Effects of physical exercises on the nervous system of elders and its functional consequences

Scianni, Aline Alvim; Faria, Giselle Silva e; Silva, Jederson Soares da; Benfica, Poliana do Amaral; Faria, Christina Danielli Coelho de Morais

doi:10.1016/j.rbce.2018.03.026

Acessibilidade / Reportar erro

Brasil

Revista Brasileira de Ciências do Esporte

Español English

Brasil

Español English

sumário « anterior atual seguinte »

Sumário

Artigo de revisão • Rev. Bras. Ciênc. Esporte 41 (1) • Jan-Mar 2019 • https://doi.org/10.1016/j.rbce.2018.03.026 copy

Effects of physical exercises on the nervous system of elders and its functional consequences

Authorship SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Abstract

The objective of this study was to review the literature on the effects of physical exercise on the structures and functions of the nervous system (NS) of elderly people and to report frequently used exercises and its parameters. After extensive and systematic search in electronic databases, it was included 22 randomized and non-randomized clinical trials that evaluated the effects of physical exercise on neuroanatomophysiological variables of the elderly. The majority (77.3%) investigated the effects on central NS and used aerobic exercise. Physical exercise showed benefits in the structures and functions of the NS of elderly subjects, including cognitive functions, and in muscular and cardiovascular structures and functions, mobility and balance. There is still no consensus on which training parameters are most appropriate.

