UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA
AVALIAÇÃO ESPIROMÉTRICA DE CAVALOS DA RAÇA
PURO SANGUE ÁRABE DURANTE TESTE PADRÃO DE
EXERCÍCIO PROGRESSIVO EM ESTEIRA
MARCOS JUN WATANABE
UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA
FACULDADE DE MEDICINA VETERINÁRIA E ZOOTECNIA
AVALIAÇÃO ESPIROMÉTRICA DE CAVALOS DA RAÇA
PURO SANGUE ÁRABE DURANTE TESTE PADRÃO DE
EXERCÍCIO PROGRESSIVO EM ESTEIRA
MARCOS JUN WATANABE
Tese apresentada junto ao Programa de Pós-Graduação em Medicina Veterinária para a obtenção do título de Doutor.
Orientador: Prof. Dr. Armen Thomassian
Co-Orientador: Prof. Dr. Carlos Alberto Hussni
FICHA CATALOGRÁFICA ELABORADA PELA SEÇÃO TÉCNICA DE AQUISIÇÃO E TRATAMENTO DA INFORMAÇÃO
DIVISÃO TÉCNICA DE BIBLIOTECA E DOCUMENTAÇÃO - CAMPUS DE BOTUCATU - UNESP
BIBLIOTECÁRIA RESPONSÁVEL: Selma Maria de Jesus
Watanabe, Marcos Jun.
Avaliação espirométrica de cavalos da raça Puro Sangue Árabe durante teste padrão de exercício progressivo em esteira / Marcos Jun Watanabe. – Botucatu [s.n.], 2007.
Tese (doutorado) – Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Botucatu, 2007.
Orientador: Armen Thomassian Co-orientador: Carlos Alberto Hussni Assunto CAPES: 50501007
1. Eqüino - Exercícios físicos 2. Cavalo de corrida - Exercícios físicos CDD 636.1
Nome do Autor: MARCOS JUN WATANABE
Título: AVALIAÇÃO ESPIROMÉTRICA DE CAVALOS DA RAÇA PURO SANGUE ÁRABE DURANTE TESTE PADRÃO DE EXERCÍCIO PROGRESSIVO EM ESTEIRA
COMISSÃO EXAMINADORA
Prof. Dr. Armen Thomassian Presidente e Orientador
Departamento de Cirurgia e Anestesiologia Veterinária FMVZ - UNESP - Botucatu
Prof. Dr. José Luiz de Mello Nicoletti Membro
Departamento de Cirurgia e Anestesiologia Veterinária FMVZ - UNESP - Botucatu
Profa. Dra. Aguemi Kohayagawa Membro
Departamento de Clínica Veterinária FMVZ - UNESP - Botucatu
Prof. Dr. Wilson Roberto Fernandes Membro
Departamento de Clínica Médica FMVZ - USP - São Paulo
Prof. Dr. Alexandre Augusto de Oliveira Gobesso Membro
Departamento de Nutrição e Produção Animal FMVZ - USP - Pirassununga
DEDICATÓRIA
Dedico este trabalho aos meus pais, irmãos e familiares.
“Às vezes temos que ir para poder voltar”
Ao Professor Dr. Armen Thomassian, orientador e também ser humano.
AGRADECIMENTOS
Ao Prof. Dr. José Luiz de Mello Nicoletti, pela infinita experiência e exemplo de crescimento constante.
Ao Prof. Dr. Carlos Alberto Hussni, pela co-orientação, pelo apoio e palavras de conforto.
À Profa Dra. Ana Liz Garcia Alves, pela oportunidade de novos desafios e pelo seu eterno exemplo de luta, força de vontade e alegria de evoluir.
Ao Prof. Dr. Wilson Roberto Fernandes e à Dra Lilian Emy dos Santos Michima da FMVZ - USP, pelo constante apoio, pela disponibilidade e valiosos conselhos.
À Lídia Mitsuko Matsubara, minha namorada, pela paciência e pelo grande sacrifício despendido neste período.
À Profa Dra Aguemi Kohayagawa e o grupo de pesquisa do Laboratório de Análises Clínicas da FMVZ - UNESP - Campus de Botucatu,
Mere Erika Saito, Veridiana Fernandes da Silveira, Luciana Pereira Machado e
Letícia Andreza Yonezawa pela incomensurável ajuda e seriedade na execução das pesquisas.
Ao Conselho de Pós-Graduação que possibilitou o recebimento da bolsa de doutoramento via Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – CAPES.
Aos ex-alunos e alunas de iniciação científica Sandro Colla, Cristina de Faria Mantovani, Juliana de Moura Alonso, Renata Cristina Uliani e Talissa Resende Martins pelo interesse em participar das atividades ligadas ao Centro de Medicina Esportiva Eqüina e pelo zelo com os cavalos do grupo experimental.
Aos colegas de pós-graduação, Marcelo Damas Pyles, Regina de Cássia Veronezi, Flávia Quaresma e Brunna Patrícia Almeida da Fonseca, pelo companheirismo prestado durante a realização da pesquisa.
Aos funcionários José Correa da Silva (Zitão) e Melissa Ágata Salemme (Colega) pela constante disponibilidade de ajuda e pelas conversas amigáveis que certamente tiveram grande valor.
Ao professor César Augusto Taconeli, do Departamento de Bioestatística, Instituto de Biociências – UNESP – Botucatu, pela realização e discussão da Análise Estatística.
EPÍGRAFE
Arco e Flecha
“Arco áureo no horizonte descansa
Lança suas flechas Que olhos ofusquem Nesta cegueira Faça refletir Espelho pense na alma em seu caminhar Evolução do andar Próximo passo Nova terra, nova água Sede e fome Outro passo Firme pisar. Queira que o inverno passe sabendo que a primavera chega E o verão... Oh verão que tanto se espera Sem temer a saudade o passar do tempo Temos um novo verão Olhos úmidos nos esperam Ansiedade incerta Medo do que já foi um dia Tempestades-ignorantes Mas agora somos novas criaturas Fugitivas do cárcere Inocentes andorinhas Esperamos terras fartas de alimento
Aquele mesmo sol que nos aquecia E acima de tudo a Paz Não que essa não seja luta Sim é luta, batalha dolorosa Mas sob nossos pés ... a terra. Porém, nos questionamos: Que paraíso é esse com o qual sonhamos repleto de decadência?
Que tesouro é este que se esconde em baú de serpentes?
Que jóia é esta feita de granizo granito grumos de maldade? Ora Revoada não sabemos o que nos guia e nem se esta é a direção Mas, se espera que a vitória caia sob nossos olhos e ajoelhada implore que a possua...
