Medicina do Exercício e Esporte

MÚSCULO ESTRIADO ESQUELÉTICO

• O Músculo Estriado Esquelético

Os músculos estriados esqueléticos correspondem a cerca de 40-45% da massa corporal. A estrutura da musculatura reflete a sua principal função: gerar potência. Além do seu papel básico de possibilitar a locomoção, os músculos estriados esqueléticos atuam na postura, respiração e, inclusive, no balanço energético dos seres humanos, além de ser o órgão que mais influencia na ter-mogênese.

• Alinhamento das Fibras Musculares Esqueléticas

As células musculares são a unidade central do músculo e podem ser organiza-das de diferentes formas, como ilustradas na Figura 1.

Figura 1 – Principais orientações de fibras musculares

Figura 2 – Produção da força pela fibra muscular de acordo com a sua orientação.

Os músculos penados geralmente contém fibras musculares menores, que fa-zem com que a sua velocidade de contração máxima também é reduzida. Vale a pena lembrar que as miofibrilas são o elemento primário da célula muscular, sendo composto por filamentos proteicos (basicamente miosina e actina), con-forme ilustrado na Figura 3. Geralmente há uma densa rede capilar ao redor das fibras musculares para garantir um aporte ideal de oxigênio e nutrientes.

Figura 3 – Componentes da fibra muscular.

• Adaptações ao Treinamento

Dentre todos os tecidos, o tecido muscular é o que mostra maior e mais rápida adaptação ao treinamento. O volume e a força muscular aumentam considera-velmente após um curto período de treinamento. No Gráfico 1, conseguimos correlacionar os dois principais fatores que levam ao aumento de força no de-correr do tempo de treinamento, sendo eles:

1) A habilidade de recrutar diversas fibras musculares ao mesmo tempo para a con-tração (fatores neurais);

2) O volume muscular (fatores musculares)

O volume muscular aumenta como resultado do aumento da área de secção transversa das fibras musculares (hipertrofia) e da formação de novas células musculares (hiperplasia) das células satélites da musculatura. Cronologica-mente falando, os fatores neurais contribuem mais no aumento de força inicial, enquanto a hipertrofia é responsável pelo aumento subsequente.

Gráfico 1 – Progressão dos fatores neurais, hipertrofia e força no decorrer de um período de treinamento físico. Atente para o ganho supra-fisiológico no caso do uso de esteroides anabóli-

cos.

Ao prestarmos um pouco mais de atenção a fase inicial do aumento de força, conseguimos identificar aproximadamente o tempo necessário para os fatores hipertróficos superarem os fatores neurais, conforme ilustrado no Gráfico 2. Esse tempo pode ser considerado entre 8 a 12 semanas. Portanto, se você esti-ver considerando se matricular em uma academia e se perguntando em quanto tempo você conseguirá ver nítidos resultados, a resposta é: depende. Depende de qual resultado você está pensando, porque se for ganho de força, já nas pri-meiras semanas você conseguirá aguentar cargas maiores, porém se o seu re-sultado for a hipertrofia.... melhor já garantir a mensalidade do mês que vem!

Gráfico 2 – Papel da hipertrofia e dos fatores neurais no ganho de força máxima no início do

treinamento físico.

O aumento da capacidade de resistência das células musculares depende da indução realizada pelo treinamento físico na capacidade oxidativa das células, que gera, por exemplo, o aumento da densidade capilar e no número de mito-côndrias. Tanto o treinamento de endurance (baixa intensidade e alto volume), quanto o treinamento resistido (alta intensidade e baixa duração) tem capaci-dade de influenciar na melhora da condição energética da musculatura recru-tada, resultando em uma habilidade de manter elevados níveis de força muscu-lar por um período mais longo.

A força muscular aumenta apenas algumas semanas após o inicio do treina-mento. Por outro lado, os tendões, cartilagens e ossos necessitam de alguns meses para se adaptarem. Esse é o principal motivo do risco aumentado de le-sões de overuse dessas estruturas principalmente nas fases iniciais do treina-mento de força. Podemos ilustrar uma situação de treinamento com saltos, que utilizam duas estruturas muito vulneráveis (especialmente em indivíduos adul-tos), que são o tendão patelar e o tendão de Aquiles. Se for o caso de uso de

esteroides anabolizantes, o risco é ainda mais elevado na ruptura de músculos ou tendões.

• Tipos de Contração

A contração muscular pode ser classificada amplamente em três tipos, con-forme listada na Tabela 1.

Tabela 1 – Tipos de contração muscular.

Dentro das contrações Isotônicas e Isocinéticas, o movimento ainda pode ser classificado como concêntrico ou excêntrico. A diferença entre cada padrão está descrita na Tabela 2.

Tabela 2 – Movimento concêntrico e excêntrico.

