Nas últimas duas décadas, a espectroscopia no infravermelho próximo (Near-Infrared Spectroscopy – NIRS) consolidou-se como uma das mais importantes tecnologias não invasivas para a investigação da fisiologia muscular durante o exercício. Inicialmente empregada predominantemente em pesquisas laboratoriais voltadas ao monitoramento da oxigenação cerebral, a evolução dos sistemas ópticos, associada ao desenvolvimento de sensores portáteis, compactos e sem fio, expandiu significativamente sua utilização para a avaliação do músculo esquelético em condições ecologicamente válidas de treinamento e competição. Nesse contexto, a revisão sistemática publicada por Perrey, Quaresima e Ferrari em 2024 representa a mais abrangente síntese contemporânea sobre o emprego da oximetria muscular na ciência do esporte, reunindo evidências provenientes de 191 estudos envolvendo 3.435 participantes distribuídos em 37 modalidades esportivas.
Os autores demonstram que a NIRS deixou de representar apenas uma tecnologia experimental para assumir posição estratégica entre as ferramentas de monitoramento fisiológico utilizadas por pesquisadores, fisiologistas e treinadores. A principal razão para essa expansão reside na possibilidade de monitorar continuamente, de forma não invasiva e em tempo real, a dinâmica da oxigenação muscular durante diferentes modalidades de exercício, permitindo acompanhar simultaneamente alterações na disponibilidade e na utilização periférica de oxigênio. Essa característica diferencia a NIRS de métodos tradicionais, como a análise do lactato sanguíneo ou a ergoespirometria, que avaliam predominantemente respostas sistêmicas e não fornecem informações específicas sobre o comportamento metabólico de músculos individualmente recrutados.
A revisão evidencia, entretanto, que a interpretação fisiológica dos sinais produzidos pela NIRS exige compreensão aprofundada de seus fundamentos biofísicos. A tecnologia baseia-se na absorção diferencial da luz infravermelha pela hemoglobina e pela mioglobina em seus estados oxigenado e desoxigenado, permitindo estimar parâmetros como saturação muscular de oxigênio (SmO₂), alterações relativas da oxi-hemoglobina (O₂Hb), desoxi-hemoglobina (HHb), hemoglobina total (tHb), consumo muscular de oxigênio (mV̇O₂) e velocidade de reoxigenação após o exercício. Essas variáveis constituem marcadores funcionais da interação entre perfusão muscular, difusão de oxigênio e metabolismo oxidativo, embora não representem medidas diretas da atividade mitocondrial ou do fluxo sanguíneo absoluto. Essa distinção conceitual é particularmente importante para evitar interpretações reducionistas frequentemente encontradas na literatura aplicada.
Entre os aspectos metodológicos mais relevantes, os autores descrevem a predominância da tecnologia Continuous-Wave NIRS (CW-NIRS), presente na maioria dos dispositivos portáteis atualmente disponíveis comercialmente, incluindo o MOXY Monitor e o PortaMon. Embora esses equipamentos apresentem elevada praticidade para utilização em ambientes esportivos, sua capacidade de quantificação absoluta permanece limitada quando comparada aos sistemas Frequency-Domain (FD-NIRS) e Time-Domain (TD-NIRS), capazes de estimar simultaneamente absorção e espalhamento da luz e, consequentemente, produzir medidas mais robustas das concentrações absolutas de hemoglobina oxigenada e desoxigenada. Ainda assim, a elevada portabilidade, o baixo custo relativo e a facilidade operacional dos sistemas CW-NIRS explicam sua ampla adoção em estudos aplicados ao treinamento esportivo.
Um dos principais méritos da revisão consiste em demonstrar que a oximetria muscular pode ser utilizada em praticamente todo o espectro das modalidades esportivas. Os 191 estudos analisados abrangem esportes de resistência, modalidades intermitentes, esportes coletivos, treinamento de força, escalada, remo, natação, triatlo, corrida, ciclismo e esportes de combate, evidenciando que a NIRS possui ampla versatilidade para investigar adaptações fisiológicas específicas de diferentes grupos musculares. O músculo vasto lateral foi o local de avaliação mais frequentemente empregado, refletindo sua participação central nas modalidades locomotoras, embora diversos estudos também tenham investigado musculaturas dos membros superiores, tronco e musculatura respiratória, ampliando significativamente o campo de aplicação da tecnologia.
Outro aspecto amplamente discutido refere-se à utilização da NIRS para caracterização dos diferentes domínios de intensidade do exercício. Diversos estudos demonstraram que alterações na dinâmica da oxigenação muscular apresentam estreita relação com os limiares ventilatórios e metabólicos tradicionalmente utilizados na prescrição do treinamento aeróbio. Embora ainda exista variabilidade metodológica na determinação dos chamados muscle oxygenation thresholds, a literatura revisada indica que esses pontos de inflexão podem constituir marcadores fisiológicos complementares para delimitação das zonas de treinamento, particularmente quando associados às informações provenientes da ergoespirometria, da frequência cardíaca e das concentrações de lactato. Em vez de substituir métodos clássicos, a NIRS amplia a compreensão da resposta periférica ao exercício, permitindo identificar diferenças individuais que permanecem ocultas quando apenas variáveis sistêmicas são consideradas.
