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Introdução

    Um dos fenômenos mais intrigantes e fascinantes recentemente observados pela literatura científica sobre a expressão e controle da força muscular humana nos períodos iniciais do treinamento de força são os fatores neurais. Este fenômeno é comumente observado principalmente após algumas sessões de treinamento resistido.

    As evidências científicas cujo comprovam a existência dos fatores neurais durante um programa de treinamento têm verificado que um aumento da força muscular sem incidir em aumento da área de secção transversa muscular. Em outras palavras, ocorrem aumentos de força sem a presença de hipertrofia muscular (Gabriel et al., 2006). Portanto, estes rápidos saltos na força muscular são atribuídos ao fenômeno dos fatores neurais.

    Evidências científicas sólidas revelam que, sujeitos com acidente vascular encefálico, alguma imobilização devido à fratura de um segmento corporal, bem como, sujeitos que permaneceram a um longo período de repouso na cama do leito de um hospital, podem beneficiar-se das primeiras fases do treinamento de força. Inclusive indivíduos idosos com idade extremamente avançada podem elevar seus níveis de força e potência muscular se beneficiando das fases iniciais do treinamento. Portanto, obter a compreensão acurada sobre mecanismos subjacente mediadores dos fatores neurais é imprescindível.

    Baseado nestes dados, fortes dúvidas pairam sobre quais mecanismos mediam a ocorrência das adaptações neurais. Portanto, ao considerar a importância desta questão científica, o presente estudo teve como objetivo realizar uma revisão de literatura na perspectiva de poder contribuir para uma explicação dos principais mecanismos mediadores das adaptações neurais.

Revisão de literatura

Evidências das adaptações neurais

Aquisição de força muscular e área de secção transversa do músculo

    O tamanho do músculo não pode explicar a quantidade da produção de força de um determinado sujeito. Estudos têm revelado que o relacionamento linear entre a área de secção transversa e a produção de força máxima alcança uma correlação de no máximo 55% (Young et al., 1995).

    MacDougall et al., (1995), em sua intensa perspectiva de fornecer uma adequada explicação sobre as fortes associações correlacionais constatadas por outros autores entre a área de secção transversa do músculo e produção de força máxima, sugeriu um provável mecanismo de aumento da síntese protéica após somente uma sessão de treinamento de força. Embora a hipótese sugerida por MacDougall et al., (1995) sobre o aumento da força máxima provida pelo leve aumento da hipertrofia muscular seja bastante interessante, a mesma pode não ser totalmente correta. Estudos realizados na perspectiva de elucidar as capacidades hipertróficas humana, por meio da medida da circunferência muscular grosseira, ou ainda, por meio da área de corte transversal da fibra muscular por biopsia, têm demonstrado que os aumentos significativos de hipertrofia muscular podem ser observados somente após oito semanas de treinamento de força (Moritane e DeVries, 1979; Gabriel et al., 2006).

    Uma outra forma de investigação tem sugerido que a expressão da força humana pode ser motivada também, por meio da redução da ativação antagonista dos músculos. Alguns autores, como, por exemplo, Jacobi e Cafarelli (1998) têm observado que a amplitude da atividade eletromiográfica dos músculos antagonista durante um esforço máximo reduz de 20 a 22% em apenas algumas sessões de treinamento de força. Esta atividade neuromuscular natural intitulada como co-contração dos músculos antagonistas, quanto reduzida por meio do treinamento da força fornece evidencia da existência das adaptações neurais.

    Ao revelar o fenômeno da redução da co-contração dos músculos antagonista pelo treinamento, poder-se-ia pensar que tal fenômeno seria uma falha na ativação do sistema nervoso central para atingir um elevado nível de força máxima. Entretanto, não foi esta a intenção dos autores. Sabe-se que o fenômeno da co-contração antagonista é imprescindível para que o sistema nervoso central consiga realizar os movimentos voluntários com máxima excelência motora. Consequentemente, sem a presença deste componente, desempenhar movimentos de maneira sutil, ou ainda, de modo vigoroso, seria uma tarefa impossível. Portanto, torna-se bastante válido mencionar que a co-contração dos músculos antagonistas é um extraordinário mecanismo coordenativo do sistema nervoso central para exercer movimentos com elevada precisão motora.

