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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
DEPARTAMENTO DE EDUCAÇÃO FÍSICA
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM EDUCAÇÃO FÍSICA
EFEITO DA INTENSIDADE DO EXERCÍCIO FÍSICO SOBRE
O CONTROLE INIBITÓRIO, AFETO, CONTROLE
AUTONÔMICO CARDÍACO E OXIGENAÇÃO DO CÓRTEX
PRÉ-FRONTAL
Weslley Quirino Alves da Silva
NATAL – RN
2016
EFEITO DA INTENSIDADE DO EXERCÍCIO FÍSICO SOBRE
O CONTROLE INIBITÓRIO, AFETO, CONTROLE
AUTONÔMICO CARDÍACO E OXIGENAÇÃO DO CÓRTEX
PRÉ-FRONTAL
WESLLEY QUIRINO ALVES DA SILVA
Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação
em Educação Física da Universidade Federal do Rio
Grande do Norte, como requisito parcial para a obtenção
do grau de Mestre em Educação Física.
ORIENTADOR: Prof. Dr. EDUARDO BODNARIUC FONTES
COORIENTADOR: Prof. Dr. HASSAN MOHAMED ELSANGEDY
Catalogação da Publicação na Fonte
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - Sistema de Bibliotecas Biblioteca Central Zila Mamede /
Setor de Informação e Referência
Silva, Weslley Quirino Alves da.
Efeito da intensidade do exercício físico sobre o controle inibitório, afeto, controle autonômico
cardíaco e oxigenação do córtex pré-frontal / Weslley Quirino Alves da Silva. - 2016.
58f. : il.
Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Centro de Ciências da Saúde,
Programa de Pós-Graduação em Educação Física. Natal, RN, 2016.
Orientador: Prof. Dr. Eduardo Bodnariuc Fontes.
Coorientador: Prof. Dr. Hassan Mohamed Elsangedy.
1. Cognição - Tese. 2. Lobo frontal - Tese. 3. Variabilidade da frequência cardíaca - Tese. 4. Emoção
- Tese. 5. Função executiva - Tese. I. Fontes, Eduardo Bodnariuc. II. Elsangedy, Hassan Mohamed. III.
Título.
RN/UF/BCZM CDU 165.171
AGRADECIMENTOS
À minha família: pais, irmão e noiva pelo apoio e incentivo a minha educação.
Aos meus orientadores Prof. Dr. Eduardo Bodnariuc Fontes e ao Prof. Dr.
Hassan Mohamed Elsangedy, pela grandiosa orientação e apoio ao longo desses anos
de convívio, trabalho e principalmente pelo incentivo em assumir desafios, acreditando
em meu crescimento humano, científico e profissional.
Ao prof. Dr. Alexandre Hideki Okano pela confiança, orientações e oportunidade
em fazer parte do grupo GEPEBIEX.
À Zayonara Larissa Lima pelo apoio nas coletas e organização dos dados, e
aos amigos: Joel Lima dos santos, Jefferson Thiago morais da cunha, Wagner Deuel
e Victor Mariano pela contribuição no processo de recrutamento dos voluntários para
a pesquisa.
À todos os amigos do grupo de pesquisa: Rodrigo Alberto Vieira Browne, André
Igor Fonteles, Paulo Ricardo, Paulo Henrique, Elias Batista, Cinthia Beatriz, Daniel
Machado, Inácio Neto, Pedro Agrícola, Samara Anselmo, Heloiana Faro, Kell
Grandjean, Wellington Campos, Rafaela Queiroz, Luiz Fernando de Farias Junior,
Marília Padilha e aos demais membros do grupo.
Aos Professores do departamento de Educação Física: Dr. Eduardo Caldas
Costa, Dr. Jônatas de França Barros, Dr. Arnaldo Mortati, Dr. Allyson Araujo e Dr.
Breno Cabral.
Ao Prof. Dr. Dráulio Barros de Araújo que concedeu a minha oportunidade em
pagar a disciplina (como ouvinte) Neurociência cognitiva em 2015.1, no Instituto do
Cérebro (UFRN).
Ao Prof. Dr. Rickson Mesquita e Rodrigo Menezes Forti (UNICAMP) pelo apoio.
Aos meus amigos Reginaldo Belo Filho, Larissa Martins de Freitas,
Wandemberg Sales, Dayse Ferreira e Wellissa do Nascimento Nunes.
À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
pela concessão de bolsa de estudo em nível de mestrado.
SUMÁRIO
ANEXOS ................................................................................................................................................. VI
LISTA DE TABELAS .............................................................................................................................. VII
LISTA DE QUADRO .............................................................................................................................. VIII
LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................................... IX
RESUMO ................................................................................................................................................ XII
ABSTRACT ........................................................................................................................................... XIII
1 INTRODUÇÃO ....................................................................................................................................... 1
2 OBJETIVO .............................................................................................................................................. 3
2.1 OBJETIVO GERAL ............................................................................................................................... 3 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS .................................................................................................................... 3
3 REVISÃO DE LITERATURA .................................................................................................................. 3
3.1 FUNÇÃO EXECUTIVA E RESPOSTAS AGUDAS COMPORTAMENTAIS DO EXERCÍCIO FÍSICO .......................... 4 3.1.1 Rede neural do controle executivo ......................................................................................... 10
3.2 EFEITO DA INTENSIDADE DO EXERCÍCIO FÍSICO SOBRE O COMPORTAMENTO AFETIVO E FUNCIONAMENTO
EXECUTIVO ............................................................................................................................................ 11 3.2.1 Intensidade do exercício e oxigenação cerebral .................................................................... 13
4 MÉTODOS ........................................................................................................................................... 14
4.1 AMOSTRA ........................................................................................................................................ 15 4.2 DESENHO EXPERIMENTAL ................................................................................................................. 16
4.2.1 Sessão de triagem e familiarização ....................................................................................... 17 4.2.2 Condição exercício e controle ................................................................................................ 18
4.3.1 Teste de Stroop computadorizado – Testinpacs ................................................................... 20 4.3.2 Escala de foco de atenção (pensamento associativos e dissociativos) ................................ 21 4.3.3 Escore de eficiência invertida - inverse efficiency score........................................................ 22
4.4 VALENCIA AFETIVA ........................................................................................................................... 22 4.5 BATIMENTO CARDÍACO E VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA CARDÍACA ................................................... 23 4.6 OXIGENAÇÃO CEREBRAL .................................................................................................................. 23 4.7 TRATAMENTO ESTATÍSTICO .............................................................................................................. 25
5 RESULTADOS ..................................................................................................................................... 26
6 DISCUSSÃO ........................................................................................................................................ 33
7 CONCLUSÃO ....................................................................................................................................... 36
8 REFERÊNCIAS .................................................................................................................................... 38
vi
ANEXOS
Anexo 1 – Escala de pensamento associativo e dissociativo ................................................................ 51
Anexo 2 – Escala de valência afetiva ..................................................................................................... 52
vii
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Efeito do exercício incremental máximo sobre as respostas cognitivas ............................... 27
Tabela 2 - Correlação de pearson da condição exercício, com fator afeto como variável dependente 32
viii
LISTA DE QUADRO
Quadro 1 – Aspectos de vida associados às funções executivas ........................................................... 5
Quadro 2 – Estudos que analisaram o controle inibitório em diferentes intensidades durante o exercício
físico em cicloergômetro ........................................................................................................................... 7
ix
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Organização hierárquica top-down das funções executivas e regulação afetiva .................. 10
Figura 2 - Teoria dual-mode: modelo dose-resposta entre intensidade do exercício físico, resposta
afetiva e influência executiva .................................................................................................................. 13
Figura 3 - Desenho experimental ........................................................................................................... 17
Figura 4 - Desenho experimental da condição exercício e controle ...................................................... 19
Figura 5 - Modelo de visualização do teste de stroop computadorizado – testinpacs. ......................... 21
Figura 6 - Efeito do controle inibitório sobre as condições controle exercício ....................................... 28
Figura 7 - Efeito do afeto e pensamento associativo e dissociativo sobre as condições controle e
exercício. ................................................................................................................................................. 29
Figura 8 - Efeito da intensidade do exercício sobre os índices da variabilidade da frequência cardíaca
nas condições controle e exercício. ........................................................................................................ 30
Figura 9 - Efeito dos índices da oxigenação do cpf-vm sobre as condições controle e exercício ......... 32
x
LISTA DE SIGLAS, ABREVIATURAS E SÍMBOLOS
ACSM American College of Sports Medicine (Colégio Americano de Medicina do Esporte)
AD associativo e dissociativo Amg amígdala ANOVA analysis of variance (análise de variância)
Bpm batimentos por minuto CCA córtex cingulado anterior CM córtex motor CPF córtex pré-frontal DL dorsolateral DHb desoxihemoglobina EEG eletroencefalograma
FC frequência cardíaca
FCmáx frequência cardíaca máxima
FE função executiva
fMRI functional magnetic resonance imaging (imagem de ressonância magnética
funcional)
GB gânglios basais GNG go/no-go Hbt hemoglobina total HF high frequency (alta frequência) Hz hertz IES inverse efficiency score (escore de eficiência invertida) IMC índice de massa corporal
IPAQ international physical activity questionnaire (questionário internacional de atividade física)
Kg quilograma kg·m-2 quilograma por metro quadrado LF low frequency (baixa frequência) LF/HF low frequency and high frequency ratio (razão baixa frequência e alta frequência) LV limiar ventilatório m metros ms milissegundos MCST wisconsin card sorting MHz megahetz ml·kg-1·min-1 mililitros por quilograma de peso por minuto mm milímetro mmHg milímetros de mercúrio n.u unidade normalizada NIRS near infrared spectroscopy (espectroscopia de infravermelho próximo)
O2Hb oxiemoglobina PA precisão de acertos PAD pensamento associativo e dissociativo PAR-Q physical activity readiness questionnaire (questionário de prontidão para a
atividade física)
TCLE termo de consentimento livre e esclarecido
TR tempo de reação
VM ventromedial VO2 consumo de oxigênio
xi
VO2máx consumo máximo de oxigênio
VO2pico consumo de oxigênio pico
VFC variabilidade da frequência cardíaca w watts μm micrometro
xii
RESUMO
EFEITO DA INTENSIDADE DO EXERCÍCIO FÍSICO SOBRE O CONTROLE INIBITÓRIO, AFETO, CONTROLE AUTONÔMICO
CARDÍACO E OXIGENAÇÃO DO CÓRTEX PRÉ-FRONTAL
Autor: Weslley Quirino Alves da Silva Orientador: Prof. Dr. Eduardo Bodnariuc Fontes
Coorientador: Prof. Dr. Hassan Mohamed Elsangedy
Introdução: A baixa aderência na maior parte da população em programas de atividade física tem sido associada a experiências emocionais de desprazer provocada pela intensidade do exercício físico. Estudos teóricos propõem o controle inibitório como elemento fundamental para a regulação emocional de prazer durante o exercício executado em diferentes intensidades. No entanto, ainda é desconhecida a relação do controle inibitório com as respostas afetivas acerca da intensidade do exercício. Objetivo: Verificar o efeito da intensidade do exercício incremental máximo sobre o controle inibitório, afeto, controle autonômico cardíaco e oxigenação do córtex pré-frontal. Método: Trinta e sete adultos jovens, sedentários, participaram de forma randomizada de duas condições experimentais (controle e exercício). Na condição exercício, os participantes realizaram um teste incremental máximo em cicloergômetro com concomitante e contínua a avaliação da oxigenação do CPF, variabilidade da frequência cardíaca (VFV), controle inibitório (teste de stroop) e escalas de afeto e pensamento associativo e dissociativo (PAD). Na condição controle, os voluntários realizaram as mesmas avaliações da condição exercício, mas sem pedalar no cicloergômetro. O parâmetro de referência dos protocolos experimentais para a intensidade foi determinado pelo limiar ventilatório (LV). Foi utilizada a ANOVA two away para medidas repetidas com ajuste de Bonferroni, para comparar as condições (controle e exercício) e os momentos (oito intensidades). Em seguida, foi realizada a correlação de Pearson para verificar as correlações do sentimento afetivo e controle inibitório com PAD, VFC e oxigenação do CPF. Resultados: (I) a alta intensidade do exercício promoveu declínio no controle inibitório, sentimento de desprazer, aumento da atividade simpática e oxigenação CPF. (II) o incremento da intensidade promoveu correlação entre o declínio do controle inibitório (maior número de erro) com o aumento do PAD (r=0,77) e da oxigenação CPF (DHb: r=0,87; Hbt: r=0,75). (III) o controle inibitório analisado pelo score efficience inverse, foi pior em alta e baixa intensidade quando comparada com seu comportamento na intensidade moderada Conclusão: Intensidades acima do LV apresenta declínio na função inibitória e desprazer. O desprazer foi relacionado com aumentos do PAD, da desoxihemoglobina no CPF e da atividade simpática. Os nossos resultados suportam que a intensidade do exercício pode influenciar o controle inibitório e está associado aos sentimentos afetivos.
