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Brazilian Journal of Physical Therapy

Print version ISSN 1413-3555

Braz. J. Phys. Ther. vol.17 no.5 São Carlos Sept./Oct. 2013

https://doi.org/10.1590/S1413-35552012005000119 

Original Articles

Resposta estabilométrica durante apoio unipodal após fadiga muscular de membros inferiores

Carlos A. V.  Bruniera1 

Fernando R. P. G.  Rogério2 

André L. F.  Rodacki3 

1Universidade Estadual de Londrina (UEL), Londrina, PR, Brasil

2Fisioterapeuta, Londrina, PR, Brasil

3Universidade Federal do Paraná (UFPR), Curitiba, PR, Brasil


RESUMO

OBJETIVO:

Analisar o efeito da fadiga muscular induzida por exercício isotônico ativo-resistido de extensão de joelhos em intensidade moderada na resposta estabilométrica em apoio unipodal em universitários saudáveis, praticantes de treinamento resistido.

MÉTODO:

Para tanto, 11 jovens universitários saudáveis foram submetidos ao teste de 1-RM, avaliação estabilométrica pré e pós-intervenção e protocolo de indução à fadiga muscular utilizando a extensão do joelho como tarefa fatigante. Utilizou-se o teste de Shapiro-Wilk para verificação da normalidade dos dados e o teste de Wilcoxon para as comparações entre os parâmetros estabilométricos pré e pós-indução à fadiga muscular com nível de significância estipulado em p≤0,05, enquanto a estatística descritiva foi aplicada para caracterizar a idade, estatura, massa corporal e o índice de massa corporal (IMC).

RESULTADOS:

O grupo apresentou 23,1±2,7 anos; 1,79,2±0,07 m; 75,6±8,0 Kg; 23,27±3,71 Kg.m-2; 3,36±1,12 número de dias de atividade/semana; 1RM: 124,54± 22,07 kg; 60% de 1-RM: 74,72±13,24 Kg. A oscilação do centro de pressão (CP) médio-lateral pré e pós-fadiga, respectivamente, foi de 2,89±0,89 mm e 4,09±0,59 mm, enquanto a oscilação ântero-posterior foi de 2,5±2,2 mm e 4,09±2,26 mm. Encontrou-se diferença na largura de oscilação do CP nas direções ântero-posterior e médio-lateral entre as condições pré e pós-fadiga, p=0,04 e p=0,05, respectivamente.

CONCLUSÕES:

Portanto, o estudo demonstrou que a fadiga muscular altera o controle postural, especialmente na excursão médio-lateral e ântero-posterior do CP.

Palavras-Chave: reabilitação; fadiga muscular; exercício; equilíbrio postural

ABSTRACT

OBJECTIVE:

This study sought to analyze the effect of muscle fatigue induced by active isotonic resistance training at a moderate intensity by measuring the knee extension motion during the stabilometric response in a single-leg stance among healthy university students who perform resistance training on a regular basis.

METHOD:

Eleven healthy university students were subjected to a one-repetition maximum (1RM) test. In addition, stabilometric assessment was performed before and after the intervention and consisted of a muscle fatiguing protocol, in which knee extension was selected as the fatiguing task. The Shapiro-Wilk test was used to investigate the normality of the data, and the Wilcoxon test was used to compare the stabilometric parameters before and after induction of muscle fatigue, at a significance level of p≤0.05. Descriptive statistics were used in the analysis of the volunteers' age, height, body mass, and body mass index (BMI).

RESULTS:

The sample population was 23.1±2.7 years of age, averaged 1.79.2±0.07 m in height and 75.6±8.0 Kg in weight, and had a BMI of 23.27±3.71 Kg.m-2. The volunteers performed exercises 3.36±1.12 days/week and achieved a load of 124.54±22.07 Kg on 1RM and 74.72±13.24 Kg on 60% 1RM. The center of pressure (CoP) oscillation on the mediolateral plane before and after fatigue induction was 2.89±0.89 mm and 4.09±0.59 mm, respectively, while the corresponding values on the anteroposterior plane were 2.5±2.2 mm and 4.09±2.26 mm, respectively. The CoP oscillation amplitude on the anteroposterior and mediolateral planes exhibited a significant difference before and after fatigue induction (p=0.04 and p=0.05, respectively).

CONCLUSIONS:

The present study showed that muscle fatigue affects postural control, particularly with the mediolateral and anteroposterior CoP excursion.