Espera e verá que sua vida se enterrou nas areias coloridas da ampulheta E não mais poderá desfrutar das armas Arco e Flecha"
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Médias e desvios-padrão dos valores de eritrograma dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe da avaliação de higidez... 56
Tabela 2 - Médias e desvios-padrão dos valores da contagem de plaquetas, proteína plasmática total e fibrinogênio, dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe da avaliação de higidez... 56
Tabela 3 - Média e desvios-padrão dos valores do leucograma dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe da avaliação de higidez... 56
Tabela 4 - Médias e desvios-padrão dos valores da bioquímica sérica dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe da avaliação de higidez... 57
Tabela 5 - Valores do hemograma de cavalos em repouso e considerados clinicamente hígidos conforme a literatura consultada... 58
Tabela 6 - Médias e desvios-padrão dos valores ventilatórios e de troca gasosa dos seis cavalos da raça Árabe em repouso... 61
Tabela 7 - Médias e desvios-padrão da temperatura ambiente e umidade relativa do ar do interior do CMEE aferidas imediatamente antes e após o término do protocolo de exercício... 62
Tabela 8 - Valores individuais, médias e desvios padrão do peso, em kg, dos seis animais da raça Árabe, obtido em balança digital e no dia anterior ao teste de exercício... 63
Tabela 10 - Resultados do teste não paramétrico de comparações múltiplas aplicado aos resultados do volume corrente... 65
Tabela 11 - Valores individuais, médias e desvios-padrão do Fluxo Máximo (FM), em litros por segundo, dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de exercício progressivo... 69
Tabela 12 - Resultados do teste não paramétrico de comparações múltiplas aplicado aos resultados do fluxo máximo... 69
Tabela 13 - Valores individuais, médias e desvios-padrão da Freqüência Respiratória (FR), em ciclos por minuto, dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de pós-exercício progressivo... 71
Tabela 14 - Resultados do teste não paramétrico de comparações múltiplas aplicado aos resultados da freqüência respiratória... 71
Tabela 15 - Valores individuais, médias e desvios-padrão do Volume Inspirado (VI), em litros, dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de exercício progressivo... 74
Tabela 16 - Resultados do teste não paramétrico de comparações múltiplas aplicado aos resultados do volume inspirado... 74
Tabela 18 - Resultados do teste não paramétrico de comparações múltiplas aplicado aos resultados da ventilação minuto... 76
Tabela 19 - Valores individuais, médias e desvios-padrão do Consumo de Oxigênio (VO2), em litros por minuto, dos seis cavalos da raça
Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de pós-exercício progressivo... 80
Tabela 20 - Resultados do teste não paramétrico de comparações múltiplas aplicado aos resultados do consumo de oxigênio (VO2) absoluto.... 80
Tabela 21 - Valores individuais, médias e desvios-padrão do Consumo de Oxigênio (VO2) relativo, em mL. kg-1. min-1, dos seis cavalos da
raça Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de pós-exercício progressivo... 82
Tabela 22 - Resultados do teste não paramétrico de comparações múltiplas aplicado aos resultados do Consumo de oxigênio (VO2) relativo... 82
Tabela 23 - Valores individuais, médias e desvios-padrão da Produção de CO2
(VCO2), em litros por minuto, dos seis cavalos da raça Puro
Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de exercício progressivo... 87
Tabela 25 - Valores individuais, médias e desvios-padrão do Quociente Respiratório (R), dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de exercício progressivo... 89
Tabela 26 - Resultados do teste não paramétrico de comparações múltiplas aplicado aos resultados do Quociente Respiratório... 89
Tabela 27 - Valores individuais, médias e desvios-padrão da Freqüência Cardíaca (FC), em batimentos por minuto, dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de pós-exercício progressivo... 92
Tabela 28 - Resultados do teste não paramétrico de comparações múltiplas aplicado aos resultados da freqüência cardíaca... 92
Tabela 29 - Valores individuais, médias e desvios-padrão da concentração de lactato sanguíneo, em mmol.L-1, dos seis cavalos da raça Puro
Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de exercício progressivo... 95
LISTA DE FIGURAS
Figura 1- Realização do exame eletrocardiográfico com o cavalo contido em tronco... 41
Figura 2 - Equipamento portátil de ultra-som utilizado para a realização do exame ecocardiográfico... 41
Figura 3 - Imagem videoendoscópica da laringe do cavalo 6 durante o galope em esteira. A. Adução da laringe. B. Abdução da laringe.. 43
Figura 4 - Central processadora e armazenadora de dados de troca gasosa, ventilatórios, temperatura ambiente e freqüência cardíaca... 44
Figura 5 - Acessórios para a calibração do sensor de volume: A. Seringa de 7L de volume B. Tubo plástico C. Anteparo para a Máscara... 44
Figura 6 - Acessórios para a calibração do sensor de concentrações de O2 e
CO2: A. Frasco com concentração gasosa conhecida B. Válvula
de fluxo C. Controlador de fluxo... 45
Figura 7 - Barômetro digital indicando a pressão atmosférica de 922 mBar.... 45
Figura 8 - Adaptação com recipiente plástico simulando a presença da máscara de análise de gases respiratórios... 46
Figura 9 - Realização da espirometria com o animal em repouso... 47
Figura 10 - Eqüino da raça Puro Sangue Árabe em fase de adaptação ao exercício em esteira com o simulador da máscara de análise de gases respiratórios... 48
Figura 12 - Vista frontal do ventilador e detalhe do anemômetro na posição que normalmente a cabeça do cavalo ocupa com relação à esteira durante o exercício...
49
Figura 13 - Cavalo da raça Árabe sendo pesado em balança digital do tipo plataforma. A. Cavalo posicionado sobre a plataforma metálica da balança. B. Painel da balança (valor em kg)... 49
Figura 14 - Cavalo sendo preparado para o teste padrão de exercício progressivo. A. Locais do posicionamento dos eletrodos do transmissor de freqüência cardíaca na região torácica esquerda (áreas com tricotomia). B. Cinta elástica e transmissor de freqüência cardíaca posicionados no tórax do cavalo... 50
Figura 15 - Cavalo preparado com transmissor de freqüência cardíaca e arreio de segurança... 50
Figura 16 - A. Oclusão do fluxo sanguíneo da veia jugular esquerda e introdução do cateter no sentido do fluxo. B. Acoplamento do tubo extensor ao cateter e verificação do fluxo sanguíneo pelo circuito de coleta de amostras de sangue venoso... 51
Figura 17 - Cavalo em galope durante teste padrão de exercício progressivo em esteira e equipado com a máscara de análise de gases respiratórios... 53
Figura 18 - A. Receptor de freqüência cardíaca fixado na barra lateral da esteira. B. Tubo de látex por onde a agulha de colheita a vácuo foi introduzida para obtenção de amostras de sangue venoso... 53
Figura 19 - Retirada de 20mL de volume do circuito através da torneira de três vias antes de cada colheita de sangue... 54
finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de exercício progressivo... 66
Figura 21 - Médias, desvios-padrão e resultados da análise estatística do Fluxo Máximo (FM), em litros por segundo, dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do
pós-exercício do teste padrão de exercício
progressivo... 70
Figura 22 - Médias, desvios-padrão e resultados da análise estatística da Freqüência Respiratória (FR), em movimentos por minuto, dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de exercício progressivo... 72
Figura 23 - Médias, desvios-padrão e resultados da análise estatística do Volume Inspirado (VI), em litros, dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de exercício progressivo... 75
Figura 24 - Médias, desvios-padrão e resultados da análise estatística da Ventilação Minuto (VM), em litros por minuto, dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de pós-exercício progressivo... 77
Figura 25 - Médias, desvios-padrão e resultados da análise estatística do Consumo de Oxigênio (VO2), em litros por minuto, dos seis
