PREDIÇÃO DA FORÇA NOS EXERCÍCIOS CADEIRA EXTENSORA E LEG PRESS A PARTIR DE VARIAVEIS ANTROPOMÉTRICAS

Por: Hugo R. G. Quintero(1,2), Glauber G. Belem(1,2), Maurício Pereira(1,2), Alexandre F. Machado(1)

1-Instituto de Educação Desportiva da Universidade Bandeirante de São Paulo
2-Bolsista do projeto de iniciação científica da Universidade Bandeirante de São Paulo


RESUMO

Introdução: O crescente aumento pela prática de exercícios físicos tem incentivado a procura de parâmetros bem estabelecidos para a sua prescrição. Para aqueles que pretendem fazer o treinamento de força, conhecer o nível de força máxima é fundamental para se estabelece a relação entre carga de trabalho e o número de repetições. Objetivo: O objetivo do presente estudo foi desenvolver um modelo matemático para predição da força de 1RM nos exercícios leg press e cadeira extensora a partir das variáveis antropométricas. Métodos: Participaram do presente estudo 20 voluntários do sexo masculino com idade 23 ± 2 anos; estatura 176,3 ± 3,8 cm; peso 77,3 ± 8,9 kg. Os voluntários foram divididos em dois grupos (A e B), o primeiro grupo, fez o teste de 1 RM para o exercício Leg press e 48 horas depois o re-teste. O grupo B, fez o teste de 1RM para o exercício cadeira extensora e 48 horas depois o re-teste. E após 48 horas os procedimentos foram repetidos trocando somente os exercícios entre os grupos. O modelo foi desenvolvido por regressão linear múltipla, através da minimização do erro quadrático (método forward stepwise), utilizando-se como variáveis independentes as características antropométricas. Como critério de corte para as variáveis independentes, adotou-se uma variação no R2 menor que 0,01, bem como no seu valor-p. A confiabilidade foi determinada através do erro padrão de estimativa (SEE). Resultados: Participaram do presente estudo 20 voluntários do sexo masculino com idade 23 ± 2 anos; estatura 176,3 ± 3,8 cm; peso 77,3 ± 8,9 kg. Não foi registrado nenhum tipo de problema durante e após a realização dos testes, de forma que todos os voluntários chegaram a carga máxima nos testes de 1RM nos exercícios Leg press e cadeira extensora. Discussão: Na literatura existem trabalhos envolvendo estimativa de 1RM, embora sejam poucos aqueles que usam as medidas antropométricas como variáveis para a predição da carga de 1RM e é neste contexto que se insere a proposta do presente estudo, onde procuramos desenvolver um modelo matemático para predizer a carga de 1RM nos exercícios leg press e cadeira extensora com base apenas nas variáveis antropométricas. Conclusão: Com base nos resultados aqui encontrados podemos concluir que é possível desenvolver modelos matemáticos para predição da carga de 1RM a partir das variáveis antropométricas. E que os modelos aqui desenvolvidos podem ser usados como ferramentas em potencial para a predição da carga de 1RM nos exercícios leg press e cadeira extensora.


Palavra chave: força, predição, treinamento




ABSTRACT
The objective of project is create a model mathematical for estimate strength in exercise leg press and knee extension with grounding in physical measurement. To take part of experience twenty character sex male (23 ± 2 years; height 176,3 ± 3,8 cm; weight 77,3 ± 8,9 kg). The characters went divided in two groups (A and B), the first group done the test of 1RM to exercise leg press and after 48 hours the re-test. Action same for the group B, with exercise knee extension and after 48 hours the action went change among the groups. The model went create used the decrease multiple (forward stepwise). How choice for the items used varied in R2 a lower what 0,001. The for reliable went used the SEE. With grounding in results here found is possible to say what the models can are used for estimate strength in exercise.

