O objetivo do presente estudo foi analisar os efeitos da execução prévia de exercício físico e cognitivo sobre os componentes central e periférico da fadiga neuromuscular durante um teste contrarrelógio de 4 km de ciclismo. Para tanto, oito ciclistas treinados (n = 8) participaram de três diferentes estudos. No estudo 1, os atletas realizaram o teste contrarrelógio após assistir documentário (CON) ou após tarefa cognitiva (TC). No estudo 2, o teste de 4 km de ciclismo foi realizado após 100 drop jumps (DJ), 48 horas após 100 drop jumps (48h-DJ) e sem a realização prévia de exercício (CON). No estudo 3, o teste contrarrelógio foi realizado após fadiga prévia de membros superiores (FB) e inferiores (FP) e sem fadiga prévia (CON). Em todos os estudos, parâmetros de fadiga central e periférica foram avaliados por meio da técnica de estimulação elétrica no nervo femoral em repouso, pré e pós 4km de ciclismo. Estudo 1: O desempenho foi similar (P> 0,05) entre CON (376 ± 26,9 s) e TC (376,3 ± 26 s). Do mesmo modo, não encontramos diferenças significativas (P> 0,05) para parâmetros de fadiga central e periférica entre CON e TC. Estudo 2. O desempenho foi significativamente (P< 0,05) prejudicado em DJ (-2,3%) e houve uma tendência em 48h-DJ (-1,8%). A redução no desempenho em 48h-DJ foi devido à menor potência na parte inicial da prova (P< 0,05). Em DJ a piora no desempenho foi em decorrência de menor potência (P< 0,05) na parte inicial e final da prova. Houve uma exacerbada (P< 0,05) fadiga periférica após o contrarrelógio em DJ (1Hzpot= -44,7%) comparado com CON (1Hzpot= -20,1%). Além disso, significante fadiga de baixa frequência foi observada em DJ comparado com CON. Por outro lado, parâmetros de fadiga central e periférica apresentaram valores similares entre CON e 48h-DJ (P> 0,05). No entanto, foi encontrado aumento significativo (P< 0,05) na dor muscular tardia em 48hDJ comparado com CON e DJ. Estudo 3: O desempenho foi reduzido em FP (-2,3%) e FB (-1,5%) quando comparado com CON. O menor desempenho nas condições FP e FB foi acompanhado por redução na potência (P< 0,05) na parte inicial (condição FP) e na parte final (condições FP e FB) a prova. Ao final dos 4 km de ciclismo, os participantes apresentaram menor (P< 0,05) fadiga periférica em FB (1Hzpot= -11,9%) comparado com CON (1Hzpot= -20,1%). Em FP, houve maior fadiga periférica em comparação a condição CON e FB. Em conclusão, os resultados destes estudos sugerem que apenas a execução prévia de exercício envolvendo a musculatura utilizada no ciclismo promove alterações nos componentes periféricos da fadiga neuromuscular após 4 km de ciclismo / The aim of this study was to analyze the effects of previous execution of physical exercise and cognitive on the central and peripheral components of the neuromuscular fatigue during a 4 km cycling time trial. Eight trained cyclists (n = 8) participated of three different studies. In study 1, the athletes performed the 4 km cycling time trial test after watching a documentary (CON) or after a cognitive task (CT). In study 2, the 4-km cycling test was performed after 100 drop jumps (DJ), 48 hours after 100 drop jumps (48h-DJ) and without previous exercise (CON). In study 3, the time trial was performed after pre-fatigue of the upper (FU) and lower (FL) body and without prefatigue (CON). In all studies, central and peripheral fatigue parameters were evaluated via electrical stimulation in femoral nerve at rest, before and after 4km cycling. Study 1: Performance was similar (P> 0.05) between CON (376 ± 26.9 s) and TC (376.3 ± 26 s). Likewise, we found no significant differences (P> 0.05) for parameters of central and peripheral fatigue between CON and CT. Study 2: Performance was significantly (P< 0.05) impaired in DJ (-2.3%) and there was a trend in 48h-DJ (-1.8%). This reduction in performance in 48h-DJ was due to a lower power at first part of the time trial (P< 0.05). In DJ condition, loss in performance was due to lower power (P< 0.05) at the start and end phases of the test. There was exacerbated (P <0.05) peripheral fatigue after the time trial in DJ (1Hzpot = -44.7%) compared to CON (1Hzpot = 20.1%). Furthermore, a significant low frequency fatigue was observed in DJ compared to CON. On the other hand, central and peripheral fatigue parameters showed similar values between CON and 48h-DJ (P> 0.05). However, a significant increase in delayed onset muscle soreness was found in 48h-DJ than CON and DJ. Study 3: Performance was reduced in FU (-2.3%) and FL (-1.5%) compared to CON. The lowest performance was accompanied by a reduction in power (P< 0.05) in the initial (FL) and final (FL and FU phases of the time trial. After 4 km cycling, participants had a lower (P< 0.05) peripheral fatigue in FU (1Hzpot = -11.9%) compared with CON (1Hzpot = -20.1%). In FL, there was a greater peripheral fatigue compared to CON and FB condition. In conclusion, the results of these studies suggest that only the previous execution of exercise involving the muscles used in cycling causes changes in the peripheral components of the neuromuscular fatigue after 4 km of cycling

