abstract: The popularization of energy drink use as a supplement to exercise is steadily increasing, especially among young adult males. However, the effects of energy drinks on muscular performance in young adults have yet to be clearly elucidated. Eight male subjects (mean age: 23.3 ± 4.3 yrs, height: 181.0 ± 5.3 cm, fat percent 17.8 ± 5.2%, and weight 85.3 ± 12.6 kg) completed this randomized double-blinded cross over study. The purpose of this study was to determine differences in acute muscular strength and endurance and Profile of Mood States (POMS) scores between three treatments (RockStar, sugar-free RockStar, and sugar-free caffeine-free Placebo). It was hypothesized that there would be no significant differences in acute peak torque and endurance of the knee extensors and flexors or on fatigue and vigor subscores from the POMS questionnaire. Each man was tested randomly at least 1 week apart. Diet and time of day were held constant across trials. Peak torque of knee extensors and flexors at 60, 180, 240 degress/second and fatigue index and total work were calculated by performing 50 repetitions at 240 degrees/second. There were no significant differences in peak torque, fatigue index, or total work measures or in subjective measures of fatigue or vigor from the POMS between the treatments. This study indicates that RockStar energy drinks have no acute ergogenic effects in young men performing isokinetic strength or endurance testing. / Dissertation/Thesis / M.S. Exercise and Wellness 2012

A maturação biológica tem demonstrado efeito positivo sobre os valores absolutos de consumo máximo de oxigênio (VO2max), limiares ventilatórios (LV1 e LV2) e torque muscular (TM) durante o crescimento, mas não está totalmente elucidado se este efeito é resultado apenas do aumento do tamanho corporal, da metodologia de normalização ou da melhora de fatores qualitativos do sistema cardiorrespiratório e muscular. Assim, conduzimos dois estudos com o objetivo de verificar o efeito da maturação biológica sobre: (1°) VO2max, LV2 e LV1; (2º) TM e arquitetura muscular. No primeiro estudo, 79 jogadores de futebol classificados em três grupos de acordo com seu estágio maturacional, pré-púberes (PREP, n=14), púberes (PUB, n=38) e pós-púberes (POSP, n=27) realizaram um teste progressivo máximo em esteira para determinarmos o VO2max, LV2 e LV1. Os resultados demonstraram que o volume muscular estimado total (VMT) foi considerado a melhor variável de normalização e evidenciou que os valores de VO2max ml.ml-0,43.min-1 foram significativamente maiores nos grupos POSP (112,9±9,9) e PUB (107,4±9,5) em relação ao grupo PREP (100,0±7,8), com a maturação biológica apresentando efeito positivo de 18%. O LV2 (ml.ml-0,48.min-1) apresentou diferença significativa apenas entre os grupos POSP (57,3±5,7) e PREP (51,7±5,3), mas a maturação biológica não apresentou efeito significativo sobre essa variável. O LV1 (ml.ml-0,43.min-1) não apresentou diferenças significativas entre os grupos, mas a maturação biológica apresentou efeito positivo de 5,7%. No segundo estudo, 34 jogadores de futebol classificados em dois grupos de acordo com seu estágio maturacional, PUB (n=15) e POSP (n= 19) realizaram uma dinamometria isocinética para mensurarmos o TM máximo conjuntamente com uma ultrasonografia para determinarmos as variáveis de arquitetura muscular. Os resultados demonstraram que não existiam diferenças significativas (p>0,05) para o TM isométrico, concêntrico e excêntrico para as 18 contrações musculares testadas entre os grupos quando foram devidamente normalizados por expoentes alométricos específicos referentes à massa corporal (MC), além disso, a maturação biológica não demonstrou efeito consistente e independente das variáveis de arquitetura muscular. A espessura muscular (EM), comprimento do fascículo (CF), CF normalizado (CFn), ângulo de penação (AP) e a área de secção transversa (AST) não apresentaram difeferenças significativas entre os grupos (p>0,05), enquanto que, diferenças significativas foram estabelecidas para o comprimento da coxa e volume muscular estimado dos extensores do joelho (VM). As variáveis de arquitetura muscular demonstram ser variáveis explicativas do TM (10-36%). Os resultados dos dois estudos permitem concluir que a maturação biológica apresentou efeito positivo sobre o VO2max e LV1, mas não apresentou efeito consistente e independente das variáveis de aquitetura muscular para o TM isométrico, concêntrico e excêntrico quando os dados foram devidamente normalizados por expoentes alométricos referentes ao VMT no primeiro estudo e por expoentes alométricos específicos referente a MC no segundo estudo, demonstrando que a normalização é um fator chave para compreendermos os efeitos da maturação biológica sobre as variáveis mensuradas. / The biological maturation show a positive effect on the maximal oxygen uptake (VO2max) values, ventilatory threshold (VT1 and VT2) and muscle torque (T) during growth, however it is not completely elucidated if these effects happen only related the body size increased, the methodology standardization or the qualitative factors improvement of the cardiorespiratory and muscular system. Thus, we conducted two studies to determinate the biological maturation effect on: (1) VO2max, VT2 and VT1; (2) T and muscle architecture. Seventy-nine soccer players, placed in three groups according to their maturational stage, pre-pubescent (PREP, n=14), pubescent (PUB, n=38) and post-pubescent (POSP, n=27), participated in the first study. They performed a progressive maximal treadmill test to determine the VO2max, VT2 and VT1. The estimated total muscle volume (TMV) was considered the greater variable standardization, beside the VO2max ml.ml-0.43.min-1 values were significantly higher in groups POSP (112.9 ± 9. 9) and PUB (107.4 ± 9.5) comparing with PREP group (100.0 ± 7.8), even though the positive effect of 18% of the biological maturation. There was difference in VT2 (ml.ml-0.48.min-1) between POSP (57.3 ± 5.7) and PREP (51.7 ± 5.3) groups; however the biological maturation did not show significant effect on this variable. The VT1 (ml.ml-0.43.min-1) showed no significant differences between groups, but there was a positive effect of 5.7% in the biological maturation. In the second study, 34 soccer players were placed in two groups according to their pubertal stage, PUB (n=15) and POSP (n=19). An isokinetic dynamometry was performed to measure the maximum T and an ultrasound was used to determine the muscle architecture variables. No differences (p>0.05) were found in T isometric, concentric and eccentric contractions between the groups when these variables were properly normalized by specific allometric exponents related to body mass (BM). Additionally, biological maturation there was no consistent and independent effect of variables muscle architecture on T. The muscle thickness (MT), fascicle length (Lf), Lf normalized (Lfn), pennation angle (θp) and cross-sectional area (CSA) show no significant differences between the groups (p>0.05). Significant differences were established for the thigh muscle length and estimated knee extensors volume (MV) and muscle architecture variables were considered explanatory variables of T (10-36%). Both studies results showed that the biological maturity had a positive effect on VO2max and VT1, but there were no consistent and independent effect of the muscle architecture variables in isometric, concentric and eccentric T when these variables were properly normalized using allometric exponents related to TVM in the first study and using a specific allometric exponents related to BM in the second. These results demonstrate that the standardization is a key factor to understand the biological maturation effects on the measured variables.