Key word: strength, estimate, exercise


INTRODUÇÃO

O crescente aumento pela prática de exercícios físicos tem incentivado a procura de parâmetros bem estabelecidos para a sua prescrição. Como procedimento básico, para que se possa prescrever qualquer tipo de exercício físico, antes deve ser feito uma avaliação física no indivíduo para saber as reais condições e necessidades do futuro praticante (MACHADO; SANTOS; DANTAS; FERNANDES FILHO, 2008). Para os indivíduos que pretendem fazer o treinamento de força, conhecer o nível de força máxima é importante, pois a intensidade do treinamento se estabelece através da relação entre o percentual de 1RM e o número de repetições (MARTEKO; NEVES; SANTOS, 2007).
A força máxima pode ser medida através do teste de 1RM (teste máximo), mas este teste é muito pouco utilizado em função de sua dificuldade operacional, desconforto muscular e o risco de lesões o que incentivou ao desenvolvimento de métodos mais simples e com menos riscos de lesões para a predição da força (SIMÃO; GIACOMINI; DORNELLES; MARRAMOM; VIVEIROS, 2003). Os chamados de métodos indiretos (testes submáximos) que estimam a carga a partir do número de repetições máximas para uma dada carga, carga máxima para um número pré-determinado de repetições ou com bases nas medidas antropométricas do indivíduo como massa corporal, estatura, circunferência, dobras cutâneas e área muscular. Neste contexto surgem inúmeros estudos demonstrando a importância da estimativa da força máxima sem levar o indivíduo a um estresse físico máximo como também a diminuição da exposição deste indivíduo a um risco de lesão.
Existe um grande número de trabalhos para predição da força, embora poucos deles utilizam-se das medidas antropométricas como variáveis para construção do modelo matemático (KNUTZEN; BRILLA; CAINE, 1999; HOPKINS; COCHRANE; MAYHEW, 1999; MAYHEW; PIPER; WARE, 1993). Com isso o objetivo do presente estudo foi desenvolver um modelo matemático para predição da força de 1RM nos exercícios leg press e cadeira extensora a partir das variáveis antropométricas da população brasileira.

