adaptações musculares com o envelhecimento aging muscle

41
ADAPTAÇÕES MUSCULARES COM O ENVELHECIMENTO
AGING MUSCLE ADAPTATION
Fernando de Aguiar Lemos1
Resumo: A disfunção muscular com o envelhecimento tem sido considerada um dos principais
fatores limitantes do exercício físico. Alterações decorrentes da disfunção muscular reduzem à
capacidade de produção de força e resistência à fadiga, o que leva indivíduos idosos a apresentarem
menor tolerância ao exercício. Todas estas situações limitam o metabolismo muscular e alteram a
estrutura e a função tecidual. Técnicas de avaliação física são necessárias para identificar
características do tecido muscular em respostas a diferentes tipos de estresse físico agudo e/ou
crônico. Neste estudo foi realizada uma pesquisa digital no Portal de Periódicos Capes, Pub Med e
Medline, três principais temas foram identificados: 1) Influência das alterações neuromotoras com o
envelhecimento; 2) Sarcopenia; 3) Cuidados na prescrição do treinamento de força para o idoso. Um
total de 26 revistas voltadas a áreas da educação física como fisiologia; biomecânica; cinesiologia;
treinamento físico e medicina do esporte foi consultado. Foi observado que quanto maior os níveis de
sarcopenia menor a capacidade de força e resistência muscular. Além disso, há uma falta de
caracterização prévia biomecânicas nos diferentes estágios do envelhecimento e correlações com
movimentos que envolvam as atividades de vida diária destes sujeitos.
Palavras-chaves: Envelhecimento, musculoesquelético, biomecânica, fadiga muscular.
Abstract: Muscle dysfunction has been considered main factor limiting of exercise. Muscle
dysfunction alterations reduce the ability muscle force and fatigue resistance, which leads the
elderly to have lower exercise tolerance. All these conditions limit the muscle metabolism and alter the
structure and function of tissues. Evaluation techniques are needed to indentify physical
characteristics of muscle tissue in response to different types of acute or chronic physical stress.
Research was conducted on the website http://www.capes.gov.br/ (Portal de Periódicos CAPES), Pub
Med and Medline, three main themes were identified: 1) Influence of neuromotor changes with aging,
2) Sarcopenia, 3) Carein the prescription of strength training for the elderly. A total of 26 journals
about physical education area such as biomechanics, kinesiology, physical training and sports
medicine were consulted. It was observed that the when higher sarcopenia levels, lower muscle force
and endurance ability. Moreover, there is a lack of prior biomechanical characterization at different
stages of aging and correlation with movements involving the daily activities of these subjects.
Key words: Aging, musculoskeletal, biomechanics, muscle fatigue.
Introdução
Com o avanço da medicina e os recursos tecnológicos voltados a promoção da
saúde é observada um aumento da expectativa de vida mundial. Contudo,
paralelamente a isto também ocorre por parte da população aumento de inúmeros
hábitos inapropriados a saúde, gerando um estilo de vida sedentário impedido o
alcance da terceira idade com a qualidade de vida apropriada, (CARPINELLI et al.,
1998; BAKER et al., 2004).
1
Mestre em Ciências do Movimento Humano – Universidade Federal do Rio Grande do Sul.
Professor da Faculdade Cenecista de Osório, Faculdade de Educação Física, Osório/RS, Brasil.
[email protected]
Revista Vento e Movimento – FACOS/CNEC Osório
Nº 1, Vol. 1, ABR/2012
42
Dentre os principais fatores que afetam a qualidade de vida com o envelhecimento,
a redução da capacidade de produção de força muscular tem sido um dos mais
abordados dentro dos centros de pesquisas voltados ao exercício. Isto porque o
tecido muscular além de proporcionar uma estabilização corporal, também é
responsável pela a geração de movimento e por auxiliar de forma integrada o nível
de atividade biológica os órgãos corporais, (JEFFREY AND JERE, 1998; VICENT et
al., 2002).
Desta forma, entender mecanismos que possam incapacitar indivíduos idosos,
diminuindo sua autonomia, torna-se de grande importância. Neste sentido, esta
revisão de literatura tem o objetivo de mostrar de forma atualizada as características
musculares com o envelhecimento, bem como apresentar os cuidados necessários
durante os métodos de intervenção.