• Cadeias Cinéticas

Cadeias cinéticas podem ser classificadas como quando um corpo se desloca, há a garantia de que diversos corpos relacionados irão se movimentar. É uma relação intrínseca e concomitante entre diversos grupamentos musculares in-terligados direta ou indiretamente para a garantia da execução do movimento. Os dois tipos de cadeias cinéticas são descritos na Tabela 3.

Tabela 3 – Cadeias cinéticas.

• Propriedades Musculares

Como todo tecido no organismo, o músculo estriado esquelético possui algu-mas propriedades bem características, que podem ser agrupadas em seis con-ceitos básicos.

A habilidade de gerar força depende das condições de trabalho musculares. Dentre essas condições, já podemos citar uma das propriedades básicas mus-culares, que é a relação Força x Velocidade, ilustrada na Figura 4.

Figura 4 – Relação força x velocidade dependendo do tipo de contração muscular.

Essas condições de trabalho muscular têm um papel decisivo na geração de força muscular, como é ilustrado na Figura 5, comparando diferentes tipos de saltos. A Figura 5 mostra uma diferença significativa na geração de força contra uma superfície (representada pela linha vermelha em 1.000 N) do squat jump (salto com agachamento) , salto de contra-movimento e um salto pós-queda. A maior forca gerada pelo salto pós-queda aumenta significativamente o risco de

lesões musculares e o risco de lesões de overuse em modalidades esportivas com esse padrão de movimento. Vale a pena salientar que isso vale tanto para músculos, quanto para ossos, cartilagens e tendões.

Figura 5 – Ilustração da força gerada comparando todas as fases de diferentes tipos de saltos.

Conforme falamos no começo desse tópico, vamos listar abaixo os seis concei-tos básicos das propriedades do músculo estriado esquelético.’

1) Força Absoluta: maior propriedade do músculo em mobiliar uma carga

2) Resistência muscular: maior tempo que um musculo resiste à uma carga de modo estático ou por um maior número de repetições

3) Força muscular relativa: pode ser considerada a “Qualidade muscular”

4) Relação Tensão x Comprimento: quando o músculo está muito encurtado ou muito alongado, há considerável prejuízo na tensão que ele pode produzir (Figura 6). Todo músculo tem um comprimento “ótimo” para produzir força. Normalmente, esse compri-mento ocorre na maior distância entre o eixo da articulação e a imposição de carga.

5) Alinhamento das fibras musculares: alteração na amplitude das fibras musculares leva à uma alteração na força produzida pelo músculo (Figura 1).

6) Relação Força x Velocidade: A velocidade de contração influencia diretamente na produção de força (Figura 4). Alguns autores consideram que o pico de potência ocor-reria em 30% da força e 30% da velocidade.

Figura 6 – Relação tensão x comprimento. Ilustra tanto o prejuízo quando muito encurtado quanto o ponto de falha quando muito estirado, além de ilustrar a amplitude útil.

• Razão comprimento das fibras/ comprimento do músculo

Apesar de termos músculos estriados esqueléticos dos mais diversos tama-nhos, volumes e orientações de fibras, a razão entre o comprimento dessas fi-bras e o comprimento do músculo acaba variando, em geral, entre 0,2 e 0,6. Ou seja, as fibras individuais dos músculos mais longos são mais curtas que o comprimento global do músculo. A Figura 7 ilustra propriedades arquiteturais de quatro músculos dos membros inferiores. O músculo do quadríceps tem uma capacidade de gerar força cerca de 50% maior que a dos músculos isquio-tibiais, cujo desenho torna possível o encurtamento rápido. Essas diferenças no desenho sugerem maior suscetibilidade às lacerações por parte dos músculos isquiotibiais, como pode ocorrer na corrida de alta velocidade quando surge um desequilíbrio brusco na produção de força durante a ativação máxima entre quadríceps e isquiotibiais.

Figura 7 – Ilustração da diferença na arquitetura de quatro músculos dos membros inferiores. Nota-se que diferença no comprimento da fibra muscular influencia diretamente na força e na

velocidade produzida. (CM = Comprimento do Músculo; CF = Comprimento da Fibra; AFCT = Área Transversa da Fibra Contrátil).

As fibras do músculo estriado esquelético possuem características funcionais e bioquímicas capazes de diferenciá-las em diferentes tipos. Dentre as diversas propostas de classificações, a mais aceitada é a divisão em fibras do tipo I e tipo II, que posteriormente foi ampliada incluindo fibras do tipo IIA, IIB e IIC. As fibras do tipo IIC têm muitas similaridades às fibras IIA e aparecem em uma proporção muito reduzida, de maneira que acabam sendo agrupadas e conta-das genericamente como fibras IIA.