A presente dissertação procurou determinar as fases do pacing strategy em \"U\" e analisar o desenvolvimento da fadiga neuromuscular e o perfil metabolômico em um teste contrarrelógio de 4 km no ciclismo (4 km CT). No estudo 1, foi proposto dois modelos (visual e matemático) para determinar as três fases do pacing strategy em \"U\" durante um 4 km CT. Foram recrutados 15 ciclistas para realizar dois testes 4 km CT em dias separados. Para o modelo visual, quatro avaliadores experientes analisaram o pacing strategy duas vezes, sete dias de diferença. O modelo matemático foi composto pela média da potência durante a fase 2 (1 até 3 km) mais dois desvios padrões, identificando o ponto de mudança (PM) da fase 2 entre fase 1 (PM1) e 3 (PM2). O PM1 ocorreu em 419 ± 186 e 415 ± 178 m e PM2 ocorreu em 3646 ± 228 e 3809 ± 213 m para o modelo visual e matemático. Não houve diferença entre os modelos para ambos PM (p > 0,05). A reprodutibilidade intra avaliadores no modelo visual para PM1 e PM2 foi ICC >= 0,87 e >= 0,96 (p < 0,05), e entre avaliadores foi ICC >= 0,89 (p < 0,05). Gráficos de Bland-Altman mostraram boa concordância entre modelos, maioria da diferença ficou abaixo de 5%. O estudo 1 sugere que ambos modelos são reprodutíveis e produzem valores similares para determinar as fases do pacing strategy em \"U\". No estudo 2, 11 ciclistas visitaram o laboratório em seis ocasiões, sendo familiarizados três vezes com 4 km CT e técnica de estimulação elétrica no nervo femoral. Nas últimas três visitas, o mesmo pacing strategy da familiarização foi reproduzido, porém foram interrompidos ao final da fase 1 (F1FINAL), fase 2 (F2FINAL) e fase 3 (F3FINAL), randomizado. Antes e logo após o exercício, os ciclistas realizaram a técnica de estimulação elétrica e amostras sanguíneas foram coletadas para determinar o perfil metabolômico. A F1 teve duração de 68 ± 14 s (83,1% acima do ponto de compensação respiratória (PCR), em relação ao tempo total da F1), a F2 durou 287 ± 17 s (24,9% acima do PCR, tempo total da F2) e F3 durou 33 ± 7 s (74,5% acima do PCR, tempo total da F3). Houve apenas efeito principal de tempo para maioria das variáveis neuromusculares (p < 0,05) e não houve efeito principal de condição (p > 0,05). Apenas 5 metabólitos tiveram diferença estatística. Valores menores de 2-oxoisocarporate e dimatilamina para F1FINAL comparado com F2FINAL (p < 0,05). Valores menores de succinato para F1FINAL comparado com F3FINAL (p < 0,05). Asparagina e lactato apresentaram valores menores para F1FINAL em comparação à F2FINAL e F3FINAL (p < 0,05). Esses achados sugerem que, ao longo de um teste 4 km CT, o nível de fadiga neuromuscular é estabelecido logo no início e mantido até o final da tarefa. Não obstante, o perfil metabolômico parece estar associado com metabólitos da via oxidativa e outros marcadores relevantes para o SNC controlar a intensidade do exercício / The present dissertation aimed to determine the distinct phases of \"U\" pacing strategy and the development of neuromuscular fatigue and metabolomic profile during a 4 km cycling time trial (4 km TT). The study 1 developed two models (visual and mathematical) to determine the three different phases of \"U\" pacing strategy during a 4 km TT. Fifteen cyclists were recruited to perform two 4 km TT at different days. For the visual model, four experienced evaluators analysed the pacing twice, seven days apart. The mathematical model was composed by the mean of power output during phase 2 (1 until 3 km) plus two standard deviation, which was the criteria to distinguish the change point (CP) of phase 2 among phase 1 (CP1) and 3 (CP2). CP1 occurred at 419 ± 186 and 415 ± 178 m and CP2 occurred at 3646 ± 228 and 3809 ± 213 m for the visual and mathematical models. There was no difference between models for both CP (p > 0.05). The intra-evaluator reliability of visual