ESTIMULAÇÃO TRANSCRANIANA POR CORRENTE CONTÍNUA E A FLUTUAÇÃO DE FORÇA EM IDOSAS DURANTE EXERCÍCIO ISOMÉTRICO

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1 84 GERTRUDES NUNES DE MELO ESTIMULAÇÃO TRANSCRANIANA POR CORRENTE CONTÍNUA E A FLUTUAÇÃO DE FORÇA EM IDOSAS DURANTE EXERCÍCIO ISOMÉTRICO NATAL 2013

2 85 GERTRUDES NUNES DE MELO ESTIMULAÇÃO TRANSCRANIANA POR CORRENTE CONTÍNUA E A FLUTUAÇÃO DE FORÇA EM IDOSAS DURANTE EXERCÍCIO ISOMÉTRICO Dissertação de Mestrado defendida como pré-requisito para a obtenção do título de Mestre em Educação Física, Departamento de Educação Física, Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Orientador: Prof. Dr. Alexandre Hideki Okano

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4 86 Gertrudes Nunes de Melo ESTIMULAÇÃO TRANSCRANIANA POR CORRENTE CONTÍNUA E A FLUTUAÇÃO DE FORÇA EM IDOSAS DURANTE EXERCÍCIO ISOMÉTRICO Comissão Examinadora: Prof. Dr. Alexandre Hideki Okano (Orientador) Prof. Dr. Eduardo Bordnariuc Fontes Prof. Dr. Hassan Mohamed Elsangedy Universidade Federal do Rio Grande do Norte Departamento de Educação Física Natal 2013

5 87 Dedicatória À minha amada Vovó Tudinha (In Memorian). Cada segundo de amor valeu uma vida... h que saudade que tenho da aurora da minha vida... Que amor, que sonhos, que flores... (Casimiro de Abreu)

6 88 Agradecimentos À Deus pela divina bondade, por me proporcionar momentos de grandes aprendizados em todos os passos dados nesta trajetória. Enfim, por me fazer acreditar que o amor é o bem maior. Agradeço aos meus pais, Maria Amelia Nunes de Melo e Francisco Aguiar de Melo pela mediação da vida e pelo constante apoio durante a minha caminhada. Sem vocês nada faria sentido. Aos meus irmãos Helena Melo e Aguiar Júnior, pelo amor que transcende qualquer conflito, pelo crescimento mútuo e, sobretudo, por serem parte de mim também. Às minhas avós queridas Gertrudes Aguiar de Melo (In memorian) e Manoela Nunes de Melo, pelo exemplo de amor infinito. À toda minha família, fonte de amor seguro, pela sustentação em todos os momentos do percurso. Às voluntárias da pesquisa pela oportunidade de realização do estudo, paciência, seriedade e dedicação durante as fases da coleta, contribuindo de modo imensurável para a concretização deste estudo. À Universidade Federal do Rio Grande do Norte, por disponibilizar os recursos necessários à consolidação dessa proposta. Ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Alagoas Campus Piranhas, pelo apoio e compreensão durante todas as etapas do processo. Em especial, agradeço ao Prof. Dr. Alexandre Hideki Okano pela orientação ao longo do caminho. Acima de tudo, por me ensinar, não somente no âmbito da universidade, mas também nos momentos mais inusitados nos quais tivemos a oportunidade de conviver. Agradeço ainda pelo fato de hoje saber um pouco mais do que ontem e um tanto menos que amanhã, almejando sempre o crescimento intelectual. Ao Prof. Dr. Cheng Hsin Nery Chao pela solicitude e apoio dado a realização dessa pesquisa. Ao Prof. Dr. Francisco Salviano Sales Nobre por quem expresso minha admiração e profunda gratidão não apenas por me incentivar quanto

7 89 aos aspectos acadêmicos, mas por ser o grande responsável pelo meu despertar no que se refere à pesquisa e crescimento intelectual. Aos Professores Teresinha Petrúcia da Nóbrega, José Pereira de Melo, Isabel Brandão, Rose Marie, Jonatas Barros, Jamilson Brasileiro e John Fontenele que muito colaboraram nessa surpreendente fase da minha vida acadêmica. Aos professores Eduardo Bordnariuc Fontes, Hassan Mohamed Elsangedy pela disponibilidade em participar da banca de avaliação deste trabalho. A todos os colegas do Grupo de Estudo e Pesquisa em Biologia Integrativa do Exercício (GEPEBIEX) da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, que contribuíram e têm contribuído para minha formação, em especial a Thiago Farias pela sua amizade em todos os momentos. À todos os colegas da Base de Pesquisa Atividade Física e Saúde (AFISA), em especial ao professor Paulo Dantas, José Carlos Gomes e Tatiane Lima pelo apoio e surpreendente carinho que juntos semeamos. Aos servidores do Departamento de Educação Física, especialmente, a Raphael, secretário do Programa de Pós Graduação em Educação Física por todo o auxílio e pelas orientações no decorrer do processo que foram fundamentais para o desenvolvimento da dissertação. Aos sempre amigos!!! E que bom é compreender o verdadeiro valor da amizade, pois sem vocês nada disso seria real. À Samara Santos, Amaísa Amorim, Anne Emmanuelle, Gillena Sampaio, Glauber Nobre, Felipe Bandeira, Nathalia Duarte, Ludmilla Lacerda, Isabela Rocha, Suziany Rangel, Débora Lima e aos outros tantos amigos com os quais a vida me presenteou. À minha nova grande amiga: Lorenna Marielle (Loló) pelos sorrisos, carinho e amizade. Aos meus irmãos do coração: André Fonteles (Dedé), Hassan Mohamed (do casaquinho camuflado), Leônidas Oliveira (Pitt), Luiz Fernando (Irmão Luiz) e Radamés Medeiros (Radá da galera) por terem construído junto comigo essa tão sincera amizade, pelos vários momentos de sorrisos, pela mão amiga no momento de angústia, pela cumplicidade de sempre, pelo amor de amigo-irmão que juntos semeamos e seguiremos cultivando. Em pessoas como vocês é que encontro o sentido da amizade. Meus sinceros agradecimentos!!!

8 90 À minha grande amiga-irmã do coração Sonally Siqueira, pelas palavras de carinho e incentivo que me fizeram seguir nas horas difíceis e, mais ainda, que me fizeram sorrir em todas as manhãs com a musicalidade espontânea que lhe é original. Que seja eterno enquanto dure esse carinho que a cada dia me surpreende. Enfim, a todos que direta ou indiretamente contribuíram para a realização deste trabalho, meus sinceros agradecimentos.

9 91 Não sabendo que era impossível, foi lá e fez. Jean Cocteau

10 92 RESUMO MELO, G.N. Estimulação Transcraniana por Corrente Contínua e a flutuação de força em idosas durante exercício isométrico. Dissertação de Mestrado - Departamento de Educação Física, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal RN, A flutuação de força tem sido cada vez mais utilizada em estudos com idosos como um bom preditor de desempenho e funcionalidade da motricidade. No entanto, a maioria analisa a flutuação de força em sessão única. Assim, identificar a quantidade de sessões mínimas necessárias para a familiarização ao teste de flutuação de força em exercício isométrico tornar-se pertinente. Além disso, investigar os efeitos da aplicação da Estimulação Transcraniana por Corrente Contínua (ETCC) associada à prática regular de exercício sobre os índices de flutuação de força é tarefa de extrema relevância. No experimento I, voluntárias foram submetidas a um protocolo de familiarização marcado por uma sessão para estabelecer os parâmetros de CVM e oito sessões com intensidade de 30%CVM em exercício. Observou-se que duas sessões de familiarização são necessárias para que haja uma estabilização da flutuação de força. No experimento II, voluntárias realizaram uma contração isométrica antes e após a aplicação de ETCC (catódica, anódica e sham) aplicada ao M1. ETCC anódica contribuiu efetivamente para a redução da flutuação de força em idosos durante exercício isométrico, enquanto que a catódica provocou o aumento dos índices de flutuação de força. Concluiu-se que há a necessidade de aplicação de um protocolo de familiarização com pelo menos duas sessões para que sejam evitados equívocos de mensurações em testes de avaliação da flutuação de força. Além de que a ETCC interferiu no comportamento das oscilações de força, com catódica promovendo aumento da flutuação de força e a anódica contribuiu para uma maior estabilidade, demonstrando o potencial dessa técnica de neuromodulação associada ao exercício como ferramentas de reabilitação. Palavras- chave: processo de familiarização, estimulação transcraniana por corrente contínua, neuromodulação, flutuação de força, idosos.

11 93 ABSTRACT MELO, G.N. Stimulation Transcranial Direct Current and the fluctuation of force during isometric exercise in older women. Master Thesis - Department of Physical Education, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal - RN, The fluctuacion force has been increasingly used in studies with elderly as a good predictor of performance and functionality of the motor. However, most analyzes the fluctuation of force in one session. Thus, identifying the minimum amount of sessions needed for familiarization with the fluctuation strength in isometric exercise become relevant. Furthermore, to investigate the effects of applying transcranial direct current stimulation (tdcs) associated with regular exercise on rates fluctuation task force is extremely important. In the first experiment, volunteers were subjected to a protocol marked by a familiarization session to establish the parameters of VCM and eight sessions with intensity of 30% MVC in office. It was observed that two familiarization sessions are required so there is a fluctuation stabilizing force. In experiment II, subjects performed an isometric contraction before and after applying tdcs (cathode, anode and sham) applied to M1. ETCC anodic effectively contributed to reducing the fluctuation of force during isometric exercise in the elderly, while the cathodic caused the increased levels of strength fluctuation. It was concluded that there is a need to implement a familiarization protocol with at least two sessions to avoid possible misunderstandings of measurements in tests of fluctuacion force. Besides that tdcs interfered with the behavior of the oscillations of force, with cathodic promoting increased fluctuation strength and anodic contributed to greater stability, demonstrating the potential of this technique neuromodulation associated with exercise as rehabilitation tools. Keywords: familiarization process, transcranial direct current stimulation, neuromodulation, fluctuation strength, elderly.

12 94 LISTA DE ABREVIATURAS AFISA Base de Pesquisa em Atividade Física e Saúde ANOVA Análise de Variância CNS Conselho Nacional de Saúde CV Coeficiente de Variação CVM Contração Voluntária Máxima DP Desvio Padrão EEG - Eletroencefalograma EMG - Eletromiografia ETCC Estimulação Transcraniana pro Corrente Contínua FC Frequência Cardíaca FPM Força de Preensão Manual FSD Flexor Superficial dos Dedos FUC Flexor Ulnar do Carpo GEPEBIEX Grupo de Estudo e Pesquisa em Biologia Integrativa do Exercício M1 Córtex Motor Primário OMS Organização Mundial de Saúde PA Pressão Arterial PAD Pressão Arterial Diastólica PAR-Q - Physical Activity Readiness Questionnarie PAS Pressão Arterial Sistólica RMS - Root Mean Square SNC Sistema Nervoso Central SNP Sistema Nervoso Periférico

13 95 SPSS - Package for the Social Sciences EMT Estimulação Magnética Transcraniana VFC Variabilidade da Frequência Cardíaca

14 96 LISTA DE FIGURAS Figura 01: Estruturas básicas do Sistema Nervoso Central Figura 02: Ilustrações das estruturas responsáveis pela regulação da rede de comunicação neural, Gliócitos e Neurônios. Figura 03: Representação do diagrama de blocos ilustrando o funcionamento do sistema motor. Figura 04: Etapas fisiológicas e moleculares do mecanismo de contração muscular. Figura 05: Modelo clássico de organização dos sistemas motores. Figura 06: Ilustrações da Pirâmide Etária Absoluta e estimativa do número de indivíduos com idade igual ou superior a 60 anos, homens e mulheres, entre os anos de 1980 e Figura 07: Estimativa da massa muscular e força durante o processo de envelhecimento. Figura 08: Representação gráfica comparativa de Desvio Padrão de força entre jovens e idosos. Figura 09: Demonstração da redução das oscilações de força e declínio da variabilidade motora. Figura 10: Equipamento portátil de ETCC e circuito elétrico do instrumento. Figura 11: Duração dos efeitos da ETCC pós manipulação da carga elétrica. Figura 12: Eletromiógrafo de Superfície e Biofeedback Miotool 400, Miograph Figura 13: Músculos Flexor Superficial dos Dedos e Flexor Ulnar do Carpo. Figura 14: Colocação dos eletrodos nos músculos Flexor Superficial dos Dedos e Flexor Ulnar do Carpo. Figura 15: Dinamômetro manual adaptado com a célula de carga. Figura 16: Comportamento do desvio padrão durante exercício isométrico realizado em 8 sessões constituintes do processo de familiarização.

