Exercício aeróbio melhora aspectos cognitivos de crianças, principalmente a atenção


	Exercício aeróbio melhora aspectos cognitivos de crianças, principalmente a atenção Aerobic exercise facilitate the cognitive performance of children, principally the attention El ejercicio aeróbico mejora los aspectos cognitivos en los niños, principalmente la atención
	Graduanda do Curso de Licenciatura em Educação Física- UFGD * Doutor em Fisiologia e Biofísica – UNICAMP *Doutor em Desenvolvimento Humano e Tecnologias - UNESP **Mestrando em Ciências da Saúde- UFGD (Brasil)	Suelen Maiara Medeiros da Silva* Pablo Christiano Barboza Lollo Daniel Traina Gama* Valfredo de Almeida Santos Junior**** su.medei.ros@hotmail.com
	Resumo O exercício aeróbio promove adaptações cerebrais que facilitam o desempenho acadêmico de crianças. As adaptações verificadas envolve a melhora no desempenho em tarefas de atenção, memória, leitura, aritmética, ortografia, precisão de resposta, tempo de reação, flexibilidade cognitiva, controle inibitório e executivo e inteligência. O objetivo desta revisão foi apresentar o papel do exercício nas melhoras cognitivas, descrevendo as atividades e a duração do exercício que influenciaram diretamente nessas melhoras cognitivas e os principais mecanismos que culminariam no melhor desempenho cognitivo em crianças na idade escolar. Concluindo que participar de atividade aeróbia facilita processos cognitivos, protegendo e melhorando as funções neurais. Unitermos: Exercício aeróbio. Desempenho cognitivo. Desempenho acadêmico. Abstract Aerobic exercise promotes brain changes that facilitate the cognitive performance of children. The result of these adjustments is the improvement of performance in attention tasks, memory, reading, arithmetic, spelling, response accuracy, reaction time, cognitive flexibility, and executive inhibitory control and fluid intelligence. The objective of this review was to present the role of exercise in cognitive improvements, describing the activities and duration of exercise that directly influenced those cognitive improvements and the main mechanisms that culminate in better cognitive performance in children at school age. Concluding that to participate in aerobic activity facilitates cognitive processes, protecting and improving neural functions. Keywords: Aerobic exercise. Cognitive performance. Academic achievement. Resumen El ejercicio aeróbico promueve adaptaciones cerebrales que facilitan el desempeño académico de los niños. Las adaptaciones verificadas implican la mejora en el desempeño en tareas de atención, memoria, lectura, aritmética, ortografía, precisión de respuesta, tiempo de reacción, flexibilidad cognitiva, control inhibitorio y ejecutivo e inteligencia. El objetivo de esta revisión fue presentar el papel del ejercicio en las mejoras cognitivas, describiendo las actividades y la duración del ejercicio que influenciaron directamente en esas mejoras cognitivas y los principales mecanismos que determinarían en el mejor desempeño cognitivo en niños en la edad escolar. Se concluye que participar de la actividad aeróbica facilita procesos cognitivos, resguardando y mejorando las funciones neuronales. Palabras clave: Ejercicio aeróbico. Rendimiento cognitivo. Rendimiento académico. Recepção: 01/07/2016 - Aceitação: 23/05/2017 1ª Revisão: 03/05/2017 - 2ª Revisão: 18/05/2017
	Lecturas: Educación Física y Deportes, Revista Digital. Buenos Aires - Año 22 - Nº 228 - Mayo de 2017. http://www.efdeportes.com/

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Introdução

    Praticar atividade física é benéfico para a saúde integral de crianças. A prática de atividade física promove adaptações nas estruturas cerebrais e influência as funções cognitivas (Hillman et al., 2008). Em contrapartida, o comportamento sedentário durante a infância está relacionado com crescimentos substanciais da obesidade, além de elevar os riscos de aumento na pressão arterial, diabetes tipo II, colesterol e doenças coronarianas (Chaddock et al., 2011a).