Educação cruzada

    Um fenômeno antigo e bastante conhecido na literatura neuromuscular, cujo mesmo data-se do início do século passado, recebe a denominação de educação cruzada. É atribuído aos autores Scripture et al., (1894) a primeira demonstração deste fenômeno para a comunidade científica. A educação cruzada, basicamente pode ser definida como o aumento da força máxima do membro contra-lateral não treinado, após um regime de treinamento de força experimentado pelo membro homólogo ipsilateral. Em outras palavras, treina-se apenas um membro, entretanto, ocorre aumento de força em ambos os segmentos homólogos (Farthing et al., 2009). A magnitude da educação cruzada após um regime de treinamento pode alcançar altos percentuais, que variam entre, aproximadamente, 25 até 30% da força máxima obtida no membro homólogo treinado (Hortobágyi, 2005). Contudo, em poucos casos, evidências sobre este fenômeno tem revelado aumentos percentuais na força máxima do membro contra-lateral não treinado, cujos mesmos alcançam, aproximadamente, 77% de transferência cruzada de força (Hortobágyi, 2005). Além disso, melhoras no fluxo sanguíneo são comumente observados com o concomitante aumento da força, implicando em uma maior capacidade de endurance do membro contra-lateral não treinado (Kannus et al., 1992; Nagel e Rice, 2001).

    Poucas dúvidas existem sobre o fato da educação cruzada de força muscular possui suas bases funcionais entrelaçadas aos fatores neurais. Primeiramente, pouca ou nenhuma alteração na estrutura mecânica muscular contrátil acompanha os aumentos de força observados no membro não treinado (Housh et al., 1992; Hortobágyi, 2005). Em segundo, evidências sólidas têm revelado que quando o membro ipsilateral é acionado, independentemente de esta contração ser evocada voluntariamente ou eletricamente, ambos os córtex cerebrais ipsilateral e contralateral são ativados (Stinear et al., 2001; Taniguchi et al., 2001). Finalmente, as evidências sobre o fenômeno da educação cruzada revelam que os efeitos gerados no membro contra-lateral pelo treinamento unilateral experimentado pelo membro ipsilateral melhoram significativamente o padrão da frequência de disparos das unidades motoras. Autores como Patten et al., (2001); Taniguchi et al., (2001) e Hortobágyi (2005), sugeriram que os motoneurônios, cujo controlam o membro contralateral não treinado recebem frequentemente um estímulo excitatório de baixo limiar, demonstrando um possível efeito de adaptação às frequências de disparo das unidades motoras. Portanto, fica evidente que os fatores neurais mediam o fenômeno da educação cruzada de força.

Prática mental e a força muscular humana

    Outro fenômeno de elevado valor para o entendimento científico sobre a expressão da força humana é a prática mental. A prática mental pode ser realizada por meio de contrações imaginarias. Em outras palavras, a Prática mental se trata de uma ação virtual de movimento, efetuado somente com o pensamento (Yue e Cole, 1992; Kiers et al., 1997; Guillot et al., 2007).

    Yue e Cole (1992), observaram que indivíduos submetidos a um curto período de prática mental, obtiveram aumentos significativos de força máxima dos músculos flexores dos cinco dedos das mãos.

    Estas investigações começam a revelar os mecanismos pelo qual a prática mental poderia auxiliar o movimento humano.

Mecanismos fisiológicos neurais de aquisição de força

Recrutamento das unidades motoras

    Um assunto de grande valor científico e frequentemente arraigado nos textos relacionados com os mecanismo de controle e expressão da força é: qual tipo de unidade motora se ativa durante elevados níveis de força muscular? A literatura está repleta com referências do seletivo recrutamento das unidades motoras. De acordo com o princípio da ordenança por tamanho das unidades motoras descrito por Henneman et al., (1965), as unidades motoras possuem um seletivo processo de recrutamento, de modo que as menores unidades motoras são recrutadas anteriormente que as maiores. De modo sucinto, a explicação da sequência de ordenança no recrutamento das unidades motoras proposta por Henneman et al., (1965), se baseou em profundas análises do limiar de excitabilidade das fibras musculares. As investigações bastante detalhadas sobre as unidades motoras de contração rápida, constataram que estas determinadas fibras possuem um alto limiar de excitabilidade. Por outro lado, as unidades motoras de contração-lenta têm baixo limiar excitável. Logo, fica bastante claro “o porquê” da sequência de ordenança observado nas unidades motoras. Quanto maior for o status de ativação do sistema nervoso central no músculo, maior força será alcançada, partindo sempre da seletividade entre a fibra muscular de baixo limiar para a de alto limiar de excitabilidade.

    Conhecer como o sistema nervoso central opera o recrutamento das unidades motoras é um assunto que deve ser discutido, principalmente, devido a sua importância para o entendimento científico mais concebido do fenômeno dos fatores neurais.

