Adaptações musculares esqueléticas ao treinamento de força

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Skeletal muscle adaptation to strength training: molecular mechanisms.

Adaptação muscular esquelética ao treinamento de força: mecanismos moleculares.

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Adaptações musculares esqueléticas ao treinamento de força

  1. 1. ADAPTAÇÕES MUSCULARES ESQUELÉTICAS AO TREINAMENTO DE FORÇA Dra Aline Villa Nova Bacurau
  2. 2. Eugene Sandow (1867- 1925) Arnold Schwarzenegger 1970 "Ronnie" Coleman 2000
  3. 3. Abordagem Clássica Exercício Adaptação ? “Black box”
  4. 4. Abordagem da Fisiologia do Exercício Molecular Signal transduction & gene regulation Molecular Exercise Physiologist Exercício Adaptação “Black box”
  5. 5. 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
  6. 6. Manifestações da força muscular I. Força Máxima II. Força explosiva (potência) III. Resistência de Força
  7. 7. Manifestações da força muscular I. Força Máxima É o vigor máximo que um músculo/grupo muscular pode gerar. Wilmore & Costil, 2001
  8. 8. Manifestações da força muscular II. Força explosiva (potência) Força máxima vs. Velocidade máxima
  9. 9. Manifestações da força muscular III. Resistência de Força Capacidade de exercer força repetidamente ou manter produção de força por tempo prolongado
  10. 10. 1 2 3 4 5
  11. 11. Como o músculo produz força muscular? É a ativação das fibras musculares com tendência à encurtamento. • Estática • Dinâmica Contração muscular Concêntrica Excêntrica
  12. 12. Fatores que Afetam a Força Muscular
  13. 13. IDADE SEXO TIPO DE TREINAMENTO GRUPO MUSCULAR RESPONSIVIDADE AO TREINAMENTO DURAÇÃO INTENSIDADE FREQUÊNCIA VOLUME INTERVALO NÍVEL DE TREINAMENTO
  14. 14. Força vs. Massa Muscular Força sobre-humana? Mulheres? Crianças? 205 Kg
  15. 15. 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
  16. 16. Treinamento de Força Força Hipertrofia Adaptações Neurais Tempo Progressão 8-12 semanas
  17. 17. Modelo de fatores neurais e hipertróficos induzidos pelo treinamento de força
  18. 18. Adaptações neurais ao 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
  19. 19. Adaptações Neurais ao Treinamento de Força Coativação dos músculos agonistas e antagonistas
  20. 20. Hipertrofia
  21. 21. Hipertrofia vs Hiperplasia
  22. 22. 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 ?
  23. 23. Fibra muscular Céls. Satélites Microtrauma Mitose Novas céls. mioblásticas Treino Estímulo mecânico Céls. Musculares existentes ? Entre elas mesmas Fusão Hipertrofia Hiperplasia
  24. 24. Hiperplasia - Estiramento Modelos experimentais (aves): modelo de estiramento por 5 semanas
  25. 25. Hiperplasia - Estiramento Modelos experimentais: Pássaros, galinha, codorna  334% massa muscular e  90% números de fibras Antônio, 1993
  26. 26. 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”
  27. 27. 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
  28. 28. 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
  29. 29. Hiperplasia em Humanos? (Kelley G, 1996)  Praticantes vs. Indivíduos treinados;  Tempo de treinamento;  Uso de esteroides anabolizantes. “Hyperplasia could only have a small effect on muscle CSA and therefore strength improvements” Jonathan Folland and Alun Williams, 2007
  30. 30. Controle Body builder Skeletal muscle hypertrophy and structure and function of skeletal muscle fibres in male body builders D'Antona G, 2006 C o n tr ol e
  31. 31. Hipertrofia • Transitória • Crônica Radial:  no de sarcômeros em paralelo Longitudinal:  no de sarcômeros em série
  32. 32. Hipertrofia Lesão (?) Regeneração Hipertrofia Supercompensação
  33. 33. Hipertrofia e lesão muscular (efeito da carga repetida) Nosaka, k.; Med Sci Sports Exerc. 2002
  34. 34. MILO DE CROTONA 5 vezes campeão olímpico (536 a 520 A.C) “Milo de Crotona foi o maior atleta da Antiguidade" Donald Kyle, da Universidade do Texas, historiador americano especialista nos jogos antigos. 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 Pierre Puget's Milo of Croton (1682)
  35. 35. 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.
  36. 36. Estímulo Lesão / Perda miofibrilas Sarcômero Disco Z Desminas Fibronectinas Distrofinas
  37. 37. Komi, 1996
  38. 38. Estímulo Lesão / Perda miofibrilas Sobrecarga miofibrilas restantes Sarcômero Disco Z Desminas Fibronectinas Distrofinas
  39. 39. Gibala et al.,1995
  40. 40. Turnover proteico após exercício agudo
  41. 41. SÍNTESE PROTÉICA proteína aa DEGRADAÇÃO PROTEICA
  42. 42. Quais são os mecanismos envolvidos na ativação da síntese proteica após o exercício físico?
