THE ROLL OF PHYSICAL EXERCISE IN MUSCULAR PLASTICITY IN THE AGING PROCESS
EL PAPEL DEL EJERCÍCIO FÍSICO EM LA PLASTICIDAD MUSCULAR DURANTE EL ENVEJECIMIENTO
Fábio Marcon Alfieri
Fisioterapeuta – Mestre em Fisioterapia – FACIS-UNIMEP. Docente do curso de Fisioterapia-UNASP
e-mail: fabio.alfieri@unasp.edu.br / fabiomarcon@bol.com.br
Título Abreviado: Plasticidade muscular e envelhecimento
Resumo:
Alterações no sistema neuromuscular durante o processo de envelhecimento acompanhadas à inatividade física podem interferir na execução de atividades cotidianas em indivíduos idosos. Uma maneira de propiciar estímulos ao sistema neuromuscular é a prática regular de exercício físico, que tem sido reportado na literatura como fator benéfico ao sistema músculo-esquelético, contribuindo para melhorar a massa e força muscular, contribuindo para melhorar as condições de saúde para esta população. Deste modo, este artigo tem por objetivo revisar os efeitos do envelhecimento sobre o sistema neuromuscular, bem como destacar a importância da prática de exercício físico de fortalecimento muscular, mostrando os benefícios desta prática sobre a função muscular dos idosos.
Palavras-chaves: envelhecimento, exercício físico, plasticidade muscular
Abstract:
Alterations in the neuromuscular system during the aging process along with physical inactivity can interfere with the execution of daily activities in aged individuals. A way to propitiate stimulations to the neuromuscular system is the regular practice of physical exercise, that has been reported in literature as a beneficial factor to the muscle-skeletal system, contributing to improve mass and muscular strength, contributing to improve the health conditions of this population. Thus, this article has the objective to revise the effect of aging on the neuromuscular system, as well as highlight the importance of the practice of muscle strengthening physical exercise, showing the benefits of this practice on the muscular function of the elderly.
Key-words: aging, physical exercise, muscular plasticity
Resumen:
Alteraciones en el sistema neuromuscular durante el processo de env ejecimento acompañ de la inatividad física pueden interferir em la ejecución de actividades cotidianas em indivíduos de edad. Uma manera de propiciar estímulos al sistema neuromuscular és la prática regular del ejercício físico, que tiene sido reportado em la literatura como factor benéfico d sistema músculo-esquelético, contribuuindo para mejorar la massa y fuerza muscular, así como las condicones de salud para esta populación. Deste modo, este artículo tiene por objetivo revisar los efectos del envejecimiento sobre el sistema neuromuscular, bien como destacar la importância de la prática del ejercício físcio, del fortalecimiento muscular, mostrando los benefícios desta prática sobre la función de las personas de edad.
Palabras-lhaves: envejecimiento, ejercício físico, plasticidad muscular
Introdução
Mudanças de ordem emocional, social e física acontecem na vida dos indivíduos idosos durante a senescência. As alterações neste último aspecto, pode gerar limitações à vida dos idosos, predispondo-os à déficits funcionais, prejudicando suas capacidades.
Desta forma são necessárias mudanças de atitudes por parte da sociedade frente a este fenômeno a fim de que o idoso tenha melhor saúde e possa viver melhor a cada dia. Uma forma de intervenção para que o idoso obtenha melhores condições de vida, é a prática regular de exercício físico, que amplamente divulgada na literatura, traz benefícios em todos os sistemas, destacando aqui, as alterações provocadas pelo exercício físico no sistema músculo-esquelético.
Este artigo tem por objetivo mostrar as alterações advindas com o envelhecimento no músculo-esquelético, bem como relatar a capacidade de adaptação que o músculo apresenta frente ao estímulo do exercício físico com enfoque no fortalecimento muscular.
Alterações no músculo durante o envelhecimento
No envelhecimento há perda de fibras musculares, neurônios motores, unidades motoras, força e massa muscular, o que provoca uma diminuição na habilidade de gerar força nos idosos [1]. Algumas possíveis explicações quando à redução de força muscular em idosos, seriam: diminuição da área de secção transversal do músculo em função de uma atrofia seletiva nas fibras musculares do tipo II e perda no número de fibras musculares [2].
