Interação de Fatores que Determinam o Poder Crítico Parte 3

4 Integração de Mecanismos: Corpo Inteiro

Este modelo de PC, sendo uma propriedade emergente dos distúrbios metabólicos estabelecidos no início do exercício, pode explicar as bases metabólicas da PC ao nível de uma única fibra; entretanto, não pretende ser uma explicação completa da PC no nível integrativo do corpo inteiro. Isto apesar da abordagem in silico de Korzeniewski e Rossiter [10] ser "quimérica", na medida em que é construída usando os dados das respostas de todo o corpo e de todo o músculo de ̇ VO2, [PCr], [Pi], e pH e refletindo uma variedade de tipos de fibras musculares, em média em uma única resposta. Na prática, a transição do exercício é realizada pelas fibras musculares em todo o espectro de funções, com diferentes atividades subjacentes de fosforilação oxidativa, intensidades de ativação em cada etapa, fornecimento convectivo e difusivo de O2 e características de fadiga [139–141]. Além disso, a localização de uma determinada fibra em relação à superfície da pele tem implicações na entrega relativa de O2 [45, 118–120, 142]. No entanto, os resultados a nível muscular são congruentes com a noção de que a inércia metabólica no início do exercício determina a PC através do seu efeito na acumulação de Pi e outros metabolitos relacionados com o défice de O2 que estão implicados no processo de fadiga. As fibras do tipo I possuem cinética de VO2 mais rápida, melhor controle metabólico e mantêm valores maiores de PO2 capilar e intersticial em repouso e durante as contrações [139, 140, 143–150]. Portanto, conforme detalhado anteriormente, em estudos de biópsia humana, a proporção de fibras do tipo I e os índices de capilarização das fibras musculares estão intimamente associados à PC [31, 86].

Cistanche pode atuar como um antifadiga e intensificador de resistência, e estudos experimentais mostraram que a decocção de Cistanche tubulosa pode proteger eficazmente os hepatócitos do fígado e as células endoteliais danificadas em camundongos nadadores com peso, regular positivamente a expressão de NOS3 e promover o glicogênio hepático síntese, exercendo assim eficácia anti-fadiga. O extrato de Cistanche tubulosa rico em glicosídeo feniletanóide pode reduzir significativamente os níveis séricos de creatina quinase, lactato desidrogenase e lactato, e aumentar os níveis de hemoglobina (HB) e glicose em camundongos ICR, e isso pode desempenhar um papel anti-fadiga, diminuindo o dano muscular e retardar o enriquecimento de ácido láctico para armazenamento de energia em ratos. Os comprimidos compostos de Cistanche Tubulosa prolongaram significativamente o tempo de natação com suporte de peso, aumentaram a reserva de glicogênio hepático e diminuíram o nível de uréia sérica após o exercício em camundongos, mostrando seu efeito antifadiga. A decocção de Cistanchis pode melhorar a resistência e acelerar a eliminação da fadiga em ratos que se exercitam, e também pode reduzir a elevação da creatina quinase sérica após o exercício de carga e manter a ultraestrutura do músculo esquelético dos ratos normal após o exercício, o que indica que tem os efeitos de aumentar a força física e anti-fadiga. Cistanchis também prolongou significativamente o tempo de sobrevivência de ratos envenenados por nitrito e aumentou a tolerância contra a hipóxia e a fadiga.

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Além disso, dado que as fibras do tipo I mantêm valores maiores de PO2 capilar e intersticial em repouso e durante as contrações (presumivelmente devido ao aumento da capilarização) [139, 140, 143-150], esses dados são consistentes com a presente proposta de que o VO2, convectivo e a entrega difusiva de O2 exerce efeitos determinantes interativos independentes na PC. No entanto, o eventual resultado externo de interesse de todos estes processos, ou seja, PC, também será uma função de factores como a massa muscular (relativa) exercida, a dinâmica e a coordenação do sistema de alavancas músculo-esquelético local, a extensão da fadiga localizada dentro grupos musculares de trabalho e recrutamento de unidades motoras. De fato, nossos dados demonstram uma relação significativa entre VO2 e PC expressa em W kg-1, mas não em W (dados não mostrados), o que demonstra o papel do exercício da massa muscular na eventual determinação da PC. Demonstrou-se que os músculos individuais do grupo muscular quadríceps produzem padrões divergentes de depleção de [PCr] e acúmulo de [Pi] em regiões musculares distintas (72- voxels cm3) durante exercícios fatigantes (incrementais) [151]. O exercício da massa muscular pode, portanto, também desempenhar um papel na extensão dessa heterogeneidade do metabólito muscular e, portanto, no grau de perturbação metabólica em regiões musculares distintas, o que por sua vez contribui para o estabelecimento da PC.

Morgan e colegas [152, 153] forneceram informações sobre como os padrões de recrutamento muscular podem atuar para determinar a PC. Durante repetidas contrações isométricas intermitentes, a ingestão de paracetamol levou a uma redução menor no torque em 60 MVCs quando comparado com um placebo [153]. Isto foi associado a uma maior preservação da ativação muscular com paracetamol avaliada por eletromiografia. Posteriormente, foi demonstrado que durante o ciclo ergométrico na posição vertical, a ingestão aguda de paracetamol aumentou a PC e preservou a atividade muscular durante o exercício quando comparada com um placebo [152]. Esses achados sugerem que o embotamento do desenvolvimento da fadiga neuromuscular e a preservação da ativação muscular aumentam a PC e, assim, demonstram a importância dos perfis de recrutamento de unidades motoras.

