Avaliação do índice de fadiga muscular de flexores e extensores de joelho em indivíduos ativos e sedentários

RESUMO

Objetivo:  Avaliar a fadiga muscular de flexores e extensores de joelho em indivíduos ativos e sedentários.

Metodologia:  Foram aplicados o Questionário Internacional de Atividade Física (IPAQ), Questionário de Prontidão para Atividade Física (PAR-Q) e exame clínico funcional, a fim de garantir a segurança durante a dinamometria isocinética, executada em três séries de cinco repetições dos movimentos de flexão e extensão do joelho, nas velocidades 120º/s, 180º/s e 240º/s.

Resultados:  Indivíduos sedentários obtiveram maior índice de fadiga, essa diferença foi significativa nos isquiotibiais esquerdos.

Conclusão:  É importante determinar o índice de fadiga, uma vez que a fatigabilidade da musculatura interfere diretamente no desempenho muscular e no aparecimento de lesões.

Palavras Chave: Joelho; Fadiga; Músculo quadríceps; Músculos isquiotibiais

ABSTRACT

Objective:  To evaluate the muscular fatigue of flexors and knee extensors in active and sedentary individuals.

Methodology:  The International Physical Activity Questionnaire (IPAQ), Physical Activity Alert Questionnaire (PAR-Q) and functional clinical examination were performed in order to guarantee safety during Isokinetic Dynamometry, performed in 3 sets of 5 repetitions of the knee flexion and extension movements, at speeds 120º/s, 180º/s and 240º/s.

Results:  Sedentary individuals had a higher fatigue index, being this difference significant in the left hamstrings.

Conclusion:  It is important to determine the fatigue index, since the fatigue of the muscles directly interferes with the muscular performance and the appearance of injuries.

Keywords: Knee; Fatigue; Quadriceps muscle; Hamstring muscles

RESUMEN

Objetivo:  Evaluar la fatiga muscular de flexores y extensores de rodilla en individuos activos y sedentarios.

Metodología:  Se aplicó el Cuestionario Internacional de la Actividad Física (IPAQ), el Cuestionario de Preparación para la Actividad Física (PAR-Q) y un examen clínico funcional a fin de garantizar la seguridad durante la dinamometría isocinética llevada a cabo en 3 series de 5 repeticiones de los movimientos de flexión y extensión de la rodilla, a velocidades de 120º/s, 180º/s y 240º/s.

Resultados:  Los individuos sedentarios obtuvieron mayor índice de fatiga y esa diferencia fue importante en los isquiotibiales izquierdos. Conclusión: Es importante establecer el índice de fatiga ya que la fatiga de la musculatura interfiere directamente en el rendimiento muscular y en la aparición de lesiones.

Palabras Clave: Rodilla; Fatiga; Músculo cuádriceps; Músculos isquiotibiales

INTRODUÇÃO

A fadiga muscular pode ser definida como o declínio do desempenho dinâmico de um músculo durante o exercício (Santos et al., 2008; Emge et al., 2013). Outros autores conceituam a fadiga como a redução induzida da capacidade de um músculo de gerar força, que depende de muitos fatores neurais periféricos e centrais, do tipo de fibra muscular e consequentemente do tipo de ativação dessa musculatura (Maffiuletti et al., 2007). Além disso, nesse processo há o comprometimento do controle e da coordenação da musculatura, é considerado um fator relevante para o aumento do risco para a ocorrência de lesões em articulações como o joelho durante a prática de exercícios físicos (Paillard, 2012; Paquette et al., 2017).

Em termos bioquímicos e fisiológicos, a fadiga do mecanismo contrátil se dá pela depleção das reservas energéticas de trifosfato de adenosina (ATP) e fosfocreatina (PC), das reservas de glicogênio muscular e pelo acúmulo de ácido lático, que alteram a função contrátil muscular e favorecem, assim, desequilíbrios musculares e consequentemente o surgimento de lesões (Jerônimo, 2016; Navarro e Sousa, 2010).

A elevada incidência de lesões desportivas está associada a déficits no sistema sensório-motor, com a diminuição do controle neuromuscular e da estabilidade muscular dinâmica (Oliveira et al., 2008). Adicionalmente, essa alteração no controle neuromuscular contribui para alterações na propriocepção de diversas articulações, é um fator de risco para lesões ligamentares (Ribeiro e Oliveira, 2008).