No envelhecimento, é bem estabelecido que há um decréscimo na massa muscular, conhecido como sarcopenia (3). Neste processo que inicia-se por volta dos 50 anos, é relatado que ocorre uma perda de 10% do numérico de fibras musculares a cada década, deste modo, um indivíduo sedentário perderia cerca de 30% do número de fibras musculares entre 50 e 80 anos de idade [4,5].
Estudando um grupo de indivíduos saudáveis sedentários com idade média de 65,4 anos, alguns pesquisadores verificaram que após 12 anos da primeira avaliação, os voluntários apresentavam diminuição de força muscular, diminuição de massa muscular e redução do número de fibras tipo I no músculo vasto lateral [6].
Sobre a atrofia de certos tipos de fibras musculares durante o envelhecimento, revisões recentes sobre o envelhecimento e a morfologia muscular, mostraram que o tamanho das fibras do tipo I (lentas) não muda substancialmente com a idade, mas as fibras do tipo II apresentam atrofia seletiva, porém é relatado que o número de ambos os tipos de fibras parece diminuir paralelamente com a idade [7]. Dentro deste contexto, alguns autores relatam que a atrofia acontece nos dois tipos de fibras, porém de forma seletiva no tipo II de fibras musculares [8].
Este tipo de atrofia seletiva das fibras tipo II pode estar associado à perda da inervação dessas fibras e posterior reinervação dessas mesmas fibras musculares por brotamento colateral de axônios de fibras tipo I, fazendo com que estas “novas fibras” passem a apresentar características fisiológicas e bioquímicas das fibras de contração lenta [2,7].
Quando comparado um grupo de idosos de 88 anos com um grupo de jovens de 25 anos, foi verificado que os idosos apresentaram 75% de relação entre as fibras do tipo I em relação ao grupo de jovens, ao passo que em relação as fibras do tipo II apresentavam somente 43% em relação ao grupo de jovens [9].
Outro fator que merece importância em relação ao sistema muscular dos idosos, é a questão da composição muscular. Na senescência a média de massa corporal decresce, contudo a massa de gordura pode permanecer ou até mesmo aumentar e a redução da massa muscular contribui para esta perda da massa corporal. Comparando indivíduos jovens e idosos de ambos os sexos, verificaram que homens possuem maior quantidade de tecido contrátil e não-contrátil do que mulheres por área seccional (cm²), e indivíduos jovens possuem maior área de tecido contrátil e menor área de tecido não contrátil do que os idosos; porém somente nos idosos há relação entre atividade física e porcentagem de tecido não contrátil, o que provê suporte para a relação de atividade física como modulador na composição muscular [10].
A capacidade de gerar força muscular, também está relacionada a fatores neurais, este fator, refere-se ao fator de que indivíduos idosos apresentam menor quantidade de unidades motoras (UM), a perda do número de UM, tem sido estimada em aproximadamente 1% do total ao ano, iniciando-se pela terceira década de vida (2). Estudos mostraram que o número de unidades motoras no bíceps braquial em humanos declina em aproximadamente 50% [3].
Outro fator que está relacionado à diminuição de força muscular durante o envelhecimento, é a alteração intrínseca em pessoas idosas, o mecanismo pelo qual os músculos produzem força é atualmente um tópico de interesse entre os pesquisadores. Ao nível celular, as alterações no retículo sarcoplasmático – SR parecem ser responsáveis pela redução da força muscular, os autores relatam que a quantidade de cálcio liberada no SR em resposta a despolarização do sarcolema, é reduzida no músculo esquelético envelhecido, levando assim, a uma diminuição na produção de força muscular durante o envelhecimento, pois há alterações fisiológicas no processo de contração muscular [11].
O papel das células satélites durante o processo de envelhecimento permanece ainda ao totalmente claro, embora já está bem estabelecido que o envelhecimento pode permitir um fracasso na proliferação das células satélite e uma inabilidade para manutenção da massa muscular [3]. Estas células que são células miogênicas em estado quiescente, localizadas entre a lâmina basal e o sarcolema, apresentam a habilidade em se diferenciarem em mioblastos, e estão intimamente relacionadas à regeneração muscular após a lesão e também no processo de hiperplasia muscular. Comparando a proliferação de células satélites entre diferentes idades, alguns autores verificaram que há um decréscimo na capacidade de proliferação das células satélites. De 55-60 divisões ao nascimento, para cerca de 20 divisões aos 20 anos, e entre 15-20 aos 80 anos [12].
