CUSTO ENERGÉTICO EM MUSCULAÇÃO:
Estudo da precisão da sua estimativa pela relação consumo de oxigénio
/ intensidade nos exercícios de extensão de pernas (Leg Extension),
supino inclinado (Inclined Bench Press), extensão de pernas na prensa
(Leg Press) e flexão de antebraços (Scott Biceps Curl).
Tese de Doutoramento em Ciências do Desporto
Orientador: Professor Doutor Victor Manuel Machado Reis Co-Orientador: Professor Doutor João Paulo Moreira de Brito
Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro Vila Real, 2013
CATARINA ALEXANDRA REBELO DOS SANTOS
CUSTO ENERGÉTICO EM MUSCULAÇÃO:
Estudo da precisão da sua estimativa pela relação consumo de oxigénio
/ intensidade nos exercícios de extensão de pernas (Leg Extension),
supino inclinado (Inclined Bench Press), extensão de pernas na prensa
(Leg Press) e flexão de antebraços (Scott Biceps Curl).
Tese de Doutoramento em Ciências do Desporto
Orientador: Professor Doutor Victor Manuel Machado Reis Co-Orientador: Professor Doutor João Paulo Moreira de Brito
Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro Vila Real, 2013
Este trabalho foi expressamente elaborado como dissertação original para efeito de obtenção do grau de Doutor em Ciências do Desporto, de acordo com o disposto no Decreto-Lei 107/2008, de 25 de junho.
AGRADECIMENTOS
Deixo o meu agradecimento a todos aqueles que me prestaram ajuda na realização desta dissertação, destacando:
o Professor Doutor Victor Manuel Machado de Ribeiro dos Reis (UTAD) pela excelen-te orientação e apoio com que sempre me presenexcelen-teou ao longo desexcelen-tes quatro anos;
o Professor Doutor João Paulo Moreira de Brito pelo apoio na realização de pré-testes e recolha de dados;
toda a equipa do Departamento de Desporto, Exercício e Saúde da UTAD pela disponi-bilidade mostrada na colaboração necessária;
a UTAD por ter acolhido este projecto e a Fundação para a Ciência e a Tecnologia por o ter financiado;
os meus pais, irmãos, familiares e amigos pelo encorajamento, paciência e apoio essen-ciais;
os proprietários do Ginásio Vires Corpus – Vila do Conde, pela cedência do espaço e máquinas utilizadas nos exercícios em análise;
Índice de Tabelas ………. VII
Índice de Figuras ………. VIII
Índice de Equações ……….. IX Índice de Abreviaturas ………...………. X Resumo ……… XI Abstract ………... XII 1 – Introdução ……….. 13 2 – Revisão da literatura ……….………. 18
2.1 – Formas de estimativa do custo energético ……… 20
2.1.1 – Custo energético aeróbio ………. 24
2.1.2 – Custo energético anaeróbio ………...…….. 25
2.2 – Custo energético em várias actividades físicas ……… 29
2.3 – Custo energético na musculação ……….. 32
2.4 – Percepção subjectiva de esforço ………..….. 38
3 – Materiais e métodos ……….………. 40 3.1 – Amostra ……… 41 3.2 – Procedimentos ……….. 41 3.3 – Instrumentos e medições ……….. 42 3.4 – Cálculos ……… 47 3.5 – Procedimentos estatísticos ………... 48
4 – Apresentação dos Resultados …………..……….. 49
5 – Discussão dos Resultados ………. 59
6 – Conclusão ……..……… 74
7 – Bibliografia …..………. 77
8.2 Anamnese ……… 102 8.3 Termo individual de consentimento ……… 103 8.4 Escala OMNI-RES ………...…………... 104
Tabela 1 – idade, características antropométricas, IMC e percentagem de massa gorda
da amostra ……… 41
Tabela 2 – percentagem da contribuição aeróbia e anaeróbia para o esforço de 80%
1-RM, para os exercícios: i) extensão de pernas (Leg Extension); ii) supino inclinado (Inclined Bench Press); iii) extensão de pernas na prensa (Leg Press); iv) flexão de antebraços (Scott Biceps Curl) ………..……...… 53
Tabela 3 – CE predito para 80% de1-RM pela relação VO2/carga externa, erro padrão de predição (SEP), défice de oxigénio acumulado (DOA) e erro do DOA para os exer-cícios: i) extensão de pernas (Leg Extension); ii) supino inclinado (Inclined Bench Press); iii) extensão de pernas na prensa (Leg Press); iv) flexão de antebraços (Scott Biceps Curl) ………...………..……… 54
Tabela 4 – valores média e desvio padrão dos valores de PSE para cada intensidade e
para cada um dos exercícios: i) extensão de pernas (Leg Extension); ii) supino inclina-do (Inclined Bench Press); iii) extensão de pernas na prensa (Leg Press); iv) flexão de antebraços (Scott Biceps Curl) ………. 57
Figura 1: rectas de regressão VO2/carga externa para os exercícios: i) extensão de nas (Leg Extension); ii) supino inclinado (Inclined Bench Press); iii) extensão de per-nas na prensa (Leg Press); iv) flexão de antebraços (Scott Biceps Curl) ……… 50
Figura 2: rectas de regressão VO2/trabalho mecânico para os exercícios: i) extensão de pernas (Leg Extension); ii) supino inclinado (Inclined Bench Press); iii) extensão de pernas na prensa (Leg Press) .………...……… 51
Figura 3: rectas de regressão VO2/potência mecânica para os exercícios: i) extensão de pernas (Leg Extension); ii) supino inclinado (Inclined Bench Press); iii) extensão de pernas na prensa (Leg Press) ……… 52
Figura 4: gráfico da contribuição da energia anaeróbia para os exercícios: i) extensão
de pernas (Leg Extension); ii) supino inclinado (Inclined Bench Press); iii) extensão de pernas na prensa (Leg Press); iv) flexão de antebraços (Scott Biceps Curl) ………... 53
Figura 5: gráfico da PSE para os exercícios: i) extensão de pernas (Leg Extension); ii)
supino inclinado (Inclined Bench Press); iii) extensão de pernas na prensa (Leg Press); iv) flexão de antebraços (Scott Biceps Curl) ……….….………… 56
Equação 1: equação para cálculo do CE (equivalentes de O2) no exercício supino
hori-zontal ……… 36
Equação 2: equação para cálculo do CE (equivalentes de O2) no exercício de agacha-mento ……… 36
Equação 3: fórmula utilizada para obter a densidade corporal para indivíduos do sexo masculino ……….………. 44
Equação 4: fórmula para converter a densidade corporal em percentagem de gordura corporal ………. 44
Equação 5: fórmula para cálculo do trabalho mecânico para os exercícios supino incli-nado e extensão de pernas ……… 47
Equação 6: fórmula para cálculo do trabalho mecânico para o exercício de extensão de pernas na prensa ………..……. 47
Equação 7: erro no défice de oxigénio acumulado ………. 48
Equação 8: erro no custo energético total ………...… 48
AACPR – American Association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation ACSM – American College of Sport Medicine
AF – Actividade Física CE – Custo Energético CO2 – Dióxido de Carbono cm – centímetro
DC – Densidade Corporal
DOA – Défice de Oxigénio Acumulado
EAN – Energia Anaeróbia consumida
EPOC – Excesso de Consumo de Oxigénio Pós Exercício f – valor f do teste ANOVA
FC – Frequência Cardíaca IMC – Índice de Massa Corporal Kcal/l – quilocalorias por litro Kcal/min – quilocalorias por minuto Kg – quilograma
Kj - quilojoule m - metro ml - mililitro
NIA – National Institute on Aging
OMNI-RES – Escala Percepção Subjectiva de Esforço para exercícios de musculação OMS – Organização Mundial de Saúde
O2 – Oxigénio