MÉTODOS

Seleção dos sujeitos: Participaram do presente estudo 20 voluntários do sexo masculino com idade 23 ± 2 anos; estatura 176,3 ± 3,8 cm; peso 77,3 ± 8,9 kg. Todos os voluntários foram selecionados aleatoriamente numa academia da zona oeste de São Paulo. Considerando-se como critério de inclusão: mínimo de 12 meses de treinamento de força ininterruptos, não apresentar-se lesões prévias e que não apresentar-se nenhum fator de risco para doença arterial coronariana e nenhum sinal e sintoma de doença cardiopulmonar ou metabólica
Após os voluntários serem esclarecidos verbalmente e tendo concordado em participar do estudo, os mesmos assinaram um termo de consentimento livre esclarecido (TCLE), onde continham informações sobre os procedimentos adotados durante o experimento. Seguindo-se a resolução do conselho nacional de saúde (196/96), o estudo foi aprovado pelo comitê de ética da Universidade Bandeirante de São Paulo.
Procedimento experimental: Após a assinatura do TCLE, foi realizada uma avaliação antropométrica nos voluntários, Massa corporal, estatura, circunferência, dobras cutâneas e foi marcada a data para os testes de 1RM.
Os voluntários foram divididos em dois grupos (A e B) de 10 indivíduos cada, onde primeiramente o grupo A, fez o teste de 1 RM para o exercício Leg press e 48 horas depois o re-teste. O grupo B, fez o teste de 1RM para o exercício cadeira extensora e 48 horas depois o re-teste. E após 48 horas foram realizado novamente os testes de 1RM para os grupos A e B, onde desta vez o grupo A fez o exercício de cadeira extensora e o grupo B o exercício Leg press, respeitando o intervalo de 48 horas entre o teste e o re-teste.
Protocolo do teste de 1 RM: Com objetivo de reduzir a margem de erro no teste de 1-RM foram adotados os seguintes procedimentos (SIMÃO; GIACOMINI; DORNELLES; MARRAMOM; VIVEIROS, 2003): a) instruções padronizadas foram oferecidas antes do teste, de modo que o avaliado ficasse ciente da rotina que envolvia o teste de 1-RM, b) o avaliado foi instruído sobre a técnica de execução do exercício, c) o avaliador estava atento quanto à posição adotada pelo praticante na hora do teste, d) os pesos utilizados no estudo foram previamente medidos através de uma balança de precisão (Filizola, digital, Brasil).
O peso inicial do teste de 1-RM era estimado de acordo com a carga de trabalha habitual das sessões de treinamento, o intervalo fixado entre as tentativas foi de 5 minutos, sendo permitida no máximo 3 tentativas. Quando o avaliado não conseguisse mais realizar o movimento completo da forma correta, o teste foi interrompido e a carga foi validada como a carga máxima, desde que o número de repetições completas não fosse foi superior a uma.
Avaliação antropométrica: Primeiramente foi realizada a medida de massa corporal (Balança Filizola, Brasil), seguida da medida de estatura (estadiômetro Sanny), as medidas de circunferência (trena Sanny) e as medidas de dobras cutâneas (Compasso científico Sanny), onde utilizou-se os padrões de Jackson (1980).
Para o cálculo da área total (AT), utilizou-se a medida de circunferência da coxa (equação 1). E para o cálculo da área muscular (AM), utilizaram-se das medidas de circunferência e dobra cutânea da coxa (equação 2).
AT=C^2/(4×π) (Equação 1) AM = ([C-(DC×π) ]×2)/(4×π) (Equação 2)
No cálculo do perímetro muscular, também foram utilizadas as medidas de circunferência e medida de dobra cutânea da coxa (equação 3). E para o cálculo da área de gordura foram utilizadas as medidas da área total e da aérea muscular (equação 4).
PM=C-(DC×π) (Equação-3) AG=AT –AM (Equação 4)
Tratamento estatístico: O modelo foi desenvolvido por regressão linear múltipla, através da minimização do erro quadrático (método forward stepwise), utilizando-se como variáveis independentes: Circunferência da coxa (CICX), dobra cutânea da coxa (DCCX), perímetro muscular da coxa (PECX), área muscular da coxa (AMCX), área total da coxa (ATCX) e área de gordura da coxa (AGCX), massa corporal (MC), Estatura (ES) e Idade (ID). Para testar a normalidade da distribuição dos dados, utilizaram-se as medidas de distribuição, assimetria (a3) e curtose (a4), as quais foram estimadas com o objetivo de identificar se as variáveis estudadas aproximam-se da distribuição normal.
Como critério de corte para as variáveis independentes, adotou-se uma variação no r2 menor que 0,01, bem como no seu valor-p. A confiabilidade foi determinada através do erro padrão de estimativa (SEE) (32 edil). Em todos os testes adotou-se um nível de significância de α = 0,05. Todos os sinais foram processados com o aplicativo Matlab v. 6.2 (Mathworks, EUA), e a análise estatística, realizada no aplicativo Statistica, release 6.0 (STATSOFT, EUA).

RESULTADOS

Não foi registrado nenhum tipo de problema durante e após a realização dos testes, de forma que todos os voluntários chegaram a carga máxima nos testes de 1RM nos exercícios Leg press e cadeira extensora. Na tabela 1, são apresentadas as características físicas e antropométricas dos voluntários.

Na tabela 2, podemos observar as cargas dos testes e re-teste de 1Rm para os exercícios Leg press e cadeira extensora dos voluntários. Embora a carga obtida no teste de familiarização tenha sido em menor que a do re-teste, não foi observada uma diferença significativa entre eles, adotando-se a segunda medida (re-teste) como referência para a variável independente para a predição da carga de 1RM.


A tabela 3, apresenta os modelos matemáticos para predição de 1 RM nos exercícios leg press e cadeira extensora, os coeficientes de determinação, o erro padrão de estimativa e o nível de significância. O modelo de predição para o exercício cadeira extensora tem um erro de estimativa de 9,2 % (8,89 kg, p = 0,0002) e o modelo para estimativa de 1RM no exercício leg press tem um erro de estimativa de 17,3% (20,96 kg, p = 0,0002)

Tabela 3: modelo matemático de predição de 1 RM nos exercícios cadeira extensora e leg press, coeficiente de determinação, erro padrão de estimativa e nível de significância.
Modelo matemático R2 SEE Valor-p

A Figura 1 e 3 apresentam a força prevista em função da observada, junto à reta de regressão (linha contínua) e 95% do intervalo de confiança de estimativa para valor-p menor 0,0002 (linha tracejada). Nos pontos observados fora dos 95% do intervalo de confiança, registrou-se para todos os casos, baixos erros padrão de estimativa, reforçando confiabilidade do modelo proposto.