Figura 26 - Médias, desvios-padrão e resultados da análise estatística do Consumo de Oxigênio (VO2) Relativo, em mL. kg-1. min-1, dos seis
cavalos da raça Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de exercício progressivo... 83
Figura 27 - Médias, desvios-padrão e resultados da análise estatística da Produção de CO2 (VCO2), em litros por minuto, dos seis cavalos
da raça Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de exercício progressivo... 88
Figura 28 - Médias, desvios-padrão e resultados da análise estatística do Quociente Respiratório (R), dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de exercício progressivo... 90
Figura 29 - Médias, desvios-padrão e resultados da análise estatística da Freqüência Cardíaca (FC), em batimentos por minuto, dos seis cavalos da raça Puro Sangue Árabe obtidos aos dez segundos finais de cada fase de exercício (mudança de velocidade) e nos minutos do pós-exercício do teste padrão de exercício progressivo... 93
Figura 30 - Médias, desvios-padrão e resultados da análise estatística da concentração de Lactato Sanguíneo, em mmol.L-1, dos seis
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
% porcentagem
µl microlitros
AST aspartato aminotransferase ATP trifosfato de adenosina bpm batimentos por minuto Ca2+ íon cálcio
CHGM concentração de hemoglobina globular média CK creatina quinase
Cl- íon cloro
cm centímetros
CMEE centro de medicina esportiva eqüina CO2 dióxido de carbono
CtCO2 Concentrações totais de dióxido de carbono
dL decilitros
EB excesso de base
EDTA etilenodiaminotetraacético FA fosfatase alcalina
FC freqüência cardíaca
FCmax freqüência cardíaca máxima
FM fluxo máximo
FR freqüência respiratória
G Gauge
GGT gama glutamiltransferase
h horas
H+ íon hidrogênio
H2CO3 ácido carbônico
H2O água
HCO3- íon bicarbonato
HGM hemoglobina globular média
K+ íon potasio
kg quilogramas
L litros
m/s metros por segundo
mg miligramas
min minutos
mL mililitros
mm milímetros
mmHg milímetros de mercúrio mmol milimol
mpm movimentos por minuto Na+ íon sódio
ng nanogramas
O2 oxigênio
o
C graus celsius
PaCO2 pressão parcial de dióxido de carbono
PaO2 pressão parcial de oxigênio
PSI puro sangue inglês R quociente respiratório
RDW distribuição do diâmetro eritrocitário rpm rotação por minuto
s segundos
SaO2 saturação da hemoglobina por oxigênio
T temperatura
TPC tempo de perfusão capilar
TPEP teste padrão de exercício progressivo U/L unidade por litro
UI unidades internacionais
V200 velocidade de exercício na qual a freqüência cardíaca está em 200bpm
V4 velocidade na qual a concentração de lactato é igual a 4 mmol/l
VC volume corrente
VCO2 dióxido de carbono produzido
VG volume globular
VGM volume globular médio VI volume inspirado VM ventilação minuto VO2 consumo de oxigênio
SUMARIO
Página RESUMO
ABSTRACT
1. INTRODUÇÃO... 22
2. REVISÃO DE LITERATURA... 25
2.1 Espirometria... 25
2.2. Espirometria no estudo da fisiologia do exercício... 29
2.3. Espirometria no monitoramento do treinamento físico... 31
2.4 Respostas da freqüência cardíaca e da concentração sanguínea de lactato ao exercício ... 34
3. JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS... 38
4. MATERIAIS E MÉTODOS... 39
4.1. Local... 39
4.2. Fase de Condicionamento... 39
4.2.1. Exame físico... 39
4.2.2. Exames laboratoriais... 41
4.2.3. Exame de claudicação e avaliação cinemática do aparelho locomotor... 41
4.2.5. Exame videoendoscópico do trato respiratório anterior... 43
4.3. Calibração dos sensores de fluxo e de concentrações de O2 e CO2... 44
4.3.1. Sensor de Volume... 45
4.3.2. Sensor de O2 e CO2... 46
4.3.3. Sensor de pressão... 46
4.4. Espirometria com o animal em repouso... 47
4.5. Adaptação à locomoção sobre a manta da esteira com a Máscara de Análises de Gases Respiratórios... 48
4.6. Determinação da velocidade do fluxo de ar gerado pelo ventilador... 49
4.7. Pesagem dos cavalos... 50
4.8. Teste Padrão de Exercício Progressivo (TPEP)... 51
4.8.1. Cateterismo da veia jugular... 52
4.8.2. Espirometria... 53
4.8.3. Freqüência cardíaca... 54
4.8.4. Concentração de lactato sanguíneo... 55
4.9. ANÁLISE ESTATÍSTICA... 56
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO... 57
5.2. Exames laboratoriais... 57
5.3. Exame de higidez do sistema respiratório anterior, locomotor e cardíaco.... 59
5.4. Adaptação à locomoção sobre a manta da esteira com a Máscara de Análises de Gases Respiratórios... 61
5.5. Espirometria com animal em repouso... 62
5.6. Teste Padrão de Exercício Progressivo (TPEP)... 63
5.6.1. Espirometria durante o TPEP... 64
5.6.1.1. Respostas ventilatórias ... 66
5.6.1.1. Trocas gasosas... 81
5.6.2. Freqüência cardíaca... 93
5.6.3. Concentração de lactato sanguíneo... 96
6. CONCLUSÕES... 101
7. REFERÊNCIAS... 102
WATANABE, M.J. Avaliação espirométrica de cavalos da raça Puro Sangue Árabe durante teste padrão de exercício progressivo em esteira. Botucatu, 2007. 109p. Tese (Doutorado) - Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Campus de Botucatu, Universidade Estadual Paulista.
RESUMO
A espirometria refere-se a um teste fisiológico que mensura como o indivíduo inspira e
expira volumes e gases em função do tempo. Por meio da presente pesquisa,
avaliaram-se as respostas ventilatórias e de troca gasosa durante diferentes
intensidades de exercício. Seis eqüinos adultos da raça Árabe, clinicamente hígidos
foram submetidos ao Teste Padrão de Exercício Progressivo com a esteira com
inclinação de +6%, o qual consistiu da velocidade inicial de 1,8 m.s-1 por cinco
minutos, a 4,0 m.s-1 por três minutos, a 6,0 m.s-1 por dois minutos e fases a 8,0; 9,0;
10,0 e 11,0 m.s-1 por um minuto cada. Os parâmetros ventilatórios e de troca gasosa
foram monitorados por meio da máscara de análise de gases respiratórios nos dez
segundos finais da mudança de velocidade, e aos 1, 2 e 3 minutos do pós-exercício.
O volume corrente, a freqüência respiratória e a ventilação minuto elevam-se durante
o exercício, e diminuem no período pós-exercício. O consumo de oxigênio e a
produção de dióxido de carbono apresentam elevação linear conforme a intensidade
de exercício. O quociente respiratório eleva-se para valores maiores que 1,0 a partir
da velocidade de 9,0 m.s-1, indicando o predomínio do metabolismo anaeróbico, e
mantêm-se ainda elevado no período pós-exercício. A espirometria durante o Teste
Padrão de Exercício Progressivo confirma sua eficácia para a avaliação de respostas
ventilatórias e de troca gasosa em cavalos da raça Árabe durante e após a realização
de exercício em esteira ergométrica.
PALAVRAS-CHAVE: eqüino, sistema respiratório, espirometria, esteira de alta
WATANABE, M.J. Spirometry evaluation of Arabian horses during standard incremental exercise test on treadmill. Botucatu, 2007. 109p. Tese (Doutorado) - Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia, Campus de Botucatu, Universidade Estadual Paulista.
ABSTRACT
The spirometry is physiology test that measures how an individual inhales or exhales
volumes and gases of air as a function of time. This current study evaluated the equine
ventilatory and gas exchange responses during different levels of exercise. Six
clinically healthy Arabian horses were submitted to a standard incremental exercise
test performed on a high-speed treadmill with a slope of +6%, and initial speed of 1,8
m.s-1 during 5 minutes, then 4,0 m.s-1 during 3 minutes, 6,0 m/s during 2 minutes and
8,0; 9,0; 10,0 and 11,0 m.s-1 during one minute for each of these velocities. Ventilation
and gas exchange were measured using horse face mask with ultrasonic spirometryat
the time of 10 last seconds at the end of every speed change and at 1, 2 and 3
minutes after the end on the exercise, defined as experiment moments. We conclude
that during this exercise test it was increase in volume tidal, respiratory frequency and
minute ventilation, and decrease during post exercise. There was a linear increase in
both VO2 and VCO2vs exercise intensity. The respiratory quotient increases to values
higher than 1,0; when speed reaches 9,0 m.s-1 and on, indicating anaerobic
metabolism predominance, it keeps high in post exercise period. The spirometry in
standard incremental exercise test was efficient to evaluate the both gas exchange
and ventilatory responses of Arabian horses during and recovery of exercise perform
on treadmill.