15 97 Figura 17: Comportamento do Coeficiente de Variação de força antes e após intervenção com ETCC de corrente anódica. Figura 18: Comportamento do Coeficiente de Variação de força antes e após intervenção com ETCC de corrente catódica. Figura 19: Comportamento do Coeficiente de Variação de força antes e após intervenção com ETCC placebo (Sham).

16 98 SUMÁRIO LISTA DE ABREVIATURAS... LISTA DE FIGURAS... 1 INTRODUÇÃO REVISÃO DE LITERATURA Estrutura e Funcionamento do Sistema Nervoso O Controle do Movimento Os músculos, os motoneurônios e a medula espinal Bases Neurais para o Movimento Humano: O alto comando motor Processo de Envelhecimento e Preensão Manual Flutuação de Força em Idosos Estimulação Transcraniana por Corrente Contínua (ETCC) EXPERIMENTOS EXPERIMENTO I: Influência do processo de familiarização sobre a flutuação de força em idosos EXPERIMENTO II: Efeitos da Estimulação Transcraniana por Corrente Contínua sobre a estabilidade de força em idosas durante exercício isométrico CONCLUSÃO REFERÊNCIAS ANEXOS APÊNDICES... 82

17 17 1 INTRODUÇÃO É bastante improvável que possamos conseguir dissociar a presença de vida ao movimento. Compreendendo a evidência de que, desde a fase embrionária do desenvolvimento, o movimento dos batimentos cardíacos já se constitui a primeira manifestação dessa ação, torna-se incontestável relatar a importância atribuída ao movimento humano (1). Contudo, padrões espaciais e temporais de contração muscular governados por circuitos neurais acabam por gerar o ato motor. Assim, pensando nos avanços da neurociência, faz-se imprescindível o entendimento desses circuitos para uma melhor compreensão do comportamento neurológico. Embora todo ato motor seja oriundo da regulação neuronal, é válido ressaltar as ocorrências inerentes ao processo de envelhecimento que acabam por acarretar alterações fisiológicas, promovendo gradual redução nos atributos funcionais do indivíduo. Adicionalmente, estudos corroboram com o pressuposto incluindo a função motora como um marcador do declínio da força e massa muscular. Essa redução é evidenciada nas alterações pontuais sobre o sistema musculoesquelético, vascular e nervoso, atingindo especificamente a coordenação muscular, destreza manual, aspectos sensoriais e degeneração do SNC (2-4). Essas mudanças estruturais e funcionais interferem diretamente na relação das pessoas com o ambiente, fazendo com que indivíduos idosos que apresentam deterioração dos mecanismos fisiológicos respondam mais lentamente e de modo menos eficaz às alterações ambientais. Além disso, os fatores resultantes dessas adaptações orgânicas ao envelhecimento podem influenciar a estabilidade muscular do indivíduo, ampliando a probabilidade de lesões acidentais. O declínio na magnitude das respostas reflexas e reações rápidas, maior variabilidade na cinemática de movimentos simples, aumento da instabilidade e diminuição do controle postural, hesitação na execução de movimentos com meta dirigida e alteração nas capacidades manipulativas surgem também como decorrentes do processo de senescência e a eles são atribuídos diversos prejuízos funcionais na vida dos idosos (5-7).

18 18 Considerando a impossibilidade de executar uma ação muscular de modo constante, a variabilidade na descarga motora impele expressiva significância funcional no aumento da flutuação de força. Implicando em prejuízos relacionados à capacidade do indivíduo em exercer uma trajetória constante ou mover um membro com precisão a um alvo desejado. Esse tipo de movimento é constantemente requerido para a execução de tarefas como agarrar, alcançar, manipular e transportar objetos. Sendo, portanto, extremamente essencial para a realização de atividades da vida diária. Alternativamente, a associação da prática regular de atividade física à técnicas promissoras de neuromodulação surgem como estratégias no sentido de buscar manutenção e melhoria do estado de saúde física e psíquica em qualquer idade. Promovendo efeitos benéficos na prevenção e retardo dos efeitos deletérios resultantes do envelhecimento (6). Assim, a neuromodulação da função cerebral com uso de técnicas experimentais não-invasivas, indolor e de fácil aplicação vêm recebendo ampla atenção de pesquisadores. Especificamente, a Estimulação Transcraniana por Corrente Contínua (ETCC). Trata-se de uma técnica onde o estímulo de corrente anódica promove aumento da excitabilidade cortical enquanto que o estímulo de corrente catódica apresenta efeito oposto (8-10). Com isso, acredita-se que essa técnica modula a excitabildiade cortical bem como interfere no desempenho de diferentes funções (9-14). Dessa forma, acredita-se que a ETCC representa uma ferramenta consistente para a realização de pesquisas envolvendo a redução dos efeitos deletérios provenientes do processo de envelhecimento que atingem a função motora. Além disso, nenhuma pesquisa buscou investigar o número mínimo de sessões de familiarização para a estabilização da flutuação de força em idosos, bem como os possíveis efeitos da Estimulação Transcraniana por Corrente Contínua sobre a flutuação de força. Neste contexto, o presente estudo preconiza fornecer subsídios para que essas questões sejam mais amplamente estudadas.

19 19 2 REVISÃO DE LITERATURA 2.1 ESTRUTURA E FUNCIONAMENTO DO SISTEMA NERVOSO O ato motor, seja ele de natureza voluntária ou involuntária, é produzido a partir de padrões espaciais e temporais de contrações musculares geridas por circuitos neurais. Contudo, compreender o funcionamento desses circuitos é de fundamental importância para o entendimento do comportamento neurológico. Assim, a proposição assumida aqui é que, sendo o Sistema Nervoso um esquema integrativo por excelência, este funciona inteiramente como uma cooperação unificada de todos os elementos celulares constituintes de sua estrutura, tanto do Sistema Nervoso Central como do Sistema Nervoso Periférico (SNP). Juntos, essas estruturas e elementos se orientam na constituição de uma ampla rede morfológica e funcional de complexidade peculiar (15). Com isso, essa extrema variedade morfofuncional possa ser, talvez, a sua característica mais marcante. É interessante destacar que esses componentes recebem comandos oriundos de áreas específicas do cérebro, bem como desempenham distintos papéis, orquestrando as estruturas cerebrais e organizando suas atividades, a partir dessas diferenças. Dessa forma, o sistema nervoso encontra-se envolvido em praticamente todos os aspectos relacionados a manutenção, regulação e comportamento do organismo (16). Estruturas básicas como a medula espinal, o tronco cerebral, cerebelo e hemisférios cerebrais constituem o SNC (Figura 01). A medula é a estrutura diretamente responsável pelos movimentos voluntários e reflexos, fazendo conexão entre o encéfalo e o corpo; o tronco cerebral abriga circuitos menos refinados, porém que tem funcionalidade atribuída às funções básicas para sobrevivência, como recepção e distribuição de informações, manutenção da homeostase, batimentos cardíacos, controle das emoções, comportamento sexual e integração entre sistema nervoso e endócrino; o cerebelo concentra sua importância no controle do movimento, sendo responsável pelo equilíbrio postural e controle do tônus, bem como pela aprendizagem motora e, por fim, os hemisférios cerebrais, responsáveis pelo que se considera como self único,

20 20 ou seja, referente às capacidades complexas e discriminadoras de reconhecimento, ação, pensamento, bem como emoção e memória do indivíduo (16). Figura 01: Estruturas básicas do Sistema Nervoso Central De modo mais detalhado, a medula espinal trata-se de uma estrutura constituída por tecido neural segmentado por pares de nervos espinhais que emergem das laterais da medula e comunica-se com toda estrutura corporal. Na medula podem-se encontrar dois tipos de substância que se difere em percepção de cor, uma cinzenta (corpos celulares) e outra branca (axônios e revestimentos). Além de retransmitir as informações do corpo para o cérebro e vice-versa, a medula espinal ainda apresenta a capacidade de atuar de maneira independente. Dessa maneira, consegue executar a forma mais simplória de movimento, o reflexo espinal, que se trata do ato de converter a sensação em ação. De igual modo que contribui para a execução de movimentos simplórios, a medula espinal exerce também influência direta na realização de movimentos de maior complexidade, como o movimento de agarre realizado pelas mãos ao tentar segurar um determinado objeto (16). O referido autor propõe o tronco cerebral como estrutura constituída pelo metencéfalo e mesencéfalo, sendo diretamente responsável por abrigar os programas que dão suporte básico de sobrevivência. Trata-se do núcleo neural do organismo, atuando nas funções de respiração, ação de engolir, repulsar alimentos, urinar, etc. O tronco cerebral também contém redes de neurônios que conduzem suas projeções para o córtex cerebral e gânglios basais, afetando a excitabilidade geral.