Key words: rehabilitation; muscle fatigue; exercise; postural balance

Introdução

O controle da postura ereta é mediado pela integração de um complexo conjunto de processos reflexos e perceptivos que asseguram a manutenção e o restabelecimento do equilíbrio. Tais processos ocorrem mediante o fluxo ininterrupto de impulsos aferentes oriundos de estruturas proprioceptivas, vestibulares e visuais. Assim, déficits perceptivos podem alterar o controle postural e influenciar o equilíbrio1. Alguns estudos têm reportado que lesões ortopédicas2, disfunções vestibulares3 e exercícios que induzem à fadiga4 podem influenciar a propriocepção5 , 6 e, consequentemente, o controle postural7.

As alterações sobre a propriocepção em resposta à fadiga8 - 10 podem modificar o controle neuromuscular e aumentar a incidência de lesões11. Alterações do sistema perceptivo podem aumentar o risco de lesão ligamentar, especialmente ao redor das articulações do joelho e tornozelo5 , 6 , 12, visto o relevante papel dessas articulações no controle postural e na manutenção do equilíbrio.

A capacidade do músculo de gerar força e potência é reduzida em condições de fadiga13 e resulta em déficits do desempenho motor14, o que provoca aumento das oscilações na postura estática15. Os efeitos da fadiga sobre o equilíbrio têm sido vistos imediatamente pós-exercício e tendem a diminuir à medida que o tempo pós-exercício aumenta16. Logo, sugere-se que o equilíbrio e o desempenho de tarefas funcionais são reduzidos após exercícios extenuantes que induzem à fadiga17.

O equilíbrio depende da capacidade do sistema neuromuscular de reagir rapidamente a perturbações que produzem forças desestabilizadoras, as quais têm seus efeitos minimizados por meio de ajustes posturais18. Entretanto, a reduzida capacidade do sistema musculoesquelético de responder prontamente às forças que atuam sobre o corpo e perturbam o equilíbrio pode alterar os mecanismos perceptivos e efetores e modificar as respostas do sistema neuromuscular de forma a interferir na estabilidade corporal18 , 19. Alguns estudos têm demonstrado que a fadiga dos músculos do tronco e de membros inferiores em adultos jovens causa redução do controle postural11 , 20.

Bisson et al.21 não encontraram diferenças entre protocolos de fadiga que envolveram contrações isométricas e isocinéticas dos músculos plantiflexores, porém ambos influenciaram os parâmetros do centro de pressão (CP). Aumentos na área de excursão, velocidade e variabilidade das medidas foram encontradas tanto na direção médio-lateral quanto na direção ântero-posterior. Ainda que os músculos que atuam ao redor da articulação do tornozelo desempenhem um papel fundamental sobre o controle postural na posição ereta quieta, os músculos extensores do joelho são consideravelmente mais utilizados e, consequentemente, mais expostos à fadiga durante a realização das atividades da vida diária e podem provocar respostas diferentes daquelas observadas quando atividades extenuantes são impostas apenas sobre os músculos mais distais do segmento inferior. Assim, o presente estudo visou a analisar o efeito da fadiga muscular induzida por exercícios resistidos sobre a musculatura extensora de joelhos e sobre a resposta estabilométrica em apoio unipodal em jovens.

Método

Participaram do estudo 11 homens jovens (23,1±2,7 anos; 1,79±0,07 m; 75,6±8,0 Kg e 23,3±3,71 Kg.m-2), familiarizados e praticantes de exercícios resistidos, que treinavam, no mínimo, duas vezes por semana (número de dias de atividade/semana: 3,36±1,12) por um período de três a cinco meses, antes do início do experimento. Os participantes não possuíam histórico de lesões, cirurgias e fraturas em membros inferiores e uso de medicamentos que pudessem comprometer os achados do estudo. Além disso, portadores de problemas cardíacos, respiratórios, disfunção vestibular, visual, comprometimento físico e usuários de fármacos que interferem na capacidade de vigília e equilíbrio, que pudessem influenciar a realização dos testes, foram excluídos. Tais critérios de exclusão foram aplicados em entrevista e não excluem a possibilidade do desconhecimento sobre tais problemas pelos participantes. Antes da realização do estudo, os sujeitos consentiram em participar e assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido, que foi aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade Estadual de Londrina (UEL), Londrina, PR, Brasil, parecer 94.191, CAAE 02986012.3.0000.5231.

