A Ciência Constrói Atletas - Fisiologia

A CIÊNCIA CONSTRÓI ATLETAS - Fisiologia

A corrida atrás de medalhas leva esportistas aos laboratórios. Fisiologia do esforço, biomecânica, psicologia, tudo vale na luta por centímetros ou décimos de segundo

A garota espevitada com jeito de moleque só queria saber de jogar handebol, pois adorava marcar gols. Nem mesmo o grupo de pesquisadores que apareceu em seu colégio, e descobriu uma força fenomenal nas suas pernas de 12 anos, a fez mudar de idéia. Handebol, diziam eles, era um desperdício de talento, já que a potência privilegiada daquelas pernas faria da garota uma ótima velocista ou jogadora de basquete. A paixão por marcar gols, no entanto, falava mais alto do que uma cesta. Foram necessários muitos conselhos de uma grande jogadora de basquete da época, Norma de Oliveira, a Norminha, para que a menina enfim resolvesse se aventurar em jumps e bandejas. O basquete brasileiro ganhou assim Hortência, uma das maiores jogadoras que já pisaram quadras em todo o mundo. 

Assim como pode descobrir, entre meninos e meninas  aparentemente iguais, quem deles tem corpo e jeito para se transformar num grande atleta, a ciência do esporte evolui a cada dia na arte de lapidá-los. Se o extraordinário negro americano Jesse Owens conquistou quatro medalhas na Olimpíada de Berlim, em 1936, na casa e na cara de Adolf Hitler, o fez simplesmente graças a seus músculos e talento. Às vésperas do Pan-Americano em Cuba e das Olimpíadas de Barcelona 92, os atletas, para subir ao podium, não dependiam apenas de exaustivos treinamentos dirigidos por seus técnicos, mas de minuciosos testes conduzidos por cientistas. É um trabalho requintado, a ponto de se prever como as fibras musculares irão conseguir energia em cada etapa de uma prova, ou em que segundo exato o atleta ficará cansado. O objetivo é sempre um só - rendimento máximo. Antes de se construir um ganhador de medalhas, porém, é preciso saber garimpar a melhor matéria-prima.O Brasil, um país de poucos campeões olímpicos ao longo de sua história, tem um trabalho um tanto artesanal para detectar talentos para o esporte. Um deles foi elaborado pela equipe do Centro de Estudos e Laboratório de Aptidão Física de São Caetano do Sul (SP), o Celafiscs. Há dezesseis anos, o Celafiscs vem aplicando a estratégia Z, um modelo matemático que compara os dados de 15 000 pessoas de ambos os sexos e diversas faixas etárias aos de atletas de elite. É possível perceber, assim, o que um atleta tem que nós não temos. Com base nesses números, sabe-se por exemplo quanto um jogador de vôlei como Xandó salta acima da média da população. "Se um garoto de 14 anos tiver uma impulsão proporcionalmente tão boa, em relação aos outros da sua idade, é provável que se torne um bom jogador de vôlei", diz o médico esportivo Victor Matsudo, diretor do Celafiscs. É claro que boas pernas não bastam para prever que um garoto será um atleta de alto nível. Outras variáveis pesam, como coordenação motora, velocidade e até vontade treinar.As características corporais são tão importantes que, conhecendo-se quais são elas, é possível farejar um campeão. Foi o caso do judoca Aurélio Miguel, medalha de ouro na Olimpíada de Seul em 88. Aurélio possui não só uma circunferência de braço excepcional, como parece óbvio para um judoca, mas também um ótimo fôlego, que fez a diferença não tão óbvia a seu favor na final. "Esse é o segredo de Aurélio Miguel", revela Victor Matsudo. "Embora as lutas de judô durem só cinco minutos, ele lutou quatro vezes naquela noite em que ganhou a medalha. Vence a final quem tem resistência para chegar à última luta em condições físicas quase tão boas quanto as da primeira"Detalhes como esse são a diferença entre o campeão e o vice. Para poder conhecer o organismo de um atleta e saber onde ele deve ser trabalhado, fisiologistas se valem de uma parafernália de laboratório com a qual desvendam a intimidade de um corpo em movimento. Um organismo nunca está em estado normal quando corre, pula, luta ou salta, já que todo exercício físico é uma sobrecarga ao corpo, provocando alterações bioquímicas, cardiorrespiratórias e musculares. Essas alterações fisiológicas indicam que a questão prioritária do corpo é obter energia para conseguir se manter em esforço.Se um atleta se cansa antes de a prova ou de o jogo terminar, os fisiologistas do esforço, analisando tais alterações, determinam com alto grau de precisão a causa da fadiga em hora imprópria. O corpo vai buscar essa energia em três fontes. A primeira é usada apenas em casos de emergência, porque dura pouco e vem das moléculas de ATP armazenadas nas células. O ATP é uma espécie de bateria que está ali justamente para liberar energia rapidinho. Todo mundo