A revisão dedica atenção especial à avaliação da capacidade oxidativa muscular por meio da recuperação do consumo muscular de oxigênio após o exercício. Protocolos baseados em oclusões arteriais transitórias permitem estimar a cinética de recuperação do mV̇O₂, parâmetro que apresenta elevada concordância com a recuperação da fosfocreatina obtida pela espectroscopia por ressonância magnética do fósforo (^31P-MRS). Esse achado reforça uma das aplicações mais relevantes da NIRS contemporânea: sua capacidade de fornecer uma estimativa funcional da capacidade oxidativa muscular in vivo, tornando possível acompanhar adaptações mitocondriais decorrentes do treinamento sem recorrer a procedimentos invasivos ou equipamentos de elevada complexidade tecnológica. Essa possibilidade representa um dos maiores avanços recentes da fisiologia aplicada ao esporte.
Outro ponto de destaque é a utilização crescente da NIRS para investigar os efeitos de intervenções ergogênicas. A revisão reúne estudos que avaliaram suplementação com nitrato, citrulina, arginina, polifenóis, cafeína, cacau, extratos vegetais, além de estratégias fisiológicas como restrição de fluxo sanguíneo, pré-condicionamento isquêmico, hipoxia, hiperóxia, resfriamento, aquecimento muscular, eletroestimulação e fotobiomodulação. Os resultados demonstram que a sensibilidade da NIRS permite detectar modificações na dinâmica entre entrega e utilização de oxigênio provocadas por essas intervenções, embora a magnitude dos efeitos varie consideravelmente entre protocolos e modalidades esportivas. Essa diversidade de aplicações confirma o potencial da tecnologia como ferramenta para investigação mecanística das respostas fisiológicas ao treinamento e aos recursos ergogênicos.
Apesar do expressivo crescimento da literatura, os autores reconhecem importantes limitações metodológicas que ainda restringem a interpretação dos dados. A espessura do tecido adiposo, a pigmentação cutânea, o posicionamento dos optodos, o pequeno volume de tecido efetivamente interrogado, a dificuldade de separar os sinais provenientes da hemoglobina e da mioglobina e a ausência de padronização entre diferentes fabricantes permanecem como importantes fontes de variabilidade experimental. Além disso, valores absolutos de SmO₂ obtidos por diferentes equipamentos não devem ser comparados diretamente sem adequada calibração fisiológica, aspecto particularmente relevante para a interpretação clínica e esportiva dos resultados.
As perspectivas futuras delineadas pelos autores apontam para uma evolução significativa da tecnologia. O desenvolvimento de sistemas multicanais vestíveis, a incorporação simultânea de eletromiografia de superfície, acelerômetros e algoritmos baseados em inteligência artificial tende a ampliar substancialmente a capacidade de caracterizar a função muscular durante o exercício. Paralelamente, a miniaturização dos equipamentos, a integração em vestimentas inteligentes e o avanço dos sistemas FD-NIRS e TD-NIRS portáteis deverão aumentar a precisão das medidas e expandir ainda mais sua aplicação em ambientes de treinamento e competição.
Em síntese, a revisão sistemática de Perrey e colaboradores consolida a oximetria muscular como uma das mais promissoras tecnologias para investigação da fisiologia do exercício contemporânea. Entretanto, sua maior contribuição transcende a validação instrumental da técnica. O conjunto das evidências demonstra que a NIRS não deve ser interpretada apenas como um método de monitoramento da oxigenação muscular, mas como uma ferramenta destinada a investigar a organização funcional do metabolismo oxidativo periférico. A saturação muscular de oxigênio emerge, assim, como um biomarcador fisiológico do equilíbrio dinâmico entre oferta e utilização de oxigênio no músculo ativo, fornecendo informações complementares às variáveis cardiorrespiratórias tradicionais. Sob essa perspectiva, a integração entre NIRS, ergoespirometria, lactato, potência mecânica e demais indicadores fisiológicos inaugura uma abordagem verdadeiramente multimodal da avaliação do desempenho humano, aproximando a ciência do esporte de uma compreensão cada vez mais sistêmica da bioenergética e da adaptação ao treinamento.
Referência
PERREY, S.; QUARESIMA, V.; FERRARI, M. Muscle oximetry in sports science: an updated systematic review. Sports Medicine, v. 54, n. 5, p. 975–996, 2024. https://doi.org/10.1007/s40279-023-01987-x.