    Processos cognitivos são habilidades envolvidas na aprendizagem e compreensão do mundo. Dentre os vários aspectos cognitivos, podemos destacar: atenção, memória, leitura, aritmética, ortografia, precisão de resposta, tempo de reação, flexibilidade cognitiva, controle inibitório e executivo e inteligência fluída. Estes aspectos estão envolvidos nos processos de armazenamento e compreensão das informações que influenciam o desempenho escolar (Hillman et al., 2011; Scudder et al., 2013).

    O exercício físico melhora e protege as funções neurais. Os principais mecanismos encontrados após uma sessão de exercício físico é o aumento do fluxo sanguíneo cerebral (FSC), que eleva a oferta de oxigênio e nutrientes para suprir as demandas energéticas (Ogoh et al., 2009). O treinamento físico age na regulação de hormônios responsáveis pela proliferação de neurônios e capilares sanguíneos que culminariam no aumento de estruturas cerebrais e plasticidade sináptica (Merege Filho et al., 2014).

    O exercício físico pode beneficiar o desempenho acadêmico de crianças em idade escolar. Entretanto, ainda não são claros os tipos e duração das atividades físicas que afetam positivamente o desempenho cognitivo de crianças saudáveis. Portanto, o objetivo desta revisão foi pesquisar estudos recentes com dados empíricos que investigaram o papel do exercício nas melhoras cognitivas e discutir os principais mecanismos que culminariam no melhor desempenho cognitivo em crianças na idade escolar.

Metodologia

    Foi realizada uma revisão sistemática utilizando o banco de dados PubMed. Os termos de pesquisa utilizados para encontrar os estudos foram: (a) physical activity (b) cognitive function e (c) children. A pesquisa abrangeu o período de janeiro de 2011 até fevereiro de 2016 e foi realizada em três fases. Na primeira fase foram identificados 484 artigos. Na segunda fase foram excluídos os estudos que eram de revisão bibliográfica, restando 61 artigos. Na terceira fase, o critério de inclusão foi: a) a população estudada tinha que ser composta por crianças saudáveis em idade escolar e b) com foco nos efeitos do exercício físico no desempenho cognitivo, restando 11 artigos. O diagrama de fluxo da literatura pesquisada e as etapas de seleção são mostrados na Figura 1.

Figura 1. Diagrama de fluxo da literatura

Resultados e discussão

    O exercício aeróbio está relacionado com o aprimoramento das habilidades cognitivas. Dentre os artigos analisados 63,6% demonstraram que a prática de atividade física aeróbia tem influencia positiva em algum aspecto da função cognitiva. As adaptações agudas do exercício aeróbio foi testada em 72,7% dos artigos, dentre eles, 50% demonstraram resultado positivo em diversos processos cognitivos, como atenção, memória e ortografia (Palmer et al., 2013, Niederer et al., 2011; Drollette et al., 2012; Duncan e Johnson, 2014). O treinamento aeróbio está relacionado com a melhora das funções cognitivas que exigem grande quantidade de recursos do processo cognitivo. Os artigos que averiguaram os benefícios do exercício aeróbio crônico nas funções cognitivas encontraram melhoras no controle inibitório e executivo, na flexibilidade cognitiva e inteligência fluída (Reed et al., 2010; Castelli et al., 2011; Hillman et al., 2014).

    Participar de uma sessão de exercício aeróbio pode não apresentar diferença em algumas funções do controle cognitivo. Embora a maioria das pesquisas corrobore que o exercício exerce influência positiva no desempenho cognitivo, 36,3% dos estudos não encontraram diferença significativa entre o grupo experimental e o controle, em testes de habilidades cognitivos como precisão de resposta e tempo de reação (Gallotta et al., 2014, Mierau et al., 2013, Hill et al., 2010 e Hill et al., 2011). O que garante que, apesar de não apresentar aumento das capacidades cognitivas, não exercem papel deletério nas funções neurais.