1. INTRODUÇÃO
Os primeiros estudos sobre a fisiologia do exercício em eqüinos
foram realizados em 1934, objetivando o estudo do metabolismo energético,
com particular relevância às alterações decorrentes do trabalho realizado por
cavalos de tração. Nos anos de 1950 e 1960, alguns autores estudaram as
alterações hematológicas relacionadas ao exercício. Segundo Rose e Hodgson
(1994a), nos anos de 1983 e 1984, os autores Ivers e Swan publicaram livros
que disponibilizavam protocolos simples para o sucesso no treinamento de
cavalos, mas tais procedimentos não tinham o devido respaldo da investigação
científica, e muitos dos métodos propostos ficaram defasados, não resultando
na melhora do condicionamento e nem do desempenho atlético de eqüinos.
Atualmente sabe-se da inexistência de métodos adequados para
proporcionar o completo sucesso atlético em cavalos, uma vez que há a
necessidade de uma complexa interação dos sistemas músculo-esquelético,
nervoso, respiratório e cardiovascular para a obtenção do máximo
desempenho atlético. Assim sendo, a capacidade e, principalmente, a
integridade destes sistemas frente ao trabalho representarão um índice
substancialmente importante na determinação do potencial de performance, de
forma que pesquisas nessa área irão fornecer a oportunidade da utilização de
métodos modernos de avaliações e programas de treinamento do cavalo pelos
proprietários, treinadores e médicos veterinários.
Uma vantagem à disposição dos treinadores de atletas humanos é a
transmissão das idéias e das “sensações” do atleta ao treinador. Infelizmente,
de forma que comumente utilizam-se de informações adquiridas pela
experiência com o comportamento atlético dos cavalos. Conseqüentemente, é
pouco provável que programas de treinamento tenham a especificidade
individual necessária para cada cavalo. Porém, como os atletas de elite, sejam
humanos ou cavalos, sempre caminham em uma estreita margem entre o
máximo e o excesso de treinamento, a falta dessa troca de “sensações”
prejudicaria o trabalho de treinamento e, conseqüentemente, o resultado
atlético. Para tanto, é necessário o desenvolvimento de estudos controlados a
fim de se desenvolver técnicas para monitorar as respostas do organismo
antes, durante ou após o exercício, decorrentes dos diversos fatores que
influenciam a performance atlética (DERMAN e NOAKES, 1994).
As mais importantes variáveis utilizadas para a avaliação da aptidão
e da capacidade atlética são parâmetros fisiológicos, uma vez que fatores
psicológicos como o “desafio” e “a vontade de vencer” não podem ser
mensurados objetivamente. Tais parâmetros fisiológicos são mais facilmente
mensurados em medicina esportiva quando são adotados testes padrões em
esteira de alta performance e há disponibilidade de um laboratório de análises
clínicas, em comparação quando as avaliações são realizadas apenas a
campo (O-OOSTERBAAN e CLAYTON, 1999).
Os principais objetivos dos testes físicos de exercícios são estudar a
fisiologia do exercício, avaliar parâmetros metabólicos relativos ao diagnóstico
de perda de desempenho atlético, determinação do potencial de performance
e monitoramento do treinamento em cavalos atletas. Os parâmetros obtidos
durante o exercício podem fornecer informações a respeito tanto do
hematológicas e cardiovasculares frente ao exercício (SEEHERMAN e
MORRIS, 1990).
Durante as últimas décadas, as várias pesquisas realizadas com
cavalos durante o exercício demonstraram crescente evidência que o sistema
respiratório mesmo em eqüinos hígidos pode ser um fator limitante para se
alcançar a máxima performance atlética. Portanto, qualquer disfunção
respiratória, mesmo que subclínica ou moderada, pode significativamente
comprometer o metabolismo aeróbico de cavalos em exercício. A observação
de enfermidades do sistema respiratório como causa freqüente de queda de
desempenho atlético confirma a importância de uma ótima função respiratória
2. REVISÃO DE LITERATURA
2.1. Espirometria
Segundo Hodgson e Rose (1994a), durante o exercício ocorrem
consideráveis alterações das funções de bioenergia muscular, elevando as
reações necessárias para responder às trocas de O2 e CO2 entre a mitocôndria
e o meio extracelular, e exigindo uma refinada coordenação entre os
mecanismos cardiovascular e respiratório. Uma vez que, há necessidade de
elevação do fluxo de O2 para o músculo e concomitantemente, remoção do
CO2 dos tecidos, evitando o desenvolvimento da acidemia, pois essa
comprometeria intensamente a atividade contrátil do músculo, tanto pela
inibição do transporte de íons quanto de enzimas da glicólise (MAINWOOD e
RENAUD, 1985).
A espirometria é considerada como um teste de função pulmonar na
qual são mensurados volumes de ar e concentrações de O2 e CO2 inspirados e
expirados em função do tempo (MILLER et al., 2005). Em eqüinos três técnicas
são descritas para mensurar parâmetros respiratórios durante o exercício:
1. Técnica da Coleção em Balão: utiliza uma máscara, conectada a
uma válvula para não permitir que o mesmo ar seja respirado, a qual
possibilita a coleta e análise de gases expirados em um “balão”
(EVANS e ROSE, 1987). As principais desvantagens dessa técnica
são: o desconforto induzido pela alta resistência ao fluxo aéreo, o
espaço morto do equipamento, o alto peso da máscara e das
2. Técnica de Fluxo Aberto: emprega uma máscara conectada a um
tubo flexível, com indicador de fluxo de ar, a um “soprador” centrífugo
de alta velocidade, e um equipamento coletor de amostras gasosas
(ROSE et al., 1988; BAYLY et al., 1987; SEEHERMAN e MORRIS,
1990a). Essa técnica permite mensurações precisas do consumo de
O2 e produção de CO2, com o mínimo de desconforto do cavalo.
3. Técnica de Respiração por Respiração: utiliza sensores de fluxo de
ar e um espectrofotômetro de massa nas entradas de ar da máscara,
permitindo mensurações das concentrações dos gases respiratórios
via cabo ou por telemetria (ART et al., 1990). Essa técnica além de
utilizar máscaras leves e com baixa resistência ao fluxo respiratório,
os componentes permitem o registro continuado e simultâneo de
todas as alterações transitórias, não somente nos dados de trocas
gasosas (consumo de O2, produção de CO2 e da taxa de troca
respiratória), mas também dos dados ventilatórios (fluxo inspiratório
e expiratório, volumes, tempos, e outros).
O volume corrente (VC) refere-se ao volume de ar inspirado e
expirado durante um ciclo respiratório normal. Este valor em cavalos atletas
saudáveis e em repouso é de cerca de 12 mL.kg-1 de peso corporal.
Multiplicando o volume corrente pela freqüência respiratória (8 a 15
movimentos respiratórios por minuto), teremos a ventilação minuto(VM), que é
da ordem de 80 L.min-1, podendo atingir durante exercício máximo, valores de
O quociente respiratório (R) é determinado pela mensuração das
concentrações de CO2 e O2 nos gases expirados, de maneira que o R
corresponde à relação das concentrações de CO2 produzido pelo O2 utilizado.