p – nível de significância P – Potência Mecânica
PSE – Percepção Subjectiva de Esforço R – Coeficiente de Correlação
R – razão de troca respiratória SEP – Erro Padrão de Predição
SGMA – Sporting Goods Manufacturers Association Sy,x – Erro Padrão de Regressão
VCO2 – Consumo de Dióxido de Carbono VE – Ventilação Pulmonar
VO2 – Consumo de Oxigénio
VO2Ac – Volume de Oxigénio Acumulado W – Trabalho Mecânico
1-RM – Uma Repetição Máxima η2
O presente estudo analisou uma metodologia de cálculo do custo energético (CE) em 4 exercícios de musculação. Foi desenhado para dar resposta às seguintes questões: i) qual o CE estimado pela relação consumo de oxigénio (VO2)/carga externa nos exercícios extensão de pernas (leg extension), supino inclinado (inclined bench press), extensão de pernas na prensa (leg press) e flexão de antebraços (scott biceps curl)? ii) qual a contri-buição aeróbia e anaeróbia para o esforço a 80% 1-RM nos 4 exercícios? iii) qual a pre-cisão de estimativa do CE e do défice de oxigénio acumulado (DOA) nos 4 exercícios? iv) existe relação entre a percepção subjectiva do esforço (PSE) e o CE nos 4 exercí-cios? v) a máxima lactatemia pós-esforço a 80% 1-RM reflete o DOA nos 4 exercíexercí-cios? A amostra foi constituída por 31 indivíduos voluntários, do sexo masculino, com idades entre os 25 e os 35 anos, praticantes de musculação. Os sujeitos da amostra foram sub-metidos a testes de 1-RM para os 4 exercícios em estudo. Para cada exercício foram realizadas duas sessões com cargas de 12% a 30% de 1-RM com duração de 3 a 5 minu-tos e uma sessão com carga a 80% de 1-RM, com medição de lactato após esforço. Para além da medição do consumo de oxigénio, foi utilizada uma escala de percepção subjec-tiva de esforço (OMNI-RES) em todos os esforços. De acordo com os objectivos traça-dos, seguem as principais conclusões a que chegamos. O custo energético a baixas intensidades (até 30% 1-RM) variou entre 5 a 9 kcal/min nos exercícios de extensão de pernas, supino inclinado e extensão de pernas na prensa; no exercício de flexão de ante-braços foi menor (3 a 4 kcal/min). À carga de 80% 1-RM o CE atingiu 17 a 26 kcal/min e foi igualmente menor na flexão de antebraços (9 kcal/min). O erro relativo das regres-sões entre VO2/carga variou entre ≈ 7 e 20%, encontrando-se próximos dos referidos na literatura (Robergs et al., 2007 e Vianna, 2010), na sua maioria acima dos 10%. Como o erro foi maior quando se usou a potência mecânica como preditor do VO2, é preferível o uso da carga ou do trabalho mecânico para estudar exercícios de musculação. O erro da extrapolação linear do CE para a carga de 80% 1-RM variou entre ≈ 8 e 20%, valor que pode ser considerado desde aceitável (limite inferior) até dificilmente aceitável (limite superior). Em esforço de alta intensidade (80% 1-RM) a energia anaeróbia foi predomi-nante (entre 70 e 80% da energia total) com excepção do exercício de flexão de antebra-ços, em que predominou a energia aeróbia. O défice de oxigénio a 80% 1-RM variou entre 31 e 55 ml/kg/min nos exercícios extensão de pernas, supino inclinado e extensão de pernas na prensa, com um menor valor no exercício de flexão de antebraços com valor próximo de 10 ml/kg/min. O erro no défice de oxigénio acumulado foi elevado (acima de 20%) nos exercícios de extensão de pernas, supino inclinado e flexão de antebraços, sendo menor e aceitável no exercício de extensão de pernas na prensa (≈8,5%). O CE pode ser predito pela PSE à 5ª repetição em esforços exaustivos com baixa intensidade (até 30%) nos quatro exercícios aqui estudados, com erros de ≈ 6 a 8%. O somatório do equivalente energético do lactato no sangue com a energia aláctica assumida, não reflete o DOA.
Palavras-Chave: custo energético; consumo de oxigénio; erro padrão de regressão; défice de oxigénio acumulado; percepção subjectiva de esforço.
The present study analyzed a method for the calculation of the energy cost (EC) in 4 resistance exercises. It was designed to address the following questions: i) what is the EC estimated by the oxygen uptake (VO2)/load relationship in the exercises of leg ex-tension, inclined bench press, leg press and scott biceps curl? ii) how much are the aer-obic and anaeraer-obic contributions to the total energy release at 80% 1-RM in the 4 exer-cises? iii) how much is the precision of EC estimated by the accumulated oxygen deficit (AOD) in the 4 exercises? iv) is there a relationship between the rate of perceived exer-tion (RPE) and the EC in the 4 exercises? v) does the post-exercise peak blood lactate reflects the AOD in the 4 exercises? The sample included 31 male volunteers between 25 and 35 years of age and with previous experience in resistance training. All subjects underwent 1-RM testing in the 4 exercises. For each exercise the subjects performed 2 sessions including exhaustive sets with loads comprised between 12% and 30% and with a duration comprised 3 and 5 min and one session with one exhaustive set at 80% 1-RM, the latter with post-exercise blood lactate measurements. During every effort oxygen uptake was measured as well as the RPE with the OMNI-RES scale. The main conclusions of the study are as follows. The EC at low intensities (up to 30% 1-RM) varied between 5 and 9 kcal/min in the leg extension, inclined bench press and leg press, being lower in the biceps curl (3 to 4 kcal/min). At the 80% 1-RM load the EC attained 17 to 26 kcal/min and was also smaller in the biceps curl (9 kcal/min). The standard error of the regression ranged from ≈ 7 to 20%, lying close to those reported in the literature (Robergs et al., 2007 and Vianna, 2010), mostly above 10%. Since the error was larger when the mechanical power was included in the regression as inde-pendent variable, it is preferable to use the load or the mechanical work as predictors of
VO2 when studying resistance exercises. The error of the linear extrapolation of the EC
to the 80% 1-RM load ranged from ≈ 8 to 20%, values that may be considered accepta-ble (lower limit) or hardly acceptaaccepta-ble (upper limit). At this high-intensity effort, anaero-bic energy release was predominant (70-80% of total energy release) with an exception of the biceps curl, where aerobic energy prevailed. The AOD at 80% 1-RM ranged from 31 to 55 ml/kg/min in the leg extension, inclined bench press and leg press, being lower in the biceps curl (near 10 ml/kg/min). The AOD imprecision was high (above 20%) in the leg extension, inclined bench press and in the biceps curl and it was smaller and acceptable in the leg press (≈ 8,5%). The EC at low intensity (up to 30%) can be pre-dicted by the RPE at the 5th repetition in the 4 exercises with errors of ≈ 6-8%. The sum of the blood lactate energy equivalent and the alactic energy assumptions did not match the AOD measurements in the current study.