Palavras-chave: emoção, lobo frontal, cognição, função executiva, variabilidade da frequência cardíaca.
xiii
ABSTRACT
EFFECT OF EXERCISE INTENSITY ON THE INHIBITORY CONTROL, AFFECTION, CARDIAC AUTONOMIC CONTROL AND OXYGENATION
PREFRONTAL CORTEX
Author: Weslley Quirino Alves da Silva Adviser: Prof. Dr. Eduardo Bodnariuc Fontes
Co-adviser: Prof. Dr. Hassan Mohamed Elsangedy
Introduction: Low grip on most of the population in physical activity programs has been linked to emotional experiences of displeasure caused by the intensity of exercise. Theoretical studies suggest inhibitory control as a key element in regulating emotions of pleasure during exercise performed at different intensities. However, it is still unknown the relationship of inhibitory control with affective responses about the intensity of the exercise. Objective: To analyze the effect of the intensity of the maximum incremental exercise on the inhibitory control, affection, autonomic control and oxygenation of the PFC. Method: Thirty-seven young adults, sedentary, participated randomly in two experimental conditions (control and exercise). In the exercise condition, participants performed a maximal incremental test on a cycle ergometer with concurrent and continuous evaluation of oxygenation of the PFC, heart rate variability (HRV), inhibitory control (Stroop test), affection scales and associative/dissociative thinking (ADT). In the control condition, the volunteers performed the same evaluations of the exercise condition, but without pedaling a cycle ergometer. The benchmark of the experimental protocols for the intensity was determined by the ventilatory threshold (VT). ANOVA was used for repeated measures two away with Bonferroni adjustment, to compare the conditions (control and exercise) and times (eight intensities). Then the Pearson correlation was performed to verify the correlations of emotional feeling and inhibitory control with ADT, HRV and oxygenation of the PFC. Results: (I) high intensity exercise promoted decline in inhibitory control, unpleasantness feeling, increased sympathetic activity and cerebral oxygenation. (II) promoted the increase of the intensity correlation between the decline in inhibitory control (highest number of error) with increasing ADT (r=0.77) and cerebral PFC (DHB: r=0.87; HBT: r=0.75). (III) inhibitory control analyzed by the score efficience inverse, was worse in high and low intensity compared to their behavior at moderate intensity. Conclusion: Intensities above the VT provides decline in inhibitory function and displeasure. The displeasure was related to increases in ADT, the deoxyhemoglobin PFC and sympathetic activity. Our results support that the intensity of exercise can influence the inhibitory control and is associated with emotional feelings.
Keywords: emotion, frontal lobe, cognition, executive function, heart rate variability.
1
1 INTRODUÇÃO
O maior problema de saúde pública do século 21 é a inatividade física1,2. Várias
evidências suportam que a falta de aderência por grande parte da população é devido
experiências emocionais desagradáveis provocada pela intensidade do exercício
físico3,4. Em contrapartida, a percepção de desprazer é considerada um mecanismo
de proteção do corpo causada por perturbações homeostáticas derivadas da
intensidade do exercício5–7. Bases teóricas apresentam que aspectos cognitivos são
importante na regulação emocional8. Modelos teóricos apresentam que o incremento
da intensidade do exercício físico provoca aumento dos estímulos interoceptivos, no
qual recursos cognitivos participam em identificar e regular pensamentos negativo9.
Uma subclassificação da função executiva (ou cognitiva) conhecida como controle
inibitório, pode influenciar na inibição das experiências emocionais negativas9,10.
Assim, a capacidade do controle inibitório parece ter relação com a regulação
emocional de prazer, podendo aumentar a tolerância da intensidade do exercício
acerca das sensações de fadiga11. Dessa forma, estudos que venham entender o
papel do controle inibitório e afeto sobre diferentes intensidades podem ajudar na
elaboração de estratégias para promoção da aderência aos programas de atividade
física.
Estudos têm tentado verificar o comportamento do controle inibitório em
diferentes intensidades do exercício, no entanto, os achados são inconsistentes.
Alguns sustentam que o controle inibitório pode melhorar em intensidades leve e
moderada e diminuir somente em intensidades elevadas12–16. Em contraste, outros
indicam nenhuma alteração do controle inibitório em intensidades leve e moderada, e
declínio somente em intensidades elevadas17,18. E outros, a intensidade moderada
pode diminuir a função do controle inibitório19–25. O único fato comum nestes estudos,
é que intensidades elevadas manifesta queda no controle inibitório, enquanto as
intensidades leve e moderada os resultados são inconsistentes. Algumas limitações
metodológicas devem ser consideradas nos estudos acima, como exemplo, o tipo do
teste do controle inibitório e a baixa quantidade de participantes. Da mesma forma,
poucos desses estudos investigaram parâmetros neurofisiológicos associados ao
2
controle inibitório durante o exercício. Entender o comportamento da hemodinâmica
cerebral e controle autonômico cardíaco pode trazer ampla contribuição sobre o
entendimento de seus mecanismos. Outro importante aspecto a ser ressaltado é a
inconsistência entre os estudos quanto ao parâmetro para determinação das
intensidades. Alguns determinaram a intensidade pela potência pico, frequência
cardíaca de reserva ou percentual do consumo máximo de oxigênio. No entanto, o
limiar ventilatório (LV) é considerado o padrão-ouro para a determinação da
intensidade do exercício físico26. Deste modo, ressaltamos a importância de estudos
que agreguem essas variáveis citadas em conjunto com a inclusão de marcadores
precisos de intensidade de exercício, para assim propiciar uma compreensão mais
sólida dos efeitos em diferentes intensidades do exercício sobre o controle inibitório e
afeto.
O aumento da intensidade do exercício promove aumento dos estímulos
interoceptivos proveniente das alterações autonômicas (retirada vagal e ativação
simpática)27. Outro componente importante provocada pelo aumento da intensidade é
a hiperatividade da amígdala com projeções bottom-up para o córtex pré-frontal
(CPF)28,29. O modelo teórico de integração neurovisceral apresenta que os estímulos
viscerais da variabilidade da frequência cardíaca (VFC) interagem com as redes
neurais bottom-up refletindo em alterações emocionais30,31. Enquanto, o processo de
regulação emocional é explicado pelo modelo neural do CPF que exerce função top-
down inibindo alterações viscerais da VFC representada pela amígdala.
Recentemente, foi demonstrado que sujeitos em repouso que apresentam maior VFC
está relacionada com o aumento da conectividade funcional da amígdala e CPF32.
Assim, os efeitos da intensidade do exercício sobre o controle autonômico associada
a oxigenação do CPF é desconhecido e principalmente suas implicações no controle
inibitório e respostas afetivas.
O presente estudo investigou os efeitos da intensidade do exercício físico sobre
o controle inibitório, afeto, foco de atenção, controle autonômico cardíaco e oxigenação
do CPF. Três hipóteses foram examinadas: (I) intensidades acima do LV apresenta
efeito deletério sobre o controle inibitório acompanhado de sentimento de desprazer,
3
além de aumentos da atividade simpática e da oxigenação no CPF. (II) a queda na
experiência de prazer está relacionada com o declínio do controle inibitório e aumentos
da atividade autonômica e da oxigenação do CPF. (III) e a hiperatividade do controle
autonômico está relacionada com o aumento da oxigenação do CPF.
2 OBJETIVO
2.1 OBJETIVO GERAL
Investigar o efeito do incremento da intensidade do exercício sobre o controle
inibitório, afeto, foco de atenção, sistema autonômico cardíaco e oxigenação do córtex
pré-frontal.