O valor de R para a oxidação da gordura é 0,71; o R para a oxidação de
carboidratos é 1,0, enquanto que valores entre 0,72 a 0,99 indicariam uma
mistura de ambos os metabolismos de carboidratos e de gordura. Valores de R
maiores que 1,0 indicam metabolismo anaeróbico produzindo lactato que é
eventualmente convertido em CO2. Cavalos exercitando por 90 minutos em
esteira tem R entre 0,81 a 0,90 (EATON, 1994), enquanto que para o final de
um teste de alta velocidade de exercício, valores de R estão em torno de 1,22
a 1,36 (SEEHERMAN e MORRIS, 1990b).
O consumo de oxigênio (VO2) de um cavalo é a mensuração do
volume de oxigênio que é utilizado pela mitocôndria no músculo (HOLCOMBE,
2006), e pode ser obtida por meio de uma máscara de fluxo de gases, pela
qual as concentrações de O2 e CO2 podem ser determinadas no ar expirado,
possibilitando, dessa forma, o cálculo do volume de consumo de oxigênio para
diferentes intensidades de exercícios. Os valores do VO2 de cavalos em
repouso estão em torno de 2 a 3 mL.min-1.kg-1 (EVANS, 2000).
A quantidade máxima de oxigênio utilizada pelo cavalo durante um
exercício máximo é definida como consumo máximo de oxigênio (VO2max), e
esse é obtido por meio dos testes físicos de exercícios progressivos, com a
inclinação da esteira mantida de forma constante e a velocidade de exercício
sendo aumentada a cada 60 segundos até o cavalo alcançar a fadiga. Através
do monitoramento constante do VO2 durante o teste, nota-se um aumento
exercício, até o momento em que o aumento da carga de trabalho não é
acompanhado por uma elevação proporcional no consumo de oxigênio
(DERMAN e NOAKES, 1994).
A carga de trabalho de cavalos durante o exercício pode ser
representada por meio da velocidade, contudo, este dado não indica sua
demanda metabólica. De forma que, cavalos à mesma velocidade de exercício
podem apresentar consumos de oxigênio diferentes, conseqüentemente,
buscam-se empregar cargas de exercício específicas, as quais se baseiam na
intensidade do esforço comparado, por exemplo, com a freqüência cardíaca,
com a concentração de lactato sanguíneo ou com o VO2max (EVANS, 2000).
Enquanto atletas humanos de elite têm valores de VO2max variando
entre 69 e 85 mL de O2.min-1.kg-1, os cavalos da raça Puro-Sangue-Inglês
(PSI) de corrida têm valores duas vezes maiores, de cerca de 160 mL de
O2.min-1kg-1 (WEBER et al., 1987; ROSE et al., 1988). O alto VO2max dos
cavalos comparados com atletas humanos está relacionado, principalmente,
com a elevação do conteúdo de oxigênio arterial, secundária à contração
esplênica e conseqüente expansão da capacidade de transporte do oxigênio
sanguíneo (EVANS, 2000).
Em atletas humanos, o VO2max é considerado um bom padrão pelo
qual se avalia a capacidade de indivíduos para realizar exercícios prolongados.
Em cavalos da raça Puro Sangue Inglês (PSI), o VO2max foi correlacionado a
maiores velocidades de corrida em um percurso de 2000 m. Em pesquisa
conduzida por Gauvreau et al. (1995), observaram que os animais com altos
VO2max apresentaram melhor desempenho atlético na modalidade de corrida
Rose et al. (1995), compararam cavalos da raça PSI com da raça de
corrida de Trote com histórico de queda de desempenho atlético e por meio de
índices de capacidade atlética, observaram maior capacidade aeróbica durante
o teste de exercício progressivo nos animais PSI. Prince et al. (2002),
compararam as respostas metabólicas de cavalos da raça PSI e Árabes, e
observaram nos animais da raça PSI, valores maiores de VO2max, da
velocidade para atingir o VO2max e do tempo total de exercício, também durante
o teste de exercício progressivo.
2.2. Espirometria no estudo da fisiologia do exercício
Segundo Bayly et al. (1989), há o desenvolvimento de hipoxemia e
dessaturação de oxiemoglobina em cavalos submetidos a exercício em
intensidades maiores que 60% do VO2max, e hipercapnia quando a carga de
trabalho é maior que 85% do VO2max. Sendo anteriormente postulado que
essas alterações nas tensões hemogasométricas seriam reflexos do efeito
combinado da limitação do fluxo aéreo e da alta freqüência respiratória,
decorrente do sincronismo da freqüência respiratória com a do galope,
chamado de sincronismo respiração-locomoção (BRAMBLE e CARRIER,
1983)
Assim, Bayly et al. (1999) buscaram aumentar o tempo de
inspiração e expiração e o volume alveolar, enquanto mantinham a intensidade
de exercício e, conseqüentemente, a taxa de metabolismo por aumento da
inclinação da esteira. Estes autores concluíram que, independentemente da
freqüência respiratória, a principal razão para os cavalos desenvolverem
seria o limite mecânico para a ventilação que é observado no VO2max ou
próximo dele.
Como conseqüência desta limitação, o aumento do estímulo para a
respiração, que está associado tanto a hipercapnia quanto a hipoxemia, não
tem efeito na ventilação minuto e no pico de fluxo de ar expirado. Um padrão
similar de hipoventilação, porém menos pronunciado, ocorre em atletas
humanos de elite e em mamíferos de grande porte que não são aptos a altos
padrões aeróbicos. Essas observações sugerem que ambos, capacidade
aeróbica e tamanho corporal podem contribuir para hipoventilação, quando
exercitados próximo à capacidade aeróbica máxima (VO2max) (WILLIAMS et al.
1986).
Katz et al. (1999), realizaram pesquisa comparativa das respostas
ventilatórias com seis cavalos PSI (peso médio de 501kg) e cinco pôneis (peso
médio de 164kg), constataram que, ao contrário dos cavalos, os pôneis não
apresentaram hipoxemia ou a hipercapnia durante exercícios de alta
intensidade (115% do VO2max). Em comparação com os pôneis, as respostas
ventilatórias dos cavalos foram menos adequadas para a mesma carga de
exercício. Isso pode ter sido decorrente da baixa massa específica e
metabólica frente a ventilações, baseadas no peso, para cargas de trabalho
similares, sugerindo que cavalos apresentam hipoxemia e hipercapnia em
carga de trabalho maiores ou iguais a 90% do VO2max, porque suas demandas
metabólicas superam a capacidade de seus sistemas ventilatórios. Os pôneis,
porém, podem igualar sua resposta ventilatória à suas necessidades
Hopkins et al. (1998), avaliaram as trocas gasosas por meio da
espirometria em seis cavalos PSI submetidos a carga de trabalho 60% do
VO2max durante 28 a 39 minutos e observaram que o VO2, o débito cardíaco, e
o gradiente de pressão alveolar-arterial de O2 permaneceram inalterados após
os primeiros 5 minutos do exercício. A ventilação alveolar aumentou
progressivamente durante o exercício, devido ao aumento do volume corrente
e da freqüência respiratória, resultando em aumento na pressão arterial de O2
e decréscimo da pressão arterial de CO2.