Key-words: energy cost; oxygen uptake; standard error of the regression; accumulated
A característica mais marcante da sociedade contemporânea é a mudança. As alterações desencadeadas, em consequência do rápido desenvolvimento tecnológico e científico, modificaram o conjunto de valores, atitudes e comportamentos, adaptando-os ao novo contexto social. Associadas a estas alterações, proliferam as doenças, ditas de civilização, actualmente a maior causa de mortalidade.
Desde os nossos ancestrais até às sociedades modernas, surgem cada vez mais problemas associados ao modo de vida e à qualidade de vida. Um estilo de vida fisicamente inactivo, em função das actividades de lazer mais sedentárias e da industrialização dos grandes centros, apresenta-se como factor de risco para o ganho de massa corporal e um obstáculo para adopção de um estilo de vida mais activo (Carvalho
et al., 2005; Garland et al., 2011). Doenças provenientes destas sociedades são cada vez
mais frequentes e daí a grande necessidade de aumento do dispêndio energético das actividades que desenvolvemos no dia-a-dia. Na sociedade contemporânea ocidental, principalmente do tipo urbano, Corpo e Desporto são valores que progressiva e rapidamente têm vindo a adquirir um estatuto cada vez mais elevado.
Segundo o Gabinete de Estudos Económicos da Confederação do Desporto de Portugal (2001), o desenvolvimento social e económico das sociedades gerando maior bem-estar social e económico das populações possibilita uma maior disponibilidade de tempo e de meios materiais que permitem o crescimento do envolvimento benévolo das populações, nomeadamente no que diz respeito à saúde. O conceito actual de saúde, tal como é definido pela Organização Mundial de Saúde (OMS), enquadra-se numa perspectiva ampla e dinâmica. O estilo de vida actual, como resultado do desenvolvimento e utilização das novas tecnologias na vida quotidiana, faz com que o Homem contemporâneo utilize cada vez menos as suas potencialidades corporais, tornando-se sedentário. O sedentarismo é enfatizado como um factor de risco, com a mesma importância que o tabagismo e a alimentação (OMS, 2003). Vários estudos associam-no às maiores causas de morte e à mortalidade (Paffenbarger et al., 1986; Paffenbarger e Hyde, 1988; Blair et al., 1989; Mota e Duarte, 1999). Destaca-se um estudo da OMS designado de “Global Burden of Disease” (OMS, 2001) que aponta o sedentarismo como sendo um dos factores de risco mais importantes. Como forma de minimizar os efeitos nefastos do sedentarismo, a OMS reconhece a importância da actividade física para a saúde (física, mental e social, capacidade funcional e bem-estar) apontando-a como um factor de primordial importância na saúde pública, e conduzindo os países para a necessidade de políticas e programas com o objectivo de integrar a prática desportiva nos hábitos de vida das populações e sociedades, no sentido de diminuírem a despesa pública associada às despesas médicas com a população.
O aforismo latino mens sana in corpore sano – uma mente saudável num corpo saudável – é hoje mais verdadeiro do que nunca. Na sociedade da informação, em que as pessoas passam grande parte do seu dia de trabalho e do seu tempo livre diante do computador, a actividade física é cada vez mais importante para a saúde. A relação entre a prática de actividade física e os efeitos benéficos da mesma para a saúde já não é posta em causa, pois foram efectuados muitos estudos que demonstram que a prática de
actividade física aumenta o dispêndio energético e melhora a forma física e saúde (Dunn et al., 2001; Fagard, 2001; Kohl, 2001; Thune e Furberg, 2001; Vuori, 2001). Tal como a OMS (OMS, 1997; OMS, 1998), também o American College of Sports Medicine (ACSM, 1998; ACSM, 2001), o Institute of Medicine (2002), o U.S. Department of Health and Human Services (1996) e a American Heart Association (AHA, 1995 in: Fletcher, 1997), entre outros, se debruçaram acerca da necessidade de aumento do dispêndio energético e seus efeitos positivos na saúde. Estas instituições recomendam o aumento do dispêndio energético, através de exercício regular ou outras formas de actividade física como forma de melhoria da saúde e da qualidade de vida (Sheppard et al., 2003; Surakka, 2005).
Uma das formas de praticar actividade física é através do exercício com cargas adicionais, solicitando a força muscular, no vulgo musculação. A musculação é uma das mais antigas actividades mas sempre em constante evolução, principalmente devido ao avanço das pesquisas em fisiologia do exercício, biomecânica, psicologia e bioquímica do desporto, nutrição, entre outros. A musculação é utilizada frequentemente como componente nos treinos dos atletas (Elliot et al., 1990). No entanto, nestas duas últimas décadas, a musculação é praticada por todo o tipo de população e em número crescente de praticantes (SGMA, 2006 in: Gordon et al., 2007). A musculação tem vindo a tornar-se uma actividade física altamente versátil que pode tornar-ser praticada por pessoas de diversas idades para diferentes objectivos. Apesar dos avanços da tecnologia reduzirem a necessidade de níveis de força elevados, diversas as comunidades científicas certificam a necessidade do treino de força para a saúde, capacidade funcional e qualidade de vida (ACSM, 2002; Jones e Poole, 2005; Surakka, 2005; ACSM, 2009). A musculação induz a hipertrofia muscular (ACSM, 2002; Goto et al., 2004;) e está directamente ligado ao ganho de força, capacidade anaeróbia, composição corporal, densidade óssea, flexibilidade e funcionalidade física (ACSM, 1998; Nindl et al., 2000; Hunter et al., 2003). A musculação retarda o aparecimento de certas disfunções funcionais derivadas do envelhecimento (Fiatarone, et al., 1990; Hangerman et al., 2000; Vicente et al., 2002) e, o facto de melhorar a força e resistência muscular, permite uma melhor reabilitação de lesões da musculatura esquelética (Pollock e Vicente, 1996). A musculação é maioritariamente praticada em ginásios, que surgem em grande número, dado o crescente interesse das populações pela modalidade. O aumento de participantes e evolução da musculação adicionado ao aumento do número de adultos com sobre-peso (IMC ≥ 25) (OMS, 2000; Pereira e Mateus, 2003), justificam a pertinência do cálculo do custo energético (CE) requerido para esta modalidade (McArdle et al., 2007). Enquanto muitas modalidades de academia já se encontram estudadas quanto ao CE (actividades de grupo) e à relação entre o trabalho produzido e o CE (exercício em ergómetros) (Durnin e Passmore, 1967; Pollock, 1974), são ainda reduzidos os estudos sobre o CE para exercícios específicos de musculação.
Até ao presente, os exercícios com predominância aeróbia são apontados como promovendo um elevado dispêndio energético para além de contribuírem para a perda de massa gorda (Donahoo et al., 2005). Durante o treino de força, o metabolismo
muscular pode solicitar três tipos de sistemas energéticos (aeróbio, anaeróbio I e anaeróbio II). A medição com exactidão do CE, para exercícios com intensidades moderadas a elevadas, usando apenas a calorimetria indirecta, apresenta dificuldades uma vez que vários sistemas energéticos são utilizados. Em 1978, Wilmore et al. fizeram a primeira tentativa de quantificação do CE em musculação (Wilmore et al., 1978). Wilmore e a sua equipa de investigação trouxeram algo de novo para o cálculo do CE, pois, para além de aplicarem a calorimetria indirecta para cálculo do CE durante o exercício, também calcularam o Excesso de Consumo de Oxigénio Pós Exercício (EPOC) durante o retorno ao metabolismo basal. A partir daí, muitos outros estudos seguiram o mesmo protocolo ou protocolos semelhantes, considerando que o EPOC correspondia à quantificação da energia anaeróbia. Foi na década de oitenta que o conhecimento progrediu e a técnica utilizada até então se tornou inválida, principalmente para exercícios com alta intensidade (Gaesser e Brooks, 1984). Por outro lado, vários investigadores, provaram que a magnitude do EPOC varia com factores independentes (Byrnes et al., 1993; Robergs, 2007), tais como: intensidade e duração do exercício, o tempo de descanso entre exercícios, o tipo de exercício, a temperatura corporal, a ingestão calórica pré-exercício, o nível de treino, a preparação física, entre outros.