2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Verificar o efeito agudo da intensidade de exercício sobre o controle inibitório,
respostas afetivas, variabilidade da frequência cardíaca, foco de atenção e
oxigenação do CPF;
Relacionar as variáveis da resposta afetiva, variabilidade da frequência
cardíaca, controle inibitório, foco de atenção, e a oxigenação do CPF;
3 REVISÃO DE LITERATURA
4
3.1 FUNÇÃO EXECUTIVA E RESPOSTAS AGUDAS COMPORTAMENTAIS
DO EXERCÍCIO FÍSICO
O dicionário da International Neuropsychological Society define funções
executivas como “as habilidades cognitivas necessárias para realizar comportamentos
complexos dirigidos para determinado objetivo e a capacidade adaptativa as diversas
demandas e mudanças ambientais”33. Este conceito propõe integração de um amplo
conjunto de funções baseada na concentração e atenção (autocontrole)10. Geralmente
a função executiva é classificada em três componentes: inibição (comportamental e
controle de interferência), memória de trabalho e flexibilidade cognitiva, em conjunto
processa uma rede neural de ordem superior (top-down) que são compreendidas em
razão do raciocínio, planejamento e resolução de problemas34. A preservação destas
habilidades tem implicações no autocontrole da saúde física e mental, proporcionando
o desenvolvimento cognitivo, social e psicológico10, conforme apresentado no quadro
1.
5
Quadro 1 – Aspectos de vida associados às funções executivas (FEs). Adaptada do
estudo de Diamond (2013).
Aspectos Modos em que as FEs são relevantes
Sucesso escolar FEs predizem a competência de matemática e leitura em
todos os anos escolares35–37
Prontidão
escolar
FEs são mais importantes para a prontidão escolar do que o
coeficiente de inteligência ou o nível de leitura ou
matemática38,39
Saúde mental
FEs são prejudicadas em muitos distúrbios mentais, incluindo:
i. Vícios40
ii. Transtorno do déficit de atenção com
hiperatividade41,42
iii. Transtorno de conduta43
iv. Depressão44
v. Transtorno compulsivo obsessivo45
vi. Doenças neurodegenerativas46
Saúde física ↓ FEs estão associadas à obesidade, comer em excesso,
abuso de substâncias e baixa adesão ao tratamento47–50
Qualidade de
vida
Pessoas com melhor FEs possuem melhor qualidade de
vida51,52
Sucesso no
trabalho
↓ FEs conduzem a baixa produtividade e dificuldade em
encontrar e manter-se em um emprego53
Harmonia
conjugal
Parceiros com ↓ FEs podem ser mais difícil de se conviver,
menos confiáveis e/ou mais propensos a agir por impulso54
Comportamento
social
↓ FEs conduzem à problemas sociais (incluindo crime,
comportamento imprudente, violência e crises emocionais)
55,56
De acordo com as evidências apresentadas no quadro 1, as funções executivas
são importantes em muitos aspectos comportamentais do ser humano. De todas as
6
características da função executiva, alguns estudos sugerem o controle inibitório como
a mais importante10. A habilidade de inibir tomadas de decisões impulsivas, respostas
prepotentes e pensamentos desagradáveis é um aspecto de domínio do controle
emocional, que reflete na escolha de como reagimos e como nos comportamos10. No
entanto, parece ser cada vez mais raro, comportamentos que contribuem para a
saúde, como exemplo a inatividade física e maus hábitos alimentares, que repercutem
em mais vulnerabilidade ao desenvolvimento de doenças crônicas57.
Levando em consideração o comportamento diante da prática de exercício
físico, cerca de 96,7% da população Brasileira não atinge a recomendação mínima de
30 minutos de exercício físico contínuo de intensidade moderada em cinco ou mais
dias da semana recomendado pelo Colégio Americano de Medicina do Esporte58.
Alguns modelos teóricos sobre o comportamento humano em razão da saúde,
apresentam que a intenção combinada por uma causa, é determinante para influenciar
na probabilidade na ação do comportamento59,60. Outro modelo mais recente,
complementa que além da intenção, um conjunto de circunstâncias comportamentais
do passado e presente reflete no grau da ação entre custo/benefício. Esta auto-
regulação temporal de “custo/benefícios” são caracterizadas pelos processos
regulatórios que envolvem a função executiva57,61. Ou seja, recordações passadas da
prática de exercício físico são resgatadas pela memória, onde a capacidade de inibir
experiências emocionais desagradáveis pode contribuir para a adesão nos programas
de exercício físico.
A capacidade do controle inibitório de regular a atenção, o comportamento, o
pensamento e/ou o afeto são aspectos da: inibição comportamental (autocontrole de
tomada de decisões impulsiva ou intuitiva) e controle de interferência (foco de atenção
e inibição cognitiva). Durante o aumento da intensidade do exercício físico, o foco de
atenção do controle de interferência adverte atenção a pensamentos associada aos
estímulos interoceptivos (Ex. Frequência cardíaca, VO2, temperatura corporal e etc.),
enquanto os pensamento exteroceptivos (ou dissociativo), ocorrem com menor
frequência62,63. Outra característica importante do controle de interferência é a inibição
cognitiva, considerando a capacidade de inibir pensamentos de desprazer64.
7
Apesar dos diferentes aspectos do controle inibitório apresentarem
características separadas, todos compartilham bases neurais semelhantes65,66.
Análises fatoriais confirmam que o foco de atenção e a inibição cognitiva estão
fortemente relacionadas como uma única variável latente67. Na qual, as bases neurais
do controle inibitório apresentam projeções top-down do córtex pré-frontal para regiões
subcorticais (figura 1). Sendo assim, acredita-se que a avaliação do controle inibitório
por alguns testes cognitivos (Ex. teste Stroop, foco de atenção), podem ter relação
com a regulação emocional de prazer e desprazer durante a intensidade do exercício
físico68–70.
Quando analisamos os estudos que observaram o efeito agudo do controle
inibitório em relação ao tempo de reação e precisão de acertos, durante diferentes
intensidades do exercício físico, os resultados são inconsistentes (quadro 2). Alguns
sustentam que o tempo de reação em intensidades leve e moderada podem melhorar,
seguida de um declínio quando atingem intensidades severas12–16,18,21,23. Em
contraste, Wang, Chu, Chu, Chan, e Chang (2013) apoiam que não ocorre nenhuma
alteração do tempo de reação em intensidades leve e moderada17. Outros suportam
que o tempo de reação piora durante o exercício físico em intensidades
moderada20,24,25. Quanto à precisão de acertos, no estudo de Pontifex e Hilman
(2007)19 utilizando a tarefa Flanker em intensidade moderada (60% FCmáx), houve
diminuição na precisão de acerto, em contrapartida, estudos mais recentes não
observaram alterações na precisão em intensidades moderada, só em intensidades
severas16,22,24–26.
8
Quadro 2 – Estudos que analisaram o controle inibitório em diferentes intensidades durante o exercício físico em cicloergômetro.
Estudos Nível de atividade
física N Idade
Referência de
intensidade
Teste controle inibitório
Intensidade do exercício
Leve Moderada Severa
(Mekari et al., 2015)16
--- 19 24 ±
4 Potência
pico Stroop
40% TR ↑
60% TR =
85% TR ↓
(Komiyama et al., 2015)21
Fisicamente ativo
16 23,0 ± 2,3
Frequência cardíaca reserva
Go/no-go (GNG)
--- 140bpm
TR ↑; PA = ---
(Ogoh et al., 2014)20
Muito ativo 7 20,4 ± 0,6
Frequência cardíaca reserva
Teste Stroop
--- 140bpm
TR ↓; PA = ---
(Ando et al., 2013)23
Fisicamente ativo
12 22,9 ± 1,5
VO2máx Go/no-go
(GNG) ---
60% TR ↑; PA =
---
(Rattray & Smee, 2013)15
--- 20 25,6 ± 5,6
Limiar ventilatório
Tarefa de inibição
cognitiva ---
90% TR ↑; PA =
---
(Wang et al., 2013)17
Ativo 80 20,5
± 1,99
Frequência cardíaca reserva
Wisconsin Card
Sorting (MCST)
30% TR =
50% TR =
80% TR ↓
(Labelle et al., 2014)25
Sedentário
37 23.1
~ 63.0
Potência pico
Stroop
--- 60%
TR ↓; PA = 80%
TR ↓; PA ↓
Ativo --- 60%
TR =; PA = 80%
TR =; PA ↓
(Labelle et al., 2013)24
Sedentário
68 23.8 ± 2.6
Potência pico
Stroop
--- 60% TR ↓
80% TR ↓
Ativo --- 60% TR =
80% TR =
(Lucas et al., 2012)12
Sedentário 13 24 ±
5
Frequência cardíaca reserva
Stroop 30% TR ↑
70% TR ↑
---
(Ando et al., 2011)14
--- 12 25.3 ± 3.1
Consumo de oxigênio
Franker 40% TR =
60% TR ↑
80% TR ↑
Del Giormo (2010)22
Fisicamente ativo
30 20.2 ± 1.1
Limiar ventilatório
Wisconsin Card
Sorting (MCST)
75% PA ↓
=LV PA ↓
---
(Audiffren et al., 2009)18
Ativo 16 18-25 Limiar
ventilatório Go/no-go
(GNG) ---
90% TR ↑
---
(Kashihara et al., 2009)13
--- --- --- Limiar
ventilatório ---
<LV TR ↑
=LV TR ↑
>LV TR ↓
(Pontifex & Hilman et al.,
2007)19 --- 41
20.2 ± 1.6
Frequência cardíaca máxima
Franker --- 60% PA ↓
---
9
Legenda: TR: tempo de reação e PA: precisão de acertos durante a intensidade do exercício físico. Seta
para cima ↑: melhorou (TR ou PA); Seta para baixo ↓: diminuiu (TR ou PA); Sinal igual =: não ouve
alteração em relação ao repouso (TR ou PA).
Lambourne e Tomporowsk (2010) realizaram uma revisão meta-analítica com
21 (vinte e um) estudos sobre o desempenho cognitivo durante a intensidade
moderada do exercício. Os resultados indicaram melhorias significativas no
desempenho cognitivo em bicicleta ergométrica. Já em estudos conduzidos em
esteiras rolantes apresentou redução no desempenho cognitivo, outros fatores que
podem explicar a variabilidade dos resultados são: o tipo da tarefa cognitiva
selecionada e o tempo de duração do exercício e do teste cognitivo71. Outro estudo de
meta-análise proposto por Chang e colaboradores (2012) apresentou que a influência
da intensidade do exercício físico tem efeitos pequenos sobre desempenho cognitivo72.
