FADIGA CENTRAL

R2 Bruno Borges Hernandes

Orientador: Felipe Hardt

Introdução

• Fadiga: - é a incapacidade na manutenção da ação muscular durante

uma determinada tarefa.

• Por causa das contrações musculares voluntárias serem controladas pelo sistema nervoso central (SNC), a fadiga muscular aguda pode ter sua origem em todas as estruturas nervosas que se localizam acima da junção neuromuscular.

Schillings et al., 2003

Introdução

• 1° trabalhos: “ fatores psicológicos”

- nenhuma disfunção no m. esquelético

- caracterizado pela ausência de motivação, atenção e a incapacidade de suportar o esforço físico.

- fadiga de origem central

Introdução

• A hipótese da fadiga de origem central é devido ao ↑ da ativ. da serotonina no SNC durante o exercício físico prolongado podendo levar:

- ↑ letargia

- redução do número de unidades motoras ativas

- diminuição da frequência de disparo dos motoneurónios.

- alteração no humor, emoção, sono, apetite

- redução do desempenho

Introdução

• Teorias mais recentes sugerem que a hipertermia e a interleucina 6 (IL-6), liberada pelo sistema nervoso durante o exercício prolongado, podem induzir a fadiga central. (Nybo e Nielsen, 2001).

Serotonina (5-HT)

• neurotransmissor inibitório das sinapses no SNC

• elevação acima dos níveis normais pode contribuir negativamente na termorregulação e no desempenho motor.

• Triptofano (TRP) é o precursor da síntese do 5-HT.

- 90% na forma ligado à albumina

- 10% na forma livre (TRPL) – substrato na síntese no cérebro.

Serotonina (5-HT)

• A síntese de serotonina cerebral pode ser modulada por 3 fatores:

1. quantidade de triptofano total no plasma (proporção entre a parcela livre e a ligada à albumina);

2. transporte de triptofano livre pela barreira hematoencefálica contra seus competidores (TRPL/ ACR)

3. a atividade da enzima triptofano hidroxilase.

• Os dois primeiros mecanismos possuem possibilidade de manipulação dietética.

Teoria da Serotonina

↑ TRFL: - competição com ácidos graxos livre (AGL) pela albumina. - ↑ AGL devido lipólise, p/ atender a demanda energética dos

grupos musculares durante esforço realizando a ressíntese de ATP .

Barreira hemato-encefálica: - o TRF compete com ACR pelo mesmo transportador. - ACR seriam captados pelo m. esquelético para oxidação

devido à queda da glicemia.

Newsholme et al

Teoria da Serotonina

Teoria da Serotonina

• O que influencia a síntese de serotonina:

- oferta de O2 e pteridina ( cofatores necessários p/ hidroxilação do TRP )

- ativ de outros neurotransmissores ( Dopamina e GABA )

- oferta de glicose cerebral

- ativação de autoreceptores ( 5-HT1a e 5-HT1b ): feedback -

Teoria da Serotonina

• Outras causas de aumento de absorção do triptofano no cérebro:

- Estresse, - Ingestão de refeição rica em CHO, - Idosos, - Depressão, - Distúrbios alimentares, - Insuficiência hepática, - Doença renal.

Suplementação

• BCAA:

1. Idéia: como BCAA compete pelo transportador c/ TRPL, ↓ na relação retardaria no início da fatiga.

2. Estudos não mostram benefício no desempenho, taxas de percepção do esforço e performance mental.

Suplementação

• CHO: - idéia: a ingesta suprime a lipólise, está associado a grandes

reduções no TRPL e relação TRPL/ACR sérico diminuindo o metabolismo da 5-HT no cérebro.

- Davis et al.: - preserva os estoques de glicogênio - mantêm captação de glicose cerebral e da taxa metabólica

cerebral - evita redução acentuada na ativação voluntária durante as

contrações musculares sustentadas. - fadiga é claramente retardada por essa estratégia.

Papel dopamina/noradrenalina

• A dopamina e noradrenalina são neurotransmissores ligados ao componente "central" da fadiga devido seu papel na motivação e no comportamento motor.

• Anfetamina:

- atua nos neurônios catecolaminérgicos produzindo uma ↑ acentuada na [dopamina] extracelular.

-limita a síntese de 5-HT através de uma redução na atividade TRP hidroxilase.

Papel dopamina/noradrenalina

• Dopaminérgico:

- controle de mov. voluntários e locomoção

• Noradrenérgico:

- atenção, excitação, ciclo sono-vigília, aprendizado e memória.

- ansiedade, humor, dor

- sensação de recompensa

Papel dopamina/noradrenalina

O ↑ da relação serotonina/dopamina está associado a sensação de cansaço e letargia, acelerando o início da fadiga.

Davis and Bailey

Queda na relação: melhora da performance, mantêm motivação e excitação.

- O metabolismo da dopamina é aumentado em regiões ricas em serotonina.

Chaouloff et al

Estimulação Magnética Transcraniana (EMT)

• Estudo em roedores• implantação de um eletrodo para a área tegmental ventral

( origem da projeção dopaminérgica) - desencadeava a estimulação elétrica p/ essa área qdo o

animal mantinha uma velocidade pré-determinada em execução.

• recompensa dopaminérgico: ratos correram uma distância 50% maior.

• nenhum efeito sobre as variáveis periféricas relacionadas com a função cardiovascular, metabólica ou de termorregulação.