Influência das alterações neuromotoras com o envelhecimento
Idosos apresentam uma capacidade reduzida de captar informações sensoriais
originadas por perturbações do meio ambiente, o que leva a uma dificuldade de
adaptação durante a locomoção.
Isto ocorre, devido à organização, análise e
transmissão das informações mais lenta no sistema nervoso.
Com o grande déficit sensitivo que ocorre no envelhecimento, o estímulo chega a
vias centrais com uma frequência e intensidade desregulada. Concomitante a uma
informação sensorial prejudicada, uma queda na associação integrada destas
informações também estão em desvantagem devido a uma redução da massa
branca cerebral. A resposta final motora, por sua vez, é desta forma prejudicada
tanto pela redução da informação sensória, quanto uma menor integração da
informação, além de uma redução na quantidade de neurônios motores.
A dificuldade de captação e processamento das informações sensoriais tem sido
fortemente correlacionada com o decréscimo da massa branca no cérebro de
idosos, (CALLISAYA et al., 2009). A massa branca tem a função de constituir os
Revista Vento e Movimento – FACOS/CNEC Osório
Nº 1, Vol. 1, ABR/2012
43
múltiplos feixes de axônios que transmitem as informações de uma célula nervosa
para outra. Baloh e Jacobson (2003) aplicaram o teste “Tinetti Score” em idosos.
Este teste é utilizado para avaliar a disfunção na marcha e no balaço. Durante dez
anos em 59 idosos normais, os autores observaram uma correlação significativa
deste teste com a redução do volume de massa branca no cérebro. Os autores
sugerem que a deficiência de massa branca no cérebro ocasiona interrupção dos
reflexos descendentes em níveis periféricos, afetando negativamente o equilíbrio e
consequentemente a marcha.
Os prejuízos destes reflexos descendentes somados a dificuldades posturais
influenciam diretamente na variabilidade do movimento, (LAUDANI et al., 2006). A
fase de transição da postura estática para o movimento da caminhada é fortemente
alterada com o envelhecimento. Para indivíduos idosos o comportamento motor da
posição parada para o deslocamento resulta em uma dificuldade de deslocamento
do centro de pressão (COP) à frente, reduzindo, dessa forma, o comprimento do
passo inicial. Tal fato ocorre por ser parte de um mecanismo compensatório que
busca um ajuste postural dos sujeitos antes de inicializar o movimento, (BALOH et
al., 2003; LAUDANI et al., 2006; CALLISAYA et al., 2009).
Uma possível explicação para deficiência motora com o envelhecimento é a maior
perda de neurônios motores do tipo alfa que inervam as fibras musculares do tipo II
(rápidas) que com o aumento da idade tendem atrofiar com posterior apoptose
tecidual. Contudo, as fibras de contração lenta do tipo I parecem sofrer em menor
magnitude com o processo de envelhecimento quando comparadas a fibras de
contração rápida do tipo II. Narici e Maganaris (2003), citam que a perda de fibras
rápidas ocorre a partir da sexta década de vida com maior magnitude nos membros
inferiores.
Sarcopenia e Arquitetura Muscular
A perda da massa muscular com o envelhecimento é definida como sarcopenia
(HEPPLE, 2009). Este fenômeno pode alterar diretamente a arquitetura muscular,
que é definida como o arranjo das fibras dentro do ventre muscular em relação à
Revista Vento e Movimento – FACOS/CNEC Osório
Nº 1, Vol. 1, ABR/2012
44
linha de ação da força do tendão, (LIBER, 1988; LIBER AND FRIDEN, 2001). Dentro
da perspectiva da arquitetura muscular, é observada uma redução do comprimento
das fibras musculares, do ângulo de penação das fibras muscular e da espessura
deste tecido. Além disso, também é observada uma redução da área de secção
transversa anatômica (CSA) e área de secção transversa fisiológica (ASTF), bem
como do volume muscular (VM), (KAWAKAMI et al., 1993a; LIBER AND FRIDEN,
2000; NARICI et al., 2003; KAWAKAMI AND FUKUNAGA, 2007). KUBO et al (2003),
ao analisar a arquitetura muscular de mulheres entre 20 e 70 anos, evidencia uma
forte redução do ângulo de penação e espessura de musculaturas anti-gravitacionais
como o quadríceps e em menor magnitude no gastrocnêmio. Segundo os autores a
menor redução dos flexores plantares seria devido a maior ativação relativa em
movimentos como marcha, saltos ou corridas desta musculatura comparada aos
extensores de joelhos.