Em consequência, a soma do consumo de oxigénio (VO2) durante o exercício com o
VO2 após exercício não corresponde com rigor ao cálculo do CE para exercícios de intensidade alta. Assim sendo, posto este protocolo de lado pelas críticas de vários autores (Gaesser e Brooks, 1984; Scott et al., 1991; Scott, 1997; Scott, 2000; Robergs et
al., 2007), outros métodos semelhantes têm surgido como tentativa de aproximação ao
cálculo do CE mas sem grande fundamento do protocolo utilizado (Blessing et al., 1987; Byrd et al., 1988; Byrd et al., 1996; Hunter et al., 2003), ou simplesmente ignorando o metabolismo anaeróbio (Beckham e Earnest, 2000; Phillips e Ziuraitis, 2003; Caruso et al., 2003; Phillips e Ziuraitis, 2004).
Sendo o dispêndio energético a quantidade de energia que é consumida para a realização de uma tarefa, note-se que é utilizado o termo CE em detrimento de dispêndio energético quando diz respeito às estimativas que incluem a contribuição aeróbia e anaeróbia, e que nem sempre se podem calcular sem margens de erro. Se for utilizada uma metodologia muito rigorosa e fiável, o CE estimado poderá corresponder ao dispêndio energético da actividade realizada. O CE poderá ser definido como a quantidade de energia metabólica estimada, acima do valor de repouso, por unidade de peso (DiPrampero, 1986)
A verdade é que ainda não há um método exacto, rigoroso, não invasivo de cálculo do CE para exercícios de musculação de intensidade elevada. O que se propõe neste trabalho é uma tentativa de estimativa do CE, utilizando o método do défice de oxigénio acumulado (DOA) (Robergs et al., 2007). Este método consiste na obtenção da equação da recta de regressão linear, através do cálculo do CE em diferentes patamares de intensidade constante com estabilização do VO2. Resolvendo a equação da recta para intensidades mais elevadas, é possível, por extrapolação linear, obter o CE do exercício
para intensidades mais elevadas. Apesar do presente método de determinação do CE apresentar limitações subjacentes aos pressupostos nos quais assenta, pode ser o método mais apropriado para a quantificação do CE em exercícios de musculação.
A Percepção Subjectiva de Esforço (PSE) tem sido utilizada na musculação como recurso para determinar a intensidade do esforço e efectuar o controlo das cargas (Morales, 2004; Scheidt, 2005; Lagally e Robertson, 2006; Colado e Triplett, 2008; Gearhart et al., 2008; Lagally et al., 2009; Bolgar et al., 2010; Tiggemann et al., 2010). No entanto, não existem estudos que tenham investigado a relação da PSE com o CE. Assim, o presente trabalho foi desenhado para dar resposta às seguintes questões:
Qual o CE estimado pela relação VO2/carga externa nos exercícios: i) extensão de
pernas (Leg Extension); ii) supino inclinado (Inclined Bench Press); iii) extensão de pernas na prensa (Leg Press); iv) flexão de antebraços (Scott Biceps Curl)?
Qual a contribuição aeróbia e anaeróbia para o esforço a 80% 1-RM nos 4
exercícios?
Qual a precisão de estimativa do CE e do DOA nos 4 exercícios?
Existe relação entre a percepção subjectiva do esforço e o CE nos 4 exercícios?
A máxima lactatemia pós-esforço a 80% 1-RM reflete o DOA nos 4 exercícios?
Para dar resposta às questões anteriores, os objectivos do presente estudo foram:
Quantificar o CE em várias intensidades (12% a 30% de 1-RM) através da relação
entre VO2 e carga externa nos seguintes exercícios: i) extensão de pernas (Leg Extension); ii) supino inclinado (Inclined Bench Press); iii) extensão de pernas na prensa (Leg Press); iv) flexão de antebraços (Scott Biceps Curl).
Quantificar as fracções aeróbia e anaeróbia do CE em esforço a 80% 1-RM nos 4
exercícios.
Quantificar a precisão de estimativa do CE e do DOA nos 4 exercícios.
Quantificar a percepção subjectiva do esforço nos 4 exercícios e avaliar a sua
relação com o CE.
Quantificar a máxima lactatémia pós-esforço a 80% de 1-RM nos 4 exercícios e
A Fisiologia do Exercício concentra-se, na sua grande parte do estudo, na medição do metabolismo energético (McArdle et al., 2007). Quando se pretende conhecer o CE de uma actividade física é necessário conhecer a intensidade, duração e frequência dessa mesma actividade (ACSM, 2007). Tendo em conta que os objectivos de dispêndio de energia podem ser variados, a prescrição do exercício deve ser individualizada e de acordo com o objectivo pretendido (ACSM, 2007), por exemplo, se se pretendem benefícios em termos de saúde e de adaptação ao treino, tem que se ter em conta a quantidade de trabalho realizado desse treino (ACSM, 2007). A necessidade de estimativa do CE é da mais alta importância para o alcance de determinados objectivos, tais como: perda de gordura e diminuição do risco de doença crónica prematura (Bouchard, 2003).
Todos os seres humanos possuem capacidade para metabolismo energético tanto aeróbio como anaeróbio. No entanto há diferenças individuais em termos de capacidade metabólica para o exercício, isto é, a capacidade de cada forma de transferência de energia varia consideravelmente entre indivíduos e depende essencialmente da modalidade do exercício durante o qual essa capacidade é treinada e avaliada. (McArdle
et al., 2007).
A totalidade da energia dispendida a cada dia depende, em parte, da actividade física (AF) realizada pela pessoa (apresentando-se como a parcela do dispêndio energético diário que mais varia de indivíduo para indivíduo). A maioria dos estudos debruçam-se sobre actividades populares, tipo marcha, corrida, natação, pois são actividades que adquiriram um significado especial por causa dos papéis que desempenham no controlo ponderal, na condição física, na manutenção da saúde e na reabilitação (Carter et al., 2000; McArdle et al., 2007). Por outro lado, as actividades com considerável variação de intensidade (p.ex. ténis, futebol, basquetebol) não são tão fáceis de mensurar, sendo para esse fim necessário fazer medições mais frequentes do VO2 de forma a obter uma estimativa do dispêndio energético total.