  43. 43. Hernandez JM et al. J. Appl. Physiol. 2000 2 - 3 sessões de 50 rep.
  44. 44. Hernandez JM et al. J. Appl. Physiol. 2000
  45. 45.  na expressão de IGF-1  a massa muscular Massa Muscular EDL Força Tetânica Musaro A et al. Nature Genetics, 2001
  46. 46. 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.
  47. 47. 10 séries de 6 rept. 80 % de 1-RM no extensor de joelho. Hameed M et al. J Physiol., 2003
  48. 48. AKT IGF-1, insulina AMPK mTOR aas Alto turnover de energia, hipóxia raptor Tradução, síntese proteica Músculo Esquelético
  49. 49. Eduardo Souza Carlos Ugrinowitsch Laboratório de Adaptação ao Treinamento de Força - USP
  50. 50. Estímulo Lesão / Perda miofibrilas Sobrecarga miofibrilas restantes ? Síntese protéica Sarcômero Disco Z Desminas Fibronectinas Distrofinas
  51. 51. Kadi et al., 1999. C: controle PL: power lifter Snijders T. Ageing Research Reviews, 2009. Domínio Mionuclear
  52. 52. Irr. Abl. Irr.+Abl. Control Rosenblatt JD et al., Muscle Nerve, 1994. EDL muscle mass (% compared to control) Irr. Irradiação; Abl. Ablação. *
  53. 53. Marcação Hoechst núcleo Marcação PCNA célula satélite proliferante Merge
  54. 54. Sedentário Treinado (treinamento intervalado) 4x 20x Bacurau A (dados não publicados)
  55. 55. 14 dias de sobrecarga. 14d de sobrec. + 2 mo Dener. + 3 mo Dener (5 meses total). Bruusgaard, PNAS (2010) In vivo Ex vivo
  56. 56. Bruusgaard, PNAS (2010)
  57. 57. Qual outro mecanismo está envolvido na regulação de células satélites?
  58. 58. Myostatin short interfering hairpin RNA gene transfer increases skeletal muscle mass Magee et al. Journal of Gene Medicine 2006; 8: 1171-1181
  59. 59.  Miostatina é membro da familia TGF.  Inibe a proliferação de mioblastos (ação principal pré natal) e crescimento muscular.
  60. 60. Miostatina Belgian Blue Bull – mutação da miostatina
  61. 61. Miostatina - Whippets NORMAL MUTANTE Mosher, D et al., 2007
  62. 62. Aos 7 meses de idade com um extraordinário crescimento muscular. Schuelke et al. N Engl J Med. 2004
  63. 63. O treinamento físico é capaz de modular a expressão de miostatina?
  64. 64. 9 semanas de treinamento de força, 3 x por semana, 50 repetições máximas de extensão de joelho. Roth SM et al., Experimental Biology and Medicine, 2003.
  65. 65. Estímulo Lesão / Perda miofibrilas Sobrecarga miofibrilas restantes Células satélites Síntese protéica Sarcômero Disco Z Desminas Fibronectinas Distrofinas novas miofibrilas
  66. 66. Splitting de miofibrila
  67. 67. Pré treino Pós treino
  68. 68. Hipertrofia - Sumário Adaptações:  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
  69. 69. Todas as fibra musculares hipertrofiam? 8000 7000 6000 5000 4000 Tipo I Tipo II a Tipo II b Antes Depois mm2 Treino de força - 6 meses
  70. 70. O tipo de fibra muda com treinamento de força? Fry AC et al, 2003
  71. 71. Possível mecanismo...
  72. 72. 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.
  73. 73. 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?
  74. 74. Envelhecimento
  75. 75. Unidades Motoras (Brooks et al., 2003) Envelhecimento
  76. 76.  Aos 60 anos os níveis de força  (atrofia muscular)  Declínio hormonal (ex: testosterona e GH)
  77. 77.  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
  78. 78. Ruiz et al, 2008
  79. 79. 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?
  80. 80. 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?
  81. 81. Obrigada!!! alinevnb@usp.br
  82. 82. Slides Extras
  83. 83. Contração Concêntrica vs Excêntrica Rápida vs Lenta
  84. 84. Tipo de contração Velocidade
  85. 85. Concêntrica vs Excêntrica
  86. 86. Contração Excêntrica Desarranjo Sarcomérico Pré Pós-sessão
  87. 87. Contração Excêntrica  Alta tensão  Nível de ativação voluntária diferente da concêntrica Maior dano
  88. 88. Concêntrica vs Excêntrica
  89. 89. Valmor Tricoli Laboratório de Adaptações Neuromusculares ao Treinamento de Força. Moderada oclusão do fluxo sanguíneo durante o exercício (50%), 94.8 – 10.3 mm Hg. 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).
  90. 90. Valmor Tricoli Laboratório deAdaptações Neuromusculares ao Treinamento de Força
  91. 91. Myotubes Expressing PGC-1a4 Show Cellular Hypertrophy
  92. 92. 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.
  93. 93. PGC-1a4 Transgenic Mice Increased Muscle Mass and Strength and Show Resistance to Muscle Wasting during Experimental Cancer Cachexia
  94. 94. 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
  95. 95. Eugene Sandow (1867- 1925) Arnold Schwarzenegger 1970 "Ronnie" Coleman 2000

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