Contexto: Esta tese procurou estabelecer um novo método de mensuração instantânea de fadiga central e periférica durante o exercício de corpo inteiro até a capacidade aeróbica máxima em seres humanos. Até agora, a mensuração da fadiga central e periférica tem sido limitada a tarefas musculares isoladas ou a momentos específicos após o exercício, nos quais as condições fisiológicas que levaram aos sintomas limitantes do exercício já estão abrandadas. Assim, desenvolver um método que supere estas limitações permitiria demonstrar pela primeira vez as contribuições relativas da fadiga central e periférica na limitação ao exercício, no qual haja estimulação máxima dos sistemas neuromuscular e cardiovascular. Objetivo: Desenvolver e validar um método para quantificar a fadiga muscular periférica (MF, definida como a potência produzida para uma determinada estimulação muscular), fadiga de ativação (AF, definida como a atividade muscular evocável máxima), sua soma, fadiga de desempenho (PF, definida como a perda de potência isocinética voluntária máxima em comparação com a basal) durante o exercício realizado no cicloergômetro em capacidade aeróbica máxima. Além disso, esta tese teve como objetivo determinar as taxas de recuperação nas quais MF, AF e PF retornaram à linha de base após a intolerância durante o exercício de corpo inteiro em seres humanos. Métodos: Para quantificar a fadiga durante o exercício de corpo inteiro, foi desenvolvido um método para permitir uma rápida transição do ciclismo padrão (em que a relação entre potência e cadência é hiperbólica) para o ciclismo isocinético (em que a potência é independente da cadência, e a cadência é fixa). Assim, ao pedir para o participante realizar um esforço isocinético máximo em qualquer ponto durante o exercício ou na fase de recuperação, permitiu-se quantificar o declínio velocidade-específica da potência isocinética máxima (PISO). A diferença na PISO entre a linha de base e o exercício quantifica a PF. Foi testado se a relação de base entre PISO e potência eletromiográfica em 5 músculos da perna (RMS EMG) era velocidade dependente, linear e reprodutível, de tal modo que as contribuições relativas para PF pudessem ser isoladas a partir de: 1) a diminuição da ativação muscular (AF) ; e 2) o declínio na PISO num dado grau de ativação (MF). Resultados: Participantes saudáveis (n=13, 29-72 anos, variando em capacidade aeróbica de 23,5 até 62,4 ml/min/kg) completaram tiros isocinéticos esforço-variável de curta duração (5 s) a 50, 70 e 100 rpm para caracterizar a relação basal entre EMG RMS e potência isocinética. As correlações entre EMG-Piso basais foram lineares (r2= 0,95 ± 0,04) e velocidade dependente (análise de covariância). Posteriormente, testes de exercício incrementais repetidos foram realizados em uma bicicleta ergométrica e as trocas gasosas e a ventilação foram mensuradas respiração a respiração. O exercício encerrava com um esforço isocinético máximo (5 s) a 70 rpm. Na intolerância, PISO (duas pernas, 335 ± 88 W) foi ~ de 45% menos do que na linha de base (630 ± 156 W, p <0,05). Após a intolerância, houve recuperação da PISO em 3 minutos (p <0,05). AF e MF (medido em uma perna) foram de 97 ± 55 e 60 ± 50 W, respectivamente. As médias de viés (± limites de concordância) para a reprodutibilidade foram as seguintes: PISO na linha de base 1 ± 30 W; PISO na recuperação 0-min 3 ± 35 W; e EMG em PISO 3 ± 14%. Conclusões: A relação basal EMG-PISO foi bem modelada por uma função linear, que foi reprodutível no dia-a-dia. A variabilidade das mensurações EMG-PISO individuais entre ~ 25% e 100% de esforço, em torno do modelo linear, foi suficientemente forte de modo que a relação linear basal permitiu uma quantificação precisa de AF e MF no limite de tolerância e na recuperação do exercício aeróbico máximo. Foi também demonstrado que a relação EMG-PISO foi velocidade dependente, como esperado a partir da curva parabólica de potência-velocidade. Assim, esta tese apresenta um novo método útil para identificar as contribuições da fadiga central e periférica na limitação do exercício de corpo inteiro em seres humanos. / Background: This thesis sought to establish a new method for instantaneous measurement of central and peripheral fatigue during whole-body exercise up to maximal aerobic capacity in humans. Until now, measurement of central and peripheral fatigue has been limited to isolated muscle tasks or to time points after exercise where the physiological conditions that brought about the limiting symptoms for exercise have subsided. Thus, development of a method to overcome this would allow the first demonstration of the relative contributions of central and peripheral fatigue to limiting exercise that elicited maximal strain of the combined neuromuscular and cardiopulmonary systems. Objective: To develop and validate a method for quantifying peripheral muscle fatigue (MF, defined as the power produced for a given muscle stimulation), activation fatigue (AF, defined as the maximal evocable muscle activity), their sum, performance fatigue (PF, defined as the decline in maximal voluntary isokinetic power compared to the fresh, baseline, state) during cycling exercise at maximal aerobic capacity. In addition, this thesis aimed to determine the rate with which MF, AF and PF recovered to baseline after intolerance during whole-body exercise in humans. Methods: To quantify fatigue during whole-body exercise, a method was developed to allow a rapid switch from standard cycling (where the relationship between power and cadence is hyperbolic) to isokinetic cycling (where power is independent of cadence, and cadence is fixed) to be implemented. By asking the participant to give a maximal isokinetic effort at any point during exercise or recovery, allowed the velocity-specific decline in maximal isokinetic power (PISO) to be measured. The difference in PISO between baseline and exercise quantified PF. It was tested whether the baseline relationship between PISO and electromyographic power in 5 leg muscles (RMS EMG) was velocity dependent, linear and reproducible, such that the relative contributions to PF could be isolated from: 1) the decline in muscle activation (AF); and 2) the decline in PISO at a given activation (MF). Results: Healthy participants (n=13, 29 to 72 years old, ranging in aerobic capacity from 23.5 to 62.4 ml/min/kg) completed short (5 s) variable-effort isokinetic bouts at 50, 70, and 100 rpm to characterize the baseline relationship between RMS EMG and isokinetic power. Individual baseline EMG-PISO relationships were linear (r2 = 0.95 ± 0.04) and velocity dependent (analysis of covariance). Subsequently, repeated ramp incremental exercise tests were performed on a cycle ergometer and breath-by-breath gas exchange and ventilation was measured. Exercise was terminated with a maximal isokinetic effort (5 s) at 70 rpm. PISO at intolerance (two legs, 335 ± 88 W) was ~45% less than baseline (630 ± 156 W, p < 0.05). Following intolerance, PISO recovered within 3 minutes (p < 0.05). AF and MF (measured in one leg) were 97 ± 55 and 60 ± 50 W, respectively. Mean bias (± limits of agreement) for reproducibility were as follows: PISO at baseline 1 ± 30 W; PISO at 0-min recovery 3 ± 35 W; and EMG at PISO 3 ± 14%. Conclusions: The baseline EMG-PISO relationship was well modelled by a linear function, which was reproducible day-to-day. The variability of the individual EMG-PISO measurements between ~25% and 100% effort, around the linear model, was sufficiently tight that the baseline linear relationship allowed for a precise quantification of AF and MF at the limit of tolerance and in recovery from a maximal aerobic exercise task. It was also demonstrated that the EMG-PISO relationship was velocity dependent, as expected from the parabolic nature power-velocity curve. As such, this provides a valuable new method to identify the contributions of central and peripheral fatigue to limiting whole-body exercise in humans.