Durante o exercício mais intenso, porque as necessidades energéticas são maiores que a capacidade de transferência de energia aeróbia, é solicitada a energia predominante-mente anaeróbia e acumula-se ácido láctico no sangue. Nessa situação, McArdle et al. (2007) dizem ser necessárias, para a estimativa do CE, mensurações do VO2 durante o exercício e a recuperação. Acrescenta ainda que essa estimativa é pouco precisa devido às alterações fisiológicas provocadas pelo exercício anaeróbio muito intenso, que induzem um elevado VO2 por um período alongado durante a recuperação. Por sua vez, o VO2 elevado, que é medido após o esforço, não reflecte o verdadeiro CE do exercício propriamente dito, podendo inflacionar a estimativa real, em comparação com o mesmo exercício realizado em condições aeróbias. Assim, a quantidade de energia gasta para diferentes actividades varia com a intensidade e o tipo de exercício. A maioria da literatura aponta o CE de variadas modalidades, mas esse CE foi determinado a partir do VO2 durante a modalidade e calculado o consumo médio de oxigénio (O2) por unidade de tempo. A partir desse valor calculavam-se as quilocalorias de energia usadas por minuto (Kcal/min). Estes processos punham de lado o processo anaeróbio e o EPOC.
2.1 – Formas de estimativa do custo energético
Seria bom que fosse possível medir a produção de energia nas fibras musculares de forma directa, mas como isso não é possível, outros métodos têm vindo a ser postos em prática para calcular o dispêndio energético do corpo em repouso e em exercício (Wilmore e Costill, 2004). São várias os métodos utilizados para medir o CE, assim como os indicadores que são utilizados. Para além de todos os métodos laboratoriais apresentarem procedimentos objectivos e precisos, exigem também equipamentos sofisticados e dispendiosos bem como uma análise de dados bastante complexa. A maior parte destes métodos servem, apenas, de critério de validação para os métodos de
terreno (Oliveira e Maia, 2001). Todos eles têm vantagens e limitações. Todos os
processos metabólicos que ocorrem no corpo resultam, em última análise, na produção de calor (cerca de 60%) (McArdle et al., 2007). Existem dois tipos de métodos para medir a quantidade de energia gerada pelo corpo durante o repouso e a actividade física: calorimetria directa e indirecta.
A calorimetria directa remonta à segunda metade do séc. XVIII, aos estudos iniciais
de Lavoisier e Laplace, tendo sido Antoine Lavoisier a primeira pessoa a realizar experiências sobre a respiração humana. Desde a década de 1890, com o surgimento do primeiro calorímetro humano construído pelos professores Atwater e Rosa da Universidade de Wesleyan nos EUA, que está confirmado o relacionamento entre o influxo de energia e o dispêndio de energia (McArdle et al., 2007). O calorímetro consistia numa câmara hermética com exigências de engenharia muito rígidas, grande, dispendiosa, altamente sofisticada que, para além da mensuração do calor libertado pelo corpo, também mensurava o vapor de água libertado pela respiração e pela pele do
indivíduo (Pedrosa et al., 2007). Medindo a produção de calor no corpo era a maneira
de estimar a produção de energia (Reis et al., 2000; Wilmore e Costil, 2004).
Para esse efeito encerra-se o indivíduo por um período superior a 24 horas (Didier,
1997; Melby et al., 2003)num compartimento termicamente isolado por onde passa um
acumulador de calor (em geral, água): se o compartimento (e o próprio indivíduo) mantiver a temperatura constante e o calor consumido na evaporação da água do suor puder ser considerado irrelevante, o aumento de temperatura da água permite o cálculo
do calor correspondente aos processos metabólicos no indivíduo (Fontes, 2003).
O calorímetro directo, é altamente preciso e de grande importância teórica, porém, quando adaptado ao tamanho dos humanos, é um instrumento pesado, de construção e manutenção caras e que limita o tipo de actividades que se podem realizar no seu
interior (Fontes, 2003). Torna-se, assim, inapropriado para determinar os dispêndios
energéticos na maioria das actividades desportivas, recreativas e ocupacionais (McArdle et al., 2007). Assim, o ritmo de dispêndio de energia durante o exercício é medido tipicamente por calorimetria indirecta. (ACSM, 2007).
Todas as reacções que libertam energia no corpo dependem, em última análise, da utilização de oxigénio (McArdle et al., 2007). A calorimetria indirecta consiste na medição do VO2 do indivíduo. A calorimetria indirecta permite também calcular a taxa de oxidação dos diferentes substratos (Melby et al., 2003; Wilmore e Costill, 2004; Powers e Howley, 2009).
A calorimetria indirecta por troca gasosa respiratória, baseia-se na medida do O2
consumido e do dióxido de carbono (CO2) produzido, com base na medição dos gases
do ar inspirado e expirado (Melo, 2008). A quantidade de O2 e de CO2 que se troca nos pulmões iguala, normalmente, a usada e libertada pelos tecidos do corpo. Desta forma podemos estimar o CE medindo os gases respiratórios (Wilmore e Costill, 2004). Com a medição do consumo de oxigénio da pessoa em repouso e sob condições de exercício em intensidade estável, é possível obter uma estimativa indirecta do metabolismo energético, pois a contribuição anaeróbia é muito pequena nessas condições (Brooks et
al., 1984). Para que o VO2 possa reflectir com exactidão o dispêndio energético, o exercício terá que ser predominantemente aeróbio. Caso contrário, com uma
contribuição significativa do metabolismo anaeróbio, o VO2 subestimará o dispêndio
energético. É uma técnica de custo aceitável, não invasiva e com grande
reprodutibilidade. A instrumentação é mais leve que a usada na calorimetria directa mas mesmo assim exige que o indivíduo respire dentro de uma máscara que pode ter
dimensões variáveis (Fontes, 2003), não influenciando o valor de VO2.
Existem outras técnicas de estimativa indirecta do custo energético que são menos precisas (ex. acelerometria) ou que sendo precisas, são de difícil aplicação (ex. diluição isotópica). A Acelerometria também é conhecida como uma forma de estimativa do gasto energético (Montoye e Washburn, 1983; Meijer et al., 1989; Haymes e Byrnes, 1993). Os acelerómetros são sensores de movimento sensíveis a variações na aceleração do corpo (Oliveira e Maia, 2001). Os sensores de movimento, quando utilizados na acelerometria, consistem em dispositivos fixados em partes específicas do corpo e são dispositivos capazes de medir movimentos, actualmente, em três eixos corporais (Melo et al., 2008). De referir que é necessária uma escolha apropriada do local de fixação do dispositivo, de forma a evitar eventuais situações de deslocação (Dobratz et al., 2007). O facto dos novos acelerómetros registarem dados em três eixos corporais (antero-posterior, lateral e vertical) permite uma medição directa e objectiva da frequência, intensidade e duração dos movimentos que estão a ser executados. Após a sua comercialização nos meados dos anos 90, o acelerómetro conhecido por
Caltrac, tem sido testado de forma a verificar a sua validade (Haymes e Byrnes, 1993).
Este aparelho apresentava, segundo Freedson e Miller (2000), a incapacidade para medir o padrão da actividade física diária de um sujeito por um longo período de tempo. Os avanços tecnológicos permitiram ultrapassar algumas das dificuldades até então registadas, surgindo um aparelho com pequenas dimensões e com uma elevada capacidade de armazenamento/memória que permite registos durante semanas. Assim, foram transformados os acelerómetros em instrumentos promissores para a medição da actividade física dos indivíduos. A monitorização do movimento através de um sensor
regista as oscilações do movimento, armazenando-as em períodos pré-definidos, guardados de forma contínua até seis semanas em intervalos mínimos de um segundo. Os dados são transferidos para um computador, para posterior análise.