E mais recente, Browne e colaboradores (2016) foi encontrado melhorias no controle
inibitório em adolescentes imediatamente após o exercício sobre a intensidade
vigorosa, principalmente em faixas etárias mais reduzidas73. No geral, fatores como
nível de atividade física, idade, tipo de exercício, teste cognitivo, duração do teste
cognitivo e do exercício pode gerar confusão na intepretação dos resultados.
Por outro lado, quanto aos efeitos crônicos, é identificado que a prática regular
de exercício físico provoca melhorias no funcionamento executivo74. Em relação aos
benefícios subagudos pós-exercício, também são apresentados em crianças75–78,
adultos78–80 e idosos72,81,82. Em meta-análise com 79 (setenta e nove) estudos
realizada por Chang e colaboradores (2012) analisando o efeito subagudo do pós-
exercício sobre o desempenho cognitivo, a intensidade foi considerada um moderador
primário determinante, no qual o exercício prescrito abaixo de 50% da FCmáx, resultou
efeito negativo sobre o desempenho cognitivo, mas quando prescrito em 64–76% ou
77–93% da FCmáx, os efeitos foram positivos, apontando que o desempenho cognitivo
pós-exercício parece ser dependente da intensidade72.
10
3.1.1 Rede neural do controle executivo
A compreensão do controle executivo engloba uma organização hierárquica de
redes neurais (network). Sinais de comando partindo do córtex pré-frontal monitora e
controla outras estruturas corticais e subcorticais conhecido como sinalização “top-
down” (de cima para baixo)83 figura 1. Algumas subdivisões do córtex pré-frontal, como
o ventromedial (VM) e o dorsolateral (DL) apresentam ligações no sistema límbico,
com habilidades cognitivas especificas e distintas. A região mais superior do DL
apresenta forte relação com a flexibilidade cognitiva e memória de trabalho, já a região
mais inferior exerce maior ação sobre o controle inibitório. Mas, juntos compõem as
principais características da função executiva84,85. Ligações do DL com outras regiões
cerebrais têm importante participação na integração de informações sensoriais86,
monitoramento de tarefas cognitivas que exige conflito de reposta e atenção (Ex. teste
Strrop)87, tarefa motora e sistema de recompensa84. Essas funções ocorrem pela
interação do DL com o córtex parietal inferior e superior, córtex cingulado anterior,
córtex motor e os gânglios basais.
Figura 1 – Organização hierárquica “top-down” das funções executivas e
regulação afetiva. Legenda: Setas azuis= ação do pré-frontal dorsolateral superior sobre estruturas
cerebrais na memória de trabalho e flexibilidade cognitiva; Setas amarelas= ação do pré-frontal
dorsolateral inferior sobre estruturas cerebrais no controle inibitório; Setas vermelhas= ação do pré-
11
frontal ventromedial na regulação afetiva. CM= córtex motor; CCA= córtex cingulado anterior; GB=
Gânglios basais; Amg= Amígdala.
3.2 EFEITO DA INTENSIDADE DO EXERCÍCIO FÍSICO SOBRE O COMPORTAMENTO AFETIVO E FUNCIONAMENTO EXECUTIVO
Estudos suportam que sentimentos de prazer e bem-estar devam ser
considerados como respostas emotivas e são essenciais para a participação contínua
de exercício88–91. Experiências passadas de prazer e desprazer durante a prática de
atividade física tem influência nas decisões subsequentes sobre a aderência.
Ekkekakis, Petruzello e Hall (2011) apresentaram uma revisão examinando 33 (trinta
e três) estudos publicados no período de 1999 a 2009, concluíram que o prazer é
reduzido principalmente em intensidades acima do limiar ventilatório92. O efeito
negativo é o principal sintoma do corpo para alertar consciência para importantes
perturbações homeostáticas5–7. Assim, várias evidências suportam que a falta de
inclusão em grande parte da população nos programas de atividade física é devido a
experiências emocionais desagradáveis provocadas pelo exercício físico.
Estruturas cerebrais como a amígdala e o córtex pré-frontal ventromedial
desempenham papel central de reavaliação de estímulos negativos. Recentemente,
resultados empíricos mostraram que a modulação da emoção negativa envolve uma
combinação de dois tipos de processos regulatório bottom-up e top-down93.
Experiência emocional de desprazer está associada a hiperatividade da amídala com
projeções bottom-up para o córtex pré-frontal ventromedial8,94–97. Em contraste, o
processo de regulação emocional de prazer parte das regiões corticais (top-down), no
qual o córtex pré-frontal dorsolateral exerce controle (inibição) sobre a amígdala
durante a exposição de estímulos aversivos (figura 1), regulando assim, as respostas
afetivas negativas9,84. Além da amígdala e do córtex pré-frontal, outras estruturas
cerebrais também integram a rede neural da emoção como: hipotálamo, núcleo
accumbes e o córtex cingulado anterior, juntos tem importante participação nas
respostas afetivas29,98.
12
Além da influência das regiões corticais e subcorticais para o processamento
afetivo, padrões do sistema nervoso autônomo também têm influência direta na
modulação da experiência emocional99. Alterações autonômicas causadas pelo
incremento da intensidade do exercício físico promovem mais feedback aferentes
(interocepção) para o sistema nervoso central, informando as condições advindas do
consumo de oxigênio, frequência cardíaca e lactato no sangue100–102. Este feedback
funciona como um mecanismo de proteção dos órgãos vitais, refletindo em alterações
perceptuais de prazer/desprazer74. Desta forma, as respostas perceptuais durante o
exercício físico são dependentes da intensidade6, já que o exercício promove
alterações autonômicas.
Apesar de vários estudos apontarem a dissociação das redes neurais entre
função executiva e afeto, as respostas perceptuais durante o exercício físico são
influenciadas pela interação destes dois fatores6. De acordo com o modelo teórico
dual-mode, fatores executivos top-down durante o exercício físico tornam-se
predominantes em intensidade abaixo do limiar ventilatório (leve), repercutindo em
maior sensação de prazer92. Isso ocorre em virtude da preservação do estado
fisiológico estável, o que permite ao indivíduo planejar, analisar, avaliar as informações
contextuais do exercício físico na percepção afetiva. Já durante o domínio de
intensidade entre o limiar ventilatório (moderado) é apresentado maior prevalência de
respostas negativas, mesmo que ocorra alta variabilidade interpessoal. Vale ressaltar,
que o exercício físico modifica as respostas afetivas em função das funções
executivas, principalmente em intensidades próximas a transição metabólica (limiar
ventilatório), sendo esses os responsáveis pela variabilidade interpessoal das repostas
afetivas5,7. E no exercício em intensidades acima do limiar (alta) ocorre o desequilíbrio
fisiológico (ou homeostático), predominado mais informações interoceptivas e
repercutindo na percepção de desprazer7.
13
Figura 2 – Teoria Dual-Mode: Modelo dose-resposta entre intensidade do exercício físico,
resposta afetiva e influência executiva
No entanto, os estudos que testam a teoria dual-mode, são limitados em avaliar
apenas o comportamento emocional (prazer/desprazer). Nenhum estudo do nosso
conhecimento testou a relação entre afeto e função executiva durante o exercício físico
conforme sugere a teoria dual-mode.
Em relação aos estudos que avaliaram a função executiva durante a intensidade
do exercício físico (tabela 2), alguns têm demonstrado que o desempenho da função
executiva pode aumentar12–16,18,21,23, enquanto outros mostram efeitos deletérios17 e
alguns apresentam resultados mistos, com ambos os efeitos positivos e negativos ou
nenhum impacto do exercício20,24,25. Em geral, estas afirmações são incompatíveis
com a teoria dual-mode. No entanto, fatores como o nível de condicionamento físico,
humor, ansiedade entre outros pode influenciar nesta contradição dos resultados.
3.2.1 Intensidade do exercício e oxigenação cerebral
A investigação somente com técnicas subjetivas é outra deficiência na maioria
dos estudos, isso ocorre em virtude das limitações nos instrumentos de neuroimagem
provocado pelos artefatos do movimento103. Sendo assim, nos últimos anos foi criada
a espectroscopia de infravermelho próximo (NIRS), instrumento de neuroimagem com
técnica não invasiva que avalia alterações hemodinâmicas das áreas corticais do
cérebro em movimento, baseada no padrão de oxigenação e desoxigenação104
Muitos estudos têm apresentado que o exercício em intensidades abaixo do
limiar ventilatório (LV) promove maior oxigenação no córtex pré-frontal, enquanto
14
intensidades acima do LV, a oferta de oxigênio é reduzida (hipóxia)12,13,16,21,104–112. Em
intensidades por volta do limiar ventilatório, estudos encontram resultados mistos no
padrão de oxigenação14,23,112,113.
Em relação ao desempenho cognitivo, alguns estudos observaram relação
negativa no efeito do incremento da intensidade do exercício físico sobre o
desempenho da função executiva e oxigenação no córtex pré-frontal13,16. No qual, o
aumento da intensidade do exercício físico causa queda no desempenho do controle
inibitório, em virtude da redução da oxigenação no córtex pré-frontal. No geral, estes
estudos apresentam dados empíricos sobre a teoria da hipofrontalidade transiente. No
qual, durante o exercício físico transcorre um aumento na ativação neural (córtex
motor) para a execução dos movimentos motores, de maneira em que outras regiões
cerebrais não resultem tanta importância para realização do exercício, como exemplo
o córtex pré-frontal114.
Contrariando essa associação da oxigenação no CPF e função executiva,
estudos conduzidos em condição de hipóxia apresentam resultados que a oxigenação
do córtex pré-frontal é independente do desempenho executivo12,14,21,23. Assim, a
ligação da oxigenação do córtex pré-frontal com o desempenho da função executiva
ainda precisa ser mais estudada.
4 MÉTODOS
Estudo do tipo ensaio clinico experimental com delineamento cruzado e
randomizado, com a manipulação da intensidade do exercício como variável
independente, e as respostas da variabilidade da frequência cardíaca, consumo de
oxigênio, controle inibitório, afeto e oxigenação cerebral como as variáveis
dependentes associadas as condições experimental e controle.