model for CP1 and CP2 were ICC >= 0.87 and >= 0.96 (p < 0.05), and the betweenevaluator was ICC >= 0.89 (p < 0.05). The Bland-Altman plots showed great agreement between models, with most values lower than 5% of difference. In conclusion, both models were reliable and produced similar values to distinguish the phases during \"U\" pacing strategy. At study 2, 11 cyclists visited the lab on six occasions, where they were familiarized three times with the 4 km TT and the femoral nerve stimulation technique. On the last three visits, the same pacing strategy from the familiarization was performed, but the cyclists were interrupted at the end of phase 1 (P1END), end of phase 2 (P2END) and end of phase 3 (P3END), randomized. Before and immediately after the exercise, the cyclists performed the stimulation technique and blood samples were collected to determine the metabolimic profile. The P1 had duration of 68 ± 14 s (83.1% above the respiratory compensation point (RCP), in relation with total time of P1), P2 lasted 287 ± 17 s (24.9% above RCP, from total time at P2) and P3 lasted 33 ± 7 s (74.5% above RCP, from total time at P3). Most of neuromuscular variables showed main effect of time (p < 0.05) but no main effect of condition (p > 0.05). Only five metabolites were statistically different among conditions. 2- oxoisocarporate and dimethylamine were lower for P1END compared with P2END. Succinate was lower for P1END compared with P3END. Asparagine and lactate were lower for P1END compared with P2 END and P3END. Those findings suggest that during a 4 km TT, the level of neuromuscular fatigue is established at P1END and maintained until the end of the exercise task. Moreover, the metabolimic profile might be associated with oxidative metabolites and other relevant markers for central nervous system, which may act as feedback to control the exercise intensity

O objetivo do presente estudo foi analisar os efeitos da execução prévia de exercício físico e cognitivo sobre os componentes central e periférico da fadiga neuromuscular durante um teste contrarrelógio de 4 km de ciclismo. Para tanto, oito ciclistas treinados (n = 8) participaram de três diferentes estudos. No estudo 1, os atletas realizaram o teste contrarrelógio após assistir documentário (CON) ou após tarefa cognitiva (TC). No estudo 2, o teste de 4 km de ciclismo foi realizado após 100 drop jumps (DJ), 48 horas após 100 drop jumps (48h-DJ) e sem a realização prévia de exercício (CON). No estudo 3, o teste contrarrelógio foi realizado após fadiga prévia de membros superiores (FB) e inferiores (FP) e sem fadiga prévia (CON). Em todos os estudos, parâmetros de fadiga central e periférica foram avaliados por meio da técnica de estimulação elétrica no nervo femoral em repouso, pré e pós 4km de ciclismo. Estudo 1: O desempenho foi similar (P> 0,05) entre CON (376 ± 26,9 s) e TC (376,3 ± 26 s). Do mesmo modo, não encontramos diferenças significativas (P> 0,05) para parâmetros de fadiga central e periférica entre CON e TC. Estudo 2. O desempenho foi significativamente (P< 0,05) prejudicado em DJ (-2,3%) e houve uma tendência em 48h-DJ (-1,8%). A redução no desempenho em 48h-DJ foi devido à menor potência na parte inicial da prova (P< 0,05). Em DJ a piora no desempenho foi em decorrência de menor potência (P< 0,05) na parte inicial e final da prova. Houve uma exacerbada (P< 0,05) fadiga periférica após o contrarrelógio em DJ (1Hzpot= -44,7%) comparado com CON (1Hzpot= -20,1%). Além disso, significante fadiga de baixa frequência foi observada em DJ comparado com CON. Por outro lado, parâmetros de fadiga central e periférica apresentaram valores similares entre CON e 48h-DJ (P> 0,05). No entanto, foi encontrado aumento significativo (P< 0,05) na dor muscular tardia em 48hDJ comparado com CON e DJ. Estudo 3: O desempenho foi reduzido em FP (-2,3%) e FB (-1,5%) quando comparado com CON. O menor desempenho nas condições FP e FB foi acompanhado por redução na potência (P< 0,05) na parte inicial (condição FP) e na parte final (condições FP e FB) a prova. Ao final dos 4 km de ciclismo, os participantes apresentaram menor (P< 0,05) fadiga periférica em FB (1Hzpot= -11,9%) comparado com CON (1Hzpot= -20,1%). Em FP, houve maior fadiga periférica em comparação a condição CON e FB. Em conclusão, os resultados destes estudos sugerem que apenas a execução prévia de exercício envolvendo a musculatura utilizada no ciclismo promove alterações nos componentes periféricos da fadiga neuromuscular após 