Calcium exchange hypothesis of skeletal muscle fatigue: A brief review

Abstract

Skeletal muscle fatigue is often associated with diminished athletic performance and work productivity as well as increased susceptibility to injury. The exact cause of muscle fatigue probably involves a number of factors which influence force production in a manner dependent on muscle fiber type and activation pattern. However, a growing body of evidence implicates alterations in intracellular Ca2+ exchange as a major role in the fatigue process. These changes are thought to occur secondary to reductions in the rates of Ca2+ uptake and release by the sarcoplasmic reticulum (SR). This hypothesis is based on the finding that peak myoplasmic Ca2+ concentration ([Ca2+]i) is reduced as force declines during fatigue. In addition, direct measurements of Ca2+ uptake and release show that fatiguing activity causes intrinsic alterations in the functional properties of the SR. We also propose that fatigue-induced alterations in Ca2+ exchange may be beneficial, reducing the rate of energy utilization by the muscle fiber and preventing irreversible damage to the cell.

The Effect of EFT (Emotional Freedom Techniques) on Athletic Performance: A Randomized Controlled Blind Trial

“…This was done to counteract any confounding effect due to body cooling between measurements, and to simulate the fatigue over time that players might experience during the course of an actual basketball game. The effects of fatigue on both the muscular and nervous system, and the subsequent degradation of performance during the course of a game, have been described by other researchers [31,32]. Athletes were also instructed to drink water, since dehydration has been shown in other studies to affect free throw performance [33,34].…”

Fisiologia da fadiga muscular. Delimitação conceptual, modelos de estudo e mecanismos de fadiga de origem central e periférica

“…Deste modo, a taxa de relaxamento das fibras rápidas durante a fadiga é muito superior à das fibras lentas devido às maiores concentrações de ADP das fibras lentas (para refs ver 74) . No entanto, estudos referidos por Williams e Klug (122) referem um aumento da funcionalidade dos mecanismos de libertação e recaptação de Ca 2+ pelo RS em soluções adicionadas com ADP e P i . A acção destes metabolitos ao nível do RS não parece estar de acordo com o papel que, genericamente, lhes é atribuído quando associados ao decréscimo da força.…”

“…Os referidos autores sugerem que a regulação do Ca 2+ pelo RS é fortemente dependente da disponibilidade de ATP e que a deplecção de fosfocreatina muscular contribui para a ineficácia da regulação do Ca 2+ , que se sabe ocorrer durante a fadiga. ] i aumenta rapidamente para cerca de 5-10 µM saturando os locais de ligação à troponina (122) . A evidência clara de que as [Ca 2+ ] i são um factor determinante na manutenção de um determinado nível de força provem dos resultados de alguns estudos, nos quais a diminuição da força, em consequên-cia da fadiga, é atenuada pela administração de cafeí-na, um agente estimulador da libertação de Ca 2+ pelo RS através da activação dos canais de Ca 2+ (para refs.…”

“…A evidência clara de que as [Ca 2+ ] i são um factor determinante na manutenção de um determinado nível de força provem dos resultados de alguns estudos, nos quais a diminuição da força, em consequên-cia da fadiga, é atenuada pela administração de cafeí-na, um agente estimulador da libertação de Ca 2+ pelo RS através da activação dos canais de Ca 2+ (para refs. ver 33,122) . Esses trabalhos demonstraram que as alterações induzidas na funcionalidade do RS durante a fadiga, através da administração de cafeína, resultam numa capacidade acrescida do aparelho contráctil em gerar força, uma vez que a quantidade de Ca 2+ libertada pelo RS é incrementada.…”

“…ver 3, 6, 72) . A fadiga tem sido, igualmente, sugerida como um mecanismo de protecção contra possíveis efeitos deletérios da integridade da fibra muscular esquelética (122) . Para além dos estudos relacionados com a identificação cada vez mais pormenorizada da sua etiologia na perspectiva da melhoria da performance no desporto de alto rendimento (3,6,72,83,84,98,99) , outros estudos de fadiga têm sido realizados no âmbito da recuperação funcional de sujeitos com patologias ou lesões em determinadas estruturas do sistema nervoso (14,66,111) e em sujeitos com patologias neuromusculares (27,60,87,109) .…”