Para além de um valioso instrumento de avaliação da actividade física nos indivíduos, o acelerómetro permite também determinar se a actividade física praticada é a mais correcta para melhores benefícios de saúde. No entanto, autores como Welk (2002) e Melby et al. (2003), alertam para o facto da avaliação da aceleração-desaceleração não ser suficiente em actividades diversificadas como o transporte de carga (levantamento de peso, ciclismo) ou deslocamento num plano inclinado (montanhas, escadas), isto é, são aparelhos insensíveis a movimentos que impliquem alterações de resistência ou inclinação. Por outro lado, quando utilizado apenas um único dispositivo, logicamente se este está aplicado num membro inferior, não perceberá os movimentos dos membros superiores. Assim, o ideal é o uso de vários acelerómetros, pois aumenta a validade de predição do gasto energético (Melby et al., 2003).
Para medição do CE existem também as técnicas de diluição isotópica: a técnica da água duplamente marcada e o método do bicarbonato marcado. A técnica da água duplamente marcada permite medir, de uma forma precisa, o gasto energético em indivíduos, sem causar nenhuma modificação no quotidiano (Westerterp et al., 1988; Scagliusi e Junior, 2005). A técnica da água duplamente marcada já foi descrita há mais de 40 anos (Lifson, 1966), no entanto, só mais recentemente é que foi utilizada como forma de controlar o CE durante a vida diária normal. (Wilmore e Costill, 2004). Este método permite uma grande liberdade ao indivíduo em estudo e baseia-se na estimativa do CO2 produzido pelo indivíduo. Implica que o indivíduo ingira uma determinada quantidade de água marcada com dois isótopos não radioactivos de oxigénio e hidrogénio (por exemplo, o oxigénio-16 (16O) foi substituído por oxigénio-18 (18O) e o hidrogénio por hidrogénio-2 (deutério, 2H2)). O isótopo do hidrogénio irradia-se através da água do corpo e o isótopo do oxigénio irradia-se tanto pela água como pelas reservas
de hidratos de carbono (nas quais se encontra acumulado CO2 derivado do
metabolismo) (Wilmore e Costill, 2004). As diferenças na eliminação entre estes dois isótopos ingeridos ao mesmo tempo, pode predizer a medida de produção de CO2. São necessárias colheitas seriadas da urina ou de outro líquido biológico para determinar a velocidade de saída do corpo desses isótopos. Estes ritmos calculados através das
colheitas de urina, saliva ou sangue permitem-nos calcular a quantidade de CO2 que se
produz, podendo-se converter em consumo energético através de equações calorimétricas. O uso de isótopos veio dar um grande contributo à investigação do metabolismo energético. Os isótopos, radioactivos ou não radioactivos, apresentam peso atómico atípico. O uso de isótopos não radioactivos não ajuda à missão de os detectar com tanta facilidade dentro do corpo, em relação aos isótopos radioactivos. Os isótopos radioactivos, apesar de se detectarem com mais facilidade, representam um perigo para os tecidos e, por isso, o seu uso em estudos com humanos é pouco frequente. A grande limitação do método prende-se com os custos dos equipamentos
(espectrómetro de massa) e dos isótopos, e é necessário pessoal altamente treinado para a sua aplicação (OMS et al., 2004; Scagliusi e Junior, 2005).
De referir que a produção de isótopos é lenta, pelo que a medição do metabolismo energético deve ser feita durante várias semanas. Este método não é muito adequado para medir o metabolismo durante o exercício. É, no entanto, um método com uma precisão superior a 98% (Wilmore e Costill, 2004) e baixo risco, o que lhe permitiu estar apto para a determinação do gasto energético diário, apesar de não dar informação acerca do nível de actividade física dos indivíduos (Melo, 2008), nem permitir medir as taxas de oxidação do substrato (Melby et al., 2003; Wilmore e Costill, 2004; Powers e Howley, 2009).
O método do bicarbonato marcado é outra forma de calorimetria indirecta utilizada para
estimar a produção de CO2 e o gasto energético. Esta técnica baseia-se na
administração de uma dose de NaH14CO3 ou de NaH13CO3 que, a partir da oxidação celular de macronutrientes, será diluída na própria produção de CO2 pelo organismo (Melby et al., 2003). A magnitude da diluição isotópica pode ser usada para determinar a taxa de produção de CO2, a qual permite um cálculo do gasto energético, à semelhança do método da água duplamente marcada (Melby et al., 2003).
Em suma, a calorimetria indirecta através do equivalente energético do O2 é o método mais usado e que parece ser o mais adequado no âmbito da actividade física em humanos. Os estudos do metabolismo energético que utilizam calorimetria tanto directa como indirecta foram convincentes quanto à validade do método indirecto, tendo-se demonstrado uma estreita concordância entre os dois métodos, registando-se uma diferença inferior a 1% (Wilmore e Costil, 2004; ACSM, 2007), em situações estáveis. A calorimetria indirecta é muito útil, conveniente e de custo relativamente baixo para medir a Taxa Metabólica de Repouso, o Efeito Térmico dos Alimentos e o CE de um exercício ou actividade realizada em laboratório. No entanto, não é tão fácil de ser aplicada em exercícios que requerem uma movimentação livre. Para isso, recorre-se às técnicas de diluição, apesar de serem somente adequadas para estudos com um número reduzido de indivíduos (Melby et al., 2003). No caso de estudos com um grande número de indivíduos devem ser aplicados outros métodos, por vezes menos válidos (ex. o uso de acelerómetros ou de equações assumidas).
Sabendo que a principal limitação de todas as técnicas é a falta de precisão da medida, que nenhuma destas técnicas é perfeita para fornecer a avaliação precisa de padrões de actividade física e de gasto energético nessas actividades, em indivíduos com livre movimentação, que não são multidimensionais na sua maioria, deve-se optar pela combinação de vários métodos de forma a alcançar os resultados mais precisos. (Melby
et al., 2003). Só com o surgimento de um maior número de estudos e investigações é
que se poderá ultrapassar a dificuldade acima referida. Para isso é igualmente importante um padronizar das técnicas para que se consigam resultados comparáveis e validamente analisados.
A principal limitação do uso do equivalente energético do O2, é que só é quantificada a fracção de energia produzida por vias aeróbias. Logo, esta medida é menos precisa quanto mais anaeróbio é o esforço (quanto maior a intensidade do mesmo).
2.1.1 – Custo Energético Aeróbio:
O CE aeróbio é determinado pela calorimetria indirecta e tem como principal indicador o VO2. O cálculo do equivalente de O2 consumido, que se baseia na análise das concentrações de O2 e CO2 do ar expirado, pressupõe a quantificação de O2 inspirado e da razão de troca respiratória (R). Esta última, é determinada pelas taxas de consumo de O2 (VO2) e da produção de CO2 (VCO2), é uma variável que carece de unidade e permite estimar o contributo relativo de cada via metabólica para uma determinada intensidade (Wilmore e Costill, 2004). O R proporciona informação acerca da utilização dos substratos ao nível celular, sendo igual a 1,0 para a oxidação dos carbohidratos, a 0,7 para a oxidação das gorduras e a aproximadamente 0,8 para a oxidação das proteínas. Para cada valor de R existe um valor calórico correspondente para cada litro de O2 consumido, designado como equivalente energético. Esse valor permite um alto grau de exactidão ao determinar o dispêndio energético durante o exercício (Gastin, 2001). Por exemplo, o equivalente energético para um R igual a 0,71 é de 4,69 quilocalorias por litro (kcal/l) de O2; para um R igual a 0,80 é de 4,80 kcal/l
O2; para um R igual a 1,00 é de 5,05 kcal/l de O2 (Wilmore e Costil, 2004). O valor de
R em repouso é entre 0,78 e 0,80 (Wilmore e Costil, 2004). No entanto, o valor R pode
ultrapassar o valor 1,0 durante o exercício acima de 60% do VO2máximo, sem estado
estável ou máximo, por causa da hiperventilação (que aumenta a libertação de CO2 dos pulmões) e do tamponamento do ácido láctico no sangue (que proporciona uma fonte não-metabólica de CO2).