usa ATP quando, sentado, levanta-se e começa a andar. Nos primeiros dois ou três segundos, o corpo usa o ATP armazenado, depois parte para a segunda forma de obtenção de energia, a transformação da glicose presente no sangue e nos músculos em mais ATP. Um   velocista como Carl Lewis, na competição dos 100 metros rasos, que dura menos de 10 segundos para quem chega na frente, não tem tempo sequer para transformar a glicose.Se em lugar de Carl Lewis estiver na pista o brasileiro Joaquim Cruz, especialista na prova dos 800 metros, seu corpo vai, depois dos momentos iniciais, entrar no terceiro jeito de conseguir força para continuar correndo. O método agora é decompor combustíveis energéticos, como gorduras, carboidratos e proteínas, para ter como resultado gás carbônico, água e principalmente energia. Para que esse processo aconteça, é necessária a presença do oxigênio, que vai "queimar" os combustíveis.O cenário dessa reação é a mitocôndria, uma organela em formato de feijão que existe às centenas em cada célula e faz o papel de uma usina. Enquanto o atleta respira fundo e suas células consomem oxigênio, ele está na chamda atividade física aeróbia. "Essa é a forma mais eficiente de um corpo conseguir energia, pois os músculos trabalham melhor e durante mais tempo", conta Carlos Eduardo Negrão, fisiologista da Escola de Educação Física da Universidade de São Paulo e integrante da Seleção brasileira de vôlei no inicio dos anos 70. 0 único inconveniente desse sistema é a semelhança com o carro a álcool: demora a esquentar. As usininhas celulares só começam a produzir energia a pleno vapor depois de alguns minutos do corpo em esforço.Porém, se por algum motivo o oxigênio inspirado pelo atleta não é suficiente para permitir a queima dos combustíveis, seu organismo apelará para a atividade anaeróbia. É a repetição do segundo estágio, quando a glicose é transformada em ATP, e é aqui que começam os problemas. Embora tenha a vantagem de proporcionar energia rapidamente, o que se torna necessário quando o corpo precisa de mais força do que as mitocôndrias são capazes de gerar, a atividade anaeróbia tem um efeito colateral - o ácido lático. Temida por atletas, técnicos e preparadores físicos, essa substância, sobra da decomposição da glicose, impede a contração muscular, provoca dores e, o que é pior, deixa o sangue ácido.Atrapalhando a produção de elementos bioquímicos que fazem cada fibra muscular se dobrar (por troca de cargas elétricas), e além disso irritando sensores nervosos da dor, o ácido lático leva o troco do corpo. O contra-ataque vem na forma de uma série de bicarbonatos, que o transformam em água e gás carbônico. Isso resolve o problema dos músculos, mas não o do sangue. Acontece que o gás carbônico continua a aumentar a acidez sanguínea, um verdadeiro desastre para o bom funcionamento das células, especialmente as nervosas. Tamanho seria o estrago provocado pelo sangue ácido, que existem células na carótida e na aorta, as duas maiores artérias do corpo humano, encarregadas exclusivamente de vigiar o seu pH (indicador de acidez).Assim, quando o sangue se torna ácido, essas sentinelas nervosas advertem o cérebro para tomar as devidas providências. "A respiração torna se então acelerada e o atleta fica ofegante", diz Negrão. "Mas isso não ocorre porque seus músculos pedem mais oxigênio, como pode parecer à primeira vista, e sim porque é necessário expulsar o excesso de gás carbônico", explica.Esse momento é flagrado em laboratório quando um atleta, pedalando ou correndo numa esteira rolante, é ligado a um aparelho computadorizado que desenha gráficos coloridos. Neles, Negrão acompanha alterações, como freqüência cardíaca, volume de ar respirado, consumo de oxigênio e volume de gás carbônico expirado. Esse aparelho - só existem dois no Brasil - revela particularidades fisiológicas impossíveis de ser detectadas sem ele. Às vezes, um atleta tem uma ventilação adequada, ou seja, respira um volume ideal de ar. "No entanto, ao calcular a pressão dentro dos pulmões, o aparelho indica se aquele atleta está levando para o sangue todo o oxigênio que inspirou", avalia Negrão. Mesmo que seu sangue  receba montes de oxigênio, ele tem ainda outro limite, conhecido como VO2, que determina o volume máximo desse gás que suas células conseguem transformar em energia.Em outro exame importante, uma única gota de sangue do atleta retirada do lóbulo da orelha ou da ponta do dedo, é colocada num aparelho que indica a quantidade de ácido lático. Somada essa informação aos dados do gráfico, sabe-se em que momento o atleta passou a recorrer ao processo anaeróbio, ou seja, cansou - e isso costuma acontecer um pouco antes de seu organismo alcançar o chamado limiar aeróbio, o consumo