2.3. Espirometria no monitoramento do treinamento físico
O treinamento adequado resulta em adaptações dos sistemas
cardiovascular, respiratório, esquelético e músculo-tendíneo, para que o animal
tenha um melhor desempenho em sua função. O desenvolvimento e aplicação
de novas técnicas de treinamento e monitoramento de cavalos atletas
permitem a melhora do desempenho, com índices reduzidos de lesões e fadiga
(EVANS, 2000). Neste sentido, O-Oosterbaan et al. (1999) relataram que a
obtenção de parâmetros fisiológicos e metabólicos visando ao monitoramento
é mais facilmente alcançada com o emprego de esteiras de alta velocidade,
pois essa possibilita a padronização dos testes físicos de exercício por meio do
controle, por exemplo, da velocidade, tempo, distância, superfície de trabalho,
da temperatura e da umidade relativa do ar.
Eaton et al. (1999) submeteram dez cavalos a um período de
treinamento de nove semanas, divididos em dois grupos de acordo com a
intensidade de treinamento. O grupo moderado foi definido com velocidade de
concentrações menores que 2 mmol.L-1. O monitoramento foi realizado por
meio de testes físicos de exercício nas 1a, 2a, 3a, 4a, 7a e 9a semanas e
observaram que VO2max aumentou sem a influência da intensidade do
treinamento (grupos) de 120,3 ± 4,8 mL.kg-1.min-1 para 144,7 ± 3,5 mL.kg-1.min
-1
com correlação significante entre o tempo de corrida e VO2max.
Gerard et al. (2002) utilizaram 12 cavalos de corrida de trote e
monitoraram o VO2max ao longo de 12 semanas de treinamento em esteira de
alta velocidade. O VO2max aumentou de 98,3 mL.kg-1min-1 antes do treinamento
para 117,6 mL.kg-1.min-1 na 12a semana, um aumento relativo de 19,8% e
concluíram que a evidência da melhora da performance, foi representada pela
maior distância e número de etapas completadas durante o teste de exercício
após o treinamento. Ainda, citaram que a maior resistência foi secundária ao
aumento da capacidade aeróbica, como demonstrada pela significante
correlação entre o tempo de fadiga e VO2max.
Knight et al. (1991) dividiram oito cavalos da raça PSI conforme a
carga de treinamento: grupo 40% do VO2max (velocidade de exercício de 3 a
5m.s-1) e 80% do VO2max (7 a 9m.s-1). Os testes foram aplicados nas 3a e 5a
semanas de treinamento para o monitoramento e ajuste das velocidades de
trabalho, e constatou que o treinamento resultou em elevação do VO2max em
todos os cavalos. Sendo o valor para o grupo 40% do VO2max, pré treinamento
de 149 mL.kg-1.min-1 e 162,1 mL.kg-1.min-1 após duas semanas de treinamento
e, para o grupo 80% VO2max de 142,4 mL.kg-1.min-1 para 158,2 mL.kg-1.min-1.
Em ambos os grupos foram observados elevação do VO2max linearmente no
início do treinamento e tendência à manutenção dos valores até o final.
VO2max no início do período de treinamento com valores médios
pré-treinamento de 117 mL.kg-1.min-1 para 135 mL.kg-1.min-1 após sete semanas e
140 mL.kg-1. min-1 (aumento de 20% com relação ao pré-treinamento) após 16
semanas.
Christley et al. (1997) estudaram a influência de 16 semanas de
treinamento em 13 cavalos de corrida de trote e também observaram aumento
do VO2max de 115 mL.kg-1.min-1 para 132 mL.kg-1.min-1 após oito semanas e
para 137 mL.kg-1.min-1 após o final do período de treinamento.
As menores porcentagens de aumento do VO2max em resposta ao
treinamento foram observadas por Bellenger et al. (1995), em pesquisa com
seis cavalos de corrida de trote que completaram um protocolo de treinamento
de cinco semanas, a intensidade de 65 a 80% VO2max e com distâncias de
2600m na primeira semana para 4500m. A elevação do VO2max com o
treinamento foi de 9%. Geor et al. (1999) submeteram seis cavalos da raça PSI
a um curto período de treinamento de dez dias consecutivos com protocolo de
cinco minutos de aquecimento seguido de 60 minutos a velocidade
correspondente a 55% do VO2max (4,3 a 4,8 m.s-1) e concluíram que
treinamento resultou em um aumento de 142 mL.kg-1.min-1 para 155 mL.kg-1.
min-1 (8,9%).
Os mecanismos cardiovasculares ligados à melhora do VO2 com o
treinamento foram relacionados a um aumento do débito cardíaco e/ou da
diferença arterio-venosa do conteúdo de O2. Em eqüinos atletas, observa-se
melhora na difusão de oxigênio alveolar após o treinamento, embora, em
contraste com humanos, a razão para essa melhora parece não ser uma
afinidade da hemoglobina pelo oxigênio. Isto poderia ser explicado por um
treinamento induzindo um deslocamento à esquerda da curva de
oxiemoglobina, resultando em diminuição na extensão da acidose e
hipertermia induzidas pelo exercício (ART e LEKEUX, 1993).
2.4. Respostas da freqüência cardíaca e da concentração sanguínea de lactato ao exercício
As mensurações da freqüência cardíaca (FC) durante o exercício
em cavalos atletas, assim como o VO2max, também são empregadas para
quantificar a intensidade da carga de trabalho, monitorar o condicionamento, e
para estudar os efeitos do exercício sobre o sistema cardiovascular (EVANS et
al., 1995). O sistema cardiovascular responde ao exercício com dramático
aumento da freqüência cardíaca, da força de contração, do volume sistólico e
do débito cardíaco. Estas respostas cardiovasculares são rápidas e
concomitantes à venoconstricção e vasodilatação arterial para o trabalho
muscular (McKEEVER e HINCHCLIFF, 1995).
Durante o exercício, observa-se uma elevação linear da freqüência
cardíaca proporcional ao aumento da velocidade de exercício até atingir
valores de 210 bpm (JONES, 1989), freqüentemente, atingem um valor o qual
não se eleva mesmo com o aumento da intensidade de trabalho, considerado
como a freqüência cardíaca máxima (FCmáx), referidas em cavalos de corrida
em torno de 240 a 250 bpm e de 180 a 200 bpm em atletas humanos
(PHYSICK, 1985).
Há um consenso na literatura demonstrando que as freqüências
treinamento. Contudo, A FCmáx não muda com o estado de treinamento, de
forma que a velocidade na qual é obtida pode ser maior em animais com
melhor condicionamento e menor naqueles que apresentam, por exemplo,
doença pulmonar obstrutiva crônica ou enfermidade cardíaca (EVANS e
ROSE, 1988).
Diferentes vias energéticas podem ser utilizadas simultaneamente
para a geração de energia e variam com relação à quantidade de ATP liberado
por grama de energia quebrada, e o quão rápido o ATP é liberado para a
contração muscular. O cavalo utiliza uma particular combinação de vias
energéticas na dependência da natureza do exercício e status do estoque de
combustível (MARLIN e NANKERVIS, 2002). Por exemplo, a utilização da
glicose para síntese de ATP em condições de quantidade insuficiente de
oxigênio ou na necessidade de energia em curto espaço de tempo, ocorre
segundo a equação: Glicogênio + 3ADP 2Lactato + 2 H+ + 3ATP (via
anaeróbia) (EVANS, 2000).