21 21 Outra estrutura que demonstra extrema importância para a função motora adequada é o cerebelo e dispõe sua mais relevante contribuição cerebral no processo de aprendizagem motora. Já o hipotálamo representa a parte reguladora mais importante do cérebro, tornando-se indispensável para a sobrevivência do organismo. É de competência do hipotálamo regular funções vitais, como temperatura corpórea, ritmos circadianos, pressão sanguínea e nível de glicose. Para tanto, impele o organismo através de sensações de sede, fome, frio, etc (16). Aspectos relacionados à cognição, memória e emoção dependem diretamente dos hemisférios cerebrais, que constituem o prosencéfalo. O autor supracitado desvela ainda que cada hemisfério é composto por um tálamo, um hipocampo, uma amígdala, gânglios basais e um córtex cerebral. Juntas, estas partes recebem informações sensoriais, armazenam novos arquivos de memória, contribuem para a aprendizagem quanto a associação de fatos no mundo com respostas emocionais, executam atividades de planejamento e produção de movimentos e, por fim, nos confere a capacidade de reflexão antes da ação. Já o SNP é responsável por fazer a conexão entre o encéfalo e os demais órgãos do corpo, sendo constituído por neurônios e gânglios (Figura 02). Os primeiros mencionados são formadores de uma extensa rede de circuitos capazes de receber do ambiente, processar, armazenar e enviar de volta um amplo espectro de informações. Há ainda uma interessante propriedade que é comum a todos os tipos neuronais, que é a capacidade de gerar sinais elétricos que atuam como unidades de informação, fazendo com que praticamente todos os neurônios sejam excitáveis. Com isso, os neurônios produzem impulsos elétricos que contém e processam informações acerca do ambiente interno ou externo ao indivíduo. Os gliócitos, por sua vez, apresentam atuação especificamente direcionada à regulação dessa rede de comunicação, estabelecendo influência direta na transmissão das informações. Esse tipo de componente estrutural contempla uma menor variedade morfofuncional, porém, de importância em nada inferior. As referidas células participam da infra-estrutura do tecido nervoso, fornecendo suporte para a sustentação necessária aos neurônios, subsidiando nutrição sanguínea para as células nervosas, controlando as

22 22 concentrações químicas, armazenando glicogênio e ainda atuando junto aos mecanismos de cicatrização e defesa tecidual. De modo coadjuvante, garantem condições básicas para que os neurônios possam desempenhar suas atividades sinalizadoras de maneira eficiente. Assim, ambas as estruturas celulares nervosas, neurônios e gliócitos, atuam coordenadamente (15). Figura 02: Ilustrações das estruturas responsáveis pela regulação da rede de comunicação neural, Gliócitos e Neurônios. Como resultado desse complexo e dinâmico sistema de comunicação neuronal, tem-se o conjunto de funções neuropsicológicas de que os animais são capazes de executar. Portanto, a rede neuroglial de comunicação deve, então, ser vista como um sistema poderosíssimo que envolve uma grande amplitude de elementos conectados de modo peculiar a fim de que resulte em uma espécie diferenciada das demais espécies animais. A este sistema de informações neuronais são atribuídas funções específicas nos seres humanos que talvez sejam responsáveis pela capacidade do homem de dominar a natureza e construir civilizações (15). Dentro desse contexto, é necessário reconhecer que codificar uma mensagem neuronal e transformá-la em comportamentos e ações por meio do trabalho coletivo de um grande número de elementos individuais (os neurônios), é uma tarefa semelhante ao penoso ofício de uma orquestra

23 23 sinfônica, em que cada músico contribui para a elaboração de uma melodia mais complexa. Trata-se, portanto, da estratégia distribuída (17). 2.2 O CONTROLE DO MOVIMENTO A presença do ato motor na vida é um aspecto praticamente indissociável. Sendo assim, compreensível que a partir dos primeiros dias de vida o feto já manifeste sua existência a partir dos batimentos cardíacos. Sobretudo, é irrefragável a expressiva importância atribuída ao movimento humano. No homem, a motricidade então assumiu grande complexidade, uma vez que, dado como exemplo as mãos, se tornaram menos dependentes das necessidades posturais e podem ser utilizadas para manifestar uma ampla e distinta gama de finalidades. Entendendo ainda que os movimentos não dependem unicamente das estruturas musculares, é indispensável reforçar a ideia de que estes representam o resultado de complexos processos de programação, comando e controle neurológicos que envolve diferentes regiões cerebrais e terminam na contração das fibras musculares (15). Contudo, ao entender o ato motor como a capacidade de produzir a contração dos músculos de modo tal que a sua atividade orquestrada resulte em movimento biologicamente adequado ao contexto e pensando nas capacidades funcionais do sistema motor, intuitivamente trazemos à mente movimentos voluntários e involuntários. Onde os primeiros são aqueles realizados de modo compatível com o desejo do indivíduo e os últimos, são executados sem a atitude consciente por parte do indivíduo. Assim, movimentos voluntários e involuntários, apesar de bastante distintos, se confundem nos movimentos posturais e até mesmo em gestos motores mais delicados e precisos (15). Considerando o postulado até aqui, para que ocorra a execução do movimento, evidencia-se a necessidade do indivíduo em produzir ou mesmo ter arquivado uma estimativa de memória (uma predição) dos parâmetros exigidos para realizar o ato motor. Partindo desse pressuposto, acredita-se que os animais não somente reagem a eventos externos, mas são capazes de criar ativamente as suas interações com o ambiente. Essa assertiva implica na

24 24 existência de mecanismos de predição dos movimentos necessários à realização da tarefa almejada, chamados modelos internos do movimento (16). Modelos formulados recentemente consideram o sistema motor como uma alça sensoriomotora fechada onde comandos motores provocam contrações musculares, que por sua vez, em mecanismo de feedback, desencadeiam novo movimento. Essa estratégia de retroação é constituída pelas informações sensoriais oriundas tanto do próprio movimento como das alterações nas relações físicas entre as partes do sistema musculoesquelético e as informações geradas a partir do ambiente. Partindo desse pressuposto, estratégias de retroação sensorial passam a fornecer informações essenciais para a realização das correções do movimento. Esse processo acontece de forma sucessiva (16, 18). Embora essa estratégia favoreça providências corretivas para movimentos indesejados, o processo de envelhecimento acaba por acometer os indivíduos com significativo prejuízo no que se refere à sensação tátil, fazendo com que a ineficiência na modulação da força manual torne-se um fenômeno constante. Essa condição se estabelece basicamente em decorrência de alterações na pele provenientes do envelhecimento, onde a redução do teor de hidratação na camada mais externa da pela a torna mais ressecada, o que por sua vez, promove redução do atrito na interface objetodígitos. Esta condição indica que a superfície dos dedos apresenta aspecto mais escorregadio e favorece o aumento da força de preensão que é, de longe, a mais consistente alteração relacionada à idade (18). Haruno, Wolpert e Kawato (2001) após investigações, evidenciaram que durante o planejamento, controle e aprendizagem motora o sistema nervoso central, com sua extensa rede neural, simula os movimentos de modo a predizerem as consequências sensoriais de uma determinada ação motora, sendo chamados de modelos internos proativos ou antecipatórios. Logo, quando um comando motor é acionado ao sistema musculoesquelético, uma cópia dessa informação é gerada e enviada aos circuitos especializados que simulam modificações promovidas pelo movimento a ser executado sobre os sensores corporais e ambientais. Nesse contexto, questiona-se acerca da maneira com a qual o Sistema Nervoso consegue ativar as estruturas musculares permitindo a execução

25 25 desses movimentos de forma tão variada e complexa. Basicamente, são quatro os elementos que operam no sistema motor promovendo esse processamento de informações: os efetuadores, músculos responsáveis pela execução do movimento; ordenadores, medula espinhal, tronco encefálico, mesencéfalo e córtex cerebral que atuam na transmissão do comando para os músculos cumprirem a ação; controladores, cerebelo e núcleos de base, zelam pela execução correta do movimento e, por fim, planejadores, que são regiões peculiares do córtex cerebral que exercem funções específicas na elaboração das sequências adequadas de comandos para a produção de movimentos voluntários complexos (Figura 03). Na tentativa de tornar a compreensão mais facilitada, o diagrama de blocos apresentado abaixo descreve de forma mais delineada o funcionamento do sistema motor (15). Figura 03: Representação do diagrama de blocos ilustrando o funcionamento do sistema motor.

26 Os músculos, os motoneurônios e a medula espinal Toda forma de movimento resulta de alterações no estado muscular a partir do controle de uma estrutura efetora ou um grupo destas. Sendo, portanto, o músculo a estrutura efetora do ato motor, é relevante reconhecer sua constituição física, onde as fibras elásticas que o compõem permitem a edificação de um tecido capaz de alterar a conformação estrutural em comprimento e tensão da musculatura. Indubitavelmente, para que ocorra o movimento é necessário que haja uma interação primária entre sistema musculoesquelético e sistema nervoso através dos motoneurônios alfa. Essas unidades celulares nervosas localizamse na medula espinal, projetando-se diretamente para as fibras musculares. Assim, um potencial de ação é gerado no motoneurônio alfa provocando a liberação de um neurotransmissor chamado acetilcolina. Essa liberação então fornece base físico-química para que o sinal neural seja traduzido em ação mecânica (16, 19). Traduzindo mais detalhadamente, a ação da máquina molecular tem seu início com o comando neural gerado a partir da junção neuromuscular, aonde a fibra nervosa conduz potenciais de ação que despolarizam a membrana muscular. Posteriormente, é desencadeada a liberação do neurotransmissor acetilcolina que se une aos receptores colinérgicos promovendo excitação muscular a partir da abertura dos canais de Na + e K +, que são acionados possibilitando a condução do potencial pós-sináptico despolarizante. Segue então a excitação das regiões vizinhas e no caso do limiar ser atingido, o potencial de ação se expande para todo o sarcolema de modo a tornar o potencial de ação muscular completo (15). Um aspecto interessante é que na despolarização do sarcolema que atinge inclusive os túbulos T se tem início os mecanismos iônicos de contração muscular. Uma vez que são exatamente as membranas dos túbulos T que contém o Ca ++ a ser liberado no citosol, principiando os mecanismos moleculares da ação contrátil (15). Conforme as moléculas de cálcio são liberadas, estas alcançam as moléculas contráteis e contribuem para a alteração diante da conformação estrutural destas moléculas facilitando a formação das pontes cruzadas ou

27 27 transversas. Estas pontes são as responsáveis por fazer deslizar os filamentos de actina e miosina, aproximando as linhas Z, que por sua vez promovem o encurtamento do sarcômero e, portanto, a efetivação da contração da fibra muscular. Esse fenômeno é chamado despolarização do sarcolema (15). Finalmente, cessada a despolarização, fenômenos inversos acontecem provocando o relaxamento da fibra muscular. Com base nisso, a concentração de Ca ++ no interior do retículo sarcoplasmático é retomado e este é transportado de volta ao citosol (15). Na figura 04 são apresentadas, detalhadamente, as principais etapas fisiológicas e moleculares da contração muscular, partindo da chegada dos potenciais de ação nos terminais axônicos até o relaxamento da fibra muscular. Figura 04: Etapas fisiológicas e moleculares do mecanismo de contração muscular. Comando neural Potenciais de ação nos terminais axônicos Transmissão neuromuscular Liberação de acetilcolina Potencial de placa motora Excitação do músculo Potencial de ação muscular Despolarização do sarcolema (inclusive túbulos T) Abertura dos canais de Ca ++ Mecanismos iônicos Abertura dos receptores - rianodina Entrada de Ca ++ no citosol Mecanismos moleculares contráteis Formação de pontes transversas (actina/miosina) Deslizamento dos filamentos Aproximação das linhas Z Repolarização do sarcolema Relaxamento Bombeamento do Ca ++ para o retículo sarcoplasmático Deslizamento reverso dos filamentos Afastamento das linhas Z Em suma, é reconhecido que os músculos são movidos por força do comando neural, onde os ordenadores diretamente envolvidos com o ato motor

28 28 são os motoneurônios situados na medula espinhal. Estes, por sua vez, inervam a unidade funcional de comando, mais conhecida como Unidade Motora, que é constituída por um neurônio e as fibras musculares por ele inervadas (15). Entretanto, os motoneurônios necessitam de informações sobre seu desempenho afim de que sejam realizados os ajustes necessários para a execução do movimento de forma adequada. Essa é a essência das estruturas controladoras, que são: os Fusos Musculares e Órgãos Tendinosos de Golgi. Os primeiros mencionados fornecem informações de retroação ao sistema nervoso central referentes a variação de comprimento muscular. Enquanto que os últimos referem orientação acerca da tensão gerada no músculo. Com isso, essas estruturas contribuem expressivamente para o provimento de ajustes pertinentes aos mecanismos de ação motora por meio de um eficiente sistema de ação e retroação neuromuscular (15) Bases neurais para o movimento humano: o alto comando motor Pesquisas sugerem que estruturas como córtex pré-frontal, córtex motor primário, córtex pré-motor, área motora suplementar, córtex parietal, córtex cingulado, cerebelo e núcleos de base, além de núcleos talâmicos, núcleos do tronco encefálico e medula espinal apresentam redes neurais envolvidas na predição, correção e execução do movimento (15, 20-25). Dessa maneira, os programas ou planos motores e sua execução, derivam da atividade cerebral orquestrada pelas redes corticais, subcorticais e medulares mencionadas anteriormente, obedecendo um modelo clássico de organização dos sistemas motores que, segundo Lent (2010), pressupõem dois princípios básicos, que são: cada área cerebral envolvida na produção de movimentos contém um mapeamento que varia em função do grau de controle necessário à execução do movimento específico; o segundo princípio preconiza a existência de uma hierarquia com três níveis de organização, onde o primeiro abrange a medula espinal, no segundo nível estão as regiões de formação reticular, núcleos vestibulares e colículo superior, por fim, o córtex cerebral que possibilita uma amplitude maior e mais adaptável de repertório motor (Figura 05).