Outros neurotransmissores

• Glutamato• Acetilcolina• Adenosina• GABA

• Podem estar envolvidos com o desenvolvimento da fadiga central, mas poucos dados publicados até o momento p/ ter conclusões definitivas sobre sua importância

Amônia

• a [NH3] plasmática ↑, em grande parte como resultado da desaminação de BCAA ( + do que a desaminação de monofosfato de adenosina em inosina monofosfato).

• Esta resposta parece ser amplificada pela:

- disponibilidade reduzida de glicogênio,

- hipertermia

- da ingestão de BCAA.

Amônia

• Pode facilmente atravessar o BHE e entrar no SNC

• acúmulo excessivo pode ter um efeito profundo sobre funções cerebral:

- alt. no fluxo sanguíneo cerebral,

- alt. metabolismo energético,

- função de astrócitos ( glicogênio e lactato )

- transmissão sináptica

- regulamentação dos outros sistemas de neurotransmissão

Amônia

durante o exercício prolongado, a captação cerebral e acúmulo de NH3, pode provocar fadiga, afetando o metabolismo.

Nybo e Secher

estudos com NH3 marcada devem ser realizados para observar a captação e influencia na neurotransmissão e performance motora durante o exercício.

Amônia

1. Restrição energética ocorre em virtude do ↑ da glicólise pela ativ enzimática da fosfofrutoquinase e depleção dos substratos do ciclo de Krebs e da NAD+.

2. As alt neurológicas ocorrem pela alteração dos níveis de [5-HT], dopamina e noradrenalina, e seus respectivos precursores TRPL, tirosina e fenilalanina.

3. Redução da permeabilidade da BHE, dificultando o transporte de aminoácidos p/ o encéfalo, afetando o controle motor pela ↓ da produção de neurotransmissores.

Hipertermia

A capacidade para realizar exercícios prolongados é reduzida em um ambiente quente.

Galloway e Maughan

Sabe-se da influência das condições ambientais na capacidade de exercício prolongado, mas os mecanismos dos efeitos deletérios do estresse térmico não são claros.

Hipertermia

• O pequeno aumento na quebra de glicogênio, a produção de lactato ou liberação de potássio não parecem explicar a diminuição de resistência durante o esforço submáximo com hipertermia.

• Portanto, a fadiga durante hipertermia teria causas no sistema nervoso central.

Hipertermia

Fadiga durante o exercício prolongado, num ambiente quente, pode coincidir com a ocorrência de uma temperatura central crítica, sugerindo que pode haver um limite térmico no desempenho do exercício.

Nielsen et al

cerca de 75% dos indivíduos tem fadiga à uma temperatura retal de 39,1°C.

Sawka et al.

Hipertermia

• Nielsen et al:

A. estado de treinamento do indivíduo

- atletas treinados são capazes de atingir temperaturas centrais mais elevadas.

B. demonstrou que exercícios prolongados no calor apresenta redução progressiva na atividade eletroencefalografica, a partir do córtex pré-frontal, e redução do fluxo sg cerebral

Hipertermia

• Termorreceptores no hipotálamo são responsáveis pela regulação da temperatura corporal.

• detecta a mudanças na temperatura corporal: - entradas de osmoreceptores periféricos - receptores de pressão - temperatura do sangue que flui para o cérebro.

• Projeções serotoninérgicos e catecolaminérgicos inervam áreas do hipotálamo, uma mudança na atividade desses neurônios pode contribuir para a fadiga quando a temperatura central fica elevada.

Hipertermia

“ Mecanismo de proteção impedindo danos potenciais para os tecidos do corpo, limitando a produção de calor adicional”.

Interleucina-6

• Sensação de cansaço e fadiga durante uma doença pode ser desencadeada por citocinas pró-inflamatórias, sobretudo de interleucinas 1β e 6.

• É uma reação homeostática natural para promover a recuperação da infecção, limitando atividades não-essenciais.

• Durante lesão cerebral, hipóxia, inflamação aumentam os níveis de IL-6 no SNC, produzidos pelos astrócitos ativados.

Interleucina-6

• uma resposta semelhante ocorre durante exercício extenuante. A IL-6 é produzida na musculatura esquelética durante a atividade física e seria responsável pelo seu aumento no sangue arterial.

• IL-6, modulado pelo conteúdo de glicogênio muscular, estimula a lipólise e aumenta da oxidação de gorduras.

• Atravessa a BHE, funcionando como um mecanismo de feedback negativo para o SNC contribuindo para o desenvolvimento da fadiga central.

Governador Central

• Noakes et al. (2001):

- a limitação do exercício está baseado na premissa de que quimiorreceptores no miocárdio enviariam sinais inibitórios ao SNC antes da capacidade máxima do coração ser alcançada, e reduziriam os comandos para o músculo esquelético, numa tentativa de evitar a resposta isquêmica do miocárdio.

Governador Central

• Propõe que informações sensoriais aferentes a partir do coração e talvez, do cérebro e m. respiratórios, informa o cérebro de qq ameaça de hipóxia ou isquemia nestes órgãos.

• Em resposta, o governador central ( pelo córtex motor ), reduz a ativação eferente neural dos músculos em exercício

- ↓ massa do músculo recrutado

- ↓ intensidade do exercício que pode ser sustentado.

Governador Central

• A existência de governadores periférica no músculo esquelético e cardíaco é provado pelos rápidos efeitos deletérios da isquemia sobre a função contrátil do coração e músculos esqueléticos.

Noakes, 2001

OBRIGADO