A operação para aumento de glúteos com implantes teve início no fim da década de 1960, entretanto a técnica intramuscular, considerada padrão atualmente, foi descrita cerca de 30 anos depois. Cirurgiões e pacientes apresentam crescente interesse na realização do aumento de glúteos haja vista que sua frequência apresenta aumento nos últimos anos. A utilização de implantes intramusculares que superam o volume do músculo em mais de cinquenta por cento configura uma situação nova que deve ser estudada. O tecido muscular estriado esquelético apresenta grande suscetibilidade para atrofia secundariamente à compressão, e sendo o glúteo máximo um músculo importante na manutenção da postura ereta, deambulação, corrida e salto, é necessário pesquisar possíveis alterações musculares decorrentes da operação. O objetivo deste estudo é avaliar o volume e força do músculo glúteo máximo ao longo de 12 meses após a introdução de implantes intramusculares, o posicionamento destes implantes no interior da musculatura e mudanças antropométricas obtidas com a operação. Foram selecionadas 48 mulheres, 24 candidatas a gluteoplastia de aumento com implantes compuseram o grupo de estudo e 24 candidatas a mamoplastia de aumento compuseram o grupo controle de acordo com os critérios de inclusão e exclusão. As pacientes foram avaliadas em quatro momentos diferentes: pré-operatório e após três, seis e 12 meses da operação. Em todas as etapas foi realizada avaliação clínica nutricional, tomografia computadorizada com reconstrução 3D e teste isocinético. Todas as pacientes permaneceram afastadas de atividades físicas durante três meses após a operação. Foram utilizados implantes glúteos em gel coesivo de base oval e superfície lisa com volumes de 350 cm3 e 400 cm3. O nível de significância estatística foi mantido em 5%. As pacientes candidatas a gluteoplastia apresentaram valores da relação entre as medidas da cintura e do quadril maiores que aquelas do grupo controle. A operação de aumento glúteo com implantes demonstrou eficácia na melhora desta relação. Os implantes apresentaram posição obliqua com inclinação semelhante à das fibras musculares após três meses da operação, independente da posição em que foram inseridos. As pacientes do grupo de estudo apresentaram atrofia muscular após 12 meses em 6,14% à esquerda e 6,43% à direita, as pacientes do grupo controle não apresentaram atrofia. A força muscular apresentou redução do valor de torque máximo durante a flexão do quadril a 30 /s em ambos os grupos e aumento do torque máximo durante a adução a 60 /s apenas no grupo de estudo. Concluímos que a introdução de implante de silicone no interior do músculo glúteo máximo causa atrofia muscular após 12 meses. As variações na força deste músculo nesse período não podem ser atribuídas primariamente à operação ou à presença dos implantes em seu interior. Os implantes permaneceram em posição obliqua. O aumento de glúteos com implantes gera mudanças antropométricas nas mulheres submetidas a esta operação. / The gluteal augmentation surgery using implants began in the late 1960s, however intramuscular technique, which is considered standard today, was described about 30 years later. Plastic surgeons and patients have increased interest in gluteal augmentation given the fact that the operation has been more frequently in recent years. The use of intramuscular implants that overcomes the muscle volume in more than fifty percent configures a new situation that should be studied. The skeletal muscle tissue shows high susceptibility to atrophy secondary to compression, and the gluteus maximus is an important muscle in the maintenance of erect posture, walking, running and jumping, it is necessary to investigate possible muscle changes resulting from the operation. The objective of this study is to assess the volume and strength of the gluteus maximus muscle during 12 months after the introduction of the implants, the position of these implants within the muscles and anthropometric changes obtained with the operation. 48 women were selected, 24 candidates for gluteal augmentation composed the study group and 24 candidates for breast augmentation composed the control group according to the criteria of inclusion and exclusion. The patients were evaluated at four different moments: pre-operatively and after three, six and 12 months of the operation. At all stages of the study, was carried out nutritional evaluation, CT with 3D reconstruction and isokinetic testing. All patients remained away from physical activities for three months after the operation. Cohesive gel, oval base and smooth surface gluteal implants were used with volumes of 350 cm3 and 400 cm3. The level of statistical significance was 5%. The patients who were candidates for gluteoplasty presented bigger waist to hip ratio than those of the control group. The operation of gluteal augmentation using implants has shown to be effective in improving this ratio. The implants showed similar oblique position of the muscle fibers after three months of operation, regardless of the position in which they were placed. The patients in the study group had muscle atrophy after 12 months, 6.14% 6.43% left and right, the control patients showed no atrophy. Muscle strength decreased the maximum torque during hip flexion at 30 /s in both groups and increased maximum torque during the adduction at 60 /s only in the study group. We conclude that the introduction of silicone implant within the gluteus maximus muscle causes muscle atrophy after 12 months. Variations in the strength of this muscle during this period cannot be attributed primarily to the operation or the presence of implants. The implants remained in oblique position. The gluteal augmentation surgery generates anthropometric changes in women who have undergone this operation.