29 29 Figura 05: Modelo clássico de organização dos sistemas motores. Medula Espinal Formação Reticular Núcleos Vestibulares Colículo Superior Córtex Cerebral 1º Nível 2º Nível 3º Nível Com base na sequência do planejamento da ação motora, informações são enviadas aos circuitos medulares através das vias descendentes, onde os axônios dos neurônios corticospinhais projetam um feixe descendente e parte dessas fibras conduz ao contato com núcleos pontinos que se projetam para o cerebelo. As demais fibras são direcionadas para a formação das pirâmides bulbares e o feixe corticospinhal lateral da medula. A maior parcela das fibras cruza a linha média do crânio, controlando assim, os movimentos do membro correspondente ao hemisfério contralateral do corpo. Além do trato corticospinhal, áreas motoras do córtex cerebral se projetam também para o núcleo rubro e para suas formações reticulares em direção a medula. Assim, os tratos corticospinhal e córtico-rubrospinhal formam o sistema descendente lateral, que é responsável por controlar principalmente os movimentos distais (mãos, braços e pós) (15). Em suma, diversas regiões corticais assumem tarefas distintas no que concerne ao movimento. Para tanto, o córtex motor primário (M1) apresenta o recrutamento neuronal durante o planejamento motor proveniente das áreas pré-motoras, parietais e pré-frontais. Assim, é de fácil compreensão que o movimento se dá de modo dependente de uma rede distribuída no córtex motor, apto a codificar as sinergias motoras multisegmentares com grande eficiência (15). Já o córtex pré-frontal apresenta-se como sendo responsável pela habilidade de selecionar uma precisa estratégia de movimento entre várias opções possíveis dentro de um vasto repertório motor. Os núcleos de base representam papel fundamental no planejamento e aprendizado motores, enquanto que o cerebelo atua de modo a influenciar os sistemas motores calculando a disparidade entre a intenção e a ação, utilizando o resultado dessa operação para regular a atividade dos sistemas motores corticais e do tronco encefálico (15).

30 30 No entanto, essas áreas cerebrais estão constantemente suscetíveis de modificações, tanto a nível estrutural quanto funcional, das conexões neurais permitindo aquisição de novos padrões de comportamento ao longo da existência. Assim, a plasticidade neural consiste no conjunto de formas pelas quais essas modificações são implementadas, e hoje é consenso que os mecanismos de plasticidade constituem a base fisiológica para o funcionamento normal do encéfalo humano. Com isso, a compreensão ampliada acerca do funcionamento do SNC e da reorganização decorrente de lesões pode trazer benefícios diretos à sociedade, com o surgimento e a implementação de estratégias de reabilitação mais eficientes (15). Nesta perspectiva, e ainda diante desse mesmo foco de investigação, pesquisadores têm dedicado tempo considerável a estudos com o intuito de analisar as diferentes regiões do cérebro envolvidas no planejamento e execução do movimento humano. Recentemente, pesquisas têm sido desenvolvidas visando elucidar questionamentos acerca das medidas da atividade neural e sua associação com o ato motor (9-14, 26-29). Desse modo, modernas técnicas de registro da atividade cerebral têm beneficiado significativamente o estudo do movimento humano. Técnicas de neuroimagem fundamentadas em fluxo sanguíneo e atividade metabólica cerebral têm contribuído para uma melhor compreensão e mapeamento das regiões cerebrais e envolvimento com execução da ação motora. Outras técnicas aprimoradas cientificamente também vêm mostrando sua eficácia no estudo da neurociência, como a estimulação magnética transcraniana (TMS) e a estimulação cerebral por corrente contínua (ETCC), permitindo ampliar a gama de conhecimentos acerca da atividade neuromotora a partir da indução magnética e elétrica no escalpe em indivíduos humanos (15). 2.3 PROCESSO DE ENVELHECIMENTO E CONTROLE MOTOR Para fins de caracterização do envelhecimento, considera-se idoso o indivíduo com idade cronológica igual ou superior a 65 anos em países desenvolvidos e com 60 anos para os países em processo de desenvolvimento. Essa distinção parece levar em consideração fatores que

31 31 possam exercer algum tipo de influência direta na qualidade de vida dos indivíduos, tomando como exemplo, níveis socioeconômicos, aspectos políticos, sociais, bem como fatores ambientais (30, 31). Conforme demonstrado pelos indicadores demográficos dispostos na figura 06, o aumento da proporção de idosos reflete como expressiva consequência a elevação no número de indivíduos que podem estar comprometidos com doenças crônico-degenerativas incapacitantes que variam em impacto sobre a vida cotidiana (32, 33). Figura 06: Ilustrações da Pirâmide Etária Absoluta e estimativa do número de indivíduos com idade igual ou superior a 60 anos, homens e mulheres, entre os anos de 1980 e No Brasil, o contingente populacional passou por uma transição demográfica muito relevante na segunda metade do século XX, com o aumento de 70% da população de idosos entre 1950 e 2000, fato este que determinou sobrecarga considerável no setor previdenciário, aumento na demanda aos serviços de saúde e sociais e assistência sanitária. Assim, percebe-se necessária a implementação de estratégias de detecção precoce e a prevenção de agravos (34). Essa tendência mundial para o aumento da expectativa de vida, que atualmente no Brasil é de 70 anos, representa ainda reflexo de uma variedade de fatores que contempla a diminuição das taxas de mortalidade e fecundidade, progresso da medicina e avanços tecnológicos. Nesse mesmo foco de investigação o referido autor estabelece uma pertinente reflexão acerca do momento de transição demográfica e as consequências relacionadas a saúde provenientes desse processo quando relata que Com o envelhecimento da sociedade, o brasileiro vai conviver mais com idosos, permitindo às

32 32 gerações que amadurecerem ter um paradigma do que é ser velho. Para combater a inércia à qual os idosos estão confinados, nada melhor do que o movimento. É uma forma de adiar o repouso absoluto (35). Nesta perspectiva, esse quadro sugere uma crescente modificação no perfil de saúde da população, ampliando a prevalência de doenças crônicodegenerativas e que, se não forem tratadas com devida atenção, poderão originar complicações futuras, conduzindo a sequelas que possam comprometer a independência e autonomia funcional das pessoas. Sendo, portanto, relevante considerar que o acometimento de indivíduos por esse tipo de afecção promove dispendiosas demandas financeiras ao sistema de saúde, bem como interferência nos aspectos qualitativos da vida (36). Contudo, indo além dos prejuízos financeiros, a incapacidade funcional torna-se um conceito amplamente empregado na avaliação das condições de saúde dos idosos, entendendo que a deficiência na execução de atividades típicas e pessoalmente desejadas seja percebida como declínio de recursos no processamento das informações. Fator este que atinge especialmente áreas funcionais motoras, memória de curto prazo, a capacidade de atenção, a velocidade de processamento cognitivo e mecanismos sensoriais (37). Entretanto, se por um lado ocorre o comprometimento da saúde resultante do desgaste pelo processo de envelhecimento, doença degenerativa ou doença crônica, por outro, não se pode mais avaliar a saúde seguindo somente a dimensão de presença ou não de doenças, mas sim analisando o nível de preservação da capacidade funcional. Haja vista que, idosos que apresentam uma ou mais doenças crônicas podem ser considerados indivíduos saudáveis se comparados àqueles que têm a mesma doença, porém sem manter o controle desta, gerando ainda incapacidades associadas e sequelas (38). A proposição assumida por muitos pesquisadores atualmente e aqui defendida é que a privação funcional torna-se um poderoso fator precursor do aumento do risco de dependência, institucionalização, necessidade de maior atenção e morte prematura. Do ponto de vista funcional, a população idosa caracteriza-se, entre outros aspectos, por um decréscimo do sistema neuromuscular, verificando-se a perda de massa muscular, debilidade do sistema muscular, redução da flexibilidade, da força, da resistência e da

33 33 mobilidade articular, fatores estes que podem determinar limitação da capacidade de coordenação e de controle de equilíbrio corporal estático e dinâmico (35). Essa perda de força em razão do envelhecimento afeta músculos tanto da parte superior quanto inferior do corpo, percebendo-se uma paulatina e progressiva redução da massa muscular e substituição de modo lentificado por colágeno e substâncias gordurosas. Daí é quando o indivíduo idoso apresenta 20% menor conteúdo de fibras musculares do que no indivíduo adulto, como demonstrado na figura 07 (39). Figura 07: Estimativa da massa muscular e força durante o processo de envelhecimento. Nesse sentido, postula-se que as ocorrências inerentes ao processo de envelhecimento sejam expressão biológica de um pagamento que o organismo faz em troca de dívidas contraídas pela necessária e constante adaptação neuro-endócrino-metabólica durante o percurso da vida. Boa parte dos fenômenos percebidos durante o envelhecer deriva da variação neuroendócrina, que estabelece relação com a funcionalidade cerebral (4, 40). Essas alterações neuroanatômicas pertinentes ao processo de envelhecimento ocorrem, geralmente, de maneira gradual dependendo ainda de diversos fatores e, em consequência disto, não se pode estabelecer uma idade determinada para que as pessoas sejam consideradas velhas. Porém, no sentido de reduzir os prejuízos funcionais decorrentes do processo de envelhecimento, pesquisadores têm se empenhado bastante no desenvolvimento de estudos que possam angariar maiores esclarecimentos sobre métodos que possibilitem a predição da perda da funcionalidade. E a medida da flutuação de força a partir do exercício de preensão manual tem sido

34 34 constantemente aplicada para esse fim por se tratar de um método rápido, de fácil aplicação e com capacidade validada para analisar a força muscular global e identificar mudanças no desempenho físico à medida que as pessoas envelhecem (41). Dessa forma, a capacidade funcional surge como um importante paradigma capaz de identificar o grau de independência e autonomia da população idosa. No que concerne à elaboração de estratégias que possam contribuir para a redução de eventos que ocasionem prejuízos à saúde dos idosos, bem como minimizar os custos direcionados a assistência ao idoso, torna-se necessário a identificação de fatores que predispõem a população idosa à limitações funcionais e incapacidades. Nesse contexto, além do sexo, raça branca, presença de quadros patológicos crônicos, uso de medicamentos, déficits de equilíbrio, eventos de quedas anteriores e medo de cair, a fraqueza muscular recebe devida atenção (41). É possível compreender o papel da força muscular na preservação da condição física do indivíduo idoso vislumbrando a investigação realizada por Rebelatto e colaboradores (2007), concluindo que o controle da força observada a partir do teste de FPM em idosos com histórico de quedas apresenta níveis significativamente inferiores àqueles que nunca haviam caído. Os achados desse estudo sugerem, portanto, que a incidência de quedas em idosos institucionalizados é elevada, sendo que os indivíduos mais velhos, aqueles incapazes de assistir televisão e os que apresentaram menor controle de força manual encontram maior propensão a eventos de queda. Adicionalmente, Rantanen et al (1999) corrobora com o pressuposto quando trata que para a realização de qualquer tarefa é necessário um nível de força mínimo (2). Assim, para que esse nível de força seja aplicado de forma eficiente essa situação deve estar condicionada à existência de uma reserva de capacidade que serve como margem de segurança para o indivíduo que realiza a contração muscular. Entretanto, os efeitos do processo de senescência na função motora incluem um marcador de declínio de controle de força e de massa muscular. A decadência na função da mão é evidenciado pelas modificações degenerativas relacionadas à idade nos sistemas musculoesquelético, vascular e nervoso, especificamente atingindo a coordenação muscular, destreza manual, aspectos