Desta forma, parece que todas estas alterações alteram as propriedades mecânicas
musculares que é definida como a capacidade de produção de força em diferentes
comprimentos, velocidades e no tempo, (AAGAARD et al., 2001; MCHUGH, 2003;
HUNTER et al., 2004). A figura 1 apresenta os principais aspectos referentes à
arquitetura muscular.
Figura 1: a) Representação esquemática da ASTA: área de secção transversa anatômica e ASTF:
área de secção transversa fisiológica. b) Representação esquemática do comprimento do fascículo,
ângulo de penação do fascículo e da espessura muscular.
Revista Vento e Movimento – FACOS/CNEC Osório
Nº 1, Vol. 1, ABR/2012
45
Além disso, a capacidade de geração de força muscular além de depender de
fatores intrínsecos (estrutura muscular), também depende de fatores extrínsecos
(capacidade de ativação da unidade motora) e de fatores mecânicos que é
exemplificado pelo braço de momento atuante no músculo devido ao seu
posicionamento articular, (KREVOLIN et al., 2004a). Cabe ressaltar, que todas as
características musculares referidas até então, sofrem influência direta das
exigências motoras diárias e que estas estão reduzidas com o processo natural do
envelhecimento, (CARPINELLI et al., 1998; IANNUZZI-SUCICH et al., 2002;
CALLISAYA et al., 2009).
Entretanto, o envelhecimento ocorre de forma distinta entre as pessoas,
dependendo do gênero, etnia, alguma doença, nível de atividade física e ambiente
de vida. Por fim, muitos indicadores de sarcopenia têm sido utilizados na literatura,
são eles: perda da massa muscular, perda de peso, fadiga, fraqueza, diminuição na
velocidade da caminhada, diminuição no equilíbrio e no nível de atividade física,
(IANNUZZI-SUCICH et al., 2002; CALLISAYA et al., 2009).
Cuidados na prescrição do treinamento de força para o idoso
Treinamento de força para sujeitos idosos nas últimas décadas é uma das
intervenções mais utilizadas para aumentar o desempenho, auxiliar na reabilitação e
na prevenção de lesões. O tipo de exercício prescrito dentro de uma metodologia de
treinamento físico para idosos depende diretamente da relação entre a carga,
frequência e o volume de treinamento. Contudo, a estrutura metodológica do
treinamento de força depende da situação física e psicológica do sujeito associada
ao objetivo a ser alcançado (força, potência ou hipertrofia),(DIFRANCISCODONOGHUE et al. 2007; BURT et al., 2007; BLAZEVICH, 2007a). Neste sentido, o
treinamento de força para idosos é basicamente direcionado para alterar a estrutura
morfológica e fisiológica do sistema músculoesqueletico em resposta ao estímulo
aplicado, gerando assim, uma adaptação funcional destes tecidos, (LIBER AND
FRIDEN, 2000; HENWOOD et al., 2006).
Revista Vento e Movimento – FACOS/CNEC Osório
Nº 1, Vol. 1, ABR/2012
46
Entretanto, com o processo de envelhecimento uma grande quantidade de doenças
que afetam o sistema músuloesqueletico devem ser consideradas. Situações como
a osteoartrite articular, tendinites, síndromes posturais, lesões ligamentares,
próteses articulares, bem como o déficit no controle motor e a sarcopenia são
limitações que exigem uma avaliação física prévia com um grau de elaboração
capaz de identificar tais limitações, (SHARMA et al., 2001; GEORGE AND DAVID,
2003; MAIRET et al., 2008; COOKE et al., 2007b).
Após a identificação das limitações individuais do indivíduo como um todo, torna-se
necessário observar o que o movimento específico proporciona dentro de um
parâmetro articular isolado e integrado ao corpo, (KALAPOTHARAKOS et al., 2005;
DURALL et al., 2006) . Desta forma, alguns princípios do treinamento físico devem
ser respeitados. Princípios como a especificidade da ação muscular isolada, do
grupamento muscular, da fonte de energia e da velocidade de treinamento,
(HUNTER et al., 2004; KELLY et al., 2007) . Desta forma, cabe ao profissional de
educação física primeiramente identificar as limitações musculoesqueléticas e
organizar estratégias de periodização. Ainda, durante a prescrição de treinamento,
deve ser respeitada a capacidade de adaptação dos tecidos dentro da estrutura
fisiológica que o aluno se encontra, e em resposta ao tipo de estímulo
proporcionado.