Um importante fator que interfere na produção de força muscular, é a questão da diminuição na quantidade circulante de IGF-1, que é um fator de crescimento insulínico que é responsável pelo aumento da síntese protéica e diminuição da degradação proteica. Outro fator importante é a isoforma muscular denominada mechano growth factor (MGF) – fator mecânico de crescimento, este é independente do GH, e é responsável pela interação entre o sinal mecânico (carga ou alongamento) e regulação do crescimento muscular – sinal molecular para hipertrofia [4].
A inatividade física, que atinge cerca de 60% dos idosos americanos, também é um predisponente a diminuição da força muscular [13].
Ainda são relatados na literatura, outros fatores relacionados à diminuição de força muscular. O primeiro seria a presença de doenças crônicas como hipertensão arterial, osteoporose, osteoartrose, que contribuem para a diminuição da força muscular. O segundo fator, refere-se às alterações hormonais, como alterações de concentrações de hormônios de crescimento, testosterona, dentre outros; por fim, o fator nutricional, ou seja, deve haver união balanceada entre alimentação suplementada com proteínas, carboidratos, vitaminas, minerais e gorduras e atividade física a fim de melhorar a função muscular (14).
No processo de envelhecimento, sobretudo no início da sexta década, a força muscular e a habilidade de desenvolver força explosiva são diminuídas em ambos os sexos. Isto sendo explicado em parte, pelo decréscimo na ativação da musculatura agonista e/ou mudanças no grau de co-ativação agonista-antagonista; também devido à redução na massa muscular, associada com mudanças no equilíbrio hormonal e declínio na intensidade das atividades diárias (15). A força muscular declina em 15% por década após os 50 anos e 30% após os 70 anos (16). Estudos mostram que homens idosos apresentam maior força muscular comparado a mulheres idosas, o que poderia ser explicado pela composição e tamanho corporal entre os sexos feminino e masculino na senescência [2].
O papel do exercícios físico no músculo senescente
Com todas estas alterações no sistema músculo-esquelético, e outras alterações funcionais apresentadas em indivíduos idosos, é razoável entender que não há um segmento da população que possa ter mais benefícios com a prática de exercícios físicos do que os idosos (17).
A atividade física regular e sistemática aumenta ou mantém a aptidão física da população idosa e tem o potencial de melhorar o bem-estar funcional. Ela melhora a capacidade funcional nas atividades cotidianas, o que inclui força, resistência, potência muscular, além da agilidade, flexibilidade e reflexos. O tempo de reação, a eficiência metabólica, a composição corporal e outros aspectos da aptidão corporal total são melhorados (18).
O exercício físico tem papel importante na manutenção e aumento da força muscular, melhorando assim, a locomoção e o equilíbrio. Outro benefício é o aumento da flexibilidade, possibilitando melhores condições no desempenho das atividades diárias, prevenção de dores, desvios posturais e lesões músculo-esqueléticas (19). Há também aumento do equilíbrio estático e dinâmico, diminuindo assim o número de quedas dos idosos que segundo a literatura, cerca de 30% dos idosos sofre quedas ao menos uma vez ao ano, sendo que alguns sofrem mais vezes ao ano (20,21,22,23). Além de fraturas, e outros problemas físicos provocados pelas quedas, há ainda os altos custos tanto para o indivíduo acometido quanto para o sistema de saúde devido aos transtornos provocados pelas quedas.
De forma específica, o treinamento da musculatura esquelética é dividido em duas categorias: resistência e força. O treinamento de resistência está relacionada à aptidão cardiorespiratória e também muscular já que há aumento de consumo máximo de oxigênio, e o treinamento de força está relacionado a capacidade de gerar força (2,7).
Na literatura há evidências de que o treinamento possui um efeito positivo sobre o músculo esquelético durante o envelhecimento, embora este treinamento dependa de fatores como intensidade, freqüência, duração e modo do exercício.
Devido às propriedades inerentes ao músculo do idoso, um programa de exercício físico deveria seguir os seguintes passos: 5 minutos de aquecimento, 10-15 de alongamento, e a atividade específica propriamente dita, pois com a preparação da elasticidade e o aquecimento muscular, o músculo pode obter melhores resultados através do exercício (17).
Pesquisas sugerem que exercícios regulares, incluindo treinamento de força e resistência, podem reduzir efeitos fisiológicos do envelhecimento (diminuição de massa, força, capilarização e capacidade oxidativa muscular) nos músculos esqueléticos (7).