15
4.1 AMOSTRA
Trinta e sete indivíduos sedentários, com idade entre 25±4,6 anos de ambos os
sexos (9 homens e 28 mulheres); massa corporal 65,8±13,0 Kg; estatura 1,7±0,1 m;
IMC 28,4±3,6 kg·m-2; percentual de gordura de 23,7±4,3% para os homens e
30,5±2,9% para as mulheres; VO2 pico 26,1±8,92 ml·kg-1·min-1; frequência cardíaca
de repouso 82,5±22,1 bpm; pressão arterial sistólica 119,3±7,1 mmHg; pressão arterial
diastólica 78,5±10,1 mmHg; e pressão arterial média 92,1±9,1 mmHg.
O processo de recrutamento ocorreu de forma não-probabilística e por
conveniência115, através de anúncios em Universidades e Faculdades do Rio Grande
do Norte e divulgação nas redes sociais. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética
em Pesquisa da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (CEP/UFRN), parecer
número 653.673/2014. Obedecendo aos princípios éticos de pesquisa com humanos
de acordo com a Resolução 466, redigido em linguagem acessível, contendo a
justificativa, objetivos e procedimentos para a participação da pesquisa e a garantia de
esclarecimento antes, durante e após a mesma, oferecendo-lhe liberdade de
participação ou retirada em qualquer momento, assim como garantia de sigilo de dados
pessoais.
Para o critério de inclusão, idade entre 18 e 30 anos, peso considerado normal
ou sobrepeso (18,5 kg.m-2 ≤ IMC < 29,9 kg.m-2) e sedentários. Dois critérios foram
estabelecidos para caracterizar os sujeitos como sedentários. O primeiro critério, foi
pelo questionário de auto-relato IPAQ, para identificar o nível de atividade física. Caso
o sujeito enquadrar-se como sedentário, foi adicionado o segundo critério, pelo VO2
pico ≤33 ml·kg-1·min-1 através do teste incremental máximo, conforme as diretrizes do
American Heart Association (1972), classificada como baixa aptidão aeróbia.
Os critérios de exclusão foram: (1) limitações articulares, neurológicas,
cardiovasculares ou respiratórias; (2) auto-relato de ter contra indicação ao exercício
físico de alta intensidade baseando-se nos exames médicos dos últimos seis meses
ou identificar prováveis restrições e limitações à saúde no questionário de prontidão
para atividade física (PAR-Q); (3) reportar estar realizando algum tratamento
16
farmacológico; (4) auto-relato de ter praticado exercício físico nos últimos sete dias
verificado através da aplicação do IPAQ116; (5) nível de aptidão aeróbia acima do VO2
pico de 34 ml·kg-1·min-1, conforme as diretrizes do American Heart Association (1972),
classificado como baixa aptidão física.
Todos os participantes foram instruídos a não realizarem exercícios físicos e a
não ingerirem bebidas alcoólicas ou cafeínadas durante as 24 horas que antecederam
os procedimentos experimentais.
4.2 DESENHO EXPERIMENTAL
Os participantes foram submetidos a três visitas, com intervalo de no mínimo 48
horas. Na primeira etapa os sujeitos participaram da triagem com questionários (ver
sessão de triagem e familiarização), em seguida avaliação antropométrica e uma
simulação de teste incremental, em paralelo com a familiarização incluindo todos os
procedimentos do protocolo exercício. Após a familiarização, os participantes
realizaram duas sessões experimentais (controle e exercício) de forma randomizada
em dias distintos. A condição exercício foi composta pela realização de um teste
incremental máximo em cicloergômetro com concomitante avaliação cognitiva do
controle inibitório (teste de Stroop) ao final de cada estágio de intensidade de exercício
físico e a condição controle, os voluntários realizaram a mesma avaliação cognitiva,
mas sem o exercício físico (mais detalhes na condição controle e exercício). Durante
ambas as condições experimentais, foram avaliados a variabilidade da frequência
cardíaca, VO2, valência afetiva e os pensamentos associativos e dissociativos e
atividade hemodinâmica do córtex pré-frontal.
17
Figura 3 – Desenho experimental. Legenda: (*) Os participantes que não compreenderam as escalas na
sessão familiarização, foram acrescentadas mais visitas até a compreensão total das escalas.
4.2.1 Sessão de triagem e familiarização
Todos os sujeitos receberam esclarecimentos individuais a respeito dos
objetivos, procedimentos utilizados, possíveis benefícios e riscos atrelados à execução
do estudo, e condicionaram sua participação de modo voluntário mediante assinatura
do termo de consentimento livre e esclarecido (TCLE). O recrutamento destes foram
realizados por meio de convites divulgados em anúncios em Universidades e
Faculdades do Rio Grande do Norte e divulgação nas redes sociais.
A sessão de triagem foi constituída por uma visita, quando os participantes
foram submetidos à avaliação antropométrica conduzida por um único avaliador
previamente treinado. As avaliações antropométricas foram realizadas em um
ambiente reservado, localizada no laboratório do grupo de estudos e pesquisa em
Linha de base (questionários,
POMS e familiarização)
Exercício (NIRS,
VFC, Stroop, VO2, pensamento AD e Afeto)
Randomização
Controle (NIRS, VFC,
Stroop, VO2, pensamento AD e Afeto)
Controle (NIRS, VFC,
Stroop, VO2, pensamento AD e Afeto)
Exercício (NIRS,
VFC, Stroop, VO2, pensamento AD e Afeto)
1° visita* 2° visita 3° visita ≥48h ≥48h
18
biologia integrativa do exercício (GEPEBIEX) da Universidade Federal do Rio Grande
do Norte (UFRN). A estatura em metros (m) foi mensurada por meio de um
estadiômetro (marca Sanny®, modelo Standard, São Bernardo do Campo, Brasil). Para
a massa corporal (em kg) foi utilizada uma balança digital (marca Toledo®, modelo
2096, São Paulo, Brasil). Logo após, foi calculado o índice de massa corporal (IMC,
em kg.m2) para classificação do estado nutricional117.
Em seguida, os participantes responderam aos questionários de prontidão para
atividade física (PAR-Q) para identificar prováveis restrições e limitações à saúde, e o
nível de atividade física (IPAQ) referente aos últimos sete dias. Os participantes foram
conduzidos para uma simulação de teste incremental, onde foi realizada a
familiarização com as escalas conforme os procedimentos reportados por Hardy e
Rejeski (1989); e Lind E, Welch AS, Ekkekakis P (2009)118,119. O participante que não
compreenderam as escalas, foram acrescentadas mais visitas para a familiarização,
assim, as visitas seguintes foram também um treinamento prático sobre as escalas,
até que os sujeitos compreendessem totalmente.
4.2.2 Condição exercício e controle
Após devida instrumentação e montagem dos equipamentos, os participantes
ficaram em repouso durante 6 minutos. Após repouso, o teste foi iniciado com carga de
25 W para ambos os sexos, seguido de um incremento de 25 W para homens e 15 W
para mulheres a cada estágio de dois minutos, com cadência de 60-70 rotações por
minuto até a exaustão voluntária120. O consumo máximo de oxigênio (VO2máx) foi
operacionalmente definido como o valor médio de consumo de oxigênio (VO2) em cada
estágio completo. O teste foi finalizado quando os sujeitos não permanecerem na
cadência estabelecida (<5rpm) por mais de cinco segundos, em sinais de fadiga extrema
ou alcance de 95% da frequência cardíaca máxima estimada (220-idade). A condição
exercício foi realizada em dias diferentes da condição familiarização e controle com no
mínimo 48 horas.
19
Durante o teste incremental, foram mensurados ao final de cada estágio a
escala de valência afetiva e pensamentos associativos e dissociativo63. O teste Stroop
foi avaliado em repouso e no último minuto de cada estágio da intensidade do exercício
físico. A frequência cardíaca, VFC, VO2 e a oxigenação cerebral do CPF foi mensurada
seis minutos de repouso em cima do cicloergômetro e ao longo de toda a condição de
exercício (Figura 4).
Na condição controle, os voluntários realizaram a mesma avaliação cognitiva e
reapoderam as escalas em cima da bicicleta, mas sem pedalar (Figura 4).
2 4 6 8 10 12 14 16 18 200
20
40
60
80
100
120
140 exercício
controle
stroop
escalas
Tempo (min)
Carg
a (
w)
Figura 4 – exemplo do desenho experimental da condição exercício e controle. Condição exercício:
após o repouso de seis minutos, foi iniciado o teste esforço máximo com incremento de 25w para homens e 15w para mulheres, com concomitante a avaliação da oxigenação do CPF, VFC, controle inibitório (teste de Stroop) e escalas de afeto e PAD ao final de cada estágio da intensidade do exercício. Na condição controle, os voluntários realizaram as mesmas avaliações da condição anterior, mas sem o exercício físico.
20
4.3.1 Teste de Stroop computadorizado – Testinpacs
O teste de Stroop computadorizado – Testinpacs121 é um software de palavras
conhecido para avaliar a capacidade executiva sobre o tempo de reação, obtendo
confusão e conflito nas respostas pela oposição de palavras e cores. O teste possui
três etapas, sendo as duas primeiras congruentes e a última incongruente. Os sujeitos
foram familiarizados com o teste e, previamente à cada condição, foi realizado um
rememoramento. Os dedos indicadores das mãos permaneceram durante todo o teste
sobre os botões, que foi adaptada no guidão do cicloergômetro, representando as
setas da esquerda () e da direita (), respectivamente, sendo que foram acionadas
conforme cada estímulo do teste (foto 1). Na etapa 1, retângulos nas cores verde, azul,
preto e vermelho foram apresentados, individualmente, no centro do monitor. Nos
cantos inferiores do monitor, respostas em correspondência ou não à cor do retângulo
foram exibidas até que o participante respondesse a tentativa pressionando as teclas
ou (figura 5A). Na etapa 2, tanto os estímulos quanto às respostas foram exibidos
na condição de palavras, todos na cor branca. Computava-se como acerto quando o
estímulo e a resposta coincidiam (figura 5B). Por último, etapa 3, o nome de uma das
quatro cores era exibido em cor incompatível. O avaliado foi instruído a pressionar o
botão correspondente à cor da palavra e inibir a resposta para a identidade da palavra
(figura 5C). Em todas as etapas os estímulos foram apresentados de forma automática
e aleatória (12 ensaios por etapa), totalizando um tempo médio para responder todas
as etapas de 45 segundos. O tempo de reação (TR) em milissegundos (ms) e a
quantidade de erros (n) cometidos em cada etapa foram registrados.