máximo de oxigênio. É nesse ponto do esforço que o atleta deve trabalhar durante os treinamentos. Se passar desse limite, seu corpo não agüentará; se ficar abaixo dele, pode gastar horas correndo nos treinos, mas sua condição física não sairá do lugar.No caminho que leva uma promessa de campeão até o podium, contudo, a evolução do preparo físico chega na melhor das hipóteses a 20%. Por isso, é inútil preparar um maratonista para disputar uma Olimpíada se o seu consumo máximo de oxigênio é 60 mililitros por quilo por minuto. O fisiologista Antonio Carlos Silva, da Escola Paulista de Medicina, que há quinze anos se dedica à avaliação de atletas, deparou com esse caso. "Um treinamento de êxito condicionaria aquele maratonista a consumir 72 mililitros por quilo por minuto, quando sabemos que um maratonista de nível internacional supera 75", lembra Silva. O brasileiro em questão estaria derrotado antes mesmo do tiro de largada.Nem sempre, porém, a capacidade de consumir oxigênio é o fator limitante da performance. Um atleta pode consumir mais oxigênio do que outro, mas. seu adversário talvez demore mais tempo para fabricar ácido lático, um freio para os músculos, que começa a ser liberado antes de o organismo esgotar suas possibilidades de buscar energia no oxigênio. Na arrancada final embora tenha menor capacidade aeróbia, o adversário tem menos acidez no sangue e está menos cansado- o que pode se traduzir em vitória. Por isso, o objetivo do treinamento pode ser empurrar o início da produção de ácido lático cada vez mais para perto da linha de chegada, se possível para além dela.Vários motivos podem atrasar a entrada do ácido lático na jogada. Parte do ácido é transformada nos próprios músculos em substâncias inofensivas. Esse processo pode ser acelerado por algumas enzimas, cuja produção será tanto maior quanto mais o músculo for requisitado. "Existem evidências, porém, de que a capacidade de gerar enzimas também é determinada geneticamente", observa Antonio Carlos Silva. Portanto, já do berço, algumas pessoas trazem essa marca de atleta. No treinamento, a repetição interminável de movimentos em determinados músculos tem no retardamento da produção de ácido lático a razão de ser. Numa tentativa de atender à demanda implacável, as mitocôndrias das células se multiplicam. Resultado: a capacidade de gerar energia com oxigênio aumenta. Como se não bastasse, doses cada vez maiores desse gás são servidas aos músculos. Isso porque o desenvolvimento muscular é acompanhado pelo crescimento de minúsculos vasos capilares, que levam sangue oxigenado a domicílio. Na comparação do fisiologista Silva, "é como se as fibras musculares ganhassem um sistema de transporte de entrega rápida". Além disso, o exercício constante amplia as câmaras do coração do esportista. Isso aumenta o que os cientistas chamam de déficit cardíaco, o volume de sangue bombeado pelo coração em cada batimento. No auge do esforço, a freqüência cardíaca de um atleta em relação a uma pessoa sedentária, do mesmo sexo e idade, deve ser muito parecida, mas o coração bem treinado empurra muito mais sangue de uma só vez. Moral da história: o músculo do atleta aproveita mais o oxigênio, que chega em quantidades maiores e num tempo menor.Retardar a produção do ácido lático, porém, não é a estratégia ideal para todas as modalidades esportivas. Isso é muito bem adequado às atividades que exigem resistência, chamadas aeróbicas, como as provas de fundo em atletismo, natação ou ciclismo, e as partidas de basquete, vôlei ou futebol. Nos músculos desses atletas predominam as fibras lentas, que se contraem sem muita força, mas agüentam um trabalho prolongado. Já provas anaeróbicas, como os 100 metros rasos e  saltos e arremessos no atletismo, ou ainda levantamento de peso, que exigem mais força do que movimento, dependem da capacidade dos músculos de estocar energia na forma de glicose. E ela o combustível preferido pelas fibras musculares rápidas, que se contraem com muita força, mas se cansam facilmente.Fica patente que os atletas são feitos sob medida para seu esporte. Enquanto os que precisam de resistência são preparados para chegar ao fim da prova ou do jogo antes que o cansaço os alcance, os que dependem da força são treinados para ganhar massa muscular, a fim de ter maior reserva de energia. Mas no esporte de alta performance, onde centímetros ou centésimos de segundo valem a vitória, os talentos naturais pouco valem se não forem levados ao limite pela ciência do esporte. Nem adianta apenas treinar, o que na opinião de Valdir Barbanti, professor da USP e preparador físico da Seleção brasileira de basquete, é simplesmente uma repetição dos movimentos certos. Se o atleta os fizer de forma errada, não evolui. 