Desde seu desenvolvimento na década de 60, a fototerapia têm sido utilizada no tratamento de diversas condições patológicas, havendo um considerável corpo de evidências acerca de sua ação regenerativa, analgésica e anti-inflamatória. Tais efeitos terapêuticos podem ser explicados pela capacidade que a energia luminosa possui de ser absorvida pelos tecidos e estimular ou inibir processos intracelulares. Estudos recentes têm apresentado resultados promissores desta terapia também sobre a redução da fadiga e do dano muscular induzido pelo exercício. A fadiga muscular é um fenômeno multifacetado caracterizado por uma progressiva redução da capacidade de produção de força do músculo. O dano muscular, causado principalmente pelas ações excêntricas do exercício, é caracterizado pela desorganização da estrutura microscópica do músculo e redução da capacidade contrátil deste tecido. Assim, o objetivo do presente trabalho foi verificar o efeito da fototerapia aplicada imediatamente antes do exercício sobre: (1) a fadiga muscular de extensores de joelho submetidos a exercício isocinético concêntrico; (2) o dano muscular de extensores de joelho submetidos a exercício isocinético excêntrico. No primeiro estudo, 17 homens saudáveis e fisicamente ativos participaram de um desenho experimental cruzado no qual foram submetidos a 30 repetições concêntricas máximas de flexo-extensão do joelho, precedidas de tratamento com fototerapia ou placebo. A fototerapia foi aplicada através de um equipamento de light emitting diodes therapy (LEDT) composto por 35 diodos infravermelhos de 850 nm e 34 diodos vermelhos de 660 nm. O tratamento foi realizado em três pontos do quadríceps com aplicação de uma dose total de 125,1 J. Mensurações da função muscular dos extensores de joelho foram realizadas antes e imediatamente após o exercício através de contrações voluntárias máximas (CVM) de extensores de joelho a 60º de flexão da articulação. Como resultado, observou-se que os voluntários apresentaram um decréscimo de torque significativamente menor quando tratados com fototerapia em comparação ao tratamento placebo. No segundo estudo, 36 homens saudáveis e fisicamente ativos foram randomizados em grupo fototerapia (n=18) e grupo placebo (n=18), e submetidos a cinco séries de 15 contrações excêntricas máximas de extensores de joelho. Avaliações de dor muscular e níveis séricos das enzimas lactato desidrogenase (LDH) e creatina kinase (CK) foram mensuradas pré-exercício, 24 e 48 horas pós-exercício. Avaliações da função muscular (CVM de extensores de joelho) foram realizadas pré-exercício, imediatamente após, 24 e 48 horas após o exercício. Um equipamento de low level laser therapy (LLLT) composto por cinco diodos infravermelhos de 810 nm foi utilizado para aplicar o tratamento em seis pontos do quadríceps e transmitir uma dose total de 180 J. Como resultado, observou-se que o grupo fototerapia apresentou: (1) menores incrementos de LDH 48 horas após o exercício; (2) menores incrementos de CK 24 e 48 horas após o exercício; e (3) menor decréscimo do torque de extensores de joelho imediatamente após, 24 e 48 horas após o exercício, em comparação ao grupo placebo. Os achados destes estudos permitem concluir que o tratamento com fototerapia foi capaz de atenuar os efeitos da fadiga e do dano muscular induzidos por exercício em dinamômetro isocinético. / Since its development in the 60’s, phototherapy has been used in the treatment of several pathological conditions, with a considerable body of evidence with respect to its regenerative, analgesic and anti-inflammatory action. These therapeutic effects may be explained by the capacity that the light energy has of being absorbed by soft tissues and stimulate or inhibit intracellular processes. Recent studies have also shown promising results regarding the reduction of muscle fatigue and exercise induced muscle damage. Muscle fatigue is a multifaceted phenomenon characterized by a progressive reduction in muscle force production capacity. Muscle damage, mainly caused by eccentric exercise, is characterized by the microscopic disorganization of muscle structure and reduction of the contractile capacity of this tissue. Thus, the purpose of this study was to verify the effect of phototherapy applied immediately before exercise on: (1) knee extensors muscle fatigue after isokinetic concentric exercise; (2) knee extensor muscle damage after isokinetic eccentric exercise. In the first study 17 healthy and physically active male subjects participated of a cross-over design trial. Subjects were subjected to 30 maximal concentric repetitions of knee flexion-extension, preceded by placebo or phototherapy treatment. Phototherapy was applied with a light emitting diodes therapy (LEDT) equipment composed by 35 infrared diodes of 850 nm wavelength and 34 red diodes of 660 nm. Treatment was applied in three different points of the quadriceps muscle with a total dose of 125.1 J. Measurements of knee extensor muscle function were obtained before and immediately after exercise by maximal voluntary contractions (MVC) at a knee angle of 60º of joint flexion. Subjects showed a significant smaller decrease in torque when treated with phototherapy compared to placebo treatment. On the second study, 36 healthy and physically active male subjects were randomized into a phototherapy (n=18) and a placebo (n=18) group, and subjected to five series of 15 maximal knee extensor eccentric contractions. Measurements of pain and serum levels of lactate dehydrogenase (LDH) and creatine kinase (CK) enzymes were obtained pre-exercise, 24 and 48 hours postexercise. Evaluations of muscle function (knee extensor MVC) were obtained preexercise, immediately after, and 24 and 48 hours after exercise. A low level laser therapy (LLLT) equipment composed by five infrared diodes of 810 nm wavelength was used to apply the treatment on six different points of the quadriceps muscle with a total dose of 180 J. The phototherapy group showed: (1) smaller increments of LDH 48 hours after exercise; (2) smaller increments of CK 24 and 48 hours after exercise; and (3) smaller decrease on knee extensor torque immediately after, 24 and 48 hours after exercise compared to the placebo group. These findings allow us to conclude that the phototherapy treatment was able to attenuate the effects of fatigue and muscle damage induced by isokinetic exercise.

Desde seu desenvolvimento na década de 60, a fototerapia têm sido utilizada no tratamento de diversas condições patológicas, havendo um considerável corpo de evidências acerca de sua ação regenerativa, analgésica e anti-inflamatória. Tais efeitos terapêuticos podem ser explicados pela capacidade que a energia luminosa possui de ser absorvida pelos tecidos e estimular ou inibir processos intracelulares. Estudos recentes têm apresentado resultados promissores desta terapia também sobre a redução da fadiga e do dano muscular induzido pelo exercício. A fadiga muscular é um fenômeno multifacetado caracterizado por uma progressiva redução da capacidade de produção de força do músculo. O dano muscular, causado principalmente pelas ações excêntricas do exercício, é caracterizado pela desorganização da estrutura microscópica do músculo e redução da capacidade contrátil deste tecido. Assim, o objetivo do presente trabalho foi verificar o efeito da fototerapia aplicada imediatamente antes do exercício sobre: (1) a fadiga muscular de extensores de joelho submetidos a exercício isocinético concêntrico; (2) o dano muscular de extensores de joelho submetidos a exercício isocinético excêntrico. No primeiro estudo, 17 homens saudáveis e fisicamente ativos participaram de um desenho experimental cruzado no qual foram submetidos a 30 repetições concêntricas máximas de flexo-extensão do joelho, precedidas de tratamento com fototerapia ou placebo. A fototerapia foi aplicada através de um equipamento de light emitting diodes therapy (LEDT) composto por 35 diodos infravermelhos de 850 nm e 34 diodos vermelhos de 660 nm. O tratamento foi realizado em três pontos do quadríceps com aplicação de uma dose total de 125,1 J. Mensurações da função muscular dos extensores de joelho foram realizadas antes e imediatamente após o exercício através de contrações voluntárias máximas (CVM) de extensores de joelho a 60º de flexão da articulação. Como resultado, observou-se que os voluntários apresentaram um decréscimo de torque significativamente menor quando tratados com fototerapia em comparação ao tratamento placebo. No segundo estudo, 36 homens saudáveis e fisicamente ativos foram randomizados em grupo fototerapia (n=18) e grupo placebo (n=18), e submetidos a cinco séries de 15 contrações excêntricas máximas de extensores de joelho. Avaliações de dor muscular e níveis séricos das enzimas lactato desidrogenase (LDH) e creatina kinase (CK) foram mensuradas pré-exercício, 24 e 48 horas pós-exercício. Avaliações da função muscular (CVM de extensores de joelho) foram realizadas pré-exercício, imediatamente após, 24 e 48 horas após o exercício. Um equipamento de low level laser therapy (LLLT) composto por cinco diodos infravermelhos de 810 nm foi utilizado para aplicar o tratamento em seis pontos do quadríceps e transmitir uma dose total de 180 J. Como resultado, observou-se que o grupo fototerapia apresentou: (1) menores incrementos de LDH 48 horas após o exercício; (2) menores incrementos de CK 24 e 48 horas após o exercício; e (3) menor decréscimo do torque de extensores de joelho imediatamente após, 24 e 48 horas após o exercício, em comparação ao grupo placebo. Os achados destes estudos permitem concluir que o tratamento com fototerapia foi capaz de atenuar os efeitos da fadiga e do dano muscular induzidos por exercício em dinamômetro isocinético. / Since its development in the 60’s, phototherapy has been used in the treatment of several pathological conditions, with a considerable body of evidence with respect to its regenerative, analgesic and anti-inflammatory action. These therapeutic effects may be explained by the capacity that the light energy has of being absorbed by soft tissues and stimulate or inhibit intracellular processes. Recent studies have also shown promising results regarding the reduction of muscle fatigue and exercise induced muscle damage. Muscle fatigue is a multifaceted phenomenon characterized by a progressive reduction in muscle force production capacity. Muscle damage, mainly caused by eccentric exercise, is characterized by the microscopic disorganization of muscle structure and reduction of the contractile capacity of this tissue. Thus, the purpose of this study was to verify the effect of phototherapy applied immediately before exercise on: (1) knee extensors muscle fatigue after isokinetic concentric exercise; (2) knee extensor muscle damage after isokinetic eccentric exercise. In the first study 17 healthy and physically active male subjects participated of a cross-over design trial. Subjects were subjected to 30 maximal concentric repetitions of knee flexion-extension, preceded by placebo or phototherapy treatment. Phototherapy was applied with a light emitting diodes therapy (LEDT) equipment composed by 35 infrared diodes of 850 nm wavelength and 34 red diodes of 660 nm. Treatment was applied in three different points of the quadriceps muscle with a total dose of 125.1 J. Measurements of knee extensor muscle function were obtained before and immediately after exercise by maximal voluntary contractions (MVC) at a knee angle of 60º of joint flexion. Subjects showed a significant smaller decrease in torque when treated with phototherapy compared to placebo treatment. On the second study, 36 healthy and physically active male subjects were randomized into a phototherapy (n=18) and a placebo (n=18) group, and subjected to five series of 15 maximal knee extensor eccentric contractions. Measurements of pain and serum levels of lactate dehydrogenase (LDH) and creatine kinase (CK) enzymes were obtained pre-exercise, 24 and 48 hours postexercise. Evaluations of muscle function (knee extensor MVC) were obtained preexercise, immediately after, and 24 and 48 hours after exercise. A low level laser therapy (LLLT) equipment composed by five infrared diodes of 810 nm wavelength was used to apply the treatment on six different points of the quadriceps muscle with a total dose of 180 J. The phototherapy group showed: (1) smaller increments of LDH 48 hours after exercise; (2) smaller increments of CK 24 and 48 hours after exercise; and (3) smaller decrease on knee extensor torque immediately after, 24 and 48 hours after exercise compared to the placebo group. These findings allow us to conclude that the phototherapy treatment was able to attenuate the effects of fatigue and muscle damage induced by isokinetic exercise.

A operação para aumento de glúteos com implantes teve início no fim da década de 1960, entretanto a técnica intramuscular, considerada padrão atualmente, foi descrita cerca de 30 anos depois. Cirurgiões e pacientes apresentam crescente interesse na realização do aumento de glúteos haja vista que sua frequência apresenta aumento nos últimos anos. A utilização de implantes intramusculares que superam o volume do músculo em mais de cinquenta por cento configura uma situação nova que deve ser estudada. O tecido muscular estriado esquelético apresenta grande suscetibilidade para atrofia secundariamente à compressão, e sendo o glúteo máximo um músculo importante na manutenção da postura ereta, deambulação, corrida e salto, é necessário pesquisar possíveis alterações musculares decorrentes da operação. O objetivo deste estudo é avaliar o volume e força do músculo glúteo máximo ao longo de 12 meses após a introdução de implantes intramusculares, o posicionamento destes implantes no interior da musculatura e mudanças antropométricas obtidas com a operação. Foram selecionadas 48 mulheres, 24 candidatas a gluteoplastia de aumento com implantes compuseram o grupo de estudo e 24 candidatas a mamoplastia de aumento compuseram o grupo controle de acordo com os critérios de inclusão e exclusão. As pacientes foram avaliadas em quatro momentos diferentes: pré-operatório e após três, seis e 12 meses da operação. Em todas as etapas foi realizada avaliação clínica nutricional, tomografia computadorizada com reconstrução 3D e teste isocinético. Todas as pacientes permaneceram afastadas de atividades físicas durante três meses após a operação. Foram utilizados implantes glúteos em gel coesivo de base oval e superfície lisa com volumes de 350 cm3 e 400 cm3. O nível de significância estatística foi mantido em 5%. As pacientes candidatas a gluteoplastia apresentaram valores da relação entre as medidas da cintura e do quadril maiores que aquelas do grupo controle. A operação de aumento glúteo com implantes demonstrou eficácia na melhora desta relação. Os implantes apresentaram posição obliqua com inclinação semelhante à das fibras musculares após três meses da operação, independente da posição em que foram inseridos. As pacientes do grupo de estudo apresentaram atrofia muscular após 12 meses em 6,14% à esquerda e 6,43% à direita, as pacientes do grupo controle não apresentaram atrofia. A força muscular apresentou redução do valor de torque máximo durante a flexão do quadril a 30 /s em ambos os grupos e aumento do torque máximo durante a adução a 60 /s apenas no grupo de estudo. Concluímos que a introdução de implante de silicone no interior do músculo glúteo máximo causa atrofia muscular após 12 meses. As variações na força deste músculo nesse período não podem ser atribuídas primariamente à operação ou à presença dos implantes em seu interior. Os implantes permaneceram em posição obliqua. O aumento de glúteos com implantes gera mudanças antropométricas nas mulheres submetidas a esta operação. / The gluteal augmentation surgery using implants began in the late 1960s, however intramuscular technique, which is considered standard today, was described about 30 years later. Plastic surgeons and patients have increased interest in gluteal augmentation given the fact that the operation has been more frequently in recent years. The use of intramuscular implants that overcomes the muscle volume in more than fifty percent configures a new situation that should be studied. The skeletal muscle tissue shows high susceptibility to atrophy secondary to compression, and the gluteus maximus is an important muscle in the maintenance of erect posture, walking, running and jumping, it is necessary to investigate possible muscle changes resulting from the operation. The objective of this study is to assess the volume and strength of the gluteus maximus muscle during 12 months after the introduction of the implants, the position of these implants within the muscles and anthropometric changes obtained with the operation. 48 women were selected, 24 candidates for gluteal augmentation composed the study group and 24 candidates for breast augmentation composed the control group according to the criteria of inclusion and exclusion. The patients were evaluated at four different moments: pre-operatively and after three, six and 12 months of the operation. At all stages of the study, was carried out nutritional evaluation, CT with 3D reconstruction and isokinetic testing. All patients remained away from physical activities for three months after the operation. Cohesive gel, oval base and smooth surface gluteal implants were used with volumes of 350 cm3 and 400 cm3. The level of statistical significance was 5%. The patients who were candidates for gluteoplasty presented bigger waist to hip ratio than those of the control group. The operation of gluteal augmentation using implants has shown to be effective in improving this ratio. The implants showed similar oblique position of the muscle fibers after three months of operation, regardless of the position in which they were placed. The patients in the study group had muscle atrophy after 12 months, 6.14% 6.43% left and right, the control patients showed no atrophy. Muscle strength decreased the maximum torque during hip flexion at 30 /s in both groups and increased maximum torque during the adduction at 60 /s only in the study group. We conclude that the introduction of silicone implant within the gluteus maximus muscle causes muscle atrophy after 12 months. Variations in the strength of this muscle during this period cannot be attributed primarily to the operation or the presence of implants. The implants remained in oblique position. The gluteal augmentation surgery generates anthropometric changes in women who have undergone this operation.