35 35 sensoriais da mão e degeneração dos SNC (3). Essas questões são mais pronunciadas após a faixa etária de 65 anos, tanto em homens quanto em mulheres. Assim, a mão funciona como uma importante ferramenta criativa, uma extensão do intelecto, um meio de comunicação não verbal e um órgão sensorial tátil de merecido destaque (42). Pois, apesar de a mão apresentar inúmeros atributos funcionais, o seu principal é a preensão manual. E neste movimento estão envolvidas intensas atividades dos músculos flexores superficiais e profundos dos dedos, flexor radial do carpo, interósseos e do quarto lumbrical. Magee (2005) analisa o referido movimento subdividindo-o em preensão de precisão e de força (43). Onde o primeiro trata-se da preensão direcionada às atividade as quais são atribuídas exatidão e precisão. Enquanto que o segundo refere-se ao movimento que exige um controle firme e está relacionada a uma necessidade de força e de resistência (44). Nesse sentido, a FPM tem recebido merecido destaque no meio científico como ferramenta preditora da capacidade funcional de idosos. Com base nisso, Geraldes e colaboradores (2008) assumem a FPM como um bom preditor para a noção de funcionalidade geral, tomada ainda como construto importante para apreciação da autonomia dos idosos (6). Como uma consequência da facilmente percebida fraqueza muscular na faixa etária idosa, especial atenção tem sido dedicada por parte de pesquisadores que questionam as elevadas demandas orçamentárias destinadas á saúde e serviço social no Brasil e no mundo. Portanto, avaliar a força muscular permite inferir sobre o risco de quedas e outros prejuízos de cunho funcional (34). Alternativamente, a prática regular de atividade física associada a técnicas modernas de neuromodulação surgem como estratégias preventivas, atrativas e eficazes no sentido de manter e melhorar o estado de saúde física e psíquica em qualquer idade, promovendo efeitos benéficos diretos e indiretos na prevenção e retardo de perdas funcionais durante o envelhecimento. Logo, reduzindo riscos de enfermidades e transtornos frequentes para o indivíduo idoso (6).

36 FLUTUAÇÃO DE FORÇA EM IDOSOS O processo de envelhecimento vem acompanhado por diversas alterações psíquicas e fisiológicas que acarretam danos consideráveis à qualidade de vida do idoso. Dentre as principais alterações decorrentes do avanço da idade estão os prejuízos com a função muscular que afeta diretamente a capacidade de realizar atividades cotidianas. Alterações na composição corporal, parâmetros fisiológicos e neurofisiológicos, sistema sensorial, sistema neuromuscular e velocidade de processamento de informações do SNC são também algumas das modificações oriundas do avanço da idade (45). Essas mudanças, estruturais e funcionais, acabam por interferir no relacionamento das pessoas idosas com o ambiente. Geraldes (2008) corrobora ainda afirmando que a deterioração dos mecanismos fisiológicos faz com que os idosos respondam mais lentamente e de maneira menos eficaz às alterações ambientais (6). Além disso, fatores resultantes das adaptações orgânicas ao envelhecimento envolvem processos motores e sensoriais que podem influenciar a estabilidade postural do indivíduo e ampliar a probabilidade de quedas ou lesões acidentais (7). O declínio na magnitude das respostas reflexas e reações rápidas, aumento da instabilidade e diminuição do controle postural, maior variabilidade na cinemática de movimentos simples, o aumento da hesitação na execução de movimentos com alvo direcionado e diminuição das capacidades manipulativas surgem também como provenientes do processo de envelhecimento e a eles são atribuídos diversos prejuízos na qualidade de vida dos idosos (5). O declínio da força muscular é exemplo frequentemente citado quando se trata de adaptações do sistema neuromuscular ao envelhecimento. Tracy e colaboradores (2005) referem ainda que esse declínio ocorre devido apoptose de neurônios e reinervação incompleta das fibras musculares pelas unidades motoras sobreviventes (46). Estudos mostram que, conforme sejam efetivadas medidas de força após a quinta década de vida, a taxa de progressão na redução da força se dá em torno de 8% a 15% por década e tanto homens quanto mulheres exibem o mesmo padrão de diminuição durante o envelhecimento (47).

37 37 Além das alterações morfológicas sofridas pelas unidades motoras, as capacidades de movimento também são desafiadas por modificações nas propriedades biofísicas dos motoneurônios, perda de neurônios corticais e uma considerável redução na eficácia da transmissão de impulsos entre os neurônios ao longo do trato córticoespinhal (48). Em virtude da degeneração dos sistemas sensoriais geram-se déficits na capacidade de obter e processar informações oriundas do organismo e da sua relação com o meio. Logo, percebe-se uma relevante inclinação para a redução das habilidades proprioceptivas em idosos. Isso indica que o aumento do limiar de detecção de vibração e de pressão pelos receptores cutâneos pode apresentar algum impacto diante da funcionalidade dos idosos, incluindo interação das articulações, ação de agarre das mãos e estabilidade postural e de força (44). Uma possível consequência das alterações nas propriedades dos motoneurônios é o aumento da variabilidade na descarga motora. Muito embora o aumento da variabilidade motora pareça não influenciar a força máxima, esta contribui significativamente para a ocorrência de flutuações de força durante contrações musculares (48). Além disso, danos que afetam as estruturas proprioceptivas podem acarretar disfunções motoras, tais como dificuldades de sustentação dos níveis de força constantes (44). Entretanto, este não é o principal fator que contribui com os prejuízos referentes à força muscular no idoso. A estabilidade da força é também reduzida em decorrência do processo de envelhecimento, uma vez que, mesmo apresentando força relativamente suficiente para a execução de determinado movimento, torna-se mais complicado para o idoso identificar a magnitude de força a ser aplicada para determinada ação, fazendo com que a aplicação dessa força seja efetivada de modo variante e trazendo a impressão de que isso causa fadiga prematura. Assim, considerando a impossibilidade de executar uma ação muscular de modo constante, os níveis de força se mantém flutuando em um dado nível médio, sendo que a magnitude da flutuação de força, representada pelo Desvio Padrão (DP) da força, depende fortemente do nível de força empregado na tarefa tanto para jovens como idosos. Basicamente, quando a flutuação encontra-se normalizada em relação a uma força alvo a ação muscular

38 38 apresenta-se mais equilibrada. Uma condição contrária a esta apresentada reflete, portanto, em níveis de flutuação de força mais elevados, condição frequentemente encontrada na realidade de idosos, como está representado na figura 08 abaixo (ENOKA, 1997). Figura 08: Representação gráfica comparativa de Desvio Padrão de força entre jovens e idosos. Contudo, é válido pensar que a reduzida estabilidade demonstrada pelos idosos pode ser uma consequência de unidades motoras de maior tamanho presentes na musculatura da mão, bem como a questão da suavidade no perfil de força do sujeito com idade mais avançada que recebe influência da maioria das unidades motoras recrutadas recentemente. Estudo de Enoka pressupõem que idosos apresentam flutuações de força, nas fases de encurtamento, alongamento e contrações isométricas, mais evidentes que jovens e que essas flutuações associam-se a uma maior variabilidade na descarga motora (ENOKA, 1997). Entretanto, esses danos podem ser atenuados e o treinamento de força pode ter fundamental importância para a redução das oscilações de força e declínio da variabilidade motora, de modo a contribuir para a melhoria do controle motor e destreza manual de idosos. Como mostrado na figura 09.

39 39 Figura 09: Demonstração da redução das oscilações de força e declínio da variabilidade motora. Variabilidade motora é um contributo significativo para a capacidade prejudicada de idosos em realizar contração muscular constante. Estudos indicam que as reduções sobre a variabilidade de descarga motora, principalmente associadas ao treinamento com cargas leves foram acompanhadas por declínio na flutuação de força e melhoria na função da mão de idosos (48). Assim, estudos confirmam a hipótese de que as flutuações de força muscular durante uma contração voluntária influenciam a precisão que pode ser conseguida em tarefas com alvo direcionado. Com isso, as oscilações parecem estar fortemente associadas ao aumento da variabilidade de descarga motora (5, 7, 46, 48-50). Com base no pressuposto, a significância funcional do aumento na flutuação de força consiste no prejuízo relacionado à capacidade do indivíduo em exercer uma trajetória constante ou mover um membro com precisão a um alvo desejado. Esse tipo de ação muscular é frequentemente requisitado para a execução de movimentos como agarrar, alcançar, manipular e transportar objetos. Sendo, portanto, extremamente essencial para a realização de atividades da vida diária.

40 ESTIMULAÇÃO TRANSCRANIANA POR CORRENTE CONTÍNUA (ETCC) A modulação da função cerebral através de técnicas não-invasivas, indolor e de fácil aplicação vêm recebendo maior atenção por parte dos neurocientistas contemporâneos. Dentre as técnicas mais recentes, merece devido destaque a Estimulação Transcraniana por Corrente Contínua (ETCC). Esta técnica consiste, basicamente, na alocação de dois eletrodos de borracha revestidos por tecido esponjoso, com área de 35 cm 2, embebidos em solução salina a fim de evitar o contato direto do eletrodo com a pele e, consequentemente, minimizar possíveis reações indesejáveis (51). O posicionamento dos eletrodos sobre a região do escalpe é efetuado após assepsia no local reduzindo a impedância, atende às recomendações do Sistema Internacional de posicionamento de EEG (Eletroencefalograma) e é programado com o intuito de um deles atingir especificamente determinadas áreas do córtex cerebral e outro sobreposto na área cortical supraorbital ou no ombro contralateral à região que se queira alcançar (10, 26-29). A ETCC é imposta por meio de equipamento portátil que possui capacidade de transmissão de estímulos elétricos constantes com amperagem máxima de 5mA constituído por dois eletrodos (ânodo e cátodo), amperímetro, potenciômetro (componente que permite o controle de intensidade da corrente) e três baterias de 9V cada. Construído de modo previamente programado para permitir intervenções simuladas, o aparelho possui um interruptor na parte traseira que possibilita interromper a passagem de corrente elétrica aos eletrodos, porém, mantendo a exibição dos parâmetros de excitação ao longo da intervenção. Equipamento portátil e circuito elétrico básico que representa o instrumento é demonstrado na figura 10.