    Participar de uma única sessão de atividade física aeróbia pode melhorar a atenção. Dos sete artigos que testaram a atenção em seus experimentos, quatro verificaram que o exercício aeróbio é benéfico para atividades que requerem alocação de recursos de atenção. Os artigos que encontraram resultado positivo sugerem que envolver-se em exercício aeróbio de alta intensidade facilita a manutenção de atenção aumentada (Palmer et al., 2013, Niederer et al., 2011; Drollette et al., 2012). Em contraversão, Gallotta et al. (2014) verificou que 50 minutos de exercício aeróbio mantendo uma média acima de 139 bpm (batimentos por minuto), não difere em testes que verificam a atenção. O exercício realizado em baixa intensidade não designa a utilização de recursos da atenção. Hill et al. (2010 e 2011) não encontrou diferença significativa entre o grupo controle e experimental que participou de 15 minutos de atividade em sala de aula com movimentos dinamizados livres (sem parâmetros para classificar a intensidade do exercício) ao som de músicas.

    A memória de trabalho é capaz de ser aprimorada com o exercício aeróbio. Dos quatro trabalhos que analisaram a memória de trabalho, dois constatou que o exercício elevou a capacidade de guardar informações na memória de trabalho. O exercício agudo e crônico em alta intensidade influencia a memória. Crianças que executam o teste de agilidade em tempo reduzido tem desempenho elevado nos testes de memória (Niederer et al., 2011). Apesar disso, outras duas pesquisas não encontraram diferença significativa entre o grupo controle e o experimental. Drollette et al (2012) em sua pesquisa testou 36 crianças entre 9 e 11 anos em uma esteira automática aumentando a velocidade até a exaustão. O teste cognitivo de memória foi aplicado após retornar 10bpm da linha de base (± 5,38 minutos), mas não teve resultado estatisticamente significativo em comparação com o grupo controle.

    A realização de treinamento aeróbio pode aumentar a propensão de se utilizar mais recursos do controle inibitório do que a realização de que exercício aeróbico isolado. Controle inibitório é importante no funcionamento do controle cognitivo de crianças, pois é a capacidade de selecionar informações relevantes inibindo uma resposta tendência, ou seja, a capacidade de agir na base da escolha (Hillman et al., 2011). Hillman et al. (2014) averiguou que após 3 meses de treinamento aeróbio, crianças de 7 a 9 anos desenvolveram uma facilidade superior de utilizar recursos do controle inibitório comparado com o grupo sedentário. Palmer et al. (2013) demonstrou que crianças de 4 e 5 anos de idade que participaram de 1 sessão de exercício de intensidade moderada com 30 minutos de duração não diferem em testes do controle inibitório. Portanto, enquanto o exercício agudo não apresenta diferença no controle inibitório, o exercício crônico se mostrou benéfico.

    O exercício aeróbio em intensidade moderada pode melhorar a ortografia. Duncan e Johnson (2014) descobriram que a atividade aeróbia de ciclismo é capaz de aprimorar a ortografia. A análise ocorreu em 2 sessões de 20 minutos, em que 18 crianças de 8 a 11 anos de idade pedalaram em 50% e 75% da FCmáx e em ambos os testes tiveram desempenho superior em tarefas que testam a ortografia.

    O exercício aeróbio em intensidade moderada e vigorosa pode favorecer a leitura. Duncan e Johnson (2014) verificou a leitura de crianças em três condições: (a) após realizarem exercício aeróbio moderado; (b) após realizarem exercício aeróbio vigoroso; e (c) sem realizar nenhuma atividade. Os autores verificaram que os melhores resultados de leitura foram obtidos pelas crianças que realizaram exercício aeróbio moderado, seguidos pelas crianças que realizaram exercício aeróbio vigoroso, sendo que os piores resultados foram obtidos pelas crianças que não fizeram nada.