É por esse motivo que há cerca de trinta anos se desenvolve outra forma de trabalhar esportistas de alto nível, a biomecânica. Ao contrário da fisiologia, que investiga as mudanças por dentro do corpo, a biomecânica se preocupa com os aspectos externos, ou os movimentos e comportamento dos músculos durante uma competição. O ponto de partida é a antropometria, um cálculo da massa corporal segundo um modelo matemático que serve para determinar, entre outros parâmetros, o centro de gravidade do corpo - um dado fundamental quando se estuda movimento. 

Mais complicada é a eletromiografia, uma técnica que permite ao pesquisador da biomecânica saber quais os músculos ativos em cada passo de um atleta. Como o músculo se contrai por troca de cargas elétricas, é possível saber se ele está em repouso ou fazendo força com o eletromiógrafo, um aparelho ligado ao corpo que capta a freqüência desse sinal elétrico. O eletromiógrafo envia o sinal a um computador e tem-se como resultado um gráfico com linhas semelhantes ao de um eletrocardiograma.Fundador do recém-criado laboratório de biomecânica da Educação Física da USP, o professor Alberto Carlos Amadio exemplifica a aplicação da eletromiografia ao estudo do salto triplo: "Sabendo quais músculos das pernas um triplista ganhador de medalhas usa em cada fase do salto, e quais ele deixa inativos, temos um modelo da ação dos músculos num salto ideal". Um atleta que aparentemente faz o movimento certo, mas deixa contraídos músculos que deveria relaxar, ou vice-versa, é flagrado em erro por esse método.A terceira área da biomecânica é a dinamometria, o estudo das forças de reação do solo ao impacto do corpo. Ela é medida pela plataforma de força, uma placa de aço sustentada por quatro pequenos aparelhos sensíveis a pressão. Ligada também a um computador, a plataforma dá os gráficos de três forças toda vez que alguém pisa ali: vertical, para baixo; horizontal, no sentido do movimento; transversal, lateralmente ao movimento. Por fim, a cinemetria analisa a posição das partes do corpo no espaço. Isso é feito com câmaras de vídeo ou filme, que registram imagens posteriormente digitalizadas e passadas a um computador.A rotina de treinos e competições sobrecarrega não só o físico de um atleta, mas também sua cabeça. O preparo psicológico, por isso, cada vez mais decide o jogo a favor de quem o tem. Ele se resume a características psicofisiológicas treináveis como músculos: atenção, concentração, percepção, memória, pensamento, sentimentos e emoção. As técnicas são variadas, desde pedir a um jogador de tênis que fixe o olhar numa bolinha por cinco minutos, até criar num jogador o hábito de visualizar a partida desde o dia anterior para entrar na quadra psicologicamente "aquecido"."A preparação psicológica é tão importante quanto a física", garante a psicóloga Regina Brandão, coordenadora do setor de psicologia do Celafiscs. "Nenhum atleta perde condicionamento físico de repente - somente a variável psicológica afeta a performance de um dia para o outro", constata. Numa Olimpíada, em que os competidores disputam várias provas eliminatórias e depois as finais, a cabeça precisa estar em ordem todo o tempo, por vários dias. Não é à toa que a normalmente inabalável frieza dos atletas soviéticos e dos países do Leste europeu os levou muitas vezes ao topo do podium - a tradição da psicologia aplicada ao esporte, na União Soviética. é centenária.Nenhum adversário conseguiu derrotar os gélidos atletas da antiga Cortina de Ferro como seu próprio destino histérico, o fim dos governos socialistas. "Quando ruiu o sistema político, ruiu o sistema científico-esportivo sustentado por ele", analisa Alberto Carlos Amadio, que estudou por cinco anos na Universidade de Colônia, na Alemanha. O modelo mais eficiente de fabricação de medalhistas de ouro foi levado a cabo pela ex-Alemanha Oriental com o Instituto de Leipzig, uma fábrica de esportistas finamente talhados por mais de 600 pesquisadores, que hoje está às moscas. "Com o fim da guerra fria entre Ocidente e Oriente, as perguntas que se fazem agora são: para onde vai o esporte de alto nÍvel, e para que somar medalhas numa Olimpíada?", especula Amadio.