Contexto: Esta tese procurou estabelecer um novo método de mensuração instantânea de fadiga central e periférica durante o exercício de corpo inteiro até a capacidade aeróbica máxima em seres humanos. Até agora, a mensuração da fadiga central e periférica tem sido limitada a tarefas musculares isoladas ou a momentos específicos após o exercício, nos quais as condições fisiológicas que levaram aos sintomas limitantes do exercício já estão abrandadas. Assim, desenvolver um método que supere estas limitações permitiria demonstrar pela primeira vez as contribuições relativas da fadiga central e periférica na limitação ao exercício, no qual haja estimulação máxima dos sistemas neuromuscular e cardiovascular. Objetivo: Desenvolver e validar um método para quantificar a fadiga muscular periférica (MF, definida como a potência produzida para uma determinada estimulação muscular), fadiga de ativação (AF, definida como a atividade muscular evocável máxima), sua soma, fadiga de desempenho (PF, definida como a perda de potência isocinética voluntária máxima em comparação com a basal) durante o exercício realizado no cicloergômetro em capacidade aeróbica máxima. Além disso, esta tese teve como objetivo determinar as taxas de recuperação nas quais MF, AF e PF retornaram à linha de base após a intolerância durante o exercício de corpo inteiro em seres humanos. Métodos: Para quantificar a fadiga durante o exercício de corpo inteiro, foi desenvolvido um método para permitir uma rápida transição do ciclismo padrão (em que a relação entre potência e cadência é hiperbólica) para o ciclismo isocinético (em que a potência é independente da cadência, e a cadência é fixa). Assim, ao pedir para o participante realizar um esforço isocinético máximo em qualquer ponto durante o exercício ou na fase de recuperação, permitiu-se quantificar o declínio velocidade-específica da potência isocinética máxima (PISO). A diferença na PISO entre a linha de base e o exercício quantifica a PF. Foi testado se a relação de base entre PISO e potência eletromiográfica em 5 músculos da perna (RMS EMG) era velocidade dependente, linear e reprodutível, de tal modo que as contribuições relativas para PF pudessem ser isoladas a partir de: 1) a diminuição da ativação muscular (AF) ; e 2) o declínio na PISO num dado grau de ativação (MF). Resultados: Participantes saudáveis (n=13, 29-72 anos, variando em capacidade aeróbica de 23,5 até 62,4 ml/min/kg) completaram tiros isocinéticos esforço-variável de curta duração (5 s) a 50, 70 e 100 rpm para caracterizar a relação basal entre EMG RMS e potência isocinética. As correlações entre EMG-Piso basais foram lineares (r2= 0,95 ± 0,04) e velocidade dependente (análise de covariância). Posteriormente, testes de exercício incrementais repetidos foram realizados em uma bicicleta ergométrica e as trocas gasosas e a ventilação foram mensuradas respiração a respiração. O exercício encerrava com um esforço isocinético máximo (5 s) a 70 rpm. Na intolerância, PISO (duas pernas, 335 ± 88 W) foi ~ de 45% menos do que na linha de base (630 ± 156 W, p <0,05). Após a intolerância, houve recuperação da PISO em 3 minutos (p <0,05). AF e MF (medido em uma perna) foram de 97 ± 55 e 60 ± 50 W, respectivamente. As médias de viés (± limites de concordância) para a reprodutibilidade foram as seguintes: PISO na linha de base 1 ± 30 W; PISO na recuperação 0-min 3 ± 35 W; e EMG em PISO 3 ± 14%. Conclusões: A relação basal EMG-PISO foi bem modelada por uma função linear, que foi reprodutível no dia-a-dia. A variabilidade das mensurações EMG-PISO individuais entre ~ 25% e 100% de esforço, em torno do modelo linear, foi suficientemente forte de modo que a relação linear basal permitiu uma quantificação precisa de AF e MF no limite de tolerância e na recuperação do exercício aeróbico máximo. Foi também demonstrado que a relação EMG-PISO foi velocidade dependente, como esperado a partir da curva parabólica de potência-velocidade. Assim, esta tese apresenta um novo método útil para identificar as contribuições da fadiga central e periférica na limitação do exercício de corpo inteiro em seres humanos. / Background: This thesis sought to establish a new method for instantaneous measurement of central and peripheral fatigue during whole-body exercise up to maximal aerobic capacity in humans. Until now, measurement of central and peripheral fatigue has been limited to isolated muscle tasks or to time points after exercise where the physiological conditions that brought about the limiting symptoms for exercise have subsided. Thus, development of a method to overcome this would allow the first demonstration of the relative contributions of central and peripheral fatigue to limiting exercise that elicited maximal strain of the combined neuromuscular and cardiopulmonary systems. Objective: To develop and validate a method for quantifying peripheral muscle fatigue (MF, defined as the power produced for a given muscle stimulation), activation fatigue (AF, defined as the maximal evocable muscle activity), their sum, performance fatigue (PF, defined as the decline in maximal voluntary isokinetic power compared to the fresh, baseline, state) during cycling exercise at maximal aerobic capacity. In addition, this thesis aimed to determine the rate with which MF, AF and PF recovered to baseline after intolerance during whole-body exercise in humans. Methods: To quantify fatigue during whole-body exercise, a method was developed to allow a rapid switch from standard cycling (where the relationship between power and cadence is hyperbolic) to isokinetic cycling (where power is independent of cadence, and cadence is fixed) to be implemented. By asking the participant to give a maximal isokinetic effort at any point during exercise or recovery, allowed the velocity-specific decline in maximal isokinetic power (PISO) to be measured. The difference in PISO between baseline and exercise quantified PF. It was tested whether the baseline relationship between PISO and electromyographic power in 5 leg muscles (RMS EMG) was velocity dependent, linear and reproducible, such that the relative contributions to PF could be isolated from: 1) the decline in muscle activation (AF); and 2) the decline in PISO at a given activation (MF). Results: Healthy participants (n=13, 29 to 72 years old, ranging in aerobic capacity from 23.5 to 62.4 ml/min/kg) completed short (5 s) variable-effort isokinetic bouts at 50, 70, and 100 rpm to characterize the baseline relationship between RMS EMG and isokinetic power. Individual baseline EMG-PISO relationships were linear (r2 = 0.95 ± 0.04) and velocity dependent (analysis of covariance). Subsequently, repeated ramp incremental exercise tests were performed on a cycle ergometer and breath-by-breath gas exchange and ventilation was measured. Exercise was terminated with a maximal isokinetic effort (5 s) at 70 rpm. PISO at intolerance (two legs, 335 ± 88 W) was ~45% less than baseline (630 ± 156 W, p < 0.05). Following intolerance, PISO recovered within 3 minutes (p < 0.05). AF and MF (measured in one leg) were 97 ± 55 and 60 ± 50 W, respectively. Mean bias (± limits of agreement) for reproducibility were as follows: PISO at baseline 1 ± 30 W; PISO at 0-min recovery 3 ± 35 W; and EMG at PISO 3 ± 14%. Conclusions: The baseline EMG-PISO relationship was well modelled by a linear function, which was reproducible day-to-day. The variability of the individual EMG-PISO measurements between ~25% and 100% effort, around the linear model, was sufficiently tight that the baseline linear relationship allowed for a precise quantification of AF and MF at the limit of tolerance and in recovery from a maximal aerobic exercise task. It was also demonstrated that the EMG-PISO relationship was velocity dependent, as expected from the parabolic nature power-velocity curve. As such, this provides a valuable new method to identify the contributions of central and peripheral fatigue to limiting whole-body exercise in humans.