A fadiga pode induzir ao declínio da propriocepção do joelho e ocasionar, assim, a diminuição da estabilidade e a limitação na marcha, torna-se um fator de risco de lesão ligamentar e, consequentemente, limita as atividades diárias (Fonseca, 2007; Ribeiro e Oliveira, 2008; Camanho, 2009). Carvalhais et al., 2013 destacam que a fadiga dos músculos quadríceps femoral e isquiotibiais parece contribuir para a ocorrência de ruptura do ligamento cruzado anterior.

A avaliação da fadiga torna-se relevante uma vez que quando um músculo diminui sua força e potência, perde habilidade e precisão na execução dos movimentos e passa a ficar suscetível à lesão em decorrência da acentuação dos desequilíbrios musculares (Weber et al., 2012).

Embora haja muitos estudos que relacionam a fadiga diretamente à função neuromuscular, Enoka e Duchateau (2016) alertam para lacunas consideráveis no conhecimento sobre os mecanismos subjacentes ao tema, associadas à escassez de modelos experimentais válidos, uma vez que inúmeros fatores influenciam a fadiga ou a percepção dela pelo indivíduo. Bachur e Vezzani (2011) descrevem que as medidas de força alcançada em testes de força máxima são maiores próximo do fim do dia e do início da noite e justificam que isso provavelmente ocorre pelo fato de a temperatura corpórea nesse horário do dia ser maior. Isso provoca o aumento do metabolismo e da cronaxia, essa definida como tempo necessário para se obter uma resposta ou gerar um potencial de ação na fibra (Russo et al., 2004).

Para Weber et al. (2012), a resistência à fadiga e a habilidade de recuperação de um músculo durante exercícios intermitentes de alta intensidade são atributos importantes da função neuromuscular, estão associados à maturação biológica, ao sexo e ao nível de treinamento de cada indivíduo. Os autores citam ainda em sua revisão de literatura que uma das formas de avaliar a fadiga é por meio da dinamometria isocinética, considera-se nesse caso a diferença dos picos de torque entre as primeiras e as últimas repetições feitas durante o teste, porém não há ainda uma padronização de modelo para esse tipo de avaliação.

A dinamometria isocinética é considerada um recurso rápido e confiável para obtenção de variáveis relacionadas à performance muscular, como torque, trabalho, relação agonista/antagonista e índice de fadiga (Dvir, 2002; Bittencourt et al., 2005; Bachur e Vezzani, 2012). Adicionalmente, os dados fornecidos por esse tipo de instrumentação podem ser usados para nortear programas voltados para a prevenção de lesão em grupos específicos de sujeitos (Ferreira et al., 2010; Potulski et al., 2011).

O joelho é uma das articulações mais acometidas por lesões agudas ou crônicas ocorridas pela sua sobrecarga constante e dependência de estabilizadores dinâmicos (Nunes et al., 2013). Assim, torna-se relevante investigar o índice de fadiga da musculatura flexora e extensora entre indivíduos treinados e não treinados, haja vista que tanto a fadiga como os desequilíbrios musculares predispõem os indivíduos a lesões nessa articulação.

MATERIAL E MÉTODOS

O presente estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal do Amazonas - CEP/Ufam (Parecer 1.772.003; CAAE: 58825416.1.0000.5020) e feito de acordo com as recomendações éticas e legais contidas na Resolução 466/12 do Conselho Nacional de Saúde - CNS (Conselho Nacional de Saúde, 2012).

Trata-se de um estudo do tipo transversal de cunho quantitativo, feito na Faculdade de Educação Física e Fisioterapia (FEFF) da Universidade Federal do Amazonas (Ufam), no Laboratório de Estudos do Desempenho Humano (Ledehu).

AMOSTRA

Participaram da pesquisa sujeitos regularmente matriculados no curso de Fisioterapia da Universidade Federal do Amazonas (Ufam), que concordaram em participar da pesquisa detalhada no Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE).

Foram excluídos sujeitos submetidos a um procedimento cirúrgico no quadril e/ou joelho; que tiveram diagnóstico confirmado para hipertensão arterial sistêmica e/ou trombose; que tinham fratura mal consolidada em membros inferiores (MMII); acadêmicos que apresentaram déficit cognitivo e/ou limitação na amplitude de movimento da articulação do joelho; sentiram desconforto ou constrangimento ao fazer a avaliação; que durante o exame clínico apresentaram testes ortopédicos positivos para lesões articulares; e os que não aceitaram participar da pesquisa ou não assinaram o TCLE.