Os participantes foram orientados a não realizar atividades físicas moderadas ou vigorosas 24 horas antes da coleta dos dados e evitar a ingestão de bebidas alcoólicas ou remédios que pudessem influenciar o equilíbrio. A amostra foi formada apenas por homens, visto existirem diferenças na capacidade de atingir e suportar a fadiga entre gêneros22 , 23.

Os participantes compareceram a uma primeira sessão experimental na qual tiveram parâmetros antropométricos tomados (massa e estatura corporal) e realizaram um teste de uma repetição máxima (1 RM)24 , 25. O teste de 1-RM foi realizado de acordo com os protocolos estipulados pelo American College of Sports Medicine (ACSM)26 e consistiu na determinação da maior carga possível que pode ser movida/levantada em uma única repetição completa em um movimento de extensão de joelhos numa cadeira flexo-extensora (Naka-Gym, Fit, Brasil). A carga máxima foi estabelecida por tentativas máximas a partir de um valor estimado pelo experimentador. A carga foi gradativamente aumentada em 5 Kg a cada tentativa, até que os participantes não conseguiram realizar o movimento completo de extensão de joelhos. Um intervalo de três minutos foi imposto entre cada tentativa. Durante o teste, os participantes permaneceram sentados com os joelhos sobre a extremidade distal do equipamento e com o dorso apoiado sobre o encosto do assento. Alças laterais para apoio das mãos foram utilizadas a fim estabilizar o tronco e evitar movimentos acessórios. O teste de 1-RM foi precedido de um aquecimento específico na mesa extensora de joelhos, o qual foi composto por três séries de 10-12 repetições sem sobrecarga, que foram intervaladas por um período de 90s de recuperação.

Uma semana após a primeira sessão, os sujeitos foram convidados a retornar ao laboratório para uma segunda sessão experimental, na qual um teste estabilométrico foi realizado imediatamente antes (pré) e após (pós) um protocolo de exercícios para membros inferiores destinados a induzir fadiga. A fadiga foi induzida por movimentos de extensão dos joelhos com uma carga equivalente a 60% de 1-RM. Durante o protocolo de indução à fadiga, os sujeitos foram instruídos a executar movimentos de extensão numa frequência de 0.133 Hz (8 bpm), que foram controlados por um metrônomo (Orange, Digital Korg, EUA). O protocolo de fadiga foi interrompido quando os sujeitos foram incapazes de manter a frequência de execução por dois batimentos consecutivos ou três alternados ou ainda em sua máxima amplitude.

O teste estabilométrico foi realizado com apoio unipodal sobre o membro dominante, durante 60 s sobre uma plataforma de forças (FootWork, AM3, França), que foi posicionada ao lado da cadeira flexo-extensora para permitir um intervalo mínimo entre o final do exercício de fadiga e o início do teste (aproximadamente 5 s). Durante o teste, o quadril e o joelho do membro contralateral foram mantidos a aproximadamente 45 e 90º, respectivamente, enquanto a perna de apoio permaneceu estendida. Os membros superiores permaneceram estendidos ao lado do corpo, e o tronco, ereto. Os participantes foram instruídos a manter o olhar fixo em um ponto (diâmetro de 0,07 m) posicionado 1 m à frente e à altura dos olhos. A plataforma de forças consiste em uma base rígida recoberta por 2.704 (dois mil setecentos e quatro) sensores capacitivos de pressão de 7,62×7,62 mm. Esse equipamento é composto de um conversor A/D de 16 bits, e a frequência de amostragem utilizada durante os testes foi de 100 Hz. A plataforma foi conectada a um microcomputador, e os dados foram analisados pelo programa FootWork (Arkipelago, versão 2.9.9.0, sendo que o método de tratamento dos dados das variáveis de equilíbrio foi desenvolvido em parceria com a empresa AM3, França). A partir dos dados filtrados, um conjunto de parâmetros estabilométricos foi estabelecido e as seguintes variáveis determinadas a partir do software utilizado: a amplitude de oscilação do CP no eixo médio-lateral e no ântero-posterior, a área de deslocamento e a velocidade média quadrática (ântero-posterior e médio-lateral) foram determinadas.