O exercício físico com ênfase ao exercício de fortalecimento muscular, em idosos pode reverter à perda de massa muscular e aumentar a função muscular, melhorando assim condições de força, função e massa muscular, aumentando a densidade mineral óssea e melhorando o equilíbrio, reduzindo assim, o risco de quedas e fraturas nos idosos [24]. Além destes aspectos, é relatado que o exercício de fortalecimento muscular em idosas pode ser equivalente a 10-20 anos de “rejuvenescimento” [25].
Realizando 10 meses com sessões semanais de 3 vezes de 45 minutos, (exercícios como andar, correr), em indivíduos de 60-70 anos, alguns autores observaram aumento em 20% na densidade capilar (capilar por milímetro quadrado), considerando que o número de capilar por fibra muscular aumentou em 25%, ou seja, novos capilares forma produzidos no músculo. Os autores relataram que após o tempo de exercícios, a fibra tipo I (lenta) do gastrocnêmio dos participantes aumentou em 12% no sexo masculino e feminino, a fibra tipo II aumentou em 6% nos homens e em 18% nas mulheres [26].
Estudando a produção de força muscular e características das fibras musculares do músculo quadríceps de homens com média de idade de 72±3 e mulheres 67 ±3, submetidos a um programa de treinamento de força e explosão muscular no aparelho leg press e mesa extensora; os pesquisadores verificaram que após 6 meses de treinamento a produção de força pelo músculo quadríceps aumentou de 30% a 60% para ambos os sexo, porém a área de secção transversal não aumentou na mesma proporção que a força [27].
Indivíduos idosos com idade entre 85 e 97 anos submetidos a um programa de treinamento de força do músculo quadríceps femoral, três vezes por semana durante 12 semanas, aumentaram a produção de força muscular em 134%, enquanto a área de secção transversal aumentou de 15% a 17% [28]
Um programa de treinamento de resistência progressiva a um grupo 10 de idosos debilitados alojados sob cuidados 90±3 anos, demonstrou que após 8 semanas de treinamento, a força muscular aumentou em 180% e o volume muscular aumentou em 11% [29].
Homens idosos responderam a 12 semanas de um programa com treinamento de resistência progressiva (80% de uma repetição máxima, três séries de oito repetições dos extensores e flexores do joelho 3 dias por semana) duplicando a força dos extensores e triplicando a força dos flexores. A área total do músculo calculado por TC aumentou em 11,4% A biópsia do músculo vasto lateral revelou aumento similar na área das fibras tipo I (33,5%) e tipo II (27,6%) [30].
Com estes dados apontados na literatura, pode-se constatar a plasticidade que o músculo senescente apresenta, ou seja, este, é capaz de se adaptar, sofrer alterações quando submetido a estímulos. Dentre os estímulos provocados no músculo, o exercício físico visando o fortalecimento muscular promove alterações como melhor recrutamento das fibras, aumento da massa e força muscular, fazendo com que o idoso tenha melhores condições de saúde, melhor condições músculo-esqueléticas facilitando à realização de suas atividades cotidianas, tornando-o mais independente, menos propenso as quedas, enfim, proprocionando ao idoso melhor condição de vida.
Referências Bibliográficas:
1- Booth, FW, Weeden, SH, Tseng, BS. Effect of aging on human skeletal muscle and motor function. Med. Sci. Sports Exerc 1994; 26(5): 556-560.
2- Davini R, Nunes, CV. Alterações no sistema neuromuscular decorrentes do envelhecimento e o papel do exercício físico na manutenção da força muscular em indivíduos idosos. Rev. Bras.Fisioterapia 2003; 7(3): 210-207.
3- Caiozzo, VJ, Green, S. Breakout session 3: Issues related to muscle growth, atrophy, and tissue engineering. Clinical Orthopaedics and Related research 2002; (403): 252-261.
4- Minamoto, V B.; Salvini, T F. O músculo como órgão de secreção hormonal regulado pelo estímulo mecânico. Revista Brasileira de Fisioterapia 2001; 5(2): 87-94.
5- Vandervoort, AA. Alterações biológicas e fisiológicas. In: Pickles et al. Fisioterapia na terceira idade. 1.ed. São Paulo: Santos, 1998, p. 67-78.