O que eles têm

As diferenças entre um brasileiro comum, um maratonista e um velocista

Esse é o perfil de aptidão física de brasileiros do sexo masculino entre 20 e 22 anos de idade. Se fossem atletas dos Estados Unidos, tudo seria diferente. Os americanos pesam em média 72,62 quilos; a balança chega a apontar 83,97 quilos no caso dos velocistas, e isso pode ser uma vantagem, pois a modalidade exige uma grande massa muscular. Já o maratonista americano pesa apenas 61,27 quilos em média, quase dois quilos a menos que o brasileiro. Outro ponto para os corredores dos  Estados Unidos: na maratona, os mais leves costumam chegar primeiro.Brasileiro médio peso: 63,74 quilos altura: 1,70 metro média das dobras cutâneas (gordura): \7,61 centímetros consumo máximo de oxigênio 44,58 ml/kg/min potência anaeróbia: 261,.97 metros potência das pernas (impulsão vertical): 33,13 centímetros, pressão manual: 73,73 quilos velocidade (50 metros): 7s64 volume máximo de sangue bombeado: 20 litros por minuto freqüência cardíaca no repouso: 70 batimentos por minuto    Maratonista médio peso: 63,05 quilos altura: 1,74 metro média das dobras cutâneas 5,61 consumo máximo de oxigênio: 77,26 ml/kg/minpotência  anaeróbia: 304,08 metros potência das pernas: 37 centímetros pressão manual 46,43 qullos velocidade (50 metros): 7s26 volume máximo sangue bombeado: 35 litros por minuto freqüência cardíaca no repouso: 45 batimentos por minuto    Velocista médiopeso: 67.64 quilosaltura: 1,75 metromedia das dobras cutâneas: 5,79 centímetrosconsumo máximo de oxigênio: 59,41 ml/kg/ minpotência anaeróbia: 324,11 metrospotência das pernas: 37,65 centímetrospressão manual: 50 quilosvelocidade (50 metros): 6s64volume máximo de sangue bombeado: 25 litros por minutofreqüência cardíaca no repouso: 55 batimentos por minuto