A primeira etapa da pesquisa foi composta pela aplicação do Questionário Internacional de Atividade Física/Ipaq (Matsudo et al., 2001), composto por oito perguntas que consistem em classificar os indivíduos em grupos de ativos e sedentários por meio da frequência e duração da feitura semanal de caminhada e atividades moderadas e/ou vigorosas. Após a divisão dos grupos, os indivíduos foram submetidos à aplicação do Questionário de Prontidão para Atividade Física/PAR-Q (Thomas et al., 1992), composto por oito questões, sete com as opções “sim”e “não”e uma questão objetiva, na qual o paciente pode relatar algum outro problema de saúde, seja de ordem física ou psicológica, que impeça a sua participação na atividade proposta. O questionário tem o intuito de identificar a necessidade de avaliação clínica antes do início da atividade física, essa necessidade é confirmada caso o indivíduo responda “sim”a pelo menos duas perguntas.

A Tabela 1 indica o total de sujeitos que participaram da pesquisa distribuídos quanto ao nível de atividade física, gênero e média de idade.

Tabela 1
Caracterização da amostra e resultado do IPAQ.

Indivíduo	N	%	Média ± DP (Idade)
Homens ativos	10	20,4	21,80±2,86
Homens sedentários	14	28,6	21,57±2,68
Mulheres ativas	10	20,4	21,80±2,30
Mulheres sedentárias	15	30,6	21,07±2,25
Total	49	100	21,69±2,45

• %, Porcentagem; DP: desvio-padrão.
Fonte: o autor.

PROCEDIMENTOS

Todos os sujeitos da pesquisa foram submetidos a um exame clínico funcional referente à articulação do joelho, com a finalidade de diagnosticar lesão prévia que viesse a gerar qualquer viés nos resultados do teste. O exame clínico foi composto por anamnese, inspeção e palpação da articulação do joelho, testes ortopédicos ligamentares (Lachman, gaveta anterior e posterior, pivor shift, estresse em valgo e estresse em varo), testes meniscais (McMurray e Compressão de Apley) e testes para a articulação patelofemoral (Sinal de Clarke e Patela Flutuante), que foram feitos para verificar a integridade dessas estruturas anatômicas e consequentemente diagnosticar qualquer lesão dessas estruturas, o que inviabilizaria a participação do sujeito no restante da pesquisa. Em seguida foi feito aquecimento em esteira ergométrica, na velocidade de 5 Km/h durante 10 minutos.

Para a avaliação isocinética computadorizada foi usado o BiodexTM Multi Joint System 4Pro, do Ledehu/Ufam. Uma vez posicionado no equipamento, o indivíduo recebia informações sobre o procedimento. Foram executadas três séries de cinco repetições concêntricas para flexão e extensão do joelho (Potulski et al., 2011; Preis et al., 2016) nas velocidades 120°/s, 180°/s e 240°/s, as quais são consideradas médias e altas velocidades (Wibelinger et al., 2009; Vidmar et al., 2011; Ceriotti et al., 2012).

Para segurança na feitura do teste, foram aferidas a pressão arterial e a frequência cardíaca anteriormente ao teste e imediatamente após cada série. Cada indivíduo iniciou a avaliação pelo seu membro inferior dominante, o qual foi obtido através de questionamento simples durante cadastro na base de dados do dinamômetro.

O índice de fadiga (IF) foi obtido por meio da equação matemática proposta por Sforzo e Touey (1996), que calcula a diferença entre o trabalho total (TT) da primeira série (120°/s) e o trabalho total (TT) da última série (240°/s), dividida pelo trabalho total (TT) da série 1 (120°/s) e multiplicada por 100, o resultado é ado em porcentagem conforme demonstrando na fórmula abaixo:

$\mathrm{IF}=\left({\mathrm{TT}}_{1asé\mathrm{rie}}-{\mathrm{TT}}_{ú\mathrm{ltima}sé\mathrm{rie}}\right)/\left({\mathrm{TT}}_{1asé\mathrm{rie}}\right)x100$

ANÁLISE DOS DADOS

Os dados foram analisados a priori, por meio de estatística descritiva. Os valores foram obtidos por meio do teste de Kolmogorov-Smirnov Z, para análise da homogeneidade, por meio do programa Statistical Package for the Social Sciences (SPSS 16.0), admitiu-se um valor de p <0,05 para significância estatística.