41 41 Figura 10: Equipamento portátil de ETCC e circuito elétrico do instrumento. O estímulo de corrente anódica aumenta a excitabilidade cortical enquanto que o estímulo de corrente catódica tem o efeito oposto (8-10). Nesta primeira, o carente anódico é alocado sempre posicionado nas regiões corticais que se deseja atingir enquanto que o carente catódico é colocado na região supraorbital ou ombro contralateral. Na segunda condição mencionada, os eletrodos são acomodados em posição invertida, sendo o ânodo colocado na região supraorbital ou ombro contralateral e o cátodo colocado na região cortical que se pretende aplicar a corrente elétrica [1,2]. Posteriormente, a excitabilidade cortical é modulada a partir de um campo elétrico gerado de modo contínuo que pode variar entre 0,4 a 2,0 ma sendo aplicado ao escalpe por um período correspondente a um período de 3 a 20 minutos. Assim, a estimulação conduz a uma variação no potencial de repouso da membrana. Logo, é coerente esclarecer que a modulação cortical parece ser fator dependente da polaridade da corrente aplicada, facilitando ou dificultando o disparo neuronal, como evidenciado na distinção entre os estímulos anódico e catódico. Conforme o postulado, acredita-se que essa técnica possui a relevante capacidade de modular a excitabildiade cortical bem como interferir no desempenho de diferentes funções (9-14). Para condicionar a aplicação de ETCC ao efeito placebo, os eletrodos são posicionados nos mesmos locais da ETCC anódica. Contudo, o estimulador permanece ativado somente nos 30 primeiros segundos, sendo desligado após decorrido esse tempo como descrito por Hummel e Cohen (52). Além disso, para ambas as condições (ativa ou placebo), a intensidade de corrente deve ocorrer gradualmente, sendo aumentada (quando for ligar o aparelho) e reduzida (quando for desligar o aparelho) durante um período de 10 segundos (100μA/seg). Este procedimento garante que os pacientes não

42 42 discriminem entre os tipos de estimulação, sendo esperado que no início da aplicação os participantes sintam uma leve sensação de coceira na área estimulada pelos eletrodos. Resultados de pesquisas realizadas com esse enfoque têm demonstrado que essa técnica é bem tolerada e não provoca percepções auditivas ou somatossensoriais para além do minuto inicial da aplicação, facilitando assim, intervenções onde a condição de placebo seja necessária (11, 14, 26, 52). Quanto aos aspectos de segurança para aplicação de ETCC, diversos estudos têm direcionado atenção devida à essa questão. De modo que, conforme a realização de intervenções experimentais com animais e seres humanos, a estimulação cerebral não tem evidanciado efeitos adversos que permitam surgimento de danos térmicos, elevação dos níveis de marcadores de danos neuronais, como a enolase ou alterações no tecido cerebral decorrentes da ETCC (53-57). Especula-se ainda que os aspectos cognitivos não recebam efeitos adversos decorrentes da aplicação da técnica que estimulação elétrica (57). No entanto, alguns efeitos podem ser observados, tais como: formigamento (comichão) na pele sob os eletrodos, fadiga moderada, coceira. Mas raramente encontram-se registros de cefaleia, insônia ou náuseas (53). No tocante ao tempo que perduram os efeitos da ETCC, Nitsche e Paulus (2000) postulam que as alterações causadas pela ETCC podem permanecer para além do tempo de estimulação desde que manipulada de forma adequada por no mínimo 3 minutos. Os efeitos podem se manter de modo estável por pelo menos uma hora se aplicada por um tempo igual ou superior a 10 minutos (58). A figura 11 representa a duração dos efeitos da estimulação após manipulação da carga elétrica no escalpe humano retirado de pesquisa realizada por Nitsche e Paulus em 2001.

43 43 Figura 11: Duração dos efeitos da ETCC pós manipulação da carga elétrica. Dessa forma, acredita-se que a ETCC representa uma interessante ferramenta de pesquisa na área da neurociência, bem como importante recurso para a redução dos efeitos deletérios que atingem a função motora provenientes do processo de envelhecimento.

44 44 3. EXPERIMENTOS A seguir serão apresentados dois experimentos utilizando como foco principal o estabilidade da flutuação de força em idosas, sendo que em um deles a ETCC é aplicada como ferramenta de modulação cortical. No experimento I são apresentados dados relativos ao número mínimo de sessões de familiarização necessário para a estabilização da flutuação de força em idosas. Já no experimento II voluntárias idosas fisicamente ativas foram submetidas à aplicação de ETCC no córtex motor (M1) a fim de investigar as possíveis alterações no desvio padrão de força da mão dominante, estabelecendo comparações entre três condições diferenciadas estimulação cortical (Anódica, Catódica e Sham). Além disso, nesse mesmo estudo buscouse avaliar o poder relativo da ETCC sobre a variação do sinal eletromiográfico dos músculos Flexor Superficial dos Dedos e Flexor Radial do Carpo.

45 EXPERIMENTO I: Influência do processo de familiarização sobre a flutuação de força em idosos Introdução O envelhecimento é um fenômeno inerente a todos os seres vivos e se expressa pela perda da capacidade de adaptação e redução da funcionalidade. Logo, quando tratamos da capacidade de realizar as tarefas da vida diária, a redução da força muscular e seu controle se destacam. Contudo, evidências demonstram que o declínio da força é multifatorial, uma vez que, para além da atrofia e hipoplasia existem ainda reduções na capacidade de recrutamento neural que pode contribuir de modo significativo para essas alterações funcionais (59). Assim, o prejuízo funcional da redução de força para o idoso é refletido em atividades de grande relevância no contexto diário do ser humano, como vestir-se, alimentar-se, ir ao banheiro, usar o telefone, escrever, manipular livros, preparar alimentos, higienização pessoal, sentar-se, virar na cama e locomover-se (60, 61). No que concerne às capacidades inerentes à mão, especificamente, a habilidade de alcançar e manipular objetos talvez seja a função mais importante dessa estrutura e qualquer deterioração nestas habilidades podem gerar severos prejuízos funcionais (2, 62-64). Dessa maneira, o declínio da função motora manual, decorrente do envelhecimento, tem sua origem em mecanismos neuromusculares identificados a partir de índices experimentais de desempenho motor manual. Estes índices são gerados a partir de testes de estabilidade onde uma força constante é executada durante contrações isométricas, partindo de um músculo isolado ou grupo muscular. Contudo, a contração exercida pelo membro não é exatamente constante, uma vez que oscila em torno de um valor médio. A variabilidade de força sobre o valor médio pode ser quantificada partindo de uma consideração absoluta, com o desvio padrão ou relativa, com o coeficiente de variação de força (CV), calculado a partir da equação CV (%) =DP/Média, recebendo o nome de flutuação de força ou variação de força (49, 64). Estudos sobre a flutuação de força têm investigado amplamente os mecanismos envolvidos, as possíveis influências da idade e do treinamento,

46 46 bem como a associação com função motora fina, porém, existe uma carência de informações no meio científico acerca do número de sessões de familiarização necessário para a estabilização da flutuação de força. Apesar de ser reconhecida a importância da aplicação de um processo de familiarização em testes neuromusculares (65-73), sobre tudo em populações idosas (65, 70, 72, 73) ainda há uma carência muito grande de estudos que busquem conhecer o número de sessões necessárias para familiarização em testes de flutuação de força. Assim, resultados obtidos em pesquisas onde não são realizados procedimentos consistentes de familiarização encontram-se sujeitos a questionamentos, comprometendo a qualidade das informações geradas. Este fato é plenamente justificável, uma vez que a ausência da familiarização prévia com os procedimentos exigidos em testes pode favorecer a subestimação dos valores obtidos. Estudos produzidos por Christou et al e Kornatz et al, demonstrando a eficácia do exercício físico para redução da flutuação de força em idosos se enquadram nas poucas pesquisas que se preocuparam em aplicar sessões de familiarização com o protocolo experimental proposto. Porem, ainda assim, apenas uma única sessão foi destinada à agregação do conhecimento acerca do movimento a ser executado (48, 50). Ainda que o indivíduo tenha sido submetido a uma sessão de familiarização, não é apresentada fundamentação argumentativa científica consistente para afirmar que esta já foi suficiente para que sejam evitados equívocos de mensuração posteriores. Diante dessas informações, o presente estudo objetivou verificar o número mínimo de sessões de familiarização para a estabilização da flutuação de força em idosos.

47 Materiais e Métodos Participantes do estudo Doze mulheres idosas (65,25 + 4,7 anos), com massa corporal 63,22 +7,3, estatura 1,53 +0,0 e Índice de Massa Corporal (IMC) 27,14 +3,8. Praticantes de atividade física regular participaram voluntariamente desse estudo. O número de sujeitos por grupo etário foi calculado com base no nível de significância de 0,05, poder estatístico de 0,7 e magnitude de efeito grande (ƒ ²=0,35) (74). Para evitar possíveis problemas quanto à perda amostral, foi acrescido uma quantidade de 50% no número de voluntários (ou seja, 4 indivíduos). Como critérios de inclusão dos participantes no estudo as voluntárias deveriam se enquadrar-se na faixa etária idosa respeitando as considerações da Organização Mundial de Saúde (OMS), serem destras e apresentar respostas negativas em todos os itens do Physical Activity Readiness Questionnaire (PAR-Q) (Anexo 02). Como critérios de exclusão estabeleceu-se a presença de deficiência severa de equilíbrio postural que impedisse a voluntária de realizar movimentos em pé ou sentado; histórico de doenças neurológicas (p.ex. epilepsia); histórico de hemiparesias; idosas com deficiência auditiva e/ou visual que pudessem impedir a voluntária de receber as instruções durante os testes. Após serem informadas sobre os objetivos do estudo e os procedimentos aos quais seriam submetidas, todas as participantes assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido (Anexo 01) e preencheram uma ficha de anamnese (Apêndice 01) Delineamento experimental Inicialmente, foi proferida uma palestra direcionada ao grupo de idosas praticante de atividade física regular com intuito de prestar informações esclarecedoras a respeito dos objetivos e procedimentos do estudo. As voluntárias foram submetidas a um consistente protocolo de familiarização marcado por uma sessão destinada a estabelecer os valores individuais de

48 48 Contração Voluntária Máxima (CVM) empregando-se a dinamometria manual. Adicionalmente aos procedimentos supracitados, foram realizadas mais oito sessões de familiarização com os mesmos instrumentos, porém numa intensidade de 30% da CVM peculiar a cada idosa avaliada e num período de 30 segundos, assinalando um processo que permitisse agregar conhecimento acerca do ato motor executado durante as sessões experimentais. Nesta fase do processo foram adotadas instruções padronizadas referentes à magnitude de força a ser aplicada na dinamometria manual. Para o registro dos dados referentes à força, utilizou-se uma célula de carga adaptada a um dinamômetro. Ao final dessa etapa foram conduzidos os procedimentos de mensuração da Pressão Arterial (PA). Logo após, as voluntárias foram submetidas ao protocolo de flutuação de força com dinamometria manual e célula de carga. Todas as voluntárias foram instruídas a buscar condições de conforto e descanso na noite anterior às sessões experimentais, bem como a comparecerem ao ambiente laboratorial trajando vestimentas confortáveis para a realização das atividades. Os procedimentos experimentais foram realizados em ambiente laboratorial com temperatura ambiental do local controlado, mantendo-se uma variação entre 18º e 22º Celsius com uma umidade relativa menor do que 60% (POTTEIGER; WEBER, 1994; PINA, et al., 1995) Sessões de testes de flutuação de força Ao início da primeira sessão experimental, um inquérito estruturado foi conduzido por um entrevistador previamente treinado com a finalidade de averiguar a adequação individual aos critérios de inclusão e exclusão de antemão estabelecidos para o presente estudo (Apêndice 01). Em seguida, as voluntárias já com eletrodos acoplados nos músculos pré determinados, foram acomodadas em posição sentada, tronco apoiado no encosto da cadeira e braço direito em flexão de 90º segurando o dinamômetro adaptado com a mão. Posteriormente, solicitou-se que as idosas realizassem uma contração voluntária isométrica com 30% da CVM previamente estabelecida no protocolo de familiarização durante 30 segundos, controlando esse percentual a partir do retorno visual oferecido pelo computador que estava conectado com a célula

