTAÇÕES NEURAIS AO TREINAMENTO DE
FORÇA E POTÊNCIA
ATIVAÇÃO DOS
AGONISTAS
ATIVAÇÃO DOS
SINERGISTAS
ATIVAÇÃO DOS
ANTAGONISTAS
RECRUTAMENTO DE UNIDADES
MOTORAS DO TIPO II
SALE, 2003
FUSO NEUROMUSCULAR ÓRGÃO TENDINOSO DE GOLGI
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
0
2000
4000
6000
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
-2
0
2
x 104
mic
ro
vo
lts
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
-2
0
2
x 104
mic
ro
vo
lts
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000
-2
0
2
x 104
mic
ro
vo
lts
milisegundos
ADAPTAÇÕES NEURAIS AO
TREINAMENTO
RECRUTAMENTO DAS UM DO TIPO II
FREQUÊNCIA DE DISPAROS
DE POTENCIAIS DE AÇÃO
INIBIÇÃO NEURAL
ATIVAÇÃO DOS ANTAGONISTAS
ATIVAÇÃO DOS AGONISTAS
ATIVAÇÃO DOS SINERGISTAS
RECRUTAMENTO DE UM NAS
AÇÕES EXCÊNTRICAS
SALE (1988)
EXCITAÇÃO
E - C COUPLING
CONTRAÇÃO
ATP + H2O → ADP + Pi + H+
ACETILCOLINA POTENCIAL DE AÇÃO Na+ K+ Ca++
ACOPLAMENTO
ACTINA MIOSINATROPOMIOSINATROPONINA
PÓS ATIVIDADE CONTRÁTILESTADO BASAL
MENSURAÇÃO
DO
DANO TECIDUAL
HISTOLOGIA
↑ [ ] PLASMÁTICAS DE
PROTEINAS
MIOFIBRILARES
↓ DESEMPENHO
NEUROMUSCULAR
↓ AMPLITUDE DE MOVIMENTO
CK
MIOGLOBINA
ROMPIMENTO DE
LINHA Z
DESORGANIZAÇÃO
MIOFIBRILAR
↓ FORÇA
↓ POTÊNCIA
WARREN, GL (1999)↑ PERCEPÇÃO DE DOR
CK
CK
CK
CK
CKCK
CK
CKCK
CKCK
CKCKCK
CKCK
PCr + ADP + H+ ATP + Cr Célula
Sangue
CK
CHAPMAN (2006)
Zona H
Banda A
Banda IBanda I
E
N
C
U
R
T
A
M
E
N
T
O
AÇÃO ISOMÉTRICA
Zona H
Banda A
Banda IBanda I
AÇÃO EXCÊNTRICA
Zona H
Banda A
Banda IBanda I
A
L
O
N
G
A
M
E
N
T
O
ALONGAMENTO ATIVO ENCURTAMENTOPRÉ ATIVAÇÃO
CICLO ALONGAMENTO ENCURTAMENTO
CONTROLE CON EXC
GIBALA, 1995