Observa-se na Figura 2 e 4 os resíduos em função dos valores observados da força, o erro médio (linha contínua), e 95% do limite de concordância (linha tracejada).

Figura 3- Valores da força prevista versus observada, junto a reta de regressão (linha continua) e 95% do intervalo de confiança (linha tracejada). Figura 4 - Valores da força observada versus x resíduo, o erro médio (linha contínua) e as linhas tracejadas representam 95% do limite de concordância.

DISCUSSÃO

A base para a prescrição do treinamento de força se estabelece através da relação entre o percentual de 1RM e o número de repetições (MARTEKO; NEVES; SANTOS, 2007). A dificuldade operacional do teste de 1RM, associado ao risco de lesões (FAIGENBAUM; MILLIKEN; WESTCOTT, 2003) e desconforto muscular (KURAMOTO; PAYNE, 1995) vem sendo foco de estudo para o desenvolvimento de métodos mais simples sem risco de lesões (FAIGENBAUM; MILLIKEN; WESTCOTT, 2003; KURAMOTO; PAYNE, 1995). Na literatura existem trabalhos envolvendo estimativa de 1RM, embora sejam poucos aqueles que usam as medidas antropométricas como variáveis para a predição da carga de 1RM e é neste contexto que se insere a proposta do presente estudo, onde procuramos desenvolver um modelo matemático para predizer a carga de 1RM nos exercícios leg press e cadeira extensora com base apenas nas variáveis antropométricas.
O teste de familiarização não apresentou diferença significativa sobre o re-teste, o que contradiz com o estudo de (PLOUTZ-SHYDER; GIAMIS, 2001), acreditamos que esta diferença entre experimentos ocorreu devido ao grande tempo de experiência no treinamento de força dos voluntários do presente estudo.
Em um estudo realizado para predição da força de 1RM no exercício leg press, a partir das variáveis antropométricas realizados em mulheres foi observado um modelo com coeficiente de explicação de 67% e SEE = 20,2 Kg (MAYHEW; PIPER; WARE, 1993). No presente estudo foi observado um coeficiente de explicação de 75% e um SEE = 20,9 para o exercício leg press. Considerando que os experimentos foram realizados em voluntários de sexos distintos, não observamos grande alteração do SEE, o que nos permite afirmar que o sexo não teve não teve influência no desenvolvimento do modelo. Mostrando adequada consistência das variáveis antropométricas para predição da força no exercício leg press (HAYES; QUINN, 2009).
Cabe ressaltar que o presente estudo abordar o desenvolvimento de modelos matemáticos para predição de 1RM para dois exercícios distintos (leg press e cadeira extensora), onde não observamos em nossa revisão experimentos que utilizaram-se do exercício cadeira extensora, porém observamos que para este exercício obtivemos uma baixa capacidade preditiva do modelo, com um coeficiente de explicação de 53%, mas com um baixo erro de estimativa (SEE = 8,89 Kg), que pode ter sido em função do equipamento utilizado.
Concluímos com base nos resultados aqui encontrados que é possível desenvolver modelos matemáticos para predição da carga de 1RM a partir das variáveis antropométricas, expressando em uma confiabilidade adequada. E que os modelos aqui desenvolvidos podem ser usados como ferramentas em potencial para a predição da carga de 1RM nos exercícios leg press e cadeira extensora.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

BISHOP, D. Warm up I: Potential mechanisms and the effects of passive warm up on exercise performance. Sport Med. 2003; 33(6):439-54.

FAIGENBAUM, A.D; MILLKEN, I.A; WESTCOTT, W.L. Maximal strength testing in healthy children. J Strength Cond. Res. 2003; 17: 168-72.

HAYES, P.R; QUINN, M.D. A mathematical model for quantifying training. Eur. J. Appl. Physiol. 2009; 106:839-47.

HOPKINS, L; COCHRANE, J; MAYHEW, J.I. Prediction of arm and leg strength from the 7-10 rm before and after training on nautilus machine weigths. IAHPERD J.1999; 33:40-1.

MACHADO, A F; SANTOS, E.L; DANTAS, E. H. M; FERNANDES FILHO, J. Desenvolvimento e validação de um modelo matemático para predição do VO2 máximo baseado na freqüência cardíaca. http://www.efdeportes.com, ano 13, n 123, 2008.