49 49 de carga acoplada ao dinamômetro manual. O percentual da CVM estabelecido baseia-se no fato de que outros estudos terem adotado a mesma margem de percentual, demonstrando não gerar sensação de fadiga prematura durante a execução da contração nas voluntárias (75-78). Assim, considerando a impossibilidade de executar uma ação muscular de modo constante, fazendo com que os níveis de força se mantenham flutuando em um dado nível médio, calculou-se a magnitude de flutuação da força a partir da consideração em valores absolutos, com Desvio Padrão (DP) Instrumentos Para quantificar a força, em Kgf, utilizou-se uma célula de carga da marca Miotec acoplada ao dinamômetro adaptado e ao aparelho de eletromiografia da mesma marca. Para tanto, reitera-se que células de carga são estruturas mecânicas planejadas para receber esforços e deformar-se dentro do regime elástico a que foram planejadas. Sendo aplicada sempre que se faz necessário a mensuração de peso ou força em tração ou compressão relacionando-a a atividade muscular. Inicialmente, a célula de carga foi calibrada seguindo as orientações da Miotec. Em seguida, foi fixada junto ao dinamômetro manual adaptado com a finalidade de receber essa estrutura (Figura 12). O protocolo correspondente à célula de carga foi aplicado com os indivíduos sentados, cotovelo direito em flexão de aproximadamente 90º o e punho fixo a um cabo inextensível perpendicular, preso a uma célula de carga com capacidade máxima de medição de até 200 kgf (Miotec ). O cotovelo esquerdo permanecia flexionado com a palma da mão apoiada sobre a coxa. A leitura do sinal do transdutor foi realizada através do software MIOGRAPH 13.

50 50 Figura 12: Dinamômetro manual adaptado com a célula de carga Tratamento dos Dados e Estatística Inicialmente a normalidade dos dados foi verificada a partir do teste de Shapiro-Wilk e em seguida os dados foram tratados a partir de procedimentos descritivos, sendo as informações processadas no pacote computacional GraphPad Prism. O teste de variância bivariado de Friedman foi empregado para comparar os valores obtidos nas diferentes sessões de familiarização. com medidas repetidas foi utili ada para as comparaç es entre os valores de desvio padrão obtidos em diferentes sess es. O teste post hoc de Dunns foi empregado para a identificação das diferenças espec ficas nas variáveis em que a signific ncia estat stica foi confirmada (p 0,0 ). limite de concord ncia entre as sess es de familiari ação em que ocorreu a suposta estabili ação da flutuação de força muscular foi analisado mediante os procedimentos propostos por Bland e Altman (79).

51 DP Resultados A figura 13 apresenta informações referentes aos valores de flutuação de força obtidos no decorrer das oito sessões de familiarização com o protocolo experimental. Onde foram verificadas diferenças estatisticamente significativas segundo aplicação do teste ANOVA (p= 0,0096). Conforme percebido no comportamento dos valores de Desvio Padrão referente à flutuação de força, sugere-se que as idosas conseguiram atingir alta reprodutibilidade ao teste de flutuação de força após realizar duas sessões do protocolo experimental (Figura 13). Figura 13: Comportamento do desvio padrão durante exercício isométrico realizado em 8 sessões constituintes do processo de familiarização. Valores expressos em desvio padrão (N=12). Diferença significante em relação as sessões 2 e 1 (P<0,01), porém a partir da sessão 3 os valores começam a se estabilizar. 0.5 Processo de Familiarização * * * * * * Nº de sessões Para averiguar os limites de concordância entre as sessões de estabilização e a sessão anterior à estabilização (sessões 2 e 1) a flutuação de força foi analisada a partir da plotagem de Bland e Altman demonstrada na figura 14. Assim, verificou-se que a diferença média (linha central) e o espaço compreendido entre os limites de concordância (linhas superior e inferior) foram relativamente curtos.

52 DP2 - DP1 52 Figura 14: Plotagem de Bland-Altman para comparação entre as sessões 2 e 1 do protocolo experimental de flutuação de força em idosas (N=12). 0,15 0, SD 0,108 0,05 0,00-0,05-0,10 Mean -0,085-0,15-0,20-0, SD -0,30-0,279 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 AVERAGE of DP2 and DP Discussão O objetivo do presente estudo foi verificar o número mínimo de sessões de familiarização necessário para a estabilização da flutuação de força em idosos. O registro de diferenças estatisticamente significativas na primeira sessão de familiarização confirmam a hipótese de que, mesmo em idosas fisicamente ativas, duas sessões de familiarização são necessárias para que haja uma estabilização da flutuação de força. Estes achados confirmam a importância da familiarização ao protocolo de flutuação de força, revogando que a ausência desse processo pode resultar em interpretações equivocadas, o que por sua vez, pode gerar um comprometimento na prescrição do exercício, bem como na avaliação da efetividade ou não de programas de intervenção direcionados ao aumento da força (70). Assim, funcionalmente, estes dados devem ser considerados ainda na fase de planejamento de programas de treinamento físico. Pereira e Gomes (2003) sustentam a assertiva anterior quando discutem a questão da confiabilidade de um instrumento de medida como sendo fundamental para garantir a qualidade e significado dos dados de um estudo, como por exemplo, a determinação acerca do impacto de um programa de exercícios. Ainda que determinado instrumento seja consagrado pela sua aplicação, a ausência de estudos que comprovem sua confiabilidade podem

53 53 gerar comprometimentos nos resultados e interpretações de pesquisas aplicadas (80). A análise estatística deste estudo baseou-se em distintas comparações, onde a Análise de Variância para medidas repetidas (ANOVA) foi aplicada para a comparação entre os valores de desvio padrão entre as sessões testadas; o Post Hoc de Tukey foi empregado para a identificação das diferenças específicas e o Bland-Altman para proporcionar um relatório mais detalhado sobre o limite de concordância entre as sessões de familiarização onde se configurou a suposta estabilização de força. Apesar da expressiva importância percebida quanto à instauração de processo de familiarização em protocolos de pesquisa, principalmente no que se refere à flutuação de força muscular, existe ainda uma carência considerável de estudos que remetem essa abordagem. Entretanto, comparando estudos que envolvem a determinação de um número específico de sessões necessárias ao alcance da alta reprodutibilidade de um protocolo, situações semelhantes foram apresentadas em estudos realizados por Dias et al (2009), Dias et al (2005) e Silva-Batista et al (2011), onde os resultados demonstram que, para minimizar equívocos na avaliação de determinadas variáveis, são necessárias realização de pelo menos duas sessões de familiarização ao protocolo [3 5]. Além disso, quando investigado a influência do processo de familiarização com o teste de uma repetição máxima (1RM) realizado no total de cinco sessões com 18 mulheres experientes no treinamento de força, Dias et al (2009) perceberam que a estabilização da força máxima ocorreu entre a segunda e terceira sessão de teste, sugerindo que pelo menos duas sessões de familiarização com testes de força são necessárias para minimizar erros nos procedimentos de avaliação (68). Esta condição tem sido frequente, sobretudo, com a população idosa, onde programas de treinamento físico direcionados a este público têm recebido atenção considerável por parte dos meios científicos. Assim, Ploutz-Snyder e Giamis propuseram a comparação do número de sessões necessárias para a familiarização ao teste de 1RM entre mulheres jovens e idosas, observando as idosas necessitam de um número maior de sessões se comparadas as jovens (70).

54 54 Com relação à estabilidade da flutuação de força, sabe-se que o ser humano apresenta um progressivo declínio nas capacidades de movimento decorrentes da senescência, sendo esta uma adaptação induzida pelas alterações no sistema neuromuscular. A redução da força muscular em virtude da apoptose de motoneurônios e uma reinervação incompleta das células neurais sobreviventes são fatores limitantes para a execução de um movimento eficiente. Além das adaptações morfológicas, o declínio na eficácia da transmissão neuronal deve também ser considerado como influente no processamento de informações (48). Dessa forma, o aumento da variabilidade na descarga motora reflete uma possível consequência destas adaptações morfofuncionais no sistema neuromuscular. A relevância funcional deste aumento consiste na possibilidade de desencadear significativo prejuízo no que se refere à capacidade de exercer movimentos em trajetórias constantes ou mover um membro a um alvo desejado (48-50, 64). Portanto, é interessante reforçar a necessidade de aplicação de um processo de familiarização que possa agregar conhecimento referente ao movimento que será realizado durante testes afim de que não haja equívocos de interpretação. Bem como ampliar as informações acerca desta variável, flutuação de força, que é de grande importância para a autonomia funcional dos idosos. Nesse sentido, para futuros estudos recomenda-se, por exemplo, a análise das mesmas variáveis em diferentes tipos de exercícios, músculos, intensidades, populações (atletas, sedentários, portadores de doenças crônicas degenerativas como Alzheimer, Parkinson) e faixas etárias.

55 Conclusão Os resultados do estudo sugerem a necessidade de se aplicar um processo de familiarização com teste de flutuação de força permitindo assim que as participantes do estudo possam agregar conhecimento acerca do ato motor a ser executado durante as sessões experimentais. Assim, sugere-se para a avaliação adequada da estabilidade de flutuação de força em idosas, a realização de pelo menos duas sessões de familiarização em teste de estabilidade de flutuação de força em idosas.

56 EXPERIMENTO II: Efeitos da Estimulação Transcraniana por Corrente Contínua sobre a estabilidade de força em idosas durante exercício isométrico Introdução A partir dos 60 anos de idade, o ser humano apresenta um progressivo e variável declínio geral na capacidade de movimento induzido por adaptações no sistema neuromuscular. Uma dessas alterações amplamente citada é a redução da força muscular decorrente de apoptoses de motoneurônios espinais e da reinervação incompleta de fibras musculares por neurônios sobreviventes (81). Além disso, o comprometimento progressivo da eficácia na transmissão das informações na interface cérebro-músculo também desafia a capacidade de movimento (82, 83). Uma vez que sua ineficácia provoca uma elevação exacerbada da variabilidade na taxa de descarga motora, principal mecanismo neuromuscular envolvido no declínio da destreza motora (5). Assim, índices que afetam a condição de alcançar e manipular um determinado objeto, talvez a função mais relevante da mão, são originados causando graves prejuízos quanto à independência funcional para execução das atividades da vida diária, principalmente quando se trata de indivíduos idosos (48, 60, 64, 84). Esta opinião recebe forte respaldo em pesquisas realizadas com idosos realizando investigações a partir de protocolos experimentais com rastreamento das tarefas diárias, como alcançar objetos (3), contrações isométricas (50), tarefas que exigem destreza motora manual refinada como pinçar (48, 49, 64). Como forma de avaliar essa variabilidade, a execução de testes que mensuram a estabilidade de força é sugerida considerando a aplicação de uma força teoricamente constante em contrações musculares. No entanto, a contração muscular exercida pelo membro não ocorre de modo constante, mas flutua sobre um valor médio (46, 50). Assim, assa variação na força pode ser verificada de modo absoluto, através do Desvio Padrão da força (DP), ou ainda de maneira relativa, com o Coeficiente de Variação (CV) calculado a partir da equação CV (%) =DP/Média, recebendo o nome de Flutuação de Força (45, 49).