6- Frontera, WR.; et al. Aging of skeletal muscle: a 12-yr longitudinal study. J Appl Physiol 2000; 88: 1321-1326.
7- Williams, G N, Higgins, MJ, Lewek, MD. Aging skeletal muscle: physiologic changes and the effects of training. Phys Ther 2002; 82(1): 82-86.
8- Scott, W, Stevens, J, Binder-Macleod, SA. Human skeletal muscle fiber type classification. Physical Therapy 2001; 81(11): 1810 – 1816.
9- Andersen, J L. Muscle fibre type adaptationa in elderly human muscle. Scand J Med Sci Sports 2003, 13: 40-47.
10- Kent-Braun JÁ, Alexander, VNG, Young, K. Skeletal muscle contractile and noncontractile components in young and older women and men. J.Appl. Physiol 2000;.88: 662-688.
11- Delbono, O, Renganathan, M, Messi, ML. Excitation-Ca²+ relsease-contraction coupling in single aged human skeletal muscle fiber. Muscle Nerve Suppl. 1997, 5:88-92.
12- Thornell, l E.; et al. Satellite cell and training in the elderly. Scand. J. Med. Sci. Sports 2003; 13: 48-55.
13- Bij, AKVD, Laurant, MGH, Wensing, M. Effectiveness of physical activity
interventions for older adults. Am J Prev Med 2002; 22(2): 120-133.
14- Zago, AS, Polastri, PF, Villar, R, Silva, VM, Gobbi, S. Efeito de um programa geral de atividade física de intensidade moderada sobre os níveis de resistência de força em pessoas da terceira idade. Revista Brasileira de Atividade Física & Saúde 2000, 5(3):42-49.
15- Hakkinen, K, Alen, M, Kallinen, M, Newton, RU. Neuromuscular adaptation during prolonged strenght trraining detraining and re-strenght-training in midle-aged and elderly people. Eur J Appl Physiol 2000; 83: 51-62.
16- Nied, RJ, Franklin, B. Promoting and priscreving exercise for the elderly. American Family physican 2002; 65(3): 419-426.
17- Evans, JW. Exercise training guidelines for the elderly. Med.Sci. Sports Exerc 1999; 31(1): 12-17.
18- Okuma, SS. O Envelhecimento e a atividade física. In: O idoso e a atividade física. Campinas: Papirus, 1998, p.51-65.
19- Ueno, L A Influência da atividade física na capacidade funcional: Envelhecimento.
Atividade física & saúde 1999;.4(1): 57-68.
20-Tinetti, ME, Speechley, M, Ginter, S F. Risk factors for falls among elderly person living in the community. N. Engl. J. Med 1988; 319: 701-707.
21- Campbell, A J, Borrie, MJ, Spears, G F. Risk factors for falls in a community –based prospective study of people 70 years and older. J Gerontol 1989; 44: 112-117.
22- King, MB, Tinetti, MG. Falls in community dwelling older persons. J Am Geriatric Soc. 1995, 43:1146-54.
23- Perracini, MR, Ramos, L R. Fatores associados a quedas em uma coorte de idosos residentes na comunidade. Rev. Saúde Pública 2002; 36(6): 709-716.
24- Bahr, R. Clinical review: recent advances sports medicine. BMJ 2001; 323:328 –331.
25- Andrews, GR. Promoting health and function in an ageing population. BMJ 2001; 322: 728-729.
26- Coggan, AR, Spina, RJ, King, DS, et al. Skeletal muscle adaptations to endurance training in 60- to 7—yr-old men and women. J Appl Physiol 1992; 72: 1780-1786.
27- Hakkinenm K, Kallin, M, Izquierdo, M, et al. Changes in agonist-antagonist EMG, muscle CSA, and force during strenght training in midle-aged and older people. J Appl Physiol 1998; 84: 1341-1349.
28- Harridge, S D R. Ageing and local growth factors in muscle. Scand. J. Med. Sci. Sports 2003;13:34-39.
29- Fiatarone, MA, Marks, EC, Ryan, ND, et al. High-intesnstiry strenght training in nonagenarians: effects on skeletal muscle. JAMA 1990; 263: 3029-3034.
30- Frontera WR, Meredith, CN, O\’Reilly, KP, et al. Strenght condition-in older men: skeletal muscle hypertrophy and improved function. J Appl Physiol 1988; 64: 1038-1044.