    O treinamento aeróbio de alta intensidade facilita a execução de funções que requerem quantidades variáveis do controle executivo. Controle executivo são processos responsáveis pela seleção e coordenação de funções cognitivas complexas (Hillman et al., 2008). Castelli et al. (2011) em um ensaio de estudo verificou que passar 75 minutos por semana em atividade aeróbia vigorosa, durante 9 meses, é eficaz na sustentação e aprimoramento do controle executivo. Passar 15 minutos por dia envolvido em atividades que elevem a frequência cardíaca (alta intensidade) é um preditor para alcançarem melhores resultados nas tarefas do controle executivo.

    A atividade física aeróbia crônica tem implicações positivas no desempenho da flexibilidade cognitiva. Flexibilidade cognitiva refere-se a habilidade de reestruturar informações e conhecimentos de acordo com a evolução das exigências situacionais (Chaddock et al., 2011b). Hillman et al. (2014) investigou o efeito do exercício aeróbio na flexibilidade cognitiva em 221 crianças de 7 a 9 anos, que passaram 70 minutos por dia envolvidos em um programa de atividade aeróbia dividida em moderada e de alta intensidade durante nove meses.. Após os nove mês de programa foi constatado que o grupo experimental teve melhora na alocação de recursos da flexibilidade cognitiva, quando comparado com o grupo controle que não realizou nenhuma atividade programada.

    O exercício aeróbio regular pode melhorar seletivamente a Inteligência fluída. Inteligência fluída é a capacidade de raciocinar e solucionar problemas de forma intuitiva, ou seja, saber como agir em situações novas (Reed et al., 2010). Reed et al. (2010) em seu estudo testou 155 crianças de 9 a 11 anos, em um programa de atividade aeróbia apropriado para a idade durante 3 meses. Crianças que deram em média 1.200 passos em 30 minutos de exercício exibiram desempenho notavelmente superior no teste de inteligência fluída, comparado com o grupo controle que não realizou nenhuma atividade programada.

    O exercício aeróbio parece não ter implicações na precisão de resposta e tempo de reação. Mierau et al. (2013) testou precisão de resposta e tempo de reação em 10 crianças de 5 e 6 anos, após 45 minutos de exercício aeróbio moderado em duas sessões. Apesar das crianças apresentarem melhores resultados no pós-teste comparado ao pré-teste, não foram encontradas diferenças nos testes cognitivos do grupo experimental que realizou o exercício comparado ao grupo controle, a principal explicação dos autores é que todas as crianças já participavam de um programa de exercício e, portanto, já se beneficiavam dos efeitos crônicos do exercício na cognição.

    Realizar atividade aeróbia pode não interferir no aprimoramento de recursos que facilitam o desempenho acadêmico. Reed et al. (2010) averiguou que participar de 3 meses de exercício aeróbio não apresentou melhorou os resultados dos participantes em teste de inglês, matemática, ciências e estudos sociais. Apesar de aumentar a pontuação do pré para o pós-teste não foram encontradas diferenças significativas entre os grupos que realizaram os exercícios e os que não realizaram.

    O exercício aeróbio agudo não foi considerado um mecanismo eficiente para alcançar melhor desempenho em cálculos aritméticos. O experimento realizado por Duncan e Johnson (2014) revelou que participar de 20 minutos de bicicleta ergométrica em intensidade de 50% e 75% da FCmáx pode piorar o desempenho em testes aritméticos.

    A atividade aeróbia estimula mecanismos responsáveis pela ativação de estruturas neurais. O exercício aeróbio melhora e protege as funções neurais, promovendo adaptações nas estruturas cerebrais que resultariam no melhor desempenho em tarefas cognitivas (Colcombe et al., 2006). Portanto, será apresentada uma breve revisão de alguns mecanismos que podem explicar as mudanças que ocorrem no cérebro após o exercício agudo e crônico e os benefícios na cognição.