O teste de Shapiro-Wilk confirmou a normalidade dos dados, e o teste t para medidas repetidas foi aplicado para determinar o efeito do protocolo de fadiga sobre um número de parâmetros estabilométricos. Os testes foram realizados por meio do pacote estatístico Statistica 7.0 e tiveram o coeficiente de significância de p<0,05.

Resultados

Os sujeitos foram capazes de levantar cargas de 124,5±22,1 Kg no teste de 1-RM. A oscilação do CP na direção médio-lateral pré e pós-fadiga foi de 2,89±0,89 mm e 4,09±0,59 mm, respectivamente. Foram encontradas diferenças em função do protocolo de fadiga (p=0,04). A velocidade média do CP na direção médio-lateral permaneceu inalterada em resposta à fadiga (p>0,05; pré=6,21±2,36 mm.s-1; pós=6,35±2,26 mm.s-1). A análise da oscilação do CP na direção ântero-posterior também revelou efeitos da fadiga sobre o CP (p<0,05; pré=2,5±2,2 mm; pós=4,09±2,26 mm). Por outro lado, a velocidade média do CP na direção ântero-posterior não diferiu após a fadiga (p>0,32; pré=3,9±0,9 mm.s-1 e pós=4,64±1,42 mm.s-1). A área total do CP tendeu a aumentar em função da fadiga (pré=135,0±29,62 mm2; pós=151,72±16,69 mm2), porém não foram encontradas diferenças significativas (p=0,08). A velocidade média quadrática do CP permaneceu inalterada em função do protocolo de fadiga (p=0,78; pré=7,43±2,22 mm.s-1 e pós=7,96±2,24 mm.s-1).

Discussão

A presente investigação procurou verificar a influência da fadiga muscular dos músculos extensores de joelho, que possuem um papel importante na execução de movimentos no esporte bem como nas atividades diárias27, sobre o controle postural em indivíduos saudáveis e testou a hipótese de que existem efeitos agudos da fadiga sobre o controle postural. Os resultados indicam que a fadiga foi capaz de influenciar o sistema somatossensorial e modificar alguns parâmetros estabilométricos. Considerando que os demais componentes do sistema de controle (visual e vestibular) não foram diretamente manipulados e permaneceram inalterados, as alterações observadas no presente estudo foram atribuídas predominantemente ao sistema somatossensorial.

A fadiga muscular é definida como a incapacidade temporária de gerar força ou a redução da produção de força para a realização de uma determinada tarefa28. A forma com que a fadiga muscular localizada afeta o equilíbrio e o senso de posicionamento articular não é clara, mas provavelmente incorpora componentes aferentes e eferentes que envolvem o processamento necessário para manter a estabilidade funcional para um efetivo controle motor29.

A influência da fadiga sobre o equilíbrio foi observada independente da direção do deslocamento do CP (ântero-posterior ou médio-lateral). Uma das primeiras possibilidades para explicar a redução da capacidade de manter a estabilidade corporal está na redução da capacidade muscular de produzir respostas rápidas e precisas que possam prover constantes correções do CP necessárias para sustentar uma posição estável. Assim, a fadiga pode ter influenciado a capacidade dos músculos de produzir torques necessários para controlar os movimentos oscilatórios do centro de massa corporal30 , 31. Ainda que a manutenção postural demande baixos torques articulares, a menor rapidez com que esses torques são gerados em condição de fadiga parece importante.

Após a indução à fadiga, as alterações nos parâmetros estabilométricos sugerem dependência dos mecanismos eferentes para a manutenção do controle postural em condições de equilíbrio estático. Achados similares foram reportados em outros estudos, apesar do emprego de diferentes metodologias experimentais. Carter et al.32 encontraram forte influência da capacidade de gerar força dos músculos extensores de joelho de idosas (65-75 anos) sobre o desempenho de testes funcionais que envolviam o controle sobre o equilíbrio estático e dinâmico. Johnston et al.11 também reportaram influência da fadiga de membros inferiores em testes que demandaram a manutenção do equilíbrio em apoio uni e bipodal. Ambos os achados11 , 32 indicam efeitos da fadiga sobre o controle postural e também trazem indícios de que essas alterações sejam dependentes de mecanismos aferentes e eferentes. A contribuição desses mecanismos ainda precisa de maior atenção. Em pesquisa realizada com indução da fadiga por meio de exercícios isométricos e isocinéticos21, foi encontrada uma redução similar no controle postural nas variáveis do CP, isso sugere que a diminuição no controle postural devido à fadiga é independente do tipo de contração executado. Assim, provavelmente, o pior desempenho no controle postural após a imposição da fadiga está relacionado a déficits proprioceptivos que podem causar dificuldades em sustentar o equilíbrio e aumentar o risco de quedas e/ou lesões.