De acordo com Wilmore e Costil (2004), as limitações deste processo prendem-se com o facto dos cálculos da troca gasosa terem de ser feitos sob condições especiais, isto é, pressupondo que o O2 do corpo permanece constante e que o intercâmbio de CO2 nos pulmões seja proporcional à sua libertação desde as células. Ora, este último aspecto é o que se torna mais inconstante, pois as acumulações de CO2 no corpo são grandes e podem ser alteradas com um simples respirar profundo (hiperventilação) ou nos exercícios de alta intensidade (Melby et al., 2003). A utilização do R como meio de determinação dos substratos energéticos apenas se verifica quando existe estabilização no VO2. Daí que a calorimetria indirecta, por troca gasosa respiratória, seja muito utilizada para obter a estimativa do dispêndio energético em esforços contínuos com intensidades baixas e moderadas, com a necessidade de ser atingida a estabilização do VO2 (ACSM, 2007).
2.1.2 – Custo Energético Anaeróbio:
Os métodos para calcular a energia anaeróbia utilizada são menos precisos, apresentando algumas dificuldades técnicas (Saltin, 1990b). Têm-se usado uma variedade de procedimentos, no entanto, não existe um método aceite universalmente (Gastin, 2001). Há três métodos que são usualmente referidos na literatura e que são: i) a medição de metabolitos intramusculares; ii) a estimativa do equivalente energético de lactato no sangue; iii) a estimativa do défice de oxigénio acumulado (DOA). Das anteriores, apenas quando é usado o equivalente energético de lactato, a estimativa limita-se à fracção de energia obtida por via láctica. Nesses casos, para estimativas do CE total, é normalmente adicionado um valor assumido como correspondendo ao total de energia aláctica utilizada num exercício. Esse valor pode variar segundo o tipo de exercício e é usualmente estimado a partir da constante temporal de resposta rápida da cinética do VO2 após o esforço (componente aláctica da dívida de O2) e segundo DiPrampero et al. (1981) pode atingir 36.8 mlO2.kg-1. Esta estimativa normalmente é feita a partir da cinética do VO2 na recuperação após o esforço (fase rápida ou fase aláctica do EPOC), conforme referido por DiPrampero et al. (1981).
A medição de metabolitos intramusculares, consiste numa técnica por biópsia muscular e medição directa de alterações dos metabolitos celulares.
O facto de se saber que é a nível da fibra muscular que se dão os mais importantes fenómenos de adaptação ao exercício, fez com que a utilização da biopsia muscular se tornasse um meio de investigação. A biópsia muscular consiste na recolha de tecido muscular que, quando aplicada a atletas, se realiza de forma percutânea por agulha. É um método que apesar de ser invasivo, não se apresenta como um meio demasiado agressivo e induz níveis de morbilidade quase nulos (Bergstrom, 1962), podendo o atleta voltar de imediato à actividade física logo após a extracção da amostra (Bergstrom, 1975; Soares et al., 1989). As limitações desta técnica devem-se ao facto de só apenas um reduzido número de músculos poderem ser biopsiados, limitando estudos mais generalizados. Por vezes verifica-se a necessidade de recolha de amostra de tecido muscular a diferentes profundidades para que se garanta uma quantidade representativa do músculo global (Gollnick et al., 1972) e representativa da sua heterogeneidade em termos de composição das fibras (Sjonstrom e Fridén, 1984). Todavia, o facto de ser uma técnica invasiva desaconselha-a em inúmeras situações. A nossa opinião, de encontro com a de Léger et al. (1984) e a de Vilas-Boas (1990), é a de privilegiar as técnicas que não afectem a saúde e bem-estar dos avaliados, seguindo uma importante regra deontológica.
Para além das limitações relacionadas com o facto de ser invasiva e com o grau de desconforto, esta técnica, por ter altas exigências técnicas e elevado custo, não é recomendada para o controlo periódico do treino (Appenzeller, 1988). O material
recolhido sofrerá os procedimentos habituais seja para o estudo morfológico, por microscopia óptica e/ou electrónica, seja para a avaliação bioquímica (Soares e Duarte, 1991). Para a avaliação do potencial bioenergético de desportistas, Vilas-Boas (1991) afirma que este método é o que se constitui pelos procedimentos mais elaborados, fiáveis e conclusivos de entre os disponíveis.
Para determinação da energia anaeróbia interessa principalmente a medição directa de alterações dos seguintes metabolitos celulares: i) reservas musculares de fosfatos de alta energia; ii) reservas musculares de glicogénio; iii) concentração de lactato.
Quando usado o equivalente energético de lactato no sangue, a componente anaeróbia do exercício é calculada pela diferença entre o pico da concentração de lactato após o exercício e da concentração de lactato antes do exercício. O valor obtido é multiplicado pelo massa corporal e por 3 mililitros de O2 (DiPrampero e Ferretti, 1999), obtendo-se
assim um equivalente de O2 em ml.kg-1.min-1. Para conversão do equivalente de O2 em
equivalente calórico, usam-se os equivalentes referidos atrás (ver 2.1.).
O Equivalente energético de lactato no sangue, como forma de quantificação da produção de energia anaeróbia apresenta algumas margens de erros ainda por quantificar. Esta técnica tem como principal limitação o facto de utilizar a avaliação de um metabólito no sangue, após ele ser formado a nível muscular. Assim sendo, todos os fenómenos que se registam desde a sua formação até ao seu aparecimento no plasma não podem ser controlados (Astrand e Rodahl, 1980; Brooks e Fahey, 1984; Lehninger, 1987). A concentração sanguínea de lactato não reflecte apenas a produção celular de lactato, mas também a sua metabolização e excreção (Cazorla et al., 1984). Torna-se assim difícil de identificar em que momento se dá o equilíbrio entre a concentração de
lactato no músculo e a concentração de lactato no sangue (Saltin, 1990b). De referir que
o aumento da produção de lactato pelos músculos começa antes de se atingir o limiar de lactato, apenas não se verifica logo pois o lactato produzido é eliminado por outros tecidos (Wilmore e Costil, 2004), isto é, é eliminado rapidamente pelo coração e pelas
fibras musculares vizinhas com uma alta capacidade oxidativa (Saltin, 1990b; McArdle
et al., 2007).
Gastin (2001) refere que, para além da concentração de lactato no sangue ser inferior à concentração de lactato no músculo, essas ocorrências bioquímicas, que variam de indivíduo para indivíduo, interferem no processo de avaliação metabólica do comportamento dos atletas e fazem deste meio um processo menos rigoroso. Por outro lado, a concentração de lactato apenas nos indica o nível da glicose metabolizada por via anaeróbia, não indicando o nível de energia obtida através das reservas de ATP e
Creatina Fosfato (Saltin, 1990a), isto é, só nos dá a via láctica, sendo que a via aláctica
não é mensurada.