Concentrações aumentadas de lactato nas células musculares
podem ter efeito negativo na contração por inibir a liberação de íons cálcio do
retículo sarcoplasmático. A acidose nas células também tem efeito inibitório da
fosfofrutoquinase, uma enzima importante na via glicolítica de produção de
energia. Ambas as respostas limitam a habilidade de produção de energia,
resultando em fadiga muscular (EVANS, 2000), que é definida como a
incapacidade fisiológica de prosseguir com o esforço, sendo resultante da
falência energética muscular pelo declínio da concentração de ATP e acúmulo
Assim, o lactato produzido como resultado do trabalho muscular
durante todo tipo de exercício, difunde-se através da membrana citoplasmática
das células musculares para a circulação sistêmica, de maneira que
mensurações de suas concentrações sanguíneas refletirão as concentrações
do lactato muscular (ERICKSON, 1996). Contudo, a produção de lactato
depende amplamente do tipo de exercício, sendo que seu acúmulo no sangue
está relacionado com a carga de esforço e representa a intensidade de
exercício (DESMECHT et al., 1996).
Em condições de repouso, concentrações 0,5 a 1,0 mmol.L-1 de
lactato são constatadas no sangue (MARLIN, 2002a). Pequenos aumentos
nessa concentração ocorrem conforme o aumento da velocidade do exercício
e, em altas velocidades, o aumento se dá de forma exponencial, podendo
alcançar níveis de 20 a 30 mmol.L-1. Em tais velocidades, a demanda da
produção de grande quantidade de energia em curto espaço de tempo, induz
ao predomínio das vias metabólicas anaeróbicas de produção energética
(EVANS, 2000).
Schuback e Essen-Gustavsson (1998) submeteram cavalos de trote
a exercício com velocidades crescentes e observaram elevação exponencial
da concentração de lactato sanguíneo a partir do momento em que a
freqüência cardíaca dos animais atingiu 200 bpm, com pico de concentração
após 5 minutos do término do exercício de 27 mmol.L-1. Roneus et al (1999)
verificaram pico de concentração de lactato de 31,3 mmo.L-1 após o término do
exercício, assim como Rainger et al. (1994) e Räsänen et al. (1995), que
minutos do término do exercício, atribuindo este fato ao marcado efluxo de
3. JUSTIFICATIVA E OBJETIVOS
Acredita-se que o avanço nos estudos da fisiologia do exercício em
eqüinos seja essencial para possibilitar que os cavalos em nosso meio
expressem seu máximo potencial genético atlético, sustentado por sólidas
bases científicas e tecnológicas.
Considerando que métodos de avaliação do sistema respiratório
podem contribuir, tanto para o entendimento da complexa integração desse
sistema com a atividade física quanto para a detecção de alterações que
podem influenciar o desempenho atlético competitivo, esta pesquisa teve como
objetivo avaliar parâmetros ventilatórios e de troca gasosa, de cavalos da raça
Puro Sangue Árabe durante o teste padrão de exercício progressivo em esteira
4. MATERIAIS E MÉTODOS
Foram utilizados seis eqüinos da raça Puro Sangue Árabe, dois
machos castrados e quatro fêmeas, com peso médio de 356 ± 34 kg e, idade
entre seis e 12 anos; instalados no Hospital Veterinário da Faculdade de
Medicina Veterinária e Zootecnia - UNESP - Campus de Botucatu.
O grupo experimental foi composto de cavalos que estavam a pelo
menos três meses sem atividade física controlada e durante o experimento
foram mantidos em piquetes, alimentados com feno de capim coast-cross, ração comercial para eqüinos1, suplemento mineral2 e água ad libitum; foram pesados, submetidos ao casqueamento, à aplicação tópica de carrapaticida e
à administração de medicação anti-helmíntica a base de ivermectina 3, sendo
essa repetida a cada 8 semanas.
4.1. Local
O estudo foi conduzido no Centro de Medicina Esportiva Eqüina
(CMEE) “Prof. Dr. Armen Thomassian”, nas dependências do Departamento de Cirurgia e Anestesiologia Veterinária da Faculdade de Medicina e Zootecnia -
UNESP - Campus de Botucatu - SP.
4.2. Fase Condicionamento
A fase de condicionamento consistiu de um período de cerca de 30
dias dividida em várias etapas, visando à padronização do comportamento de
1 Triumph - Socil, São Paulo.
todos os animais frente ao exercício em esteira de alta velocidade. Dentre os
procedimentos desta fase foram realizados casqueamento, adaptação ao
manejo nutricional, ambientação, adaptação à locomoção sobre a manta da
esteira de alta velocidade4 e ao exercício com a Máscara de Análise de Gases
Respiratórios5 conforme técnica descrita por King et al. (1995).
Após a adaptação dos cavalos à locomoção sobre a manta da
esteira, foram realizados exames (itens 4.2.1 ao 4.2.5) com o animal em
repouso e durante o exercício, a fim de se verificar possíveis alterações dos
sistemas orgânicos que pudessem interferir nas respostas fisiológicas e
metabólicas frente ao exercício.
4.2.1. Exame físico
Consistiu de exame da mucosa ocular e oral, e no caso da mucosa
oral, o tempo de reperfusão capilar, palpação dos linfonodos submandibulares,
auscultação da área cardiopulmonar, mensurações das freqüências
respiratória e cardíaca, e aferição da temperatura retal.
4.2.2. Exames laboratoriais
Hemograma: Foram colhidas amostras de sangue venoso no mesmo dia do exame físico, com a utilização de agulha para coleta múltipla de
sangue6 de calibre 25x8 acoplada a tubos de coleta à vácuo7 (com ácido
etilenodiaminotetraacético – E.D.T.A.) de 4,5 mL de capacidade. Essas
4 Mustang 2200 – Kagra AG, Suíça. 5 MetaVet – Cortex, Alemanha.
amostras foram processadas no contador automático de células8. A dosagem
da proteína total e do fibrinogênio foi realizada pelo método indireto de
precipitação pelo calor (56 a 58oC) e a leitura feita em refratômetro conforme
Jain (1993).
Bioquímicos: Foram colhidas amostras de sangue venoso em frascos com gel coagulante9, após 30 minutos da colheita a amostra foi
centrifugada por dez minutos, o soro obtido foi processado para as
determinações da uréia, creatinina, lactato desidrogenase, creatina quinase,
aspartato aminotransferase, gama glutamiltransferase, proteína total e
fosfatase alcalina, utilizando técnica com reações com kits comerciais10 e
leitura espectrofotômetro.
Os exames laboratoriais foram processados no Laboratório Clínico
“Profa. Dra. Aguemi Kohayagawa” da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da UNESP - Botucatu - SP.
4.2.3. Exame de claudicação e avaliação cinemática do aparelho locomotor
Com o intuito de se verificar disfunções músculo-esqueléticas que
pudessem interferir no desempenho atlético dos cavalos e, conseqüentemente,
na execução do experimento, os animais foram submetidos a um exame de
claudicação e a movimentação em esteira de alta velocidade, gravada por uma
câmera e posterior análise.
8 Cell Dyn 3000 - Abbott 9 Labnew – Vacutainer (10ml)
4.2.4. Exame eletrocardiográfico e ecocardiográfico com o animal em repouso
Os exames eletrocardiográfico e ecocardiográfico foram realizados
pelo Serviço de Clínica Médica de Eqüinos da Faculdade de Medicina
Veterinária e Zootecnia - USP - São Paulo. No eletrocardiográficos foi
empregado aparelho de eletrocardiograma11 (Figura 1) com cabo de 4 vias, 3
canais de gravação e com as derivações ápice-base.
Figura 1 - Realização do exame eletrocardiográfico com o cavalo contido em tronco.
A avaliação cardíaca também foi realizada através do exame
ecocardiográfico utilizando equipamento de ultra-som portátil e transdutor
setorial multifrequencial de 2 a 4 MHz12 (Figura 2).