Considerações Finais
A prescrição de exercícios físicos para indivíduos idosos é uma tarefa que envolve a
interação de técnicas de periodização com a fisiologia, biomecânica e cinesiologia
do organismo. Por meio desta revisão foi possível observar que, quando se trata de
resposta muscular ao treinamento físico para indivíduos idosos, muitos fatores
podem interferir no aumento do condicionamento físico desta população. Com a
progressão do envelhecimento, adaptações morfológicas como a redução da massa
muscular, a atrofia seletiva de fibras do tipo II, déficit no controle motor, podem
proporcionar maior deficiência motora. Isto, por sua vez, altera a forma de
manifestação da força e pode contribuir para a intolerância ao exercício. A
Revista Vento e Movimento – FACOS/CNEC Osório
Nº 1, Vol. 1, ABR/2012
47
compreensão dos aspectos fisiologia e biomecânica do envelhecimento são
importantes para determinar de forma adequada a intensidade da carga e o volume
de trabalho muscular durante o treinamento físico. Entretanto, ainda é preciso um
aprofundamento de estudos que envolvam métodos de treinamento preventivo de
doenças osteoarticulares que são geradas durante o processo de envelhecimento
corporal.
Referências
AAGAARD, P. et al. A mechanism for increased contractile strength of human
pennate muscle in response to strength training: Changes in muscle architecture.
Journal of Physiology, v. 534, n. 2, p. 613-23, 2001.
BAKER, J. S. et al. Strength and body composition parameters: Single versus triple
set resistance-training programmes. Journal of Human Movement Studies, v. 46,
n. 4, p. 275-87, 2004.
BALOH, R.W.; JACOBSON, K.M. A longitudinal Study of Gait and Balance
Dysfunction in Normal Older People. Archive of the Neurology, n.60, p. 835-9,
2003.
BLAZEVICH, A. J. et al. Influence of concentric and eccentric resistance training on
architectural adaptation in human quadriceps muscles. Journal of Applied
Physiology, v. 103, n. 5, p. 1565-1575, 2007a.
BURT, J.; WILSON, R.; WILLARDSON, J. M. A comparison of once versus twice per
week training on leg press strength in women. Journal of Sports Medicine and
Physical Fitness, v. 47, n. 1, p. 13-17, 2007.
CALLISAYA M. L. et al. A population-based study of sensoriomotor factors affecting
gait in older people. Age and Aging, v.38, p. 290-295, 2009.
Revista Vento e Movimento – FACOS/CNEC Osório
Nº 1, Vol. 1, ABR/2012
48
CARPINELLI, R. N.; OTTO, R. M. Strength training. Single versus multiple sets.
Sports Medicine, v. 26, n. 2, p. 73-84, 1998.
COOKE T.D.V.; SLED E.; SCUDAMORE R. A. Frontal plane knee alignment: A call
for standardized measurement. The Journal of Reumatology. 2007b; 34: N 9.
DIFRANCISCO-DONOGHUE, J.; WERNER, W.; DOURIS, P. C. Comparison of
once-weekly and twice-weekly strength training in older adults. British Journal of
Sports Medicine, v. 41, n. 1, p. 19-22, 2007.
DURALL, C. J.; HERMSEN, D.; DEMUTH, C. Systematic review of single-set versus
multiple-set
resistance-training
randomized
controlled
trials:
Implications
for
rehabilitation. Critical Reviews in Physical and Rehabilitation Medicine, v. 18, n.
2, p. 107-16, 2006.
GEORGE K.; DAVID C. Evaluation of the hamstring muscle complex following acute
injury. Skeletal Radiology, V.32, p. 582-589, 2003.
HENWOOD, T. R.; TAAFFE, D. R. Short-term resistance training and the older adult:
The effect of varied programmes for the enhancement of muscle strength and
functional performance. Clinical Physiology and Functional Imaging, v. 26, n. 5, p.
305-13, 2006.
HEPPLE,
R.
T.
Sarcopenia
-
A
Critical
Perspective.