Exercício agudo: mecanismos de influência na cognição

    O exercício aeróbio agudo influencia positivamente algumas funções cognitivas. A principal hipótese que explica os benefícios das adaptações agudas ao exercício nos aspectos cognitivos é o aumento do fluxo sanguíneo cerebral (FSC) e alteração nas taxas metabólicas (Duncan e Johnson, 2014). O fluxo é responsável pela distribuição de oxigênio e nutrientes nos lobos cerebrais. Um fluxo maior em diferentes partes do cérebro, combinado com maior oferta de nutrientes e oxigênio e consequentemente maior aporte energético, pode ser o principal mecanismo pelo qual o exercício melhore a função cognitiva imediatamente após uma única sessão de exercício aeróbico (Merege Filho et al., 2014). Com a alteração das taxas metabólicas induzidas pelo exercício, oferecendo mais energia nas células nervosas, ocorre a realocação de recursos para áreas do cérebro responsáveis pelas ações motoras, como córtex frontal, pré-frontal, hipocampo (Chaddock et al., 2010a, Scudder et al., 2013). A ocorrência destes processos cognitivos nestas áreas beneficia de forma secundária, a atenção, o controle inibitório e a, memória (Padilla et al., 2014).

Exercício crônico: mecanismos de influência na cognição

    O exercício aeróbio crônico maximiza a ativação de áreas cerebrais e regula substâncias importantes para homeostase neural. Os resultados apontam que crianças que participaram de atividades aeróbias tem desempenho elevado nas funções do controle executivo e inibitório e apresentaram maior flexibilidade cognitiva e inteligência fluida (Reed et al., 2010; Castelli et al., 2011; Hillman et al., 2014). O eletroencefalograma facilita a compreensão dos mecanismos responsáveis pelas mudanças nas ativações cerebrais e aumento as áreas cerebrais. Técnicas de neuroimagem ajudam na compreensão das mudanças estruturais que ocorrem no cérebro por meio do treinamento aeróbio em crianças, em que, o volume maior do hipocampo e gânglios basais foi relacionado com melhores desempenhos em testes de memória, atenção e controle de interferência (Chaddock et al., 2010a e Chaddock et al., 2010b). Devido a limitação de estudos em humanos, as técnicas de estudo invasivas são aplicadas em animais para explicar as possíveis alterações que ocorrem no cérebro humano após o exercício aeróbio crônico. Portanto, verifica-se em animais que o exercício aeróbio crônico favorece o remodelamento nas estruturas neurais e o aumento na plasticidade sináptica por meio de regulação de hormônios responsáveis pela neurogênese, angiogênese e proliferação de novas conexões sinápticas.

    O treinamento aeróbio regula o hormônio IGF- I (Insulin-Like Growth Factor I) que estimula a neurogênese. O condicionamento aeróbio eleva a circulação de IGF-I nas estruturas neurais e o aumento na concentração deste hormônio induz a formação de novos neurônios aumentando a plasticidade sináptica (Van Praag et al., 2005). Novas células neurais agem na mediação das funções cognitivas facilitando a aprendizagem e memória (Silva et al., 2015; Speisman et al., 2013), além de, aumento nas concentrações séricas dos hormônios relacionados a memória e atenção (Cassilhas et al., 2007).

    A alta concentração de IGF-I induzido pelo exercício protege as funções neurais e diminui os danos que substâncias degradantes podem causar nas estruturas cerebrais (Zheng et al., 2014). Chang et al. (2011) relatou que altas concentrações séricas de IGF-I reduzem os níveis de homocisteína, um aminoácido que em alta concentração pode ocasionar lesões cerebrais e transtornos neuropsiquiátricos, causando danos no sistema nervoso central (Merege Filho et al., 2014).