O Kolmogorov-Smirnov (KS ou K-S) é um teste não paramétrico sobre a igualdade de distribuições de probabilidade contínuas e unidimensionais que pode ser usado para comparar uma amostra com uma distribuição de probabilidade de referência (uniamostral) ou duas amostras uma com a outra (biamostral). O biamostral é um dos métodos não paramétricos mais úteis e difundidos para a comparação de duas amostras, já que é sensível a diferenças tanto no local como na forma das funções de distribuição acumulada empírica das duas amostras (Evans et al., 2017).

RESULTADOS

Na Tabela 2 estão indicados os resultados que correlacionam os índices de fadiga dos indivíduos ativos e sedentários. Os resultados demonstrados indicam um maior índice de fadiga relacionado a quase todos os grupos musculares avaliados em indivíduos sedentários quando comparados com os indivíduos ativos, tal diferença é significativa no índice de fadiga dos isquiotibiais esquerdos.

Tabela 2
Índice de fadiga dos sujeitos considerando apenas ativos e sedentários independentemente do sexo.

Grupo muscular avaliado	Média do IF - ativos (%)	Média do IF - sedentários (%)	Kolmogorov-Smirnov Z (p <0,05)
Quadríceps direito	24,80	25,14	0,750
Quadríceps esquerdo	25,25	24,83	0,933
Isquiotibial direito	23,65	25,93	0,682
Isquiotibial esquerdo	20,80	27,90	0,044

• %, Porcentagem; IF, índice de fadiga.
Fonte: o autor.

Na análise da dominância em relação aos membros inferiores, pode-se observar o predomínio de indivíduos destros em ambos os grupos, conforme a Tabela 3.

Tabela 3
Distribuição do membro dominante.

Indivíduo	N	MD - Direito (n e %)	MD - Esquerdo (n e %)
Ativos	20	19 (95%)	1 (5%)
Sedentários	29	26 (89,7%)	3 (10,3%)

• %, Porcentagem; MD, membro dominante; N, número.
Fonte: o autor.

Na correlação dos os índices de fadiga dos homens ativos e sedentários, os resultados indicam que não houve diferença significativa, conforme a Tabela 4. Em contrapartida, ao se analisarem apenas as mulheres ativas e sedentárias (Tabela 5), observou-se diferença significativa no índice de fadiga dos isquiotibiais esquerdos, semelhante ao resultado encontrado na comparação da amostra total.

Tabela 4
Índice de fadiga dos homens ativos e sedentários.

Grupo muscular avaliado	Média do IF - ativos (%)	Média do IF - sedentários (%)	Kolmogorov-Smirnov Z (p <0,05)
Quadríceps direito	14	11,43	0,555
Quadríceps esquerdo	13,50	11,79	0,835
Isquiotibial direito	12,90	12,21	0,988
Isquiotibial esquerdo	12,40	12,57	0,835

• %, Porcentagem; IF, índice de fadiga.
Fonte: o autor.

Tabela 5
Índice de fadiga das mulheres ativas e sedentárias.

Grupo muscular avaliado	Média do IF - ativas (%)	Média do IF - sedentárias (%)	Kolmogorov-Smirnov Z (p <0,05)
Quadríceps direito	12,10	13,60	0,518
Quadríceps esquerdo	12,30	13,47	0,518
Isquiotibial direito	11,50	14,00	0,292
Isquiotibial esquerdo	9,50	15,33	0,010

• %, Porcentagem; IF, índice de fadiga.
Fonte: o autor.

DISCUSSÃO

Os resultados do presente estudo indicaram uma maior fatigabilidade da musculatura flexora de joelho em indivíduos sedentários, de forma geral foi significativo o índice de fadiga em isquiotibiais esquerdos. Tal achado pode estar relacionado diretamente com os indivíduos sedentários do sexo feminino, uma vez que na comparação individualizada por sexo as mulheres sedentárias apresentaram maior fatigabilidade de todos os grupos musculares quando comparadas com as ativas, essa muito mais acentuada nos músculos flexores e também com significância encontrada nos isquiotibiais esquerdos.

Segundo Jerônimo (2016), a fadiga muscular pode ser causada por diversos fatores, como esgotamento das reservas energéticas de trifosfato de adenosina (ATP), fosfocreatina (PC), depleção das reservas de glicogênio muscular e acúmulo de ácido lático, que interferem diretamente na eficiência da contração.