As fibras dos tipos I, IIA e IIB diferem em diversos aspectos que estão repre-sentados na Tabela 4, como as proteínas do complexo contrátil (somente a ac-tina é idêntica), as atividades enzimáticas glicolíticas e oxidativas, as reservas de substratos energéticas, o teor de mioglobina, o potencial de membrana, a relação capilar-fibra, a produção máxima de tensão e a fatigabilidade.

• Tipos de Fibras

A maioria dos músculos do corpo tem uma composição mista de fibras do tipo I e II. Normalmente, nos músculos envolvidos em atividades que são de longa duração e baixa/média intensidade ocorre o predomínio de fibras do tipo I, como nos músculos anti-gravitacionais. Em contrapartida, nos músculos relaci-onados com esforços curtos e de grande intensidade ocorre o predomínio das fibras do tipo II (sobretudo IIB). Além disso, já foi comprovado que não só há uma grande variabilidade entre indivíduos na proporção de fibras em um mesmo músculo, como também há grande variabilidade de fibras em um mesmo músculo de um indivíduo, com variações de mais de 40% dependendo do sítio de uma biópsia muscular. De qualquer modo, já é bem aceitado que a composição de fibras de um músculo esquelético é basicamente uma caracte-rística genética.

As fibras do tipo I são consideradas fibras de contração lenta, por gerarem energia principalmente através das vias aeróbicas. Esse tipo de fibra recebe esse nome por terem uma velocidade de contração mais lenta do que as fibras do tipo II. A sua capacidade de gerar energia pela via aeróbica tem relação di-reta com o grande número de fibras do tipo I e suas grandes mitocôndrias, com altos níveis de enzimas do metabolismo aeróbico, sobretudo referentes ao ca-tabolismo de ácidos graxos. Conforme foi dito antes, as fibras do tipo I atuam principalmente em atividades contínuas, de baixa/moderada intensidade que exigem um certo steady-state de transferência de energia aeróbica. No caso dos atletas de endurance, é o predomínio das fibras de contração lenta que tem mais chance de contribuir para os elevados limiares de lactato sanguíneos apresentados por eles.

O segundo tipo de fibra muscular estriada esquelética, são as fibras do tipo II que são as de contração rápida. Como falamos no início desse tópico, as fibras do tipo II ainda possuem subdivisões primárias, como tipo IIA, IIB e IIC. Cada tipo de fibra apresenta uma peculiaridade dentro da alta velocidade de contra-ção e alta capacidade de geração de energia anaeróbicamente. As diferenças entre os tipos de fibras IIA, IIB e I estão listadas na Tabela 4.

Tabela 4 – Propriedades das fibras I, IIA e IIB

• Diferenças no tipos de fibras entre grupos de atletas

No início do tópico de Tipos de Fibras, descrevemos como há uma grande vari-abilidade na distribuição dos tipos de fibra entre um mesmo músculo de indiví-duos diferentes ou até do mesmo indivíduo. Quando nos referimos à uma po-pulação mais específica, como os atletas, essa variabilidade tende a seguir um padrão de acordo com a modalidade praticada.

Os atletas de endurance tendem a ter predominância de fibras de contração lenta nos principais músculos estriados esqueléticos ativados durante a modali-dade que praticam. Por outro lado, no caso dos velocistas de elite ocorre o pre-domínio das fibras de contração rápida. A Figura 8 usa um grupo de competi-dores nórdicos para mostrar como ocorre a distribuição dos tipos de fibra de acordo com a modalidade praticada. Como era de se esperar, são exatamente os grupos atléticos que possuem capacidades aeróbicas mais altas - os de en-durance – que possuem maior concentração de fibra do tipo I no gastrocnêmio. Seguindo o padrão esperado, os atletas de eventos de meia distância ou de po-tência (arremessadores, saltadores de distância e em altura) possuem uma con-centração relativamente igual de ambas as fibras.

Cabe lembrar que a especificidade do treinamento estimula um predomínio do tipo de fibra utilizado na modalidade, mas a característica genética do indivíduo pode ter um papel crucial, principalmente no que diz respeito à atletas de altís-sima performance, aonde 1 segundo é tempo suficiente para distanciar o cam-peão olímpico dos que nem participaram da final.

Figura 8 – Ilustração da diferença na composição das fibras musculares de acordo com a moda-lidade praticada e com o consumo de oxigênio.

• Referências Bibliográficas

MCARDLE, William D.; KATCH, Frank I.; KATCH, Victor L. Fisiologia do exercício: nu-trição, energia e desempenho humano. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017

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Araujo, Claudio Gil. (1986). Fisiologia do exercício.

Bahr R et al. The IOC Manual of Sports Injuries An Illustrated Guide to the Manage-ment of Injuries in Physical Activity. Wiley-Blackwell, 2012.

Schwellnus M.P. The Olympic Textbook of Medicine in Sport. . Wiley-Blackwell, 2008