Disponível
em:
http://sageke.sciencemag.org/cgi/content/full/2003/46/pe31. Acesso em: 14/05/2009.
IANNUZZI-SUCICH, M.; PRESTWOOD, K. M.; KENNY, A. M. Prevalence of
sarcopenia and predictors of skeletal muscle mass in healthy, older men and women.
The journals of gerontology. Series A, Biological sciences and medical sciences, v.
57, n. 12, p. M772-7, 2002.
Revista Vento e Movimento – FACOS/CNEC Osório
Nº 1, Vol. 1, ABR/2012
49
JEFFREY T. POTTS AND JERE H. MITCHELL. Rapdi resetting of carotid baroceptor
reflex by afferent input from skeletal muscle receptor. American Journal
Physiological - Heart Circulatory Physiology, 277: H2000-H2008, 1998.
KUBO K.; KANEHISA H.; AZUMA K.; ISHIZU M.; KUNO S.; OKADA M.; FUKUNAGA
T. Muscle architectural characteristics in women aged 20-79 years. Medicine and
Science and Sports and Exercise. 2003; 35 (1): 39-44.
KALAPOTHARAKOS, V. I. et al. Effects of a heavy and a moderate resistance
training on functional performance in older adults. Journal of strength and
conditioning research, v. 19, n. 3, p. 652-7, 2005.
KAWAKAMI, Y.; ABE, T.; FUKUNAGA, T. Muscle-fiber pennation angles are greater
in hypertrophied than in normal muscles. Journal of Applied Physiology, v. 74, n.
6, p. 2740-44, 1993a.
KAWAKAMI, Y.; FUKUNAGA, T. New insights into in vivo human skeletal muscle
function. Exercise and Sports Science Reviews, v. 34, n. 1, p. 16-21, 2006.
KELLY, S. B. et al. The effect of single versus multiple sets on strength. Journal of
Strength and Conditioning Research, v. 21, n. 4, p. 1003-6, 2007.
KREVOLIN, J. L.; PANDY, M. G.; PEARCE, J. C. Moment arm of the patellar tendon
in the human knee. Journal of Biomechanics, v. 37, n. 5, p. 785-88, 2004a.
LAUDANI, L.; CASABONA, A.; PERCIAVALLE, V.; MACALUSO, A. Control head
stability during gait initiation in young and older women. Journal Electromyography
Kinesiology. 2006; 16: 603-610.
LIEBER, R. L. Comparison between animal and human studies of skeletal muscle
adaptation to chronic stimulation. Clinical orthopaedics and related research, v.
aug, n. 233, p. 19-24, 1988.
Revista Vento e Movimento – FACOS/CNEC Osório
Nº 1, Vol. 1, ABR/2012
50
LIEBER, R. L.; FRIDEN, J. Clinical significance of skeletal muscle architecture.
Clinical orthopaedics and related research, v. feb, n. 383, p. 140-51, 2001.
LIEBER, R. L.; FRIDÉN, J. Functional and clinical significance of skeletal muscle
architecture. Muscle & Nerve, v. 23, n. 11, p. 1647-1666, 2000.
MAIRET S., MAÏSETTI O.; ROLLAND E.; PORTERO P. Neuromuscular and
architectural alterations of the vastus lateralis muscle in elderly patients with
unilateral knee osteoarthritis. Annales de réadaptation et de médecine physique,
51, p. 16-23, 2008.
NARICI, M. V.; MAGANARIS, C. N. Adaptability of elderly human muscles and
tendons to increased loading. Journal of Anatomy, v. 208, n. 4, p. 433-43, 2006.
NARICI, M. V. et al. Effect of aging on human muscle architecture. Journal of
Applied Physiology, v. 95, n. 6, p. 2229-34, 2003.
SHARMA L.; SOUG J.; FELSON D. T.; CAHUE S.; SHAMIYEH E.; DUNLOP D.D.
The role of knee alignment in disease progression and functional decline in knee
osteoarthritis. Journal American Medical association (JAMA). 2001; 286 (2):18896.
VINCENT, K. R. et al. Improved cardiorespiratory endurance following 6 months of
resistance exercise in elderly men and women. Archives of Internal Medicine, v.
162, n. 6, p. 673-78, 2002.
Revista Vento e Movimento – FACOS/CNEC Osório
Nº 1, Vol. 1, ABR/2012