FADIGA CENTRAL

1. FADIGA CENTRAL R2 Bruno Borges Hernandes Orientador: Felipe Hardt

2. 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

3. 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

4. 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

5. 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).

6. 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.

7. 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.

8. 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

9. Teoria da Serotonina

10. 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 -

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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

16. 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

17. 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.

18. 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

19. 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.

20. 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

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. 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.

25. 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.

26. 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

27. 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.

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

29. Interleucina-6 • Sensação de cansaço e fadiga durante uma doença pode ser desencadeada porcitocinas 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.

30. 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.

31. 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.

32. 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.

33. 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

34. OBRIGADO