Os dados do TR foram limpos, removendo os ensaios imprecisos ou o TR
abaixo 200 ms122. Ambos foram substituídos com média do participante para o ensaio
da etapa correspondente. Para análise dos dados, foram adotadas a média dos 12
ensaios do TR e o número de erro só para a fase incongruente, responsável pela
inibição de resposta (controle inibitório).
21
Figura 5 – Modelo de visualização do teste de Stroop computadorizado – Testinpacs. (A) Etapa 1 - fase
congruente; (B) Etapa 2 - fase congruente; e (C) Etapa 3 - fase incongruente.
Foto 1. Os dedos indicadores das mãos permaneceram durante todo o teste sobre os botões, que foi
adaptada no guidão da bike, representando as setas da esquerda () e da direita (), respectivamente,
sendo que foram acionadas conforme cada estímulo do teste.
4.3.2 Escala de foco de atenção (pensamento associativos e dissociativos)
A escala de foco de atenção ou pensamentos associativos e dissociativos
proposta por Brewer e colaboradores (1996) foi empregada para mensurar o
percentual do foco de atenção sobre as alterações fisiológicas provocadas durante o
exercício físico63. Esta escala apresenta uma medida de 11 pontos que analisam o
percentual de presença de pensamentos associativos e dissociativos ao exercício
físico, variando de 0% a 100%. Onde o foco extremo de pensamento associativo
22
(100%) é atribuído aos pensamentos sobre as percepções corporais internas (ou
interoceptivas), como respiração, fadiga muscular, frequência cardíaca e temperatura.
Por outro lado, o foco de atenção dissociativo (0%) caracteriza-se como um processo
executivo “bloqueador” das sensações físicas corporais percebidas118.
As escalas de foco de atenção e valência afetiva foi apresentada aos
participantes no final de cada estágio do teste incremental.
4.3.3 Escore de eficiência invertida - inverse efficiency score
O escore de eficiência invertida proposto por Townsend e Ashby (1978, 1983).
Apresenta uma forma de combinar as duas medidas dependentes dos testes cognitivo,
no qual o tempo de reação é dividido pelo percentual de acertos (IES= TR/PA). Os
valores expressos pelo IES são em milissegundos (ms)123,124.
Apesar de algumas críticas (ver sessão discussão), vários estudos tem adotado
o IES para analisar a capacidade cognitiva122,125–130.
4.4 VALENCIA AFETIVA
O afeto é caracterizado pelas sensações subjetivas de prazer (positivo) e
desprazer (negativo)7. A escala utilizada será a Hardy & Rejeski (1989) com 11 pontos,
variando em +5 “muito bom” ao -5 “muito ruim”. Recebendo as seguintes instruções de
ancoragem: “Gostaríamos que o Sr./Sra., relembrasse de um exercício no qual tenha
sido muito prazeroso e associe ao número +5 da escala (limite superior). Do mesmo
modo, gostaríamos que o Sr./Sra., relembrasse de um exercício muito desprazeroso e
associe ao número -5 da escala (limite inferior). (iii) Não existe resposta certa ou
errada, para tanto é necessário sinceridade e individualidade na hora de responder”.
Serão orientados a responder no final de cada estágio, no qual, os indivíduos estão se
sentindo durante a intensidade do exercício físico.
23
4.5 BATIMENTO CARDÍACO E VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA
CARDÍACA
Para a avaliação do batimento cardíaco e variabilidade da frequência cardíaca
(VFC), foi utilizado um cardiofrequencímetro de pulso (Polar® RS 800CX)
acompanhado de um cinto transmissor (Polar WearLink® W.I.N.D), posicionado na
superfície da epiderme ao nível do apêndice xifoide.
Conforme descrito acima (ver condição controle e exercício), o protocolo
utilizado para a avaliação incluiu seis minutos de repouso no cicloergômetro em ambas
condições experimentais (controle e exercício) (Figura 4). No entanto, para o
julgamento dos dados, as condições do momento repouso, foi explorado a média dos
dois últimos minutos, seguido também da média de cada estágio, totalizando oito
momentos de dois minutos cada.
Para a análise dos dados da VFC, utilizamos o método linear do domínio da
frequência e aplicada a transformação rápida de Fourier com janela única na
sequência dos valores R-R, com o mínimo de 256 batimentos consecutivos131. Os
registros dos componentes espectrais foram: baixa frequência 0,04-0.15Hz (LF); alta
frequência 0,15-0,4Hz (HF); e a razão LF/HF. Ambos os componentes foram
expressos em unidades normalizadas (n.u). Os registros foram automaticamente
filtrados pelo software Polar Precision Performance (versão 3.02.007). Em seguida os
registros foram armazenados em arquivos de texto e transferidos para o software HRV
Kubios (Universidade de Eastern Finland).
4.6 OXIGENAÇÃO CEREBRAL
A oxigenação cerebral foi medida a partir o equipamento de espectroscopia por
infravermelho próximo (NIRS) (Imagens – Functional Brain Mapping System, ISS,
Champaign, IL, EUA). As gravações dos dados foram realizadas pelo software BOXY.
24
Em seguida os dados foram analisados pelo conjunto de scripts do Matlab HOMER2
fornecido pelo National Institutes of Health (P41-RR14075, R01-EB006385). Em todos
os procedimentos experimentais foram realizadas as calibrações e checagem para
garantir a qualidade do sinal adquirido.
A gravação da oxigenação cerebral foi realizada seis minutos de repouso e
durante as duas condições experimentais. Foram colocados na cabeça dos
participantes os optodos no córtex pré-frontal direito e esquerdo, conforme o sistema
de distribuição internacional EEG 10-20 nas localizações Fp1, Fpz e Fp2, para
visualização das alterações nas concentrações de oxiemoglobina (O2Hb),
desoxiemoglobna (DHb) e hemoglobina total ([Hbt] = [O2Hb] + [DHb]). Para análise dos
dados, utilizamos dezesseis fontes de luz infravermelha e dois tubos detectores
fotomultiplicadores, que foram divididos em duas geometrias simétricas (Detectores A
e B) cada uma contendo quatro pares de emissores e um detector. Cada par de
emissores comportaram comprimentos de onda de 690 e 830 nanômetros, distribuídos
em distâncias distintas em relação ao detector. As duas geometrias foram
posicionadas na testa do avaliado, precisamente sobre as regiões Fp1, Fp2 e Fpz, que
correspondem a área frontopolar conforme o mapeamento 10 de broadmann.
A luz infravermelha foi gerada na fonte (110 MHz) e conduzida até o tecido
através de fibras ópticas com 400 μm de diâmetro. Retornou ao detector por meio de
fibras ópticas com diâmetro de 3 mm. As fontes de luz foram acesas de maneira
alternada, evitando a possibilidade de duas luzes acenderem ao mesmo tempo. Para
cada ciclo de coleta realizamos oito aquisições de dados. A transformada rápida de
Fourier foi utilizada para obter a média das oito formas de onda e aquisição das
estimativas das intensidades de AC, DC e atraso de fase (PhS) para cada canal,
resultando em uma frequência de amostra correspondente a 31,25 Hz. Estes valores
foram utilizados para calcular posteriormente as concentrações de O2Hb, DHb e Hbt
através de uma rotina no Matlab em paralelo com o Homer.
Os dados dos seis minutos de repouso foram exportados e normalizado para
expressar a magnitude das mudanças no início do protocolo experimental a partir do
25
valor de referência (definido em 0μM). Os valores da oxigenação foram selecionados
com média dos sete pontos (estágios) dos protocolos experimentais.
4.7 TRATAMENTO ESTATÍSTICO
Para a análise estatística das condições experimentais, a condição exercício foi
registrado o estágio do limiar ventilatório (LV), incluindo dois estágios acima e abaixo
do LV, e o estágio inicial e o ultimo do teste incremental, também foi adotado o
momento repouso (totalizando oito pontos). Após analisar o momento do estágio que
foi atingido o LV da condição exercício, foi selecionado o mesmo momento do estágio
da condição controle, e em seguida foi estabelecido os mesmos pontos da condição
exercício.
Para analisar a normalidade dos dados foi utilizado o teste de Kolmogorov-
Smirnov. Os dados paramétricos foram tratados em médias e desvio-padrão, e o não
paramétrico em mediana e intervalo interquartil. Foi adotado o nível de significância
p≤0,05.
A análise de variância de medidas repetidas (ANOVA two-way – condição (2) x
momento (8)) foi utilizada para comparar as variáveis dependentes (Stroop, afeto,
pensamentos associativos/dissociativos, VFC e oxigenação cerebral) nas duas
condições experimentais (controle e exercício) e ao longo de cada momento, em
seguida foi incluída o post hoc de Bonferroni para verificar as possíveis diferenças
entre as variáveis dependentes.
Também foi incluída a análise de correlação de Pearson para relacionar as
variáveis dependentes só para a condição exercício. Para a análise dos dados, foi
explorado os pontos de cada estágio isolado para cada variável dos trinta e sete
voluntários. Foi adotado o nível de significância p≤0,05.
26
5 RESULTADOS
Ao verificar o estado de humor dos participantes antes da realização dos
procedimentos experimentais, as condições controle e exercício não apresentaram
diferenças significativas (t(36)=0,86, p=0,40). Da mesma forma, os seis itens que
compõem o perfil do estado de humor (tensão, depressão, hostilidade, vigor, fadiga e
confusão) também não apresentaram diferenças significativas (p>0,05) entre as
condições (pré x pré).
Na tabela 1, são apresentados os valores máximos alcançados nas condições
controle e exercício. O TR não apresentou diferenças significativas entre as condições
(t(36)=0,913; p=0,367). Na condição exercício, as respostas do VO2pico (t(36)=-29,11,
p<0,001), FCmáx (t(36)=-35,67, p<0,001), quantidade de erro durante o teste Stroop
(t(36)=-7,65; p<0,001), IES (t(36)=-3,54; p=0,001), afeto (t(36)=19,46; p<0,001),
pensamento AD (t(36)=-21,43; p<0,001), foram significativamente maiores que na
condição controle. Da mesma forma aconteceu para as respostas de variabilidade da
frequência cardíaca, LF (p<0,001), HF (t(36)=3,49, p=0,001) e LF/HF (t(36)=-3,71,
p=0,001) e para o valores da oxigenação cerebral, O2Hb , DHb e Hbt .