4 km de ciclismo / The aim of this study was to analyze the effects of previous execution of physical exercise and cognitive on the central and peripheral components of the neuromuscular fatigue during a 4 km cycling time trial. Eight trained cyclists (n = 8) participated of three different studies. In study 1, the athletes performed the 4 km cycling time trial test after watching a documentary (CON) or after a cognitive task (CT). In study 2, the 4-km cycling test was performed after 100 drop jumps (DJ), 48 hours after 100 drop jumps (48h-DJ) and without previous exercise (CON). In study 3, the time trial was performed after pre-fatigue of the upper (FU) and lower (FL) body and without prefatigue (CON). In all studies, central and peripheral fatigue parameters were evaluated via electrical stimulation in femoral nerve at rest, before and after 4km cycling. Study 1: Performance was similar (P> 0.05) between CON (376 ± 26.9 s) and TC (376.3 ± 26 s). Likewise, we found no significant differences (P> 0.05) for parameters of central and peripheral fatigue between CON and CT. Study 2: Performance was significantly (P< 0.05) impaired in DJ (-2.3%) and there was a trend in 48h-DJ (-1.8%). This reduction in performance in 48h-DJ was due to a lower power at first part of the time trial (P< 0.05). In DJ condition, loss in performance was due to lower power (P< 0.05) at the start and end phases of the test. There was exacerbated (P <0.05) peripheral fatigue after the time trial in DJ (1Hzpot = -44.7%) compared to CON (1Hzpot = 20.1%). Furthermore, a significant low frequency fatigue was observed in DJ compared to CON. On the other hand, central and peripheral fatigue parameters showed similar values between CON and 48h-DJ (P> 0.05). However, a significant increase in delayed onset muscle soreness was found in 48h-DJ than CON and DJ. Study 3: Performance was reduced in FU (-2.3%) and FL (-1.5%) compared to CON. The lowest performance was accompanied by a reduction in power (P< 0.05) in the initial (FL) and final (FL and FU phases of the time trial. After 4 km cycling, participants had a lower (P< 0.05) peripheral fatigue in FU (1Hzpot = -11.9%) compared with CON (1Hzpot = -20.1%). In FL, there was a greater peripheral fatigue compared to CON and FB condition. In conclusion, the results of these studies suggest that only the previous execution of exercise involving the muscles used in cycling causes changes in the peripheral components of the neuromuscular fatigue after 4 km of cycling

A presente tese investigou o efeito da ingestão de cafeína no desempenho no ciclismo, no recrutamento muscular, na contribuição energética, no lactato sanguíneo, nas respostas fisiológicas e perceptivas e no desenvolvimento de fadiga central e periférica em diferentes modelos de exercício aeróbio de alta intensidade. Nove ciclistas do sexo masculino (32,3 ± 6,0 anos de idade, 79,3 ± 6,8 kg, 181,2 ± 7,9 cm e VO2máx 55,2 ± 5,7 mL.kg-1.min-1) completaram 11 sessões experimentais. Os participantes foram submetidos a testes contrarrelógio de 4.000 m, testes com carga constante até a exaustão realizados na potência média do contrarrelógio (313 ± 41 W e 100 ± 10 rpm), e ainda testes com carga constante com tempo fixo correspondente a 60% do tempo sustentado no teste de carga constante até a exaustão (237,2 ± 56,0 s). Os participantes ingeriram cápsulas contendo placebo ou cafeína (5 mg.kg-1 de massa corporal) 60 minutos antes da realização dos testes, em ordem contrabalançada e em um modelo duplo-cego. Respostas cardiorrespiratórias e perceptivas foram mensuradas durante os testes. Lactato sanguíneo foi coletado antes e após o exercício. Avaliações neuromusculares foram realizadas através de estimulação elétrica no nervo femoral nos momentos Baseline (previamente à ingestão da cápsula), Pré-EX (uma hora após a ingestão, antes do exercício), e Pós-EX (2 min após o exercício). A ingestão de 5 mg.kg-1 de cafeína melhorou o desempenho no teste contrarrelógio de 4.000 m de ciclismo (-6,9 ± 7,4 s; p = 0,024), devido a um aumento na contribuição anaeróbia. O desempenho no teste com carga constante até a exaustão também foi melhor após a ingestão de cafeína (+134,3 ± 81,5 s; p = 0,001), mas neste caso acompanhado por maior contribuição aeróbia. A ingestão de cafeína previamente a realização do exercício proporcionou efeito ergogênico no teste contrarrelógio de 4.000 m e no teste de carga constante até a exaustão, sem alterar o limiar de fadiga periférica. Entre os