Figura 2 - Equipamento portátil de ultra-som utilizado para a realização do exame ecocardiográfico.
4.2.5. Exame videoendoscópico do trato respiratório anterior
O exame do aparelho respiratório anterior foi realizado utilizando-se
aparelhagem de videoendoscopia13 e reprodução de imagens14. Conforme
descrição abaixo.
Exame do aparelho respiratório com o animal em repouso
Com o animal em repouso foi realizada a avaliação estrutural da
concha nasal, osso etmoidal, recesso faríngeo, óstios faríngeos das bolsas
guturais, faringe, laringe e traquéia. Após essa inspeção, realizou-se a
avaliação funcional da laringe, observando os movimentos de abdução e
adução através da estimulação mecânica na região torácica e resposta reflexa
da laringe (slap test), da oclusão manual das narinas e estímulo do reflexo de deglutição.
Exame laringoscópio com o animal em movimento na esteira
A laringoscopia do cavalo durante o exercício foi realizada com o
intuito de avaliar possíveis alterações dinâmicas do funcionamento da laringe,
os chamados colapsos laringeanos durante o exercício. O cabo do fibroscópio
foi introduzido pela narina direita, posicionado na faringe do animal, de forma a
possibilitar a visualização da epiglote na tela do monitor e foi então fixado ao
cabresto com faixa de tecido (faixa umbilical). O cavalo foi submetido ao
protocolo de exercício em esteira, composto de uma fase de aquecimento ao
passo, trote e galope, e distância de 2000m, parada da esteira e passagem do
cabo do endoscópio conforme proposto por Parente (1998), com fases de um
minuto cada nas velocidades de 1,8; 4,0; 6,0; 8,0 e 9,0 m.s-1. As imagens
obtidas foram gravadas em fitas de videocassete15 e posteriormente
analisadas.
A B
Figura 3 - Imagem videoendoscópica da laringe do cavalo 6 durante o galope em esteira. A. Adução da laringe. B. Abdução da laringe.
4.3. Calibração dos sensores de fluxo e de concentrações de O2 e CO2 Para a confiabilidade e repetibilidade das mensurações realizadas
durante as avaliações com a Máscara de Análise de Gases Respiratórios,
foram realizados os procedimentos imprescindíveis para a calibração dos
sensores:
Sensor de Volume Sensor de O2 e CO2
Sensor de Pressão
Figura 4 - Central processadora e armazenadora de dados de troca gasosa, ventilatórios, temperatura ambiente e freqüência cardíaca.
4.3.1. Sensor de Volume
A calibração do sensor de volume foi realizada utilizando acessórios
para calibração e software específico, onde à máscara de análise de gases respiratórios foi acoplada uma seringa de calibração com sete litros de volume
e foram realizados cinco ciclos de movimentação do embolo de maneira lenta
e contínua.
4.3.2. Sensor de O2 e CO2
À semelhança da calibração do sensor de volume o sensor de
concentrações de O2 e CO2 foi calibrado conforme as instruções do software e o emprego de acessórios para calibração. Porém, ao tubo coletor de amostras
de gases foi conectado um frasco metálico com concentração de gases
conhecida (5% de CO2, 15% de O2 e balanceado com N2).
Figura 6 - Acessórios para a calibração do sensor de concentrações de O2 e CO2:
A. Frasco com concentração gasosa conhecida B. Válvula de fluxo C. Controlador de fluxo.
4.3.3. Sensor de pressão
A calibração do sensor de pressão atmosférica foi realizada
digitando o valor da pressão atmosférica obtida através de barômetro16.
4.4. Espirometria com o animal em repouso
O exame foi realizado visando verificar as trocas gasosas e os
dados ventilatórios com o animal em repouso padronizando-se dessa maneira
parâmetros de repouso.
Este exame foi realizado com o animal contido em tronco e com as
portas do Centro de Medicina Esportiva Eqüina fechadas, evitando assim o
trânsito de outros animais. Previamente à colocação da máscara com o sensor
ultra-sônico de fluxo, os animais foram adaptados colocando-se em seu
focinho um recipiente plástico com aberturas nasais, preso a um cabresto,
semelhante à máscara (Figura 8). A determinação do tempo de simulação da
presença da máscara foi dependente da observação do comportamento de
cada cavalo, ou seja, até que se mantivesse tranqüilo e sem a movimentação
da cabeça.
Figura 8 - Adaptação com recipiente plástico simulando a presença da máscara de análise de gases respiratórios.
Previamente a realização da espirometria as concentrações de O2 e
CO2 do ar ambiente foram analisadas pela central processadora de gases
respiratórios e então, a máscara de análise de gases respiratórios foi colocada
no focinho do animal, iniciando a obtenção dos parâmetros respiratórios
(Figura 9).
Figura 9 - Realização da espirometria com o animal em repouso.
4.5. Adaptação à locomoção sobre a manta da esteira com a Máscara de Análises de Gases Respiratórios
À semelhança da adaptação à presença da máscara com os
cavalos em repouso, os cavalos foram condicionados a realização de exercício
com a máscara, visando à locomoção nos andamentos passo, trote e galope,
com o mínimo movimento de cabeça. Para tanto, na fase inicial de adaptação,
os cavalos foram submetidos a exercício em esteira com o mesmo recipiente
plástico com aberturas na região das narinas e fixado a um cabresto (Figura
Figura 10 - Eqüino da raça Puro Sangue Árabe em fase de adaptação ao exercício em esteira com o simulador da máscara de análise de gases respiratórios.
4.6. Determinação da velocidade do fluxo de ar gerado pelo ventilador
Durante os testes físicos de exercício, o fluxo de ar foi gerado por
um ventilador17 (Figura 11) posicionado a cerca de 4 m de distância
frontalmente à esteira de alta velocidade.
Figura 11 - Vista lateral do ventilador e dos umidificadores ambientes posicionados frontalmente à esteira.
Para se estimar o fluxo de ar proporcionado pelo ventilador foi
realizado o monitoramento da velocidade do fluxo de ar, por meio do
posicionamento do anemômetro18 na região frontal da esteira (Figura 12), com
as portas do CMEE fechadas, a esteira inclinada 6% e durante um período de
20 minutos. Foi observada uma velocidade média de 2,2 ± 0,3 m/s.
Figura 12 - Vista frontal do ventilador e detalhe do anemômetro na posição que normalmente a cabeça do cavalo ocupa com relação à esteira durante o exercício.
4.7. Pesagem dos cavalos
No dia anterior ao teste e horário similar a aplicação do Teste
Padrão de Exercício Progressivo (TPEP), os cavalos foram pesados em
balança digital (Figura 13) visando à utilização deste dado para o cálculo do
consumo de oxigênio relativo.
A. B.
4.8. Teste Padrão de Exercício Progressivo (TPEP)
Os testes foram realizados entre 6:30h e 7:30h da manhã. No dia do
teste os cavalos foram encaminhados ao Centro de Medicina Esportiva Eqüina,
onde foram submetidos à escovação cutânea, limpeza dos cascos e das
narinas.
Os cavalos foram então preparados com a colocação de cinta
elástica e a essa o transmissor de freqüência cardíaca19, no lado esquerdo do
animal (Figura 14).
A. B.
Figura 14 - Cavalo sendo preparado para o teste padrão de exercício progressivo. A. Locais do posicionamento dos eletrodos do transmissor de freqüência cardíaca na região torácica esquerda (áreas com tricotomia). B. Cinta elástica e transmissor de freqüência cardíaca posicionados no tórax do cavalo.