27
Tabela 1- Efeito do exercício incremental máximo sobre as respostas cognitivas, perceptuais e fisiológicas em jovens adultos sedentários (n=37).
Controle Exercício p
VO2pico (ml·kg-1·min-1) 4,5 ± 0,6 24,8 ± 4,4 <0,001
FCmáx (bpm) 85 ± 12 171,5 ± 12,2 <0,001
Controle inibitório
TRlog (ms) 3,2 ± 0 3,2 ± 0,1 =0,367
Erro (n) 0,3 ± 0,6 1,7 ± 1,2 <0,001
IES 3,2 ± 0,5 3,3 ± 0,9 =0,001
Perceptuais
Pensamento AD 20,3 ± 13,8 87,6 ± 10,9 <0,001
Afeto 3,7 ± 1,7 -3,9 ± 1,4 <0,001
PSE - 18,6 ± 1,6 -
Variabilidade da frequência cardíaca
LFlog (n.u.)† 1,9 ± 0,1 1,9 ± 0,1 <0,001
HFlog (n.u.) 1,4 ± 0,3 1,2 ± 0,3 =0,001
LF/HFlog (n.u.) 0,5 ± 0,4 0,7 ± 0,3 =0,001
Oxigenação cerebral
O2HbΔ (µM) 1,1 ± 1,4 9,4 ± 5,7 <0,001
DHbΔ (µM) -0,2 ± 0,5 0,5 ± 1,7 =0,021
HbtΔ (µM) 0,8 ± 1,5 10 ± 6 <0,001 Fisiológicas: VO2pico – consumo pico de oxigênio; FCmáx – frequência cardíaca máxima. Cognição: TR – Tempo de reação; IES - inverse efficiency score. Perceptuais: AD – associativo e dissociativo; PSE - percepção subjetiva de esforço. Variabilidade da frequência cardíaca: LF (n.u.) – banda de baixa frequência por unidade
normalizada; HF (n.u.) – banda de alta frequência por unidade normalizada; LF/HF - razão entre a banda baixa e alta frequência por unidade normalizada. Oxigenação cerebral: O2Hb – oxihemoglobina; DHb –
desoxihemoglobina; Hbt – hemoglobina total. LOG - transformação algoritmia. † - valores expressos em mediana e intervalo interquartil. Δ - delta.
As análises de comparação foram realizadas entre as condições controle e
exercício, e os momentos do protocolo experimental foram incluídos o repouso seguido
de sete estágios.
Ao compararmos o teste Stroop realizado durante o exercício, o tempo de
reação não apresentou diferenças significativas na interação condição x momento
(F(5,4; 194,3)=1,5; p=0,175). Também não houve efeito significativo entre as condições
(F(1; 36)=0,1; p=0,754), e nos momentos em relação ao repouso (F(4,6; 166)=1,8; p=0,125)
(figura 1.A).
28
Em relação ao erro do teste Stroop, foi verificado diferença significativa na
interação condição x momento (F(32,55; 121,76)=9,62; p<0,001). Ocorreram diferenças nos
dois últimos estágios (LV2 e final) entre as condições (F(28,11; 30,08)=33,64; p<0,001), o
mesmo ocorreu na análise dos momentos da condição exercício (F(30,97; 116,84)=9,54;
p<0,001) (Figura 1B).
Na análise do IES, foram observadas diferenças significativas na interação
condição x momento (F(5,2; 187,7)=3,12; p=0,009). Bem como para o efeito da condição,
com diferenças nos dois primeiros estágios (Inic e LV+2) e os dois últimos (LV+2 e
final) (F(1; 36)=7,2; p=0,01). Em relação ao momento, não houve efeito significativo (F(5,2;
187,3)=1,54; p=0,176) (Figura 1C).
Rep Inic 2-LV 1-LV LV LV+1 LV+2 Final
3.1
3.2
3.3
3.4
(A)
exercício
controle
Estágio TI
Lo
g,
TR
(m
s)
Média D
P
Rep Inic 2-LV 1-LV LV LV+1 LV+2 Final
-1
0
1
2
3
4
a,c
a,c
(B)
Estágio TI
Err
o (
n)
Média D
P
Rep Inic 2-LV 1-LV LV LV+1 LV+2 Final
3.1
3.2
3.3
3.4
aa
aa
(C)
Estágio TI
IES
(L
og
10
)M
édia D
P
Figura 6. Efeito do controle inibitório sobre as condições controle exercício. Diferenças: a = ente as
condições (p<0,01); c = momento da condição exercício (P<0,001).
29
Na valência afetiva, houve efeito significativo na interação condição x momento
(F(2,97; 106,81)=324,25; p<0,001). Tanto para as condições (F(1; 36)=200,60; p<0,001),
como para os momentos da condição exercício (F(2,68; 96,47)=388,23; p<0,001)
apresentaram diferenças significativas do 2-LV até o estágio final (Figura 2A).
Em relação ao pensamento associativo e dissociativo, foi verificado efeito
significativo na interação condição x momento (F(2,28; 82,13)=203,34; p<0,001). Assim
como houve efeito significativo do Rep até o estágio Final entre as condições (F(1;
36)=252,11; p<0,001), o mesmo ocorreu nos momentos durante o exercício (F(2,23;
80,14)=235,19; p<0,001) (Figura 2B).
Rep Inic 2-LV 1-LV LV LV+1 LV+2 Final
-8
-6
-4
-2
0
2
4
6
8
a,c a,c a,c a,c a,c a,c
(A)
controle
exercício
Estágio TI
Afe
to (
es
co
re)
Média D
P
Rep Inic 2-LV 1-LV LV LV+1 LV+2 Final
0
25
50
75
100
125
a,c
a,c
a,c
a,c
a,c
a,c
(B)
a,ca,c
Estágio TI
As
so
cia
tiv
o/D
iss
oc
iati
vo
(%
)M
édia D
P
Figura 7. Efeito do afeto e pensamento associativo e dissociativo sobre as condições controle e
exercício. Diferenças: a = entre as condições (p<0,001); c = momento da condição exercício (P<0,001).
Em relação a análise da variabilidade da frequência cardíaca, foi observado
para o domínio de baixa frequência (LF), efeito significativo da interação condição x
momento (X²(15)=156,95; p<0,001). Houve diferenças nas condições (p<0,001),
partindo do estágio 2-LV até o final. Entre os momentos durante o exercício dos
estágios 1-LV até o final (p=0,002) (Figura 3A).
Enquanto o domínio de alta frequência (HF), também foram encontrados
diferenças na interação condição x momento (F(4,85; 174,66)=3,50; p=0,005). Nas
30
condições, as diferenças ocorreram do inic até o final, (F(1; 36)=29; p<0,001). Nos
momentos da condição exercício, apresentaram significância (F(4,6; 167,4)=5,9; p<0,001)
nos três últimos estágios (LV+1, LV+2 e final) (Figura 3B).
Enquanto a razão LF/HF ocorreram diferenças significativas na interação
condição x momento (F(4,6; 164,2)=5,52; p<0,001). Entre as condições, do estágio inic até
o final apresentaram diferenças significativas (F(1; 36)=29,96 p<0,001) (Figura 3C). No
momento, apresentou diferença da condição exercício, do LV+1 até o final (F(4,3;
154,8)=8,83; p<0,001).
Rep Inic 2-LV 1-LV LV LV+1 LV+2 Final
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
a,ca,c
a,ca,c a,ca
(A)
exercício
controle
Estágio TI
LF
(L
og
10
)M
edia
na IQ
Rep Inic 2-LV 1-LV LV LV+1 LV+2 Final
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
1.8
2.0
a,c a,c a,caa
aa
(B)
Estágio TI
HF
(L
og
10
)M
edia D
P
Rep Inic 2-LV 1-LV LV LV+1 LV+2 Final
-0.2
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
a,c a,c a,c a,c a,ca
a
(C)
Estágio TI
LF
/HF
(L
og
10
)M
edia D
P
Figura 8. Efeito da intensidade do exercício sobre os índices da variabilidade da frequência cardíaca
nas condições controle e exercício. Legenda: LF – banda de baixa frequência por unidade normalizada;
HF – banda de alta frequência por unidade normalizada; LF/HF - razão entre a banda baixa e alta
frequência por unidade normalizada. Diferenças: a = ente as condições (p<0,01); c = momento da
condição exercício (P<0,001).
31
Em relação os resultados da oxigenação do CPF. Na O2Hb houve efeito
significativo na interação condição x momento (F(1,9; 67,3)=55,91; p<0,001). Também
apresentou diferença significativa entre as condições, partindo do estagio -2LV até o
final (F(1; 36)=55,97; p<0,001). Assim como, no momento da condição exercício do 1-
LV até o estágio final, e no momento da controle o estágio final (F(2; 72,8)=82,77;
p<0,001)
Na DHb, foi encontrado efeito significativo na interação condição x momento
(F(1,9; 68,9)=5,64; p=0,006. Não houve significância entre as condições (F(1; 36)=0,34;
p=0,34), exceto para o estágio final (p=0,02). Enquanto no momento da condição
exercício, houve efeito significativo no estágio final (F(2,2; 80,9)=3,23; p=0,039), mas não
em relação ao repouso.
Em relação ao Hbt, houve interação significativa condição x momento (F(1,9;
68,1)=54,62; p<0,001). O mesmo entre as condições do estágio 2-LV até o final (F(1;
36)=51; p<0,001). E também no momento exercício do estágio 1-LV até o final (F(2,1;
76,1)=74,68; p<0,001)
Rep Inic 2-LV 1-LV LV LV+1 LV+2 Final
0
4
8
12
16
20
exercício
controle
a
a,c
a,c
a,c
a,ca,b,c
(A)
Estágio TI
O
2H
b (
µM
)
Media D
P
Rep Inic 2-LV 1-LV LV LV+1 LV+2 Final
-1
0
1
2
3
a
(B)
Estágio TI
D
Hb
(µ
M)
Média D
P
32
Rep Inic 2-LV 1-LV LV LV+1 LV+2 Final
0
4
8
12
16
20
controle
exercícioa,c
a,c
a,c
a,c
a,c
a
(C)
Estágio TI
H
bt
(µM
)M
édia D
P
Figura 9. Efeito dos índices da oxigenação do CPF sobre as condições controle e exercício. Legenda:
O2Hb – oxihemoglobina; DHb – desoxihemoglobina; Hbt – hemoglobina total. Diferenças: a = ente as
condições (p<0,01); b = momento da condição controle (p<0,05); c = momento da condição exercício
(P<0,001).