componentes periféricos avaliados, a taxa máxima de desenvolvimento de força reduziu significativamente menos após o teste de carga constante até a exaustão na condição cafeína, mesmo como o tempo de exercício prolongado, e também reduziu significativamente menos após o teste de carga constante e tempo fixo, o que sugere que a cafeína pode ter alterado o processo acoplamento excitação-contração, o que resultou em atraso da fadiga periférica. Além disso, no teste com carga constante até a exaustão, a disposição e a sensação de prazer foram maiores após a ingestão de cafeína, sugerindo que neste modelo de exercício estas variáveis perceptivas também podem ter contribuído para o efeito ergogênico da cafeína observado no desempenho. Em conclusão, este estudo demonstrou que a cafeína melhorara o desempenho no ciclismo em ambos os modelos de exercício aeróbio de alta intensidade, sendo no contrarrelógio devido ao aumento da quantidade total de energia anaeróbia e no carga constante até a exaustão nas variáveis perceptíveis e alteração no acoplamento excitação-contração, sem alterar o limiar de fadiga periférica / The present thesis investigated the effect of caffeine on cycling performance, muscle recruitment, energetic contribution, blood lactate, physiological and perceptual responses and the development of central and peripheral fatigue in different models of high-intensity aerobic exercises. Nine male cyclists (32.3 ± 6.0 years old, 79.3 ± 6.8 kg, 181.2 ± 7.9 cm and VO2max 55.2 ± 5.7 mL.kg-1.min-1) completed 11 experimental sessions. The participants performed 4,000 m cycling time trial, constant-load to exhaustion in the average power output of the time trial (313 ± 41 W and 100 ± 10 rpm), and also performed constant-load with fixedtime corresponding to 60% of the time sustained in the constant-load to exhaustion (237.2 ± 56.0 s). Participants ingested capsules containing placebo or caffeine (5 mg.kg-1 body weight) 60 minutes prior to the tests, in a counterbalanced order and in a double-blind model. Cardiorespiratory and perceptual responses were measured during the tests. Blood lactate was collected before and after exercises. Neuromuscular assessments were performed via electrical femoral nerve stimulation at Baseline (prior to capsule ingestion), Pre-EX (one hour after capsules ingestion, before exercise), and Post-EX (2 min after exercise). 5 mg.kg-1 of caffeine improved their performance in the 4,000 m cycling time trial (-6.9 ± 7.4 s; p = 0.024), due to an increase in anaerobic contribution. The performance in the constant-load to exhaustion was also enhanced after caffeine intake (+134.3 ± 81.5 s; p = 0.001), but in this case accompanied by greater aerobic contribution. Caffeine intake prior to cycling performance provided an ergogenic effect in the 4,000 m time trial and in the constant-load to exhaustion, without altering the critical threshold of peripheral fatigue. Among the peripheral components evaluated, the maximum rate of force development significantly reduced less after the constant-load to exhaustion in the caffeine condition, even as the prolonged exercise time, and also reduced significantly less after the constant-load with fixed-time, which suggests that caffeine may have altered the excitation-contraction coupling, which resulted in delayed peripheral fatigue. In addition, during the constant-load to exhaustion test, the felt arousal and feeling were higher after the caffeine, suggesting that in this exercise model these perceptions may also have contributed to the observed ergogenic effect of caffeine on the cycling. In conclusion, this study demonstrated that caffeine improved the cycling performance in both models of high-intensity aerobic exercise, being in the time-trial due to the increase of the total amount of anaerobic energy and the constant load until the exhaustion due to alteration in the perceptible variables and in the excitation-contraction coupling, without change the peripheral fatigue threshold