Ao alcance dos mortais

Fabricar superatletas não é a única missão dos laboratórios de fisiologia do esforço. Ao trabalhar também com quem só se mexe por esporte os cientistas estabelecem parâmetros de atividade física para pessoas tão diferentes como crianças, idosos, mulheres grávidas, diabéticos. "Ginástica não faz bem da mesma maneira para todo mundo", adverte o fisiologista Antonio Carlos Silva. Assim como os atletas, cidadãos comuns, quando treinam menos do que o ideal, não têm benefício algum.Porém, ao fazer esforço demais, o atleta costuma parar por causa do cansaço, que literalmente trava seus músculos. "Quem não tem o mesmo preparo físico talvez não sinta nada ao cometer excessos, mas seu organismo sempre sofre algum dano", comenta Silva. Por isso, os mesmos exames realizados nos superatletas são repetidos em gente normal, para também se conhecer entre essas pessoas os limites individuais de esforço. Isso fornece subsídios a médicos e professores de educação física para que não exijam de cada pessoa mais - ou menos - do que seu organismo pode suportar. 

100 METROS

Recorde atual: 9s92 (Seul, 24/9/88)Limite estimado: 9s58Recordista: Carl Lewis (Estados Unidos)

Avanços tecnológicos, como tênis mais leves, contribuem para superar marcas em modalidades que exigem velocidade. Apesar disso, a grande responsabilidade de recordes está nas pernas dos atletas. Além de possuírem uma proporção maior de fibras musculares rápidas, velocistas devem ter passada larga. Atletas pernaltas devem quebrar o recorde atual em alguns décimos de segundo.

SALTO EM ALTURA

Recorde atual 2,44 m (San Juan, 29/7/89)

Limite estimado 2,72 mRecordista: Javier Soto Mayor (Cuba)

Um excelente salto em altura é uma mistura de força, destreza e estatura. Vários recordes têm sido quebrados porque os atletas são cada vez mais técnicos e mais altos. No entanto, a força das pernas não tem acompanhado esse crescimento. Se os futuros atletas, além de mais altos, também tiverem pernas mais robustas, o recorde atual poderá ser superado em até 13 centímetros. 

SALTO EM DISTÂNCIA

Recorde atual8,90 m (Cidade do México, 18/10/68)Limite estimado10,32 mRecordista: Bob Beamon (EUA)No salto em distancia, quanto mais alto você salta, mais tempo você fica no ar; quanto mais veloz é a decolagem, maior é a distância que se percorre antes de tocar o pé no solo. Atletas mais velozes terão mais facilidade para combinar esses fatores e conseguir ângulo ideal, repetindo - ou superando - o espetáculo de Bob Beamon.

400 METROS NADO LIVRE FEMININO

Recorde atual4min03s85 (Seul, 22/9/88)

Limite estimado: nenhum

Recordista: Janet Evans (EUA)

Poucas provas têm mostrado tanto progresso quanto as de natação feminina. O número de nadadoras de elite cresce, O treinamento é mais aperfeiçoado e surgem novidades, como piscinas que diminuem a formação de ondas. Pela performance das atuais nadadoras, há quem acredite que, no futuro, elas irão superar os recordes masculinos.

SALTO COM VARA

Recorde atual: 6,06 m (Nice, 10/7/88)

Limite estimado: 7,82 m

Recordista: Sergei Bubka (URSS)

O aparecimento de varas de fibra de vidro, substituindo as de alumínio e bambu, fez a curva de recordes ascender drasticamente. Afinal, a vara de fibra de vidro é como uma catapulta, que aproveita a energia do atleta, enquanto ele corre, e o impulsiona para cima. Mas alguma energia se perde em vibração - o atleta que evitar essa dispersão pulará mais alto.