Além disso, as variáveis autonômicas, afetivas, cognitivas e hemodinâmica do
CF-VM foram reunidas da condição exercício para identificar possíveis correlações
(Tabela 2).
Tabela 2 - Correlação de Pearson da condição exercício, com fator afeto como variável dependente.
Estágios VO2 PAD HF/LF DHb
Inic - - - -
2-LV - -0,41* - -
1-LV -0,37* -0,37* - -
LV - -0,33* - -
LV+1 - -0,44** - -
LV+2 - -0,47** - -0,37*
Final - - -0,33* -
VO2 - consumo de oxigênio; PAD - pensamento associativo e dissociativo; HF/LF - razão alta e baixa frequência; DHb - Desoxihemoglobina. *p<0,05. **p<0,001.
33
6 DISCUSSÃO
Os principais achados desse estudo são: (I) intensidades do exercício acima do
LV promoveu declínio no controle inibitório, sentimento de desprazer, aumentos do
pensamento associativo, da VFC e da oxigenação no CPF. (II) o incremento da
intensidade promoveu associação na queda do sentimento de prazer com aumentos
do foco de atenção associativo. Enquanto intensidades acima do LV, o desprazer foi
relacionado com a razão simpático/vagal e desoxihemoglobina do CPF. (III) o controle
inibitório analisado pelo IES foi pior em alta e baixa intensidade quando comparado
em intensidade moderada.
Intensidade do exercício acima do LV promove alterações perceptuais de
desprazer100–102. Outra alteração perceptual importante, é que intensidades elevadas
apresenta queda no controle inibitório13. Conforme identificado em outros estudos, o
incremento da intensidade do exercício promoveu aumento linear da VFC, oxigenação
do CPF, foco de atenção associativo e queda na experiência emocional de prazer. E
em intensidades acima do LV promoveu declínio no controle inibitório (maior taxa de
erro) e experiência emocional de desprazer. O modelo teórico dual-mode propõe que
intensidades do exercício acima do LV promove o desequilíbrio fisiológico (ou
homeostático), aumentando os estímulos interoceptivos e repercutindo em uma
experiência emocional de desprazer7,99. Assim, a hiperatividade simpática causada
pela intensidade pode ter influenciado o aumento do foco de atenção associativo
repercutido em uma experiência emocional de desprazer. Enquanto, ao declínio do
controle inibitório após o LV, uma possível explicação pode estar associado ao
aumento substancial de cortisol13. Áreas centrais envolvidas no processamento do
controle cognitivo apresenta uma quantidade expressiva de receptores glicocorticoides
com afinidade aos níveis circulantes de cortisol132. Assim, o declínio do controle
inibitório em intensidade acima do LV, pode ter ocorrido em virtude do aumento dos
níveis de cortisol circulante. No entanto, os efeitos do controle inibitório sobre o cortisol
diante a intensidade acima do LV ainda deve ser esclarecida.
34
Bases teóricas apresentam que o controle inibitório pode contribuir para regular
(ou inibir) experiências emocionais negativas8,133. No nosso estudo, observamos que
a queda na experiência emocional de prazer causada pelo aumento da intensidade do
exercício está associada com o aumento do foco de atenção associativo, domínio
simpático e desoxigenação do CPF. Dados empíricos mostram que a modulação da
emoção negativa envolve uma combinação de processos regulatórios bottom-up e top-
down93. A experiência emocional de desprazer está associada a hiperatividade da
amígdala com projeções bottom-up para o CPF94–97. Em contraste, o processo de
regulação emocional de prazer, emerge das regiões corticais (top-down), no qual o
CPF dorsolateral (DL) exerce um controle cognitivo (inibição) sobre a amígdala durante
a exposição de estímulos aversivos, regulando assim, as respostas afetivas
negativas9,74,84,134. O controle inibitório promoveu aumentos do foco de atenção
associativo que podem ter influenciado no declínio da tarefa de inibição em
intensidades acima do LV, assim como o sentimento de desprazer. No entanto,
estudos futuros precisam investigar a relação de interferência do controle inibitório e
repostas afetivas sobre a intensidade do exercício.
Conforme a teoria da hipofrontalidade, o aumento da intensidade do exercício
diminui a atividade do CPF refletindo na queda da capacidade cognitiva135. Quanto ao
declínio do controle inibitório em intensidades acima do LV, nossos dados são
consistentes com a teoria da hipofrontalidade136. No qual, o movimento motor promove
aumento de recursos para a atividade do cerebelo anterior e o córtex: motor, sensorial
primário e suplementar, enquanto, recursos de ativação em outras regiões cerebrais
são limitadas, apresentando hipofrontalidade transitória, como exemplo o CPF. Em
contraste a teoria, assim como o nosso estudo, outros apresentam que o incremento
da intensidade do exercício promove aumento da oxigenação do CPF137. Uma das
limitações da teoria da hipofrontalidade já mencionadas em outros estudos, é não ter
especificado a região do CPF103. A região do CPF importante para o processamento
do controle inibitório é o dorsolateral (DL)83. Uma quantidade expressiva de evidencias
apresentam que a intensidade do exercício manifesta um comportamento de ativação
em “U” invertido sobre o CPF-DL138. Nossa hipótese é que o incremento da intensidade
35
do exercício causou hipofrontalidade no CPF-DL em intensidades acima do LV, em
virtude do declínio do controle inibitório encontrado em nosso estudo. Enquanto, o CPF
frontopolar apresentou um aumento na demanda de oxigênio para sinalizar alterações
metabólicas ocasionadas pela intensidade do exercício, sendo estes interpretada pelo
aumento do pensamento associativo.
Além da hipótese do CPF-DL apresentar um comportamento em “U” invertido,
outra é que o mesmo ocorra com o controle inibitório105,139–141. Quando calculamos o
teste do controle inibitório pelo score efficience inverse (IES), encontramos efeitos
deletérios em intensidades altas e baixas, enquanto em intensidades entre o LV não
apresentaram declínio. A principal justificativa é que o pico da atividade do CPF-DL
ocorre em intensidades entre o LV pode ter influenciado na melhor capacidade do
controle inibitório139. No entanto, alguns estudos conduzidos em situação de hipóxia
justificam a incoerência de vincular o comportamento da oxigenação cerebral com o
comportamento do controle cognitivo21,23. Outros fatores podem também influenciar na
queda do controle inibitório, como exemplo, os neurotransmissores (acetilcolina,
dopamina, noradrenalina e adrenalina) e/ou substâncias ocorrida pelo estresse
(cortisol e lactato)132. Contudo, a avaliação do controle inibitório pelo IES apresentou
um suporte adicional a teoria do “U” invertido. No entanto, para a compreensão deste
fato, ressaltamos a necessidade de estudos que analisem a relação de interferência
do controle inibitório sobre as variáveis fisiológicas provocada pelo estresse da
intensidade do exercício.
Para avaliação da tarefa de inibição foi adotado o teste Stroop142. Os resultados
do nosso estudo foram analisados pelo tempo de reação (TR) e o número de erro de
maneira individualizadas, e em seguida aplicamos a equação do score efficience
inverse (IES). O IES foi criado para combinar as medidas do TR e porcentagem de
acerto (PA) dos teste cognitivos (IES= TR/PA)123,124. Apesar de algumas críticas e
limitações a respeito do IES, de modo em que o número de erro quando é elevado
apresenta relação negativa com o TR, e o inverso, expressa uma relação positiva.
Vários estudos têm analisado o IES para avaliar a capacidade cognitiva122,125–130.
36
Portanto, em virtude destas limitações do IES, incluímos também a interpretação
individualizada dos índices de TR e número de erro.
O teste Stroop e a escala de foco de atenção foi aplicada durante a intensidade
do exercício para avaliação do controle inibitório. Durante o aumento da intensidade
do exercício físico, o foco de atenção é redigido aos pensamentos associativo dos
estímulos interoceptivos (Ex. Alterações autonômicas), enquanto os pensamentos
exteroceptivos (ou dissociativo), ocorrem com menor frequência143. O teste Stroop
avalia a inibição cognitiva dos conflitos nas respostas pela sua oposição de palavras e
cores. Análises fatoriais confirmam que o foco de atenção e a inibição cognitiva estão
fortemente relacionadas como uma única variável latente67. No qual, as bases neurais
do controle inibitório apresentam projeções top-down do córtex pré-frontal para regiões
subcorticais. Sendo assim, acreditamos que a avaliação do controle inibitório pela
escala de foco de atenção e a do teste Stroop, podem ter relação com a regulação
emocional de prazer e desprazer durante a intensidade do exercício físico68–70.
Algumas limitações devem ser consideradas em nosso estudo. Na utilização do
NIRS, a profundidade de penetração da luz infravermelha é limitada em áreas
superficiais do córtex cerebral (3-4 cm de profundidade). Assim, impossibilitando a
análises de possíveis conectividade com regiões mais profundas (subcorticais), como
exemplo, a amígdala144. No entanto, apesar de suas limitações, o NIRS ainda é o
melhor instrumento até o presente momento em estudos com exercício físico, em
virtude de permitir menos influência dos artefatos do movimento em comparação com
outros equipamentos de neuroimagem (EEG e fMRI)103.
7 CONCLUSÃO
Este estudo utilizou métodos de neuroimagem, controle autonômico e
perceptuais para entender a relação do controle inibitório e afeto derivada da
intensidade do exercício. Nossa principal contribuição é que o controle inibitório está
relacionado com respostas afetivas acerca da intensidade do exercício. Além disso, o
37
sentimento afetivo em intensidades acima do LV está associado com alterações
autonômicas e oxigenação do CPF. Assim, concluímos que intensidades até o LV pode
contribuir para a preservação do controle inibitório e regulação do prazer, e assim
cooperar na adesão dos programas de treinamento físico.
38
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51
ANEXO 1 – Escala de pensamento associativo e dissociativo
52
ANEXO 2 – Escala de valência afetiva