    O IGF-I potencializa o papel do exercício nas funções cognitivas, regulando os níveis de acetilcolina que trabalha no desenvolvimento cerebral (Merege Filho et al., 2014). Chang et al., (2011) verificou que o treinamento aeróbio pode reverter danos cerebrais causados pelo bloqueio do IGF- I, em que, o grupo de pessoas que praticava exercício aeróbio teve melhores resultados de recuperação comparados ao grupo que não praticante. O treinamento age nas funções cognitivas, sendo importante na plasticidade neural e neuroprotetor. O bloqueio de IGF-I pode prejudicar a regulação do VEGF (Vascular Endothelial Growth Factor) um hormônio importante no aumento da vascularização cerebral (Kramer e Erickson, 2007). O VEGF é um hormônio responsável pela formação de novos vasos sanguíneos nas estruturas cerebrais (Voss et al., 2013).

    O treinamento ainda induz a angiogênese cerebral um importante fator no desempenho cognitivo. Kerr et al. (2010) verificou que o exercício aeróbio crônico regula o VEGF, o que facilita o surgimento de novos vasos, maior número de vasos nas estruturas neurais foi positivamente relacionado a ganhos no desempenho cognitivo. Como já visto, o exercício induz a neurogênese, necessitando de novos capilares sanguíneos que mantêm a demanda energética na maturação neural (Ramirez-Rodriguez et al., 2007), levando oxigênio e nutrientes nas novas células estando positivamente relacionado com melhoras cognitivas, tais como memória e aprendizagem. Enfatizando a importância do exercício nas adaptações cerebrais.

Conclusões

    Tendo em vista a revisão e discussão apresentada, o exercício aeróbio é uma importante ferramenta no aprimoramento da função cognitiva em crianças. A atividade aguda propicia melhoras nos processos cognitivos, tais como atenção, memória, leitura e ortografia. O treinamento aeróbio proporciona benefícios nas habilidades cognitivas em tarefas que exigem processos mais complexos, tais como flexibilidade cognitiva, controle inibitório e executivo, e inteligência fluida.

    Atividade aeróbia é um fator no desenvolvimento das habilidades cognitivas agindo na regulação de substâncias, principalmente hormônios e neurotransmissores, que protegem e mantêm as estruturas cerebrais. O exercício aeróbio agudo induz o aumento do FSC levando maior oferta de oxigênio e nutrientes nas estruturas cerebrais. Já o treinamento aeróbio regula hormônios que alteram fisiologicamente as estruturas neurais, agindo na manutenção e proliferação de neurônios e vasos sanguíneos, que estão diretamente relacionados com a proteção cerebral e plasticidade neural.

    O exercício aeróbio é eficaz no desempenho cognitivo de crianças. Segundo os estudos revisados, participar de uma única sessão de atividade aeróbia de intensidade moderada à vigorosa entre 30 a 50 minutos maximiza processos cognitivos, tais como atenção, memória, leitura e ortografia. O treinamento aeróbio de intensidade moderada à vigorosa promove melhor desempenho na inteligência fluida, controle executivo, controle inibitório e flexibilidade cognitiva. Melhores resultados foram encontrados a partir de 3 meses após o início da prática, realizada durante 30 minutos e 3 vezes na semana ou após 4 e 9 meses, realizada 5 dias da semana durante 70 minutos.

    Finalmente, conclui-se que o exercício tem papel benéfico no desempenho cognitivo. Poucos estudos foram realizados para averiguar os efeitos do exercício nas funções cognitivas de crianças saudáveis, como meio de otimizar a aprendizagem e melhorar o desempenho acadêmico. Os estudos se limitaram ao exercício aeróbio, por isso, não se sabe dos benefícios de outros tipos de atividades físicas na função cognitiva. De acordo com a revisão, podemos destacar que o exercício aeróbio é um mecanismo eficaz no desempenho cognitivo de crianças e esses estudos suportam a permanência da Educação Física Escolar, também como estratégia para o desenvolvimento e melhora do aprendizado global dos escolares.

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