A presente tese investigou o efeito da ingestão de cafeína no desempenho no ciclismo, no recrutamento muscular, na contribuição energética, no lactato sanguíneo, nas respostas fisiológicas e perceptivas e no desenvolvimento de fadiga central e periférica em diferentes modelos de exercício aeróbio de alta intensidade. Nove ciclistas do sexo masculino (32,3 ± 6,0 anos de idade, 79,3 ± 6,8 kg, 181,2 ± 7,9 cm e VO2máx 55,2 ± 5,7 mL.kg-1.min-1) completaram 11 sessões experimentais. Os participantes foram submetidos a testes contrarrelógio de 4.000 m, testes com carga constante até a exaustão realizados na potência média do contrarrelógio (313 ± 41 W e 100 ± 10 rpm), e ainda testes com carga constante com tempo fixo correspondente a 60% do tempo sustentado no teste de carga constante até a exaustão (237,2 ± 56,0 s). Os participantes ingeriram cápsulas contendo placebo ou cafeína (5 mg.kg-1 de massa corporal) 60 minutos antes da realização dos testes, em ordem contrabalançada e em um modelo duplo-cego. Respostas cardiorrespiratórias e perceptivas foram mensuradas durante os testes. Lactato sanguíneo foi coletado antes e após o exercício. Avaliações neuromusculares foram realizadas através de estimulação elétrica no nervo femoral nos momentos Baseline (previamente à ingestão da cápsula), Pré-EX (uma hora após a ingestão, antes do exercício), e Pós-EX (2 min após o exercício). A ingestão de 5 mg.kg-1 de cafeína melhorou o desempenho no teste contrarrelógio de 4.000 m de ciclismo (-6,9 ± 7,4 s; p = 0,024), devido a um aumento na contribuição anaeróbia. O desempenho no teste com carga constante até a exaustão também foi melhor após a ingestão de cafeína (+134,3 ± 81,5 s; p = 0,001), mas neste caso acompanhado por maior contribuição aeróbia. A ingestão de cafeína previamente a realização do exercício proporcionou efeito ergogênico no teste contrarrelógio de 4.000 m e no teste de carga constante até a exaustão, sem alterar o limiar de fadiga periférica. Entre os componentes periféricos avaliados, a taxa máxima de desenvolvimento de força reduziu significativamente menos após o teste de carga constante até a exaustão na condição cafeína, mesmo como o tempo de exercício prolongado, e também reduziu significativamente menos após o teste de carga constante e tempo fixo, o que sugere que a cafeína pode ter alterado o processo acoplamento excitação-contração, o que resultou em atraso da fadiga periférica. Além disso, no teste com carga constante até a exaustão, a disposição e a sensação de prazer foram maiores após a ingestão de cafeína, sugerindo que neste modelo de exercício estas variáveis perceptivas também podem ter contribuído para o efeito ergogênico da cafeína observado no desempenho. Em conclusão, este estudo demonstrou que a cafeína melhorara o desempenho no ciclismo em ambos os modelos de exercício aeróbio de alta intensidade, sendo no contrarrelógio devido ao aumento da quantidade total de energia anaeróbia e no carga constante até a exaustão nas variáveis perceptíveis e alteração no acoplamento excitação-contração, sem alterar o limiar de fadiga periférica / The present thesis investigated the effect of caffeine on cycling performance, muscle recruitment, energetic contribution, blood lactate, physiological and perceptual responses and the development of central and peripheral fatigue in different models of high-intensity aerobic exercises. Nine male cyclists (32.3 ± 6.0 years old, 79.3 ± 6.8 kg, 181.2 ± 7.9 cm and VO2max 55.2 ± 5.7 mL.kg-1.min-1) completed 11 experimental sessions. The participants performed 4,000 m cycling time trial, constant-load to exhaustion in the average power output of the time trial (313 ± 41 W and 100 ± 10 rpm), and also performed constant-load with fixedtime corresponding to 60% of the time sustained in the constant-load to exhaustion (237.2 ± 56.0 s). Participants ingested capsules containing placebo or caffeine (5 mg.kg-1 body weight) 60 minutes prior to the tests, in a counterbalanced order and in a double-blind model. Cardiorespiratory and perceptual responses were measured during the tests. Blood lactate was collected before and after exercises. Neuromuscular assessments were performed via electrical femoral nerve stimulation at Baseline (prior to capsule ingestion), Pre-EX (one hour after capsules ingestion, before exercise), and Post-EX (2 min after exercise). 