KEYWORDS
Aging; Physical activity; Nervous system; Physical exercise

Estudo	Desenho	Participantes	Intervenção	Variáveis de interesse	Resultados
Voss et al., 2010Voss MW, Prakash RS, Erickson KI, Basak C, Chaddock L, Kim JS, et al. Plasticity of brain networks in a randomized intervention trial of exercise training in older adults. Front Aging Neurosci. 2010;2:1-17.	ECA	n = 65 (idosos); 32 (jovens) Idade (anos), média = 66,3 (DP = 5,5); 23,9 (DP = 4,4)	Exp: caminhada; 10-45 min x 3/sem x 12 meses; 50-75%FCres Con: alongamento + tônus; 12 meses; 13-15 Escala de Borg	Memória verbal de curto prazo:Forward and Backward Span Memória executiva: Spatial Working Memory Task Controle de processos executivos: uma medida do Task-Switching e do Wisconsin Card Sort Task Condicionamento cardiorrespiratório: VO2max Ativação e conectividade cerebral: RMf	Exp: Aumento da conectividade das redes de ativação-padrão e de função executiva entre os córtices frontal, posterior e temporal após um ano. O aumento da função cognitiva foi associado com maior melhoria na função executiva. Con: também apresentou melhoria na conectividade nas redes de ativação-padrão após seis meses e de função executiva após um ano.
Colcombe et al., 2006Colcombe SJ, Erickson KI, Scalf PE, Kim JS, Prakash R, McAuley E, et al. Aerobic exercise training increases brain volume in aging humans. J Gerontology. 2006;61:1166-70.	ECA	n = 59 idosos; 20 jovens Idade (anos), média = 66,7 (DP = NI); NI (DP = NI)	Exp: aeróbico; 60 min x 3/sem x 6meses; 40-70%FC_res Con: alongamento e tônus; 60 min x 3/sem x 6meses	Condicionamento cardiorrespiratório: VO2pico em teste em esteira Volume cerebral: RM	Exp: aumento do volume cerebral em regiões frontal, pré-frontal, corpo caloso e temporal.
Ainslie et al., 2008Ainslie PN, Cotter JD, George KP, Lucas S, Murrell C, Shave R, et al. Elevation in cerebral blood flow velocity with aerobic fitness throughout healthy human ageing. J Physiol. 2008;586:4005-10.	ECNA	n = 307 Idade (anos), amplitude = 18 - 79	Exp: praticantes de atividade física (amplitude: 2 - 31 anos) Con: sedentários	Velocidade de fluxo sanguíneo na artéria cerebral média: Ultrassom Doppler PA, FC: ECG Pressão parcial de CO2: analisador de gases	Ambos os grupos: declínio na velocidade do fluxo sanguíneo na artéria cerebral média típico do envelhecimento. Exp: a velocidade manteve-se maior em homens praticantes de atividade física em todas as idades.
Kramer et al., 1999Kramer AF, Hahn S, Cohen NJ, Banich MT, McAuley E, Harrison CR, et al. Ageing, fitness and neurocognitive function. Nature. 1999;400:418-9.	ECA	n = 124 Idade (anos), amplitude = 60-75	Exp: caminhada; SID; por 6 meses Con: alongamento + tônus; por 6 meses	Cognição (controle executivo): Task Switching, Response Compatibility, Stopping	Exp: Melhoria da performance nas atividades que requerem maior controle executivo (maior velocidade no task switching, menor efeito do fator de distração e menor tempo de reação à parada).
Anderson-Hanley et al., 2012Anderson-Hanley C, Arciero PJ, Brickman AM, Nimon JP, Okuma N, Westen SC, et al. Exergaming and older adult cognition: A cluster randomized clinical trial. Am J Prev Med. 2012;42:109-19.	ECA	n = 63 Idade (anos), média = 78,7 (DP = 8,1)	Exp: bicicleta com realidade virtual; 40 min x 5/sem; SID Con: bicicleta estacionária regular; 40 min x 5/sem; SID	Função executiva: Color Trails 2-1, Stroop C, Digit Span Backwards. BDNF: ELISA	Exp: aumento nos níveis de BDNF e melhoria da função executiva.
Burdette et al., 2010Burdette JH, Laurienti PJ, Espeland MA, Morgan A, Telesford Q, Vechlekar CD, et al. Using network science to evaluate exercise-associated brain changes in older adults. Frontiers in Aging Neuroscience. 2010;2:1-10.	ECA	n = 11 Idade (anos), média = 75,8 (DP = 3,8)	Exp: caminhada; 40 min x 4/sem x 4 meses; 12-14 Escala de Borg Con: alongamento + educação sobre cuidados com a saúde	Ativação cerebral: RMf Fluxo sanguíneo cerebral: QUIPSS II	Exp: área de hipocampo maior que no grupo controle, com maior perfusão cerebral e maior conectividade em regiões de hipocampo e giro do cíngulo anterior.