57 57 As pesquisas acerca da flutuação de força, além de retratar os efeitos deletérios do envelhecimento, mecanismos envolvidos na variação da força aplicada, a influência da idade, a associação com a função motora fina, têm demonstrado a efetividade da prática regular de exercício físico sobre qualidade de vida dessas pessoas (46, 48, 49, 85). Destacam-se as significativas reduções na variabilidade da descarga motora observadas em investigações que propõem a prática de exercício como recurso terapêutico no processo de estabilização da força (49, 64, 85, 86). Porém, existe uma carência de informações no meio científico acerca dos possíveis efeitos provenientes da associação de técnicas neuromoduladoras cerebrais não invasivas e a prática de exercício físico. A importância de abordar a influência do exercício sobre o controle motor é bastante demonstrando por diversos pesquisadores (5, 7, 46, 48-50, 64, 85). No entanto, a aplicação da ETCC enquanto técnica de neuromodulação cortical buscando minimizar os efeitos deletérios do envelhecimento com relação à flutuação de força ainda não tem sido investigada. Os estudos projetam suas investigações a fim de verificar os efeitos da ETCC sobre a melhoria da função motora em pacientes com Acidente Vascular Cerebral (AVC) (87, 88), com Alzheimer (89), com Doença de Parkinson (27, 90), entretanto ainda não se buscou conhecer os efeitos da neuromodulação cerebral frente ao controle motor, especificamente, flutuação de força. Diante desse contexto, o presente estudo objetivou verificar os possíveis efeitos da ETCC sobre a flutuação de força manual em idosas praticantes de exercício físico.

58 Materiais e Métodos Participantes do estudo Vinte e três idosas (65,78 + 4,5 anos) praticantes de atividade física regular participaram voluntariamente desse estudo com massa corporal 63,3 +7,0, estatura 1,53 +0,0 e Índice de Massa Corporal (IMC) 26,9 +3,6. Praticantes de atividade física regular participaram voluntariamente desse estudo. Como critérios de inclusão dos participantes no estudo as voluntárias deveriam se enquadrar-se na faixa etária idosa respeitando as considerações da Organização Mundial de Saúde (OMS), serem destras e apresentar respostas negativas em todos os itens do Physical Activity Readiness Questionnaire (PAR-Q) (Anexo 02). Como critérios de exclusão estabeleceu-se a presença de deficiência severa de equilíbrio postural que impedisse a voluntária de realizar movimentos em pé ou sentado; histórico de doenças neurológicas (p.ex. epilepsia); histórico de hemiparesias; idosas com deficiência auditiva e/ou visual que pudessem impedir a voluntária de receber as instruções durante os testes. Após serem informadas sobre os objetivos do estudo e os procedimentos aos quais seriam submetidas, todas as participantes assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido (Anexo 01) e preencheram uma ficha de anamnese (Apêndice 01) Delineamento experimental Inicialmente, foi proferida uma palestra direcionada ao grupo de idosas praticante de atividade física regular com intuito de prestar informações esclarecedoras a respeito dos objetivos e procedimentos do estudo. As voluntárias foram submetidas a um consistente protocolo de familiarização ao protocolo de teste de flutuação de força. Em seguida foram previamente agendados com cada voluntária três momentos, intercalados por um período de 48 horas a fim de evitar efeitos cumulativos da estimulação. As sessões

59 59 experimentais foram randomizadas, atendendo aos protocolos de estimulação Anódica, Catódica e Sham (placebo). Em cada sessão cada voluntário foi submetido às mesmas condições, alterando apenas o protocolo de estimulação (Anódica, Catódica e Sham). Sendo inicialmente instruídas a se posicionarem confortavelmente em uma cadeira. Logo, para o registro das unidades motoras por meio da EMG, os eletrodos foram colocados nos músculos anteriormente mencionados, respeitando as devidas exigências de higienização do local de aplicação. Posteriormente, as participantes do estudo recebiam recomendações, de forma padronizada, acerca dos procedimentos do teste de flutuação de força com dinamometria manual com célula de carga acoplada. Em seguida, recebiam estimulação elétrica, repetindo novamente o teste de flutuação de força. Todas as voluntárias serão instruídas a buscar condições de conforto e descanso na noite anterior às sessões experimentais, bem como a comparecerem ao ambiente laboratorial trajando vestimentas confortáveis para a realização das atividades e os procedimentos experimentais foram realizados em ambiente laboratorial com temperatura ambiental do local controlado, mantendo-se uma variação entre 18º e 22º Celsius com uma umidade relativa menor do que 60% (POTTEIGER; WEBER, 1994; PINA, et al., 1995) Sessões de testes de flutuação de força e ETCC Ao início da primeira sessão experimental, um inquérito estruturado foi conduzido por um entrevistador previamente treinado com a finalidade de averiguar a adequação individual aos critérios de inclusão e exclusão (Apêndice 01). Em seguida, as voluntárias já com eletrodos acoplados nos músculos pré determinados, foram acomodadas em posição sentada, tronco apoiado no encosto da cadeira e braço direito em flexão de 90º segurando o dinamômetro adaptado com a mão. Posteriormente, solicitou-se que as idosas realizassem uma contração voluntária isométrica com 30% da CVM previamente estabelecida no protocolo de familiarização durante 30 segundos, controlando esse percentual a partir do retorno visual oferecido pelo computador que estava conectado com a célula de carga acoplada ao dinamômetro manual. O percentual da CVM estabelecido baseia-se no fato de

60 60 que outros estudos terem adotado a mesma margem de percentual, demonstrando não gerar sensação de fadiga prematura durante a execução da contração nas voluntárias (75-78). Após esses procedimentos, as idosas foram submetidas à estimulação cerebral de 2mA por um período de 20 minutos. Para isso utilizou-se um equipamento portátil com capacidade máxima de transmissão elétrica de 5 ma constituído por dois eletrodos (ânodo e cátodo) conectados a um amperímetro, potenciômetro e três baterias de 9V cada. Os eletrodos foram colocados no escalpe de modo a atingir a área do córtex motor primário (M1), conforme o Sistema Internacional de Posicionamento de EEG (Eletroencefalograma). Posteriormente, o teste de flutuação de força era repetido pelas voluntárias Instrumentos Para quantificar a força, em Kgf, utilizou-se uma célula de carga da marca Miotec acoplada ao dinamômetro adaptado e ao aparelho de eletromiografia da mesma marca. Para tanto, reitera-se que células de carga são estruturas mecânicas planejadas para receber esforços e deformar-se dentro do regime elástico a que foram planejadas. Sendo aplicada sempre que se faz necessário a mensuração de peso ou força em tração ou compressão relacionando-a a atividade muscular. Inicialmente, a célula de carga foi calibrada seguindo as orientações da Miotec. Em seguida, foi fixada junto ao dinamômetro manual adaptado com a finalidade de receber essa estrutura (Figura 15). O protocolo correspondente à célula de carga foi aplicado com os indivíduos sentados, cotovelo direito em flexão de aproximadamente 90º o e punho fixo a um cabo inextensível perpendicular, preso a uma célula de carga com capacidade máxima de medição de até 200 kgf (Miotec ). O cotovelo esquerdo permanecia flexionado com a palma da mão apoiada sobre a coxa. A leitura do sinal do transdutor foi realizada através do software MIOGRAPH 13.

61 61 Figura 15: Dinamômetro manual adaptado com a célula de carga. A atividade elétrica muscular foi obtida utilizando um conversor analógico-digital de 4 canais com programa de aquisição de dados (Eletromiógrafo de Superfície e Biofeedback Miotool 400, Miograph 1.5.3), com resolução de 14 bits conectado a um computador. Os sinais foram coletados com freqüência de amostras por segundo em cada canal e captados por sensores diferenciais de superfície (SDS500) e eletrodos com dorso de espuma, gel sólido, adesivo acrílico hipoalergênico, pino de aço inoxidável e contra-pino de Cloreto de Prata (AgCl) da marca 3M, com 10 mm de diâmetro, colocados em pares com distância entre os eletrodos de 2 cm (Figura 16). Figura 16: Eletromiógrafo de Superfície e Biofeedback.

62 62 A coleta dos registros eletromiográficos ocorreu durante contração voluntária máxima isométrica dos músculos Flexor Superficial dos Dedos e Flexor Radial do Carpo com eletrodos alocados no ventre da musculatura e respeitando o sentido das fibras (Figura 17). A escolha dessas estruturas musculares está pautada na pesquisa realizada por Moreira e cols (2003) citados por Belmonte (2007) que retrata o movimento de preensão como fator provocador de intensa atividade dos músculos Flexor Superficial e Profundo dos Dedos, dos Interósseos e do Quarto Lumbrical. Bem como no protocolo adotado por Baptista et al (2010) que retrata a força de preensão manual e o processo de fadiga (91). Além dos eletrodos conectados na musculatura prédefinida outro foi instalado numa estrutura óssea como eletrodo referência, especificamente, no acrômio. Além dos instrumentos mencionados ainda utilizou-se álcool à 70%, algodão, fita métrica e transdutor (44). Figura 17: Músculos Flexor Superficial dos Dedos e Flexor Radial do Carpo. Para a captação dos sinais eletromiográficos houve a preparação da pele com higienização e abrasão da mesma afim de reduzir a impedância local. Em seguida, a acomodação dos eletrodos na superfície foi orientada seguindo European Recommendations for Surface Electromyography (SENIAM 8). Foram utilizados dois canais, sendo um para o músculo Flexor Superficial dos Dedos e outro para Flexor Radial do Carpo (Figura 18). Após a aquisição eletromiográfica foi preparada uma cópia para tratamentos dos dados, usando

63 63 os filtros de passa baixa de 500 Hz e passa alta de 25 Hz para RAW. Após esta etapa, o filtro noth para o FFT selecionando os ruídos adversos de outros músculos, sinais eletrônicos e lâmpadas. Assim, os sinais acima de 500 HZ e abaixo de 25 Hz são isolados, o RAW é normalizado por média de pico, sendo encontrado o valor do RMS em porcentagem(%). Figura 18: Colocação dos eletrodos nos músculos Flexor Superficial dos Dedos e Flexor Radial do Carpo. Os dados analisados corresponderam ao Root Mean Square (RMS) e Fast Fourier Transform (FFT) para avaliação do comportamento da musculatura avaliada. O RMS é a raíz quadrada da média aritmética do quadrado dos valores do eletromiograma digitalizado em um intervalo de tempo. Esta média é usada em todos os casos dos quais existam variações de valores positivos e negativos. O FFT é utilizada para o processamento correto dos sinais discretos, sendo menos sensível a ruídos e mais sensível aos processos fisiológicos e bioquímicos que acontecem na estrutura muscular durante contrações sustentadas. Já para aplicação da estimulação cerebral foi utilizado um equipamento portátil com capacidade máxima de transmissão elétrica de 5mA, com dois eletrodos (ânodo e cátodo), amperímetro, potenciômetro e baterias de 9V. O equipamento portátil e circuito elétrico básico empregado no estudo estão representados na figura 19.

64 64 Figura 19: Equipamento portátil de ETCC e circuito elétrico do instrumento Tratamento dos Dados e Estatística Inicialmente a normalidade dos dados foi verificada a partir do teste de Shapiro-Wilk e em seguida os dados foram tratados a partir de procedimentos descritivos, sendo as informações processadas no pacote computacional GraphPad Prism. O teste paramétrico de Análise de Variância (ANOVA) para medidas repetidas foi utilizado para as comparaç es entre os valores de desvio padrão obtidos, RMS e FFT nos momentos pré e pós estimulação nas diferentes condições de protocolos (Anódica, Catódica e Sham). O teste post hoc de Tukey foi empregado para a identificação das diferenças espec ficas nas variáveis em que os valores de encontrados foram superiores ao do critério de signific ncia estat stica estabelecido (p < 0,05).