    Outra dúvida sobre o funcionamento do recrutamento das unidades motoras levanta uma ambiguidade sobre seu verdadeiro recrutamento durante um esforço máximo. Por exemplo, uma técnica frequentemente utilizada com a finalidade de responder esta carência cientifica envolve aplicações de eletro-estimulação em status máximo concomitantemente com uma contração evocada voluntariamente em empenho máximo. Os estudos realizados com contrações voluntárias máximas completadas com o uso da eletro-estimulação máxima, definida nos originais internacionais como “superimposed twitch contractions” (isto é, Ativação contrátil super-imposta), mostraram que no inicio do treinamento de força não ocorre ativação completa de todas as unidades motoras (Knight et al., 2001). Há algumas dúvidas a respeito desta recente técnica. Por exemplo, poderia o uso da ativação contrátil super-imposta causar efeitos positivos no recrutamento das unidades motoras? Esta lacuna científica ainda permanece oculta.

Frequência de disparos das unidades motoras

    Evidências revelam que quando as unidades motoras são ativadas pelo sistema nervoso central produzem impulsos elétricos com um limiar que alcança, aproximadamente, 8 a 12 impulsos por segundo (Bear et al., 2006). Este fenômeno recebe denominação de frequência de disparos. Uma vez que a ocorre um incremento na produção de força se eleva o número de frequência de disparos das unidades motoras.

    Estudos têm compreendido que a frequência de disparo da unidade motora pode exceder até 50 impulsos por segundo dependendo do tamanho do músculo (Bear et al., 2006). De acordo com Sale (1998) o aumento da frequência de disparos das unidades motora está intimamente relacionado com uma maior produção de força.

    Em várias investigações tem sido demonstrado que a frequência de disparo das unidades motoras pode ser alterada (Seki et al., 2001). Patten et al., (2001) verificaram que indivíduos em idades avançadas possuem um nível menor na frequência de disparo de suas unidades motoras do que de indivíduos jovens. Contudo, esse estudo possui um desenho transversal e, assim, pode estar equivocado. Ainda, algumas variáveis como, por exemplo, fatores genéticos e nível de condicionamento físico podem contaminar os dados da investigação.

    Estudos realizados através de um design longitudinal investigaram também os efeitos do treinamento sobre a frequência de disparos das unidades motoras. Kamen et al., (1998) ao verificar os efeitos de seis semanas de treinamento envolvendo concomitantemente ações voluntárias dinâmicas (10-RM) e isométricas máximas, observaram um aumento significativo da frequência de disparos das unidades motoras do músculo vasto lateral. Os resultados obtidos pelos referidos autores, confirmam a sólida evidência das adaptações neurais na frequência de disparos das unidades motoras pelo treinamento. Em uma investigação mais recente, Patten et al., (2001) observaram que ambos os sujeitos aumentaram a frequência de disparos das unidades motoras após submeter os músculos acionadores dos flexores dos dedos ao treinamento. Entretanto, de maneira surpreendente, este aumento se revelou em apenas 48 horas, e ainda, em uma sessão de treinamento somente.

Conclusões

    Esta revisão levantou várias informações sobre alguns dos mecanismos que mediam as adaptações neurais ao treinamento. Embora este fenômeno tenha sido constatado a mais de um século, os estudos não foram capazes de compreender todos os fatores neurais. Muitos estudos têm conduzidos seus experimentos sem incidência de grupo controle, utilizando-se de procedimentos metodológicos apenas com o grupo experimental. Estes procedimentos podem gerar resultados ambíguos, pois o aparente ganho de força pode ser ocasionado pela familiarização aos protocolos de teste.

    Em síntese, grandes partes dos presentes estudos focam-se nas possíveis explicações do fenômeno das adaptações neurais. Contudo, os mesmos fornecem pouca ou nenhuma atenção às muitas influências contidas nas propriedades intrínsecas das células neurais motoras, cujas mesmas, podem possuir um importante papel na explicação mais detalhada das adaptações neurais. Acreditamos que os futuros estudos fornecerão atenção especial aos neurônios motores do encéfalo, devido as suas incríveis potencialidades que permanecem ainda ocultos, porém em aberto para discussões.

Referências bibliográficas

• AAGAARD, P., SIMONSEN, E. B.; ANDERSON, J. L.; MAGNUSSON, S. P.; DYHRE-POULSEN, P. Neural adaptation to resistance training: changes in evoked V-wave and H-reflex responses. Journal of Applied Physiology, vol. 92, n.1, p. 2309-2318, 2002.

• BEAR, M., F.; CONNORS, B., W.; PARADISO, M., A. Neurociência: desvendando o sistema nervosa. 2ª ed. Porto Alegre, Artmed, p. 731.24, 2006.

• FARTHING, J., P.; KRENTZ, J., R.; MAGNUS, C., R. Strength training the free limb attenuates strength loss during unilateral immobilization. Journal of Applied Physiology, vol. 106, n, 3, p. 830-836, 2009.

• NAGEL, M., J.; RICE, M., S. Cross-transfer effects in the upper extremity during an occupationally embedded exercise. The American Journal of Occupational Therapy, vol. 55, n. 3, p. 317-323, 2001.

