Muitas pessoas quando estão se exercitando, supondo em uma academia, começa a perceber que a cada levantamento de peso, os músculos ficam incapazes de se contrair. Costumamos culpar o ácido lático ou a falta de energia, mas esses não são os únicos fatores que levam à fadiga muscular. Na verdade a resposta está na capacidade do músculo de responder a sinais do cérebro.
Os sinais para os músculos se contraírem vem do cérebro, isso ocorre em uma fração de segundos, por meio de células longas e finas chamadas neurônios motores. O neurônio motor e a célula muscular são separados por uma lacuna minúscula, e a troca de partículas através dela permite a contração. De um lado da lacuna, o neurônio motor contém um neurotransmissor chamado acetilcolina. Do outro lado, partículas carregadas, ou íons, margeiam a membrana da célula muscular, ou seja, no interior se concentram o potássio e no exterior o sódio.
O cérebro então envia um sinal e o neurônio motor libera acetilcolina, que abrem poros na membrana da célula muscular, o que leva o sódio fluir para dentro e o potássio, para fora. O fluxo dessas partículas carregadas é um passo vital à contração muscular: a mudança na carga cria um sinal elétrico chamado de potencial de ação que se espalha pela célula muscular, estimulando a liberação de cálcio armazenado dentro dela. Por sua vez, a enxurrada de cálcio faz com que o músculo se contraia, permitindo que as proteínas enterradas nas fibras musculares se travem e se mexam uma em direção a outra, deixando o músculo bem apertado.
A energia usada para alimentar a contração vem de uma molécula chamada ATP (Trifosfato de adenosina), essa é um nucleotídeo responsável pelo armazenamento de energia em suas ligações químicas. A ATP também ajuda depois a bombear os íons de volta por toda a membrana, redefinindo o equilíbrio de sódio e potássio em ambos os lados, tanto no neurônio motor quanto na célula muscular. Esse processo se repete toda vez que um músculo se contrai.
Com cada contração, a energia na forma de ATP se esgota, gerando produtos residuais, como o ácido láctico, e alguns íons se afastam da membrana celular do músculo, deixando um grupo cada vez menor para trás.
Mesmo que as células musculares esgotem a ATP quando se contraem repetidamente, elas estão sempre produzindo mais. Então, na maioria das vezes, mesmo músculos muito fatigados ainda não esgotaram essa fonte de energia. E, embora muitos resíduos sejam ácidos, os músculos fatigados ainda mantêm o pH dentro dos limites normais, indicando que o tecido está limpando efetivamente esses resíduos.
Mas, por fim, ao longo de contrações repetitivas, pode não haver concentrações suficientes de íons de potássio, sódio ou cálcio disponíveis de imediato próximos à membrana da célula muscular para redefinir o sistema adequadamente. Então, mesmo que o cérebro envie um sinal, a célula muscular não consegue gerar o potencial de ação necessário para contrair.
Só que esses íons como sódio, potássio ou cálcio são abundantes em outras partes do corpo, que não foi exercitada. Eles logo fluirão de volta às áreas onde são necessários, às vezes, com a ajuda de bombas ativas de sódio e potássio. No entanto, é preciso que haja uma pausa ou descanso, assim a fadiga muscular diminui à medida que esses íons voltam para o músculo.
Quanto mais regularmente se exercita o corpo, mais tempo levará para gerar fadiga muscular a cada vez. Isso porque quanto mais forte você for, menos vezes esse ciclo de sinal nervoso do cérebro para contração no músculo terá que ser repetido para levantar uma certa quantidade de peso. Menos ciclos significam redução mais lenta de íons. Assim, conforme sua aptidão física melhora, você pode se exercitar por mais tempo com a mesma intensidade.
Muitos músculos crescem com o exercício, e músculos maiores também têm mais estoque de ATP e maior capacidade de limpar resíduos, diminuindo a fadiga. E toda vez que é feito um novo exercício com carga diferente, mesmo depois de um tempo de atividade ou então depois de um bom tempo parado, esse processo de fadiga volta a acontecer.