A influência da fadiga sobre o controle postural foi analisada por Yaggie e Armstrong7, os quais registraram uma maior amplitude de deslocamento do CP no equilíbrio estático, que perdurou até aproximadamente 10 minutos após o final de um protocolo de fadiga. É provável que a maior oscilação do CP seja resultado também do aumento da rigidez articular causada por cocontração dos pares agonista/antagonista33, os quais caracterizam a fadiga muscular. Com a perda da capacidade de controlar o CP, os participantes passam a usar uma estratégia em que a velocidade de deslocamento é reduzida. Pode-se especular que tais estratégias tenham sido empregadas para aumentar o controle corporal pelo aumento da rigidez do sistema, que passa a oscilar mais lentamente, sobre uma maior área, numa tentativa de reduzir o deslocamento do CP e o desequilíbrio nas direções ântero-posterior e médio-lateral. Com a fadiga, aumenta a dificuldade de controlar movimentos que tendem a aumentar a rigidez do sistema, o que pode ter causado maiores oscilações do CP34.

A fadiga muscular na articulação do tornozelo, joelho, quadril e os músculos abdominais foram analisados no controle do equilíbrio dinâmico em pesquisa previamente publicada35. Os resultados revelaram que a fadiga imposta sobre os músculos do joelho e quadril apresentaram maiores decréscimos no equilíbrio do que aqueles causados pela fadiga dos outros grupos musculares. Miller e Bird35 apontaram que a fadiga da musculatura proximal dos membros inferiores afeta mais o equilíbrio do que a fadiga imposta sobre músculos distais. Os resultados do presente estudo também apontam para uma forte influência sobre a capacidade de manter o equilíbrio estático. Logo, a fadiga sobre os músculos extensores que controlam a articulação do joelho é suficiente para promover importantes alterações no controle postural.

Além do efeito sobre o tecido contrátil, a literatura traz indícios de que a fadiga também pode ter influenciado o sistema aferente e reduzido a sensibilidade de um conjunto de mecanorreceptores periféricos, localizados nas estruturas musculares, ligamentares, tendíneas e capsulares36. Em condições de fadiga, a função desses mecanorreceptores pode ter sido afetada e respostas tardias enviadas aos centros superiores e retardado a elaboração de uma resposta rápida para controlar as oscilações do centro de massa corporal. De fato, alguns estudos têm demonstrado que a função proprioceptiva é alterada em condições de fadiga, alterando a resposta mediante impulsos eferentes às estruturas responsáveis pela geração ou estabilização dos segmentos corporais37, interferindo no controle postural31. Assim, tais mecanismos provavelmente podem ter influenciado o controle postural e produzido uma maior latência da resposta muscular e ter dificultado a precisão dos constantes ajustes do CP, que são requeridos pelo sistema de controle postural. É necessário ainda considerar que protocolos de determinação de controle postural por medidas de plataforma de força têm sido considerados como um dos meios mais precisos de identificar modificações do equilíbrio34 , 38. Por outro lado, alguns estudos têm apontado que diferenças discretas não podem ser detectadas por meio de tais medidas39. As alterações encontradas no presente estudo não podem ser consideradas como discretas e refletem diferenças importantes em resposta aos mecanismos de fadiga.

Conclusão

O presente estudo permitiu identificar um efeito importante da fadiga sobre o controle postural, observado pelo aumento na oscilação do CP pela estabilometria, o qual pode ser interpretado como uma resposta neuromuscular aumentada para tentar superar a instabilidade gerada pela fadiga. Portanto, existem implicações de que as avaliações do controle postural não devem ser realizadas após um período de atividade ou exercício físico e que provavelmente as quedas e/ou lesões possam ocorrer mais frequentemente em situações em que a informação proprioceptiva é reduzida e/ou alterada.

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Recebido: 13 de Setembro de 2012; Revisado: 30 de Março de 2013; Aceito: 15 de Maio de 2013

Correspondence Carlos Alberto Veiga Bruniera Rua João Wyclif, 255, apt. 1503 CEP 86050-450, Londrina, PR, Brasil e-mail: cavbruniera@gmail.com

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