MARTERKO, W; NEVES, C. E. B; SANTOS, E. L. Modelo de predição de uma repetição máxima (1RM) baseado nas características antropométricas de homens e mulheres. Revista Bras Med Esporte, 2007; 13:27-32.

MAYHEW, J.L; PIPER,F.C; WARE, J.S. Anthropometric correlates with strength performance among resistance trained athletes. J. Sports Med Phys Fitness. 1993; 33: 159-65.

PLOUTZ-SNYDER, L.L; GIAMIS, E.L. Orientation and familiarization to 1RM strength testing inold and young women. J. Strength Cond. Res. 2001; 15:519-23.

KNUTZEN, K.M; BRILLA, L.R; CAINE,D. Validity of 1RM prediction equation for older adults. J Stength Cond. Res, 1999; 13:242-6.

KURAMOTO, A.K; PAYNE, V.G. Predicting muscular strength in women: a preliminary study. Res. Q. Exerc. Sport. 1995; 66:168-72.

SIMÃO, R; GIACOMINI, M.B; DORNELLES, Y,S; MARRAMOM, M.G.F; VIVEIROS,L. Influência da flexibilidade no teste de 1RM. Revista Bras. Fisio Exerc.. 2003; 2:134-40.

Células Satélites: Definições e Importância.

Por: Hugo R. Garcia Quinteiro

A musculatura esquelética de mamíferos adultos possui grande capacidade de adaptação a demandas fisiológicas, como no crescimento, no treinamento e no trauma. Sendo as fibras musculares esqueléticas adultas caracteristicamente bem diferenciadas, esse elevado potencial adaptativo é atribuído a uma população de células residentes no músculo esquelético adulto denominadas células satélites (CS).

Entre a membrana basal e a membrana plasmática existem as CS, que desempenham uma importante função no crescimento celular regenerativo e na recuperação após uma lesão.

As CS fazem parte de uma população de células com grande atividade mitogênica que contribuem para o crescimento muscular pós-natal, o reparo de fibras musculares danificadas e a manutenção do músculo esquelético adulto. Foram assim denominadas por sua localização anatômica na periferia de fibras musculares multinucleadas maduras. São células indiferenciadas e mononucleadas, cuja membrana basal está em continuidade com a membrana basal da fibra muscular. Enquanto o tecido muscular esquelético mantém-se livre de agressões, as CS permanecem em estado de quiescência (repouso). Entretanto, em resposta a estímulos como crescimento, remodelação ou trauma, as CS são ativadas, proliferam-se e expressam marcadores da linhagem miogênica. Neste estado, também são denominadas mioblastos. Essas células se fundem a fibras musculares já existentes ou se fundem a CS vizinhas para gerar novas fibras musculares. Há evidências de que as CS constituem uma população bastante heterogênea, visto que algumas podem sofrer diferenciação imediata, sem divisão prévia, enquanto outras primeiramente proliferam, gerando uma célula filha para diferenciação e outra para futura proliferação. Recente estudo demonstrou que apenas 50% das CS que proliferam entram em fase final de diferenciação, expressando a proteína miosina do desenvolvimento.

Morfologicamente, as CS quiescentes diferem das ativadas por apresentarem alta relação núcleo/citoplasma, com poucas organelas, núcleo menor quando comparado com os núcleos adjacentes da fibra muscular e aumento da heterocromatina nuclear comparada à do mionúcleo. Quando ativadas, ocorre redução da heterocromatina, aumento na relação citoplasma/núcleo e aumento no número de organelas intracelulares. Em estudos com cultura de células, observou-se que as CS humanas movimentam-se e apresentam uma taxa constante de migração_.