5 mg.kg-1 of caffeine improved their performance in the 4,000 m cycling time trial (-6.9 ± 7.4 s; p = 0.024), due to an increase in anaerobic contribution. The performance in the constant-load to exhaustion was also enhanced after caffeine intake (+134.3 ± 81.5 s; p = 0.001), but in this case accompanied by greater aerobic contribution. Caffeine intake prior to cycling performance provided an ergogenic effect in the 4,000 m time trial and in the constant-load to exhaustion, without altering the critical threshold of peripheral fatigue. Among the peripheral components evaluated, the maximum rate of force development significantly reduced less after the constant-load to exhaustion in the caffeine condition, even as the prolonged exercise time, and also reduced significantly less after the constant-load with fixed-time, which suggests that caffeine may have altered the excitation-contraction coupling, which resulted in delayed peripheral fatigue. In addition, during the constant-load to exhaustion test, the felt arousal and feeling were higher after the caffeine, suggesting that in this exercise model these perceptions may also have contributed to the observed ergogenic effect of caffeine on the cycling. In conclusion, this study demonstrated that caffeine improved the cycling performance in both models of high-intensity aerobic exercise, being in the time-trial due to the increase of the total amount of anaerobic energy and the constant load until the exhaustion due to alteration in the perceptible variables and in the excitation-contraction coupling, without change the peripheral fatigue threshold

Resumo: O objetivo principal desta tese foi investigar a causa e a conseqüência da fadiga em countermovement jumps realizados em diferentes razões de esforço e pausa. Esses objetivos foram testados utilizando dois estudos experimentais. O primeiro estudo comparou as causas da fadiga em protocolos de fadiga de curta (=10 min) e longa duração (=20 min), manipulando as durações da pausa entre countermovement jumps. Os resultados indicaram que, após a realização do protocolo de fadiga de curta duração, houve redução da contração isométrica voluntária máxima para extensão do joelho acompanhada por fadiga central e periférica. Por outro lado, após a realização do protocolo de fadiga de longa duração, a redução da contração isométrica voluntária máxima para extensão do joelho foi associada apenas à fadiga periférica. No segundo estudo foi utilizado um protocolo de fadiga para o sistema neuromuscular similar ao primeiro estudo, tendo como objetivo investigar o padrão de movimento sob fadiga. O tempo e a seqüência da relação inter-segmental do movimento e da ativação muscular permaneceram inalteradas sob a condição de fadiga. Entretanto, alguns ajustes no controle de countermovement jumps realizados sob a condição de fadiga foram observados, provavelmente na tentativa de manter a altura do salto vertical. Entre alguns ajustes, é possível destacar um aumento na flexão das articulações e na duração do salto vertical. Esses resultados foram similares independentemente da razão de esforço e pausa utilizada para induzir fadiga em countermovement jumps. Considerando ambos os estudos experimentais, os resultados da presente tese sugerem que a causa da fadiga em countermovement jumps é tarefa-dependente. Isso significa que dependendo do protocolo de indução de fadiga utilizado, a causa da fadiga pode ser alterada de central para periférica, por exemplo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This thesis explored the cause of fatigue in countermovement jump performed under different intensities and its influence upon movement pattern. These aims were tested using two experimental studies. The first one aimed to compare the causes of fatigue development during a short- (=10 min) and a long-term (=20 min) countermovement jump protocols through the manipulation of resting interval. The results indicated that after short-term fatigue protocol, maximal voluntary isometric contraction reduction was accompanied by central and peripheral fatigue. On the other hand, after long-term fatigue protocol, maximal voluntary isometric contraction reduction was accompanied by peripheral fatigue. The second study used similar exercise protocol to induce fatigue on neuromuscular system. It was aimed to investigate the movement pattern of countermovement jump throughout fatigue exercise protocols. The timing and sequencing of inter-segmental movement and of muscle activation remained relatively unaltered under fatigue. However, in order to sustain required jump height, few adjustments were performed on control and on coordination of fatigued jumps, such as increased joint flexion and earlier initiation of joint extension. This result was quite similar irrespective of fatigue-induced exercise intensities. Considering both experimental studies, the results of present thesis suggest that the cause of fatigue in countermovement jump is task-dependent in which depends on what fatigue protocol is used, thereby the cause of fatigue can move from one site to another. Even with the neuromuscular system impaired, there was not change on the movement pattern of countermovement jump, irrespective of exercise duration and cause of fatigue. However, adjustments on control and coordination of countermovement jump were performed in order to compensate the force loss and to maintain the targeted jump height. / Orientador: Eduardo Kokubun / Coorientador: José Angelo Barela / Banca: André Luiz Félix Rodacki / Banca: Ana Maria Forti Barela / Banca: Carlos Ugrinowistch / Doutor