Chapman et al., 2013Chapman SB, Aslan S, Spence JS, DeFina LF, Keebler MW, Didehbani N, et al. Shorter term aerobic exercises improves brain, cognition, and cardiovascular fitness in aging. Front Aging Neurosci. 2013;5:1-9.	ECA	n = 37 Idade (anos), média = 64,0 (DP = 3,9)	Exp: aeróbico (caminhada e bicicleta); 60 min x 3/sem x 12sem; 50-75%VO2máx Con: sedentário (lista de espera)	Função executiva: TB-TA Memória: CVLT-II; WMS-IV Atenção: DKEFS-color word; Backward Digit Span Atividade cerebral: RM	Exp: melhoria da memória e aumento do fluxo sanguíneo no córtex anterior do cíngulo e do hipocampo por até três meses após a intervenção.
Colcombe et al., 2004Colcombe SJ, Kramer AF, Erickson KI, Scalf P, McAuley E, Cohen NJ, et al. Cardiovascular fitness, cortical plasticity, and aging. PNAS. 2004;101:3316-21.	ECA	n = 29 Idade (anos), média = 65,6 (DP = 5,7)	Exp: aeróbico;10-45 min x 3/sem x 6 meses; 40-70%FCres Con: alongamento e tônus; 3/sem x 6 meses	Ativação cerebral: RMf Comportamento: comparação entre os tempos de reação a estímulos errados e corretos no Flanking Arrows Test Condicionamento cardiorrespiratório: VO2pico em teste em esteira	Exp: aumento da atividade cortical pré-frontal e parietal durante a realização de atividades tarefa-específica; maior controle em tarefas que necessitem diferenciação espacial e função inibitória.
Erickson et al., 2011Erickson KI, Voss MW, Prakash RS, Basak C, Szabo A, Chaddock L, et al. Exercise training increases size of hippocampus and improves memory. Proc Natl Acad Sci. 2011;108:3017-22.	ECA	n = 120 Idade (anos) = 66,5 (DP = 5,6)	Exp: aeróbico (caminhada); 40 min x 7 sem; 50-70% FC_res Con: alongamento; 40 min x 7 sem	Condicionamento Cardiorrespiratório: VO2máx BDNF: análises de sangue Memória espacial: em um programa de computador, os participantes deveriam recordar onde determinados pontos surgiram pela primeira vez na tela após esses terem desaparecido Volume cerebral: RM	Exp: aumento do tamanho do hipocampo demonstrou ter associação com os aumentos de BDNF e melhoria da memória. Núcleo caudado e tálamo, não houve alteração. Con: apresentou redução de tamanho do hipocampo reduziu de tamanho. Núcleo caudado e tálamo, não houve alteração.
Fisher et al., 2013Fisher JP, Hartwich D, Seifert T, Olesen ND, McNulty CL, Nielsen HB, et al. Cerebral perfusion, oxygenation and metabolism during exercise in young and elderly individuals. J Physiol. 2013;591:1859-70.	ECNA	n = 9 idosos; 11 jovens Idade (anos), média = 66,0 (DP = 2,0); 22,0 (DP = 1,0)	Exp: cicloergômetro; Fraco (25%Wmax); Moderado (50%Wmax); Intenso (75% Wmax); Exaustivo (100% Wmax) Con: pré e pós de jovens e idosos nas quatro condições	Concentrações de glicose, lactato, O2, PACO2 e velocidade de perfusão cerebral: amostras de sangue arterial e venoso (jugular).	Aumento na PACO2 em jovens e idosos. Menor velocidade de perfusão tecidual observada em idosos em todas as condições, porém oxigenação cerebral, utilização de lactato e glicose são iguais nos dois grupos.
Hyodo et al., 2012Hyodo K, Dan I, Suwabe K, Kyutoku Y, Yamada Y, Akahori M, et al. Acute moderate exercise enhances compensatory brain activation in older adults. Neurobiol Aging. 2012;33:2621-32.	ECNA	n = 16 Idade (anos), média = 69,3 (DP = 3,5)	Exp: cicloergômetro; 10min; intenstidade moderadaCon: avaliações pré e pós atividade	Ativação cerebral: RMf Atenção e função inibitória:Stroop Task Test	Exercício físico agudo melhorou atenção e função inibitória através de ativação compensatória (ativação bilateral de córtex pré-frontal e frontopolar).
Kamijo et al., 2009Kamijo K, Hayashi Y, Sakai T, Yahiro T, Tanaka K, Nishihira Y. Acute effects of aerobic exercise on cognitive function in older adults. Journal of Gerontology: Psychological Sciences. 2009;64B:356-63.	ECNA	n = 24 Idade (anos), média = 65,5 (DP = 1,5); 21,8(DP = 0,6)	Exp: aeróbico leve (30%VO2máx) e moderado (50%VO2máx); 20 min. Con: próprios indivíduos e grupo de jovens	Atividade elétrica cerebral: EEG Cognição (velocidade de processamento):Modified Flanker Test	Após o exercício moderado o tempo de reação foi menor em todos os grupos com menor tempo para identificação e classificação do estímulo. Após o exercício leve também houve menor tempo para identificação do estímulo.