A maturação biológica tem demonstrado efeito positivo sobre os valores absolutos de consumo máximo de oxigênio (VO2max), limiares ventilatórios (LV1 e LV2) e torque muscular (TM) durante o crescimento, mas não está totalmente elucidado se este efeito é resultado apenas do aumento do tamanho corporal, da metodologia de normalização ou da melhora de fatores qualitativos do sistema cardiorrespiratório e muscular. Assim, conduzimos dois estudos com o objetivo de verificar o efeito da maturação biológica sobre: (1°) VO2max, LV2 e LV1; (2º) TM e arquitetura muscular. No primeiro estudo, 79 jogadores de futebol classificados em três grupos de acordo com seu estágio maturacional, pré-púberes (PREP, n=14), púberes (PUB, n=38) e pós-púberes (POSP, n=27) realizaram um teste progressivo máximo em esteira para determinarmos o VO2max, LV2 e LV1. Os resultados demonstraram que o volume muscular estimado total (VMT) foi considerado a melhor variável de normalização e evidenciou que os valores de VO2max ml.ml-0,43.min-1 foram significativamente maiores nos grupos POSP (112,9±9,9) e PUB (107,4±9,5) em relação ao grupo PREP (100,0±7,8), com a maturação biológica apresentando efeito positivo de 18%. O LV2 (ml.ml-0,48.min-1) apresentou diferença significativa apenas entre os grupos POSP (57,3±5,7) e PREP (51,7±5,3), mas a maturação biológica não apresentou efeito significativo sobre essa variável. O LV1 (ml.ml-0,43.min-1) não apresentou diferenças significativas entre os grupos, mas a maturação biológica apresentou efeito positivo de 5,7%. No segundo estudo, 34 jogadores de futebol classificados em dois grupos de acordo com seu estágio maturacional, PUB (n=15) e POSP (n= 19) realizaram uma dinamometria isocinética para mensurarmos o TM máximo conjuntamente com uma ultrasonografia para determinarmos as variáveis de arquitetura muscular. Os resultados demonstraram que não existiam diferenças significativas (p>0,05) para o TM isométrico, concêntrico e excêntrico para as 18 contrações musculares testadas entre os grupos quando foram devidamente normalizados por expoentes alométricos específicos referentes à massa corporal (MC), além disso, a maturação biológica não demonstrou efeito consistente e independente das variáveis de arquitetura muscular. A espessura muscular (EM), comprimento do fascículo (CF), CF normalizado (CFn), ângulo de penação (AP) e a área de secção transversa (AST) não apresentaram difeferenças significativas entre os grupos (p>0,05), enquanto que, diferenças significativas foram estabelecidas para o comprimento da coxa e volume muscular estimado dos extensores do joelho (VM). As variáveis de arquitetura muscular demonstram ser variáveis explicativas do TM (10-36%). Os resultados dos dois estudos permitem concluir que a maturação biológica apresentou efeito positivo sobre o VO2max e LV1, mas não apresentou efeito consistente e independente das variáveis de aquitetura muscular para o TM isométrico, concêntrico e excêntrico quando os dados foram devidamente normalizados por expoentes alométricos referentes ao VMT no primeiro estudo e por expoentes alométricos específicos referente a MC no segundo estudo, demonstrando que a normalização é um fator chave para compreendermos os efeitos da maturação biológica sobre as variáveis mensuradas. / The biological maturation show a positive effect on the maximal oxygen uptake (VO2max) values, ventilatory threshold (VT1 and VT2) and muscle torque (T) during growth, however it is not completely elucidated if these effects happen only related the body size increased, the methodology standardization or the qualitative factors improvement of the cardiorespiratory and muscular system. Thus, we conducted two studies to determinate the biological maturation effect on: (1) VO2max, VT2 and VT1; (2) T and muscle architecture. Seventy-nine soccer players, placed in three groups according to their maturational stage, pre-pubescent (PREP, n=14), pubescent (PUB, n=38) and post-pubescent (POSP, n=27), participated in the first study. They performed a progressive maximal treadmill test to determine the VO2max, VT2 and VT1. The estimated total muscle volume (TMV) was considered the greater variable standardization, beside the VO2max ml.ml-0.43.min-1 values were significantly higher in groups POSP (112.9 ± 9. 9) and PUB (107.4 ± 9.5) comparing with PREP group (100.0 ± 7.8), even though the positive effect of 18% of the biological maturation. There was difference in VT2 (ml.ml-0.48.min-1) between POSP (57.3 ± 5.7) and PREP (51.7 ± 5.3) groups; however the biological maturation did not show significant effect on this variable. The VT1 (ml.ml-0.43.min-1) showed no significant differences between groups, but there was a positive effect of 5.7% in the biological maturation. In the second study, 34 soccer players were placed in two groups according to their pubertal stage, PUB (n=15) and POSP (n=19). An isokinetic dynamometry was performed to measure the maximum T and an ultrasound was used to determine the muscle architecture variables. No differences (p>0.05) were found in T isometric, concentric and eccentric contractions between the groups when these variables were properly normalized by specific allometric exponents related to body mass (BM). Additionally, biological maturation there was no consistent and independent effect of variables muscle architecture on T. The muscle thickness (MT), fascicle length (Lf), Lf normalized (Lfn), pennation angle (θp) and cross-sectional area (CSA) show no significant differences between the groups (p>0.05). Significant differences were established for the thigh muscle length and estimated knee extensors volume (MV) and muscle architecture variables were considered explanatory variables of T (10-36%). Both studies results showed that the biological maturity had a positive effect on VO2max and VT1, but there were no consistent and independent effect of the muscle architecture variables in isometric, concentric and eccentric T when these variables were properly normalized using allometric exponents related to TVM in the first study and using a specific allometric exponents related to BM in the second. These results demonstrate that the standardization is a key factor to understand the biological maturation effects on the measured variables.