• GABRIEL, D. A.; KAMEN, G.; FROST, G. Neural Adaptations to Resistive Exercise: Mechanisms and Recommendations for Training Practices. Sports Medicine, vol. 36, n.2, p. 133-149, 2006.

• GUILLOT, A.; LEBON, F.; ROUFFET, D.; CHAMPELY, S.; DOYON, J.; COLLET, C. Muscular responses during motor imagery as a function of muscle contraction types. International Journal of Psychophysiology, vol. 66, n. 1, p. 18-27, 2007.

• HENNEMAN, E.; SOMJEM, G., G.; CARPENTER, D., O. Excitability and inability of motoneurons of different size. Journal of Neurophysiology, vol. 28, p. 599-620, 1965.

• HORTOBÁGYI, T. Cross Education and the human central nervous system. Engineering in Medicine and Biology Magazine, p. 22-28, 2005.

• HOUSH, D. J.; HOUSH, T. J.; JOHNSON, G. O.; CHU, W. K. Hypertrophic response to unilateral concentric isokinetic resistance training. Journal of Applied Physiology, vol. 73, p. 65-70, 1992.

• JACOBI, J.; CAFARELLI, E. Neuromuscular drive and force production are not altered during bilateral contractions. The American Physiology Association, p. 200-206, 1998

• KAMEN, G.; KNIGHT, C. A.; LAROCHE, D. P.; ASERMELY, D. G. Resistance training increases vastus lateralis motor unit firing rates in young and old adults. Medicine and Science in Sports and Exercise, vol. 39, p. S337, 1998.

• KANNUS, P.; ALOSA, D.; COOK L.; JOHNSON RJ.; RENSTRÖM P.; POPE, M.; BEYNNON, B.; YASUDA, K.; NICHOLS, C.; KAPLAN, M. Effect of one-legged exercise on the strength, power and endurance of the contralateral leg. European Journal of Applied Physiology, vol. 64, n. 1, 117-126, 1992.

• KIERS, L.; FERNANDO, B.; TOMKINS, D. Facilitatory effect of thinking about movement on magnetic motor-evoked potentials. Electroencephalography and Clinical Neurophysiology, vol. 105, p. 262-268, 1997.

• KNIGTH, C. A.; KAMEN, G.; BURKE, J. M. Increased motor unit activation in young and older adults following resistance exercise training. Journal of Electromyography and Kinesiology, vol. 11, p. 405-412, 2001.

• LAGERQUIST, O.; ZEHR, E. P.; DOCHERTY, D. Increased spinal reflex excitability is not associated with neural plasticity underlying the cross-education effect. Journal of Applied Physiology, vol. 100, n. 1, p. 83-90, 2006.

• MacDOUGALL, J. D.; GIBALA, M. J.; TARNOPOLSKY, M. A.; MacDONALD, J. R.; INTERISANO, S. A.; YARASHESKI, K. E. The time course for elevated muscle protein synthesis following heavy resistance exercise. Canadian Journal of Applied Physiology, vol. 20, p. 480-486, 1995.

• MORITANE, T.; DEVRIES, H. A.; Neural factors versus hypertrophy in the time course of muscle strength gain. American Journal of Physical Medicine, vol. 58, p. 115-130, 1979.

• PATTEN, C.; KAMEN, G.; ROWLAND, D. M. Adaptations in maximal motor unit discharge rate to strength training in young and older adults. Muscle and Nerve, vol. 24, p. 542-550, 2001.

• SALE, D. G. Neural Adaptation to resistance training. Medicine and Science in Sports and Exercise, vol. 20, p. 135-145, 1998.

• SCRIPTURE, E. W.; SMITH, T. L.; BROWN, E. M. On the education of muscular control and power. Studies form the Yale Psychological Laboratories, vol. 2, p. 114-119, 1894.

• STINEAR, C. M.; WALKER, K. S.; BYBLOW, W. D. Symmetric facilitation between motor cortices during contraction of ipsilateral hand muscle. Experimental Brain Research, vol. 139, 101-105, 2001.

• TANIGUCHI, Y.; BORÍS, B.; FRANCK, V.; BORNNT, M. Deficit in motor cortical activity for simultaneous bimanual responses. Experimental Brain Research, v. 137, n. 1, p. 259-268, 2001.

• YOUNG, A.; STOKES, M.; CROWER, M. The size and strength of the quadriceps muscle of old an young men. Clinical Physiology, vol. 5, p. 145-154, 1985.

• YUE, G.; COLE, K. J. Strength increases from the motor program: Comparison of training with maximal volutary and imagined muscle contractions. Journal of Neurophysiology, vol. 67, 1114-1123, 1992.

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