Leckie et al., 2014Leckie RL, Oberlin LE, Voss MW, Prakash RS, Szabo-Reed A, Chaddock-Heyman L, et al. BDNF mediates improvements in executive function following a 1-year exercise intervention. Front Hum Neurosci. 2014;8:1-12.	ECA	n = 92 Idade (anos), média = 66,8 (DP = 5,6)	Exp: aeróbico (caminhada); 5-40 min x 7 semanas; 50-70% FCres Con: alongamento e tônus; 7 semanas	BDNF sérico: amostras de sangue Genótipo do BDNF: análise de esfregaço interno da bochecha Processo executivo, flexibilidade e inibição cognitiva:Task-Switch Paradigm	Exp: Aumentos nos níveis de BDNF por até um ano após a intervenção; aumentos nos níveis de BDNF foram relacionados com uma melhor flexibilidade cognitiva (melhor performance nas trocas de tarefa), principalmente em idosos mais velhos (acima de 71 anos).
Motivala et al., 2006Motivala SJ, Sollers J, Thayer J, Irwin MR. Tai chi chih acutely decreases sympathetic nervous system activity in older adults. J Gerontology. 2006;61:1177-80.	ECA	n = 32 Idade (anos), média = 68,5 (DP = 7)	Exp: TCChih; 20 min x 1/sem x 37 semanas Con: não-praticantes de TCChih (descanso e educação sobre saúde)	Modulação do sistema cardiovascular pelo SNS: variação da PA e da FC, PEP e ECG	Exp: Redução da atividade do SNS após a prática de TCChih enquanto PA e FC não alteraram.
Voss et al., 2013Voss MW, Erickson KI, Prakash RS, Chaddock L, Kim JS, Alves H, et al. Neurobiological markers of exercise-related brain plasticity in older adults. Brain Behav Immun. 2013;28:90-9.	ECA	n = 65 Idade (anos), média = 66,4 (DP5,5)	Exp: aeróbico (caminhada); 40 min x 3/sem x 12 meses; 50-75% FCmáx Con: alongamento + tônus + equilíbrio; 40 min x 3/sem x 12 meses	Aumento de área cerebral: RM Aumento de atividade cerebral: RMf BDNF, IGF-1, VEGF séricos: amostras de sangue	Exp: Maior conectividade entre lobo temporal e hipocampo e giro temporal medial bilateralmente associado com aumento nos níveis de neutrofinas; maiores índices de VEGF basais foram associados com maiores aumentos nessas mesmas conexões.
Thomas et al., 2013Thomas BP, Yezhuvath US, Tseng BY, Liu P, Levine BD, Zhang R, et al. Life-long aerobic exercise preserved baseline cerebral blood flow but reduced vascular reactivity to CO2. Journal of Magnetic Resonance Imaging. 2013;38:1-16.	ECNA	n = 20 idosos; 9 jovens Idade (anos), média = 75,0 (DP = 5,7); 27,0 (DP = 3,6)	Exp: idosos atletas; correm ou nadam 35-68Km/sem; 15-31 anos Con: G1: idosos sedentários; G2: jovens sedentários	Fluxo sanguíneo cerebral e reação vascular cerebral ao CO2: RM Condicionamento cardiorrespiratório: VO2máx	Exp: Melhor condicionamento cardiorrespiratório, maior preservação de fluxo sanguíneo em região de córtex do cíngulo posterior. A menor reatividade vascular ao CO2 em toda a vascularização cerebral, típica do processo de envelhecimento, manteve-se mesmo em no grupo Exp.
Smiley-Oyen et al., 2008Smiley-Oyen AL, Lowry KA, Francois SJ, Kohut ML, Ekkekakis P. Exercise, fitness, and neurocognitive function in older adults: the "selective improvement" and "cardiovascular fitness" hypotheses. Ann Behav Med. 2008;36:280-91.	ECA	n = 57 Idade (anos), média = 70,2 (DP = 4,53)	Exp: aeróbico; SID; SPD; 10 meses Con: alongamento + tônus	Cognição: tempo de reação, Stroop Word-Color Conflict, Wisconsin Card Sort Test Condicionamento cardiorrespiratório: VO2 pico	Exp: Melhoria da performance em tarefas de velocidade de raciocínio que necessitam um maior controle executivo. Tarefas que necessitam um menor controle executivo não se alteraram. Houve melhoria no condicionamento, porém não relacionada aos ganhos neurocognitivos.