Respostas funcionais a estímulos fisiológicos

Hipertrofia muscular - exercícios de resistência induzem hipertrofia muscular por meio da ativação e da proliferação de CS, com posterior quimiotaxia e fusão das CS às fibrasmusculares pré-existentes. Exercícios de estiramento também podem levar à hipertrofia muscular, com conseqüente

aumento do número de CS, aumento da área seccional da fibra e do número de mionúcleos. Recentes investigações sugerem que exercícios freqüentes podem aumentar o número de fibras musculares (hiperplasia), embora seu efeito na área seccional da fibra muscular seja pequeno. As CS parecem estar

envolvidas neste fenômeno. A testosterona conduz à hipertrofia muscular, alterando o número de mionúcleos, o número de CS e a massa adiposa. Uma possível explicação para a hipertrofia muscular seria o efeito estimulante da testosterona sobre as células tronco da linhagem miogênica, inibindo a diferenciação da linhagem adipogênica. Em homens que receberam suplementação de testosterona, observou-se hipertrofia muscular associada a aumento de CS e aumento proporcional do número de mionúcleos com mudanças em sua ultraestrutura.

O uso de fármacos derivados da testosterona induzem a um aumento da atividade das CS o que faz com que o a reparação do tecido muscular aconteça mais rapidamente, gerando uma maior hipertrofia muscular, seno esse um dos motivos pelo uso indiscrimidado destes produtos por pessoas que buscam aumento de massa muscular.

Vale a pena lembrar que o uso destas substâncias causam efeitos colaterais e, alguns desses efeitos são irreversíveis e potencialmente letais.

Hiperplasia muscular - a hiperplasia muscular foi observada em modelos experimentais de levantamento de peso em ratos, em que foram evidentes a regeneração das fibras musculares e a formação de novas miofibras (hiperplasia) no espaço intersticial. O surgimento de novas fibras musculares pode ocorrer a partir de células que expressam o antígeno CD 34, distintamente das CS_.

Atrofia muscular - a atrofia muscular conduz à diminuição do número de mionúcleos, podendo ser secundária a desnervação, nutrição deficiente ou imobilização do músculo.

Em um modelo com ratos pré-púberes, a imobilização de um músculo levou à diminuição do número e da capacidade proliferativa das CS, alterando irreversivelmente a remodelação muscular, fato que não ocorreu em animais adultos, nos quais as CS proliferaram e repopularam o músculo atrófico. Quando sofrem desnervação, as CS aumentam em número na fase aguda, para, depois, numa fase crônica, ocorrer um decréscimo significativo das mesmas. As CS presentes em músculo desnervado expressam Myfs e muito fracamente miogenina e

MRF4, indicando seu estado quiescente_.

Envelhecimento - a eficiência das CS em proliferar e se diferenciar é dependente da idade do indivíduo. Quanto maior a idade, menor a capacidade de proliferação e de diferenciação das CS.

Distribuição das CS - Em relação à fibra muscular, há aumento na densidade de CS em associação à proximidade de capilares, número de mionúcleos e de junções mioneurais. As fibras oxidativas, caracterizadas pelo aumento na densidade de motoneurônios e capilares em relação às fibras glicolíticas, demonstram um conteúdo de CS cinco a seis vezes maior_.

As fibras musculares rápidas contêm um menor número de CS em comparação às fibras musculares lentas, produzindo também menos mioblastos. As CS provenientes de fibras lentas proliferam-se, fundem-se e amadurecem mais rápido, e podem ter papéis diferentes na formação e diferenciação de fibras rápidas e lentas_.

Isso talvez aconteça devido ao fato da ordem de recrutamento das fibras, ou seja, primeiro recrutam-se as fibras oxidativas (lentas) e só depois as fibras glicolíticas (rápidas) e, com isso, a necessidade de reparação das fibras oxidativas seja maior que as glicolíticas.

Portanto, conhecer o funcionamento e as variáveis que envolvem a ativação das CS são de fundamental importância para planejar o treinamento de acordo com o objetivo de seu aluno.

Referências:

FOSCHINI, Rosália Maria Simões Antunes; RAMALHO, Fernando Silva; BICAS, Harley E. A.. Células satélites musculares. Arq. Bras. Oftalmol., São Paulo, v. 67, n. 4, ago. 2004 .

McARDLE, W.D.; KATCH, F.I.; KATCH, V.L. Fisiologia do exercício: energia, nutrição e desempenho humano. 5º ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2003.

TAVARES, F.A.G., et AL. Atuação dos esteróides anabolizantes na regeneração músculo-esquelética. Arq Ciênc Saúde, Cascavel, Paraná v.15, p. 145- 149. 2008.