A maturação biológica tem demonstrado efeito positivo sobre os valores absolutos de consumo máximo de oxigênio (VO2max), limiares ventilatórios (LV1 e LV2) e torque muscular (TM) durante o crescimento, mas não está totalmente elucidado se este efeito é resultado apenas do aumento do tamanho corporal, da metodologia de normalização ou da melhora de fatores qualitativos do sistema cardiorrespiratório e muscular. Assim, conduzimos dois estudos com o objetivo de verificar o efeito da maturação biológica sobre: (1°) VO2max, LV2 e LV1; (2º) TM e arquitetura muscular. No primeiro estudo, 79 jogadores de futebol classificados em três grupos de acordo com seu estágio maturacional, pré-púberes (PREP, n=14), púberes (PUB, n=38) e pós-púberes (POSP, n=27) realizaram um teste progressivo máximo em esteira para determinarmos o VO2max, LV2 e LV1. Os resultados demonstraram que o volume muscular estimado total (VMT) foi considerado a melhor variável de normalização e evidenciou que os valores de VO2max ml.ml-0,43.min-1 foram significativamente maiores nos grupos POSP (112,9±9,9) e PUB (107,4±9,5) em relação ao grupo PREP (100,0±7,8), com a maturação biológica apresentando efeito positivo de 18%. O LV2 (ml.ml-0,48.min-1) apresentou diferença significativa apenas entre os grupos POSP (57,3±5,7) e PREP (51,7±5,3), mas a maturação biológica não apresentou efeito significativo sobre essa variável. O LV1 (ml.ml-0,43.min-1) não apresentou diferenças significativas entre os grupos, mas a maturação biológica apresentou efeito positivo de 5,7%. No segundo estudo, 34 jogadores de futebol classificados em dois grupos de acordo com seu estágio maturacional, PUB (n=15) e POSP (n= 19) realizaram uma dinamometria isocinética para mensurarmos o TM máximo conjuntamente com uma ultrasonografia para determinarmos as variáveis de arquitetura muscular. Os resultados demonstraram que não existiam diferenças significativas (p>0,05) para o TM isométrico, concêntrico e excêntrico para as 18 contrações musculares testadas entre os grupos quando foram devidamente normalizados por expoentes alométricos específicos referentes à massa corporal (MC), além disso, a maturação biológica não demonstrou efeito consistente e independente das variáveis de arquitetura muscular. A espessura muscular (EM), comprimento do fascículo (CF), CF normalizado (CFn), ângulo de penação (AP) e a área de secção transversa (AST) não apresentaram difeferenças significativas entre os grupos (p>0,05), enquanto que, diferenças significativas foram estabelecidas para o comprimento da coxa e volume muscular estimado dos extensores do joelho (VM). As variáveis de arquitetura muscular demonstram ser variáveis explicativas do TM (10-36%). Os resultados dos dois estudos permitem concluir que a maturação biológica apresentou efeito positivo sobre o VO2max e LV1, mas não apresentou efeito consistente e independente das variáveis de aquitetura muscular para o TM isométrico, concêntrico e excêntrico quando os dados foram devidamente normalizados por expoentes alométricos referentes ao VMT no primeiro estudo e por expoentes alométricos específicos referente a MC no segundo estudo, demonstrando que a normalização é um fator chave para compreendermos os efeitos da maturação biológica sobre as variáveis mensuradas. / The biological maturation show a positive effect on the maximal oxygen uptake (VO2max) values, ventilatory threshold (VT1 and VT2) and muscle torque (T) during growth, however it is not completely elucidated if these effects happen only related the body size increased, the methodology standardization or the qualitative factors improvement of the cardiorespiratory and muscular system. Thus, we conducted two studies to determinate the biological maturation effect on: (1) VO2max, VT2 and VT1; (2) T and muscle architecture. Seventy-nine soccer players, placed in three groups according to their maturational stage, pre-pubescent (PREP, n=14), pubescent (PUB, n=38) and post-pubescent (POSP, n=27), participated in the first study. They performed a progressive maximal treadmill test to determine the VO2max, VT2 and VT1. The estimated total muscle volume (TMV) was considered the greater variable standardization, beside the VO2max ml.ml-0.43.min-1 values were significantly higher in groups POSP (112.9 ± 9. 9) and PUB (107.4 ± 9.5) comparing with PREP group (100.0 ± 7.8), even though the positive effect of 18% of the biological maturation. There was difference in VT2 (ml.ml-0.48.min-1) between POSP (57.3 ± 5.7) and PREP (51.7 ± 5.3) groups; however the biological maturation did not show significant effect on this variable. The VT1 (ml.ml-0.43.min-1) showed no significant differences between groups, but there was a positive effect of 5.7% in the biological maturation. In the second study, 34 soccer players were placed in two groups according to their pubertal stage, PUB (n=15) and POSP (n=19). An isokinetic dynamometry was performed to measure the maximum T and an ultrasound was used to determine the muscle architecture variables. No differences (p>0.05) were found in T isometric, concentric and eccentric contractions between the groups when these variables were properly normalized by specific allometric exponents related to body mass (BM). Additionally, biological maturation there was no consistent and independent effect of variables muscle architecture on T. The muscle thickness (MT), fascicle length (Lf), Lf normalized (Lfn), pennation angle (θp) and cross-sectional area (CSA) show no significant differences between the groups (p>0.05). Significant differences were established for the thigh muscle length and estimated knee extensors volume (MV) and muscle architecture variables were considered explanatory variables of T (10-36%). Both studies results showed that the biological maturity had a positive effect on VO2max and VT1, but there were no consistent and independent effect of the muscle architecture variables in isometric, concentric and eccentric T when these variables were properly normalized using allometric exponents related to TVM in the first study and using a specific allometric exponents related to BM in the second. These results demonstrate that the standardization is a key factor to understand the biological maturation effects on the measured variables.