Kanengusuku et al., 2015Kanegusuku H, Queiroz AC, Silva VJ, de Mello MT, Ugrinowitsch C, Forjaz CL. High-intensive progressive resistance training increases strength with no change in cardiovascular function and autonomic neural regulation in older adults. J Aging Phys Activity. 2015;23:339-45.	ECA	n = 25 Idade (anos), média = 63,5 (DP = 4,0)	Exp: fort; 7 exercícios, 4-10 repetições cada,1-3 séries x 2/sem x 16 semanas Con: sedentário	Modulação do sistema cardiovascular pelo SNA: variação da PA e ECG Área de secção transversa do quadríceps: RM	Exp: Exercício aumentou massa muscular de quadríceps, mas não alterou regulação neural autonômica.
Liu-Ambrose et al., 2012Liu-Ambrose T, Nagamatsu LS, Voss MW, Khan KM, Handy TC. Resistance training and functional plasticity of the aging brain: A 12-month randomized controlled trial. Neurobiol Aging. 2012;33:1690-8.	ECA	n = 52 Idade (anos) = 69,3 (DP = 3,0)	Exp: G1: fort,1/sem; G2: fort, 2/sem Fort: 6-8 rep/ 2 séries/ carga máx/ 12 meses Con: equilíbrio e tônus	Ativação cerebral: RMf Comportamento: comparação entre os tempos de reação a estímulos errados e corretos no Flanking Arrows Test; Seleção de atenção e conflito de resposta	G1 e G2 apresentaram melhoria hemodinâmica em região anterior do giro temporal médio E, insula anterior E, lateral do córtex "orbital frontal". Melhoria na performance da tarefa. G2: melhoria comportamental em relação ao controle com menor interferência de estímulos errados.
Cadore et al., 2013Cadore EL, Izquierdo M, Pinto SS, Alberton CL, Pinto RS, Baroni BM, et al. Neuromuscular adaptations to concurrent training in the elderly: Effects of intrasession exercise sequence. Age. 2013;35:891-903.	ECA	n = 26 Idade (anos), média = 64,8 (DP = 4,3)	Exp: G1: fort.-end.; G2: end.-fort. Fort.: 40 min x 3/semSID; End.:30 min x 3/sem; 95%FCtot Con: Manutenção da rotina	Força máxima dinâmica e pico de força isométrica de bíceps femoral cabeça longa, vasto lateral e reto femoral: EMG	Exp: maior atividade neural em vasto lateral e reto femoral em ambos os grupos (G1 e G2), além de maior economia, maior no G1.
Park et al., 2015Park J, Lee J, Yang J, Lee B, Han D. Effects of combined exercise on changes of lower extremity muscle activation during in older women. J Phys Ther Sci. 2015;27:1515-8.	ECA	n = 22 Idade (anos), média = 74,2 (DP = NI)	Exp: combinado (aeróbico e fortalecimento); 50 min x 3/sem x 12 semanas Aeróbico: caminhada; 15 min; 40-60%FCmax Fort.: faixa elástica; 15 min; 8-12 repetições Con: NI	Ativação muscular de reto femoral, bíceps femoral, tibial anterior e gastrocnêmio: EMG	Exp: Aumento da ativação muscular de reto femoral, bíceps femoral, tibial anterior e gastrocnêmio após a prática de exercício físico.
Taylor-Piliae et al., 2010Taylor-Piliae RE, Newell KA, Cherin R, Lee MJ, King AC, Haskell WL. Effects of Tai Chi and Western Exercise on Physical and Cognitive Functioning in Healthy Community-Dwelling Older Adults. J Aging Phys Act 2010;18(3):261-79.	ECA	n = 132 Idade (anos), média = 69,0 (DP = 5,8)	Exp: G1: TCC; 45 min x 7/sem x 12 meses; SID G2: aeróbico + fort + flexibilidade; 60 min x 7/sem x 12 meses; SID Con: educação sobre cuidados com a saúde	Equilíbrio: teste do alcance e apoio unipodal Força e resistência muscular: teste de sentar e levantar da cadeira e cruzar e esticar os braços Condicionamento cardiorrespiratório: PA, Borg Flexibilidade: teste das mãos nas costas e Sit and Reach Flexibility Test Função cognitiva: identificação de animais em 60s (fluência semântica), Forward and Backward Digit-Span Test (atenção, concentração e busca mental)	G1: melhor função cognitiva e equilíbrio que os demais grupos, e manutenção dos resultados durante os 12 meses. G2: maior flexibilidade que demais grupos.

Colégio Brasileiro de Ciências do Esporte Universidade de Brasilia - Campus Universitário Darcy Ribeiro, Faculdade de Educação Física, Asa Norte - CEP 70910-970 - Brasilia, DF - Brasil, Telefone: +55 (61) 3107-2542 - Brasília - DF - Brazil
E-mail: rbceonline@gmail.com

Acompanhe os números deste periódico no seu leitor de RSS

[1] * Autor para correspondência. E-mail:cdcmf@ufmg.br (C.D. Faria).