Igualmente ao presente estudo, a fadiga dos músculos flexores e extensores de joelho tem sido estudada por pesquisadores, que buscam a correlação dela com a predisposição a lesões, fazem suas análises por meio da dinamometria isocinética de joelho (Sforzo e Touey, 1996; Salvador et al., 2005; Eches et al., 2013; Magosso et al., 2013; Valeriano, 2015). No entanto, não há na literatura um consenso sobre o método mais adequado para calcular a fadiga e o melhor protocolo de teste a ser usado.

Weber et al. (2010), ao avaliar 27 atletas de futebol, categorizá-los de acordo com a sua posição de jogo e determinar a fadiga pela análise do pico de torque entre as primeiras e as últimas repetições obtidas em dinamometria isocinética, encontraram diminuição do pico de torque dos músculos flexores de joelho dos atletas que jogam como meio-campistas ou na defesa. Carvalhais et al., 2013 fizeram um estudo similar com o objetivo de avaliar o índice de fadiga, usaram em sua amostra 164 atletas de futebol e também encontraram maior fatigabilidade dos músculos flexores de joelho. De acordo com ambos os estudos, a fadiga da musculatura flexora pode ser atribuída às características estruturais e metabólicas desse grupo muscular, essa predominância de fibras do tipo II, as quais são mais fatigáveis, explicaria a maior fatigabilidade encontrada nos músculos flexores da amostra do nosso estudo.

Fibras do tipo II são menos resistentes à fadiga se comparadas com as do tipo I e são mais frequentemente encontradas na musculatura flexora do joelho do que na extensora (Costa et al., 2016). Como as fibras do tipo II têm maior incidência de fadiga (Maughan et al., 2000), o pico de torque dos isquiotibiais apresenta maior diminuição ao longo do tempo e, consequentemente, maior índice de fadiga.

É importante referir que 89,7% dos indivíduos sedentários do presente estudo eram destros, o que sugere que o lado dominante obtenha melhor desempenho e menor índice de fadiga quando comparado com o lado não dominante.

Barbieri et al. (2008a) analisaram o desempenho e a variabilidade do movimento das articulações do quadril, joelho e tornozelo no chute dado com o membro dominante (MD) e membro não dominante (MND) no futsal. Sua amostra foi composta por 12 jogadores, instruídos a dar cinco chutes para o gol com o dorso do pé de cada membro. Os resultados demonstraram maior desempenho pelo MD, a justificativa é o controle do MND ser menos refinado e o membro propriamente dito ser menos treinado.

Em outro estudo, Barbieri et al. (2008b) analisaram o desempenho dos MD e MND de 19 atletas destros em cinco chutes. Os resultados demonstraram que os chutes dados pelo MD apresentaram não só melhor precisão como maior velocidade em comparação com o MND.

Em seu estudo de revisão de literatura, Jayalath et al., 2018, sugerem que quando fatigado, cada membro inferior atua como uma cadeia de articulações, a carga é totalmente distribuída entre elas, as articulações mais proximais e seus músculos estabilizadores (quadril e joelho) são as mais afetadas nessa distribuição de forças, facilitam dessa forma mecanismos de lesão.

Se considerarmos a escassez de estudos que usaram a dinamometria isocinética para fins de mensuração do índice de fadiga muscular, observa-se a falta de padronização na aplicação da avaliação isocinética em relação às velocidades usadas, bem como falta de estudos comparativos entre populações ativas e sedentárias. Portanto, percebe-se a necessidade de novos estudos que corroborem a padronização da obtenção do índice de fadiga por meio da dinamometria isocinética.

CONCLUSÃO

Embora não exista um consenso sobre o melhor protocolo de avaliação, o índice de fadiga é um importante parâmetro a ser determinado, haja vista que a fatigabilidade da musculatura interfere diretamente no desempenho muscular e pode estar relacionada ao aumento do risco de lesões.

Com base nos resultados, conclui-se que indivíduos sedentários têm maior índice de fadiga na musculatura flexora de joelho quando comparados com indivíduos ativos, o que pode ser considerado um fator de risco para o desenvolvimento de lesões nessa articulação, uma vez que a fadiga leva a déficits no sistema sensório-motor, com diminuição do controle neuromuscular e da estabilidade muscular dinâmica e declínio de propriocepção.

• FINANCIAMENTO
  O presente trabalho não contou com apoio financeiro de nenhuma natureza para sua realização.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  15 Maio 2020
• Data do Fascículo
  2020

Histórico

• Recebido
  17 Jan 2018
• Aceito
  05 Out 2018