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-07-26Bitstream added on 2014-06-13T19:19:34Z : No. of bitstreams: 1 pereira_g_dr_rcla.pdf: 601547 bytes, checksum: 78fe39c887efbb78c46303cff6e30a46 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo principal desta tese foi investigar a causa e a conseqüência da fadiga em countermovement jumps realizados em diferentes razões de esforço e pausa. Esses objetivos foram testados utilizando dois estudos experimentais. O primeiro estudo comparou as causas da fadiga em protocolos de fadiga de curta (=10 min) e longa duração (=20 min), manipulando as durações da pausa entre countermovement jumps. Os resultados indicaram que, após a realização do protocolo de fadiga de curta duração, houve redução da contração isométrica voluntária máxima para extensão do joelho acompanhada por fadiga central e periférica. Por outro lado, após a realização do protocolo de fadiga de longa duração, a redução da contração isométrica voluntária máxima para extensão do joelho foi associada apenas à fadiga periférica. No segundo estudo foi utilizado um protocolo de fadiga para o sistema neuromuscular similar ao primeiro estudo, tendo como objetivo investigar o padrão de movimento sob fadiga. O tempo e a seqüência da relação inter-segmental do movimento e da ativação muscular permaneceram inalteradas sob a condição de fadiga. Entretanto, alguns ajustes no controle de countermovement jumps realizados sob a condição de fadiga foram observados, provavelmente na tentativa de manter a altura do salto vertical. Entre alguns ajustes, é possível destacar um aumento na flexão das articulações e na duração do salto vertical. Esses resultados foram similares independentemente da razão de esforço e pausa utilizada para induzir fadiga em countermovement jumps. Considerando ambos os estudos experimentais, os resultados da presente tese sugerem que a causa da fadiga em countermovement jumps é tarefa-dependente. Isso significa que dependendo do protocolo de indução de fadiga utilizado, a causa da fadiga pode ser alterada de central para periférica, por exemplo... / This thesis explored the cause of fatigue in countermovement jump performed under different intensities and its influence upon movement pattern. These aims were tested using two experimental studies. The first one aimed to compare the causes of fatigue development during a short- (=10 min) and a long-term (=20 min) countermovement jump protocols through the manipulation of resting interval. The results indicated that after short-term fatigue protocol, maximal voluntary isometric contraction reduction was accompanied by central and peripheral fatigue. On the other hand, after long-term fatigue protocol, maximal voluntary isometric contraction reduction was accompanied by peripheral fatigue. The second study used similar exercise protocol to induce fatigue on neuromuscular system. It was aimed to investigate the movement pattern of countermovement jump throughout fatigue exercise protocols. The timing and sequencing of inter-segmental movement and of muscle activation remained relatively unaltered under fatigue. However, in order to sustain required jump height, few adjustments were performed on control and on coordination of fatigued jumps, such as increased joint flexion and earlier initiation of joint extension. This result was quite similar irrespective of fatigue-induced exercise intensities. Considering both experimental studies, the results of present thesis suggest that the cause of fatigue in countermovement jump is task-dependent in which depends on what fatigue protocol is used, thereby the cause of fatigue can move from one site to another. Even with the neuromuscular system impaired, there was not change on the movement pattern of countermovement jump, irrespective of exercise duration and cause of fatigue. However, adjustments on control and coordination of countermovement jump were performed in order to compensate the force loss and to maintain the targeted jump height.