A interação entre os padrões de recrutamento muscular e a distribuição de O2 muscular na determinação da PC é talvez ilustrada de forma mais impressionante pelo recente estudo de Hammer et al. [78], discutido anteriormente (ver Seção 2.1). Esses autores mostraram que, após a reperfusão muscular, tanto a atividade muscular quanto a produção de força retornaram a níveis não diferentes daqueles observados em condições de fluxo livre [78]. Conseqüentemente, a oclusão muscular restringiu o recrutamento muscular e, portanto, a força crítica; entretanto, uma vez restaurada a perfusão muscular às condições pré-oclusão, tanto o recrutamento muscular quanto a capacidade de geração de força foram restaurados. Esses achados ilustram que a PC representa um equilíbrio intrincado entre o fornecimento de O2 muscular, os padrões de recrutamento muscular e o desenvolvimento da fadiga periférica.

Resumindo, a PC é sensível à composição do tipo de fibra muscular porque é um parâmetro da função aeróbica. Conseqüentemente, as características oxidativas inerentes às fibras do tipo I, como cinética rápida do VO2, maiores taxas de fluxo sanguíneo e valores mais elevados de PO2 capilar e intersticial, permitem a obtenção de altas taxas de utilização de ATP com perturbação mínima do meio metabólico intracelular. Portanto, sendo todo o resto igual, indivíduos com uma proporção relativamente maior de fibras musculares esqueléticas do tipo I tenderão a possuir maiores valores de PC quando comparados com indivíduos de status de treinamento equivalente com uma maior proporção de fibras do tipo II. Além disso, dados em animais indicam que a PC parece ser um limiar crítico para o recrutamento de unidades motoras de alta ordem contendo uma alta fração de fibras do tipo II [25]. Conseqüentemente, indivíduos com mais fibras do tipo I atingirão uma fração relativamente maior de seu ̇ VO2 máximo antes de atingir o limiar para recrutamento progressivo de fibras do tipo II, ou seja, PC (como visto em humanos altamente treinados, [111, 154]). Intervenções que aumentam o recrutamento de unidades motoras também conduzem a valores elevados de CP, uma vez que um maior número de unidades motoras/fibras musculares realizando uma determinada tarefa diminuirá a tensão metabólica em cada fibra. Assim, quando o recrutamento muscular é aumentado, cada fibra pode manter o acúmulo intramuscular de metabólitos abaixo do seu limiar crítico para uma faixa mais ampla de taxas de utilização de ATP, permitindo assim uma maior PC, como sugerido para os efeitos do priming por Burnley et al. [155]. Portanto, embora haja um papel para a entrega convectiva e difusiva de O2 e para a utilização intracelular de O2 na determinação da PC, a compreensão da fisiologia da PC no nível da fisiologia integrativa só é possível através da consideração de como esses fatores interagem com a composição do tipo de fibra muscular e os padrões de recrutamento. .

5. Conclusões

A potência crítica separa os domínios de intensidade de exercício pesado e severo, onde são observadas respostas fisiológicas qualitativamente divergentes, de modo que a PC representa o limiar de intensidade acima do qual um estado metabólico estável não pode ser alcançado durante o exercício. Portanto, a PC é fundamental para a compreensão do desempenho de resistência humana e das causas da limitação ao exercício em populações onde a tolerância ao exercício está prejudicada. Nos últimos 15 anos, surgiram evidências de que a PC também representa um limiar chave para uma variedade de aspectos do comportamento do sistema fisiológico, como recrutamento de fibras musculares, fluxo sanguíneo e controle vascular, bem como fadiga muscular. Consequentemente, surgiu uma ampla gama de evidências, abrangendo cada etapa da via de transporte de oxigênio, de que a PC é um parâmetro fundamental da função aeróbica. Foi demonstrado que alterações na entrega de O2 aos músculos em exercício, tanto por convecção quanto por difusão, impactam a PC. As taxas de utilização de O2 durante o exercício, particularmente durante a transição do repouso para o trabalho, também desempenham um papel fundamental na determinação da PC, governando o grau de correspondência entre as taxas de utilização e produção de ATP. Cada um desses fatores interage entre si e, por meio dessa interação, determina o grau de distúrbio metabólico intracelular necessário para sustentar uma determinada produção de energia. A forma como cada um desses fatores interage para determinar a PC no nível do corpo inteiro dependerá da composição do tipo muscular e de seus padrões de recrutamento durante o exercício.

Declarações

FinanciamentoRichie Goulding foi financiado por uma bolsa do Programa Europeu de Pesquisa da Fundação Europeia para o Estudo do Diabetes Boehringer Ingelheim durante a conclusão deste trabalho. Nenhuma fonte específica de financiamento foi utilizada para auxiliar na preparação deste artigo.

Conflitos de interesses/interesses conflitantesRichie P. Goulding e Simon Marwood não têm conflitos de interesse que sejam diretamente relevantes para o conteúdo desta revisão.

Aprovação éticaNão aplicável.

Consentimento para participarNão aplicável.

Consentimento para publicaçãoNão aplicável.

Disponibilidade de dados e materiaisNão aplicável.

Disponibilidade de códigoNão aplicável.

Contribuições do autorRPG concebeu a obra e escreveu o primeiro rascunho. Ambos os autores realizaram a pesquisa bibliográfica, revisaram criticamente o manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante e aprovaram a versão final a ser submetida. Ambos os autores concordam em ser responsáveis ​​por todos os aspectos do trabalho, garantindo que questões relacionadas à precisão ou integridade de qualquer parte do trabalho sejam adequadamente investigadas e resolvidas.

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