Saltin (1990b) reporta-nos ainda para a variabilidade do espaço de diluição para o lactato, isto é, nem sempre o lactato está uniformemente distribuído pelos distintos
compartimentos hídricos corporais, e quando isso acontece, parte já foi metabolizada (Saltin, 1990ª). Mais, Medbø e Burgers (1990) referem que a quantidade de lactato que é libertada para o sangue, para além de pequena é variável, podendo essa margem atingir os 31% em testes repetidos em diferentes dias (Fugitsuka et al., 1982). Acrescentamos ainda que a Capacidade de Tamponamento varia de indivíduo para indivíduo; para a mesma quantidade de lactato no sangue pode haver níveis de acidez diferentes, demonstrando a influência com o PH (Péronnet e Aguilaniu, 2006). O transporte de lactato, para além de sensível ao PH, também é influenciado por inibidores de transporte específicos e temperatura. Apesar de todas estas margens de erro por quantificar, tornou-se no método mais comum de mensurar a energia anaeróbia libertada, pois passa pela transformação das concentrações de lactato no sangue em equivalentes de O2 (Margaria et al., 1963; DiPrampero et al., 1978; Zamparo et al., 2000; Laffite et al., 2004; Reis et al., 2010a).
Scott e a sua equipa de investigadores (2009) indicam que a forma mais fiável para a análise do dispêndio energético, em esforços de curta duração e alta intensidade, é a combinação da análise respiratória com a análise bioquímica sanguínea. Este método é o sugerido pelos autores para aplicação na musculação.
Relativamente ao Défice de Oxigénio Acumulado (DOA), este é um método utilizado para a estimativa da produção de energia anaeróbia incluindo as duas componentes,
láctica e aláctica (Reis et al., 2010b) e dispensando qualquer meio invasivo (Medbø et
al., 1988; Gastin et al., 1991; Russell et al., 1998; Russell et al., 2000). A sua
determinação é possível a partir da medição do VO2 e permite a quantificação das fracções de energia aeróbia e anaeróbia relativamente ao CE total do esforço (Reis, 2003). Este método, pouco estudado na musculação é utilizado há mais de 20 anos, em exercícios cíclicos.
Surge, em 1984, o método do DOA proposto por Medbø e colega de investigação (Medbø e Hermanssen, 1984) que foi validado em 1988 por Medbø et al. (1988). Desde então tem sido considerado a medida mais aceite de capacidade anaeróbia (Medbø,
1996; Saltin, 1990a; Scott et al., 1991; Gastin, 1994; Nakamura e Franchini, 2006; Reis
et al., 2006; Reis et al., 2010a), isto é, a medida disponível mais realista para quantificação da produção de energia anaeróbia.
A capacidade anaeróbica determinada através do DOA corresponde à diferença entre a quantidade de O2 necessário e o VO2, durante o exercício. A validade deste método é suportada pela correlação forte entre o DOA e a energia anaeróbica produzida num único grupo muscular (Bangsbo et al., 1990).
O método do DOA consiste na extrapolação linear do CE supramáximo a partir do CE
submáximo. Para isso, é necessário que se verifique uma estabilização do VO2 a várias
intensidades submáximas acima do limiar anaeróbio (Reis, 2003). É verdade que não se sabe se a eficiência mecânica é a mesma nos dois tipos de esforço (submáximo e
supramáximo) (condição necessária para validar tal assunção), pois há falta de concordância entre investigadores, tendo-se chegado a valores de eficiência mecânica em exercício muito variados (Gladden e Welch, 1970; McCartney et al., 1983; Secher et
al., 1983; Kavanagh e Jacobs, 1988; Davies e Sandstrom, 1989; Bangsbo et al., 1992;
Bangsbo et al., 1993; Woledge, 1994; Medbø, 1996; Bogdanis, 1998). Mas também é verdade que, até agora, nenhum outro método alternativo foi proposto e validado. Desta forma, apesar das dúvidas quanto à sua validade científica, este método tem sido vastamente usado tanto para tapete rolante (Bangsbo et al., 1993; Olesen et al., 1994; Nummela e Rusko, 1995; Spencer et al., 1996; Sloniger et al., 1997; Craig e Morgan, 1998; Doherty, 1998; Scott, 1999; Doherty et al., 2000; Bickham et al., 2001 ; Friedmann et al., 2001; Ramsbottom et al., 2001; Spencer e Gastin, 2001, Reis et al., 2004; Reis et al., 2005), como para cicloergómetros (Russell et al., 1998; Yamamoto e Kanehisa, 1995; Woolford et al., 1999; Buck e McNaughton, 1999ª; Buck e
McNaughton, 1999b; Pripstein et al., 1999; Weber e Schneider, 2000; Bell et al., 2001;
Weber e Schneider, 2001; Bishop, 2000; Bishop et al., 2002; Calvo et al., 2002; Miura
et al., 2002; Russell et al., 2002; Weber e Schneider, 2002; Chatagnon e Busso, 2006).
Em exercícios de musculação foi usado por Robergs et al. (2007) e Vianna (2010). Apesar de simples, esta teoria do DOA baseia-se em assunções que não são fáceis de provar mas que também não diferem das que suportam grande parte da investigação em fisiologia do esforço, como por exemplo o pressuposto de que a análise dos gases expirados reflecte o metabolismo dos músculos activos (Reis, 2003). Vários estudos, que utilizaram este método, obtiveram valores de energia anaeróbia semelhantes aos calculados a partir da medição de metabólitos musculares (Medbø e Tabata, 1989; Bangsbo et al., 1990; Medbø, 1991; Withers et al., 1991; Medbø e Tabata, 1993).
2.2 – Custo Energético em várias actividades físicas
Há muitos anos que se aplicam variadas metodologias para a estimativa do CE em quase todas as actividades físicas e desportivas.
Na locomoção em marcha, a literatura mais comum aponta para um CE de 3,9 kcal/min para indivíduos do sexo feminino e 5,0 kcal/min para indivíduos do sexo masculino (Willmore e Costill, 2004). Em conformidade com este último valor, surge um estudo de Brito (2006) com uma amostra de indivíduos do sexo masculino com um CE de 5,7 kcal/min, valor este muito semelhante ao do estudo de Porcari et al. (1997) e Church et
al. (2002). Numa investigação feita por Brito (2006), os valores de CE alcançados para
marcha na natureza foram de 5,85±1,28 kcal/min e para marcha no tapete foram de 8,13±1,77 kcal/min. Os valores de CE para marcha em esteira e na natureza, variaram entre os seguintes valores: 1,10 a 6,98 kcal/min, de acordo com diferentes velocidades. Estes valores aproximam-se dos obtidos nos estudos de DeVoe et al. (1998), Falola et
al. (2000) e Bertram e Ruina (2001). Dominelli et al. (2011) obtiveram valores de gasto
energético em marcha de 7,64 kcal/min.
Na literatura da modalidade de corrida, Wilmore e Costill (2004) indicam um CE de 11,0 a 14,0 kcal/min em corrida a 12 km/h e 14,3 a 18,2 kcal/min em corrida a 16,1 km/h; estes valores encontram-se semelhantes aos obtidos por Joyner e Coyle (2008). Dunke et al. (2006), investigaram um caso de estudo em que o indivíduo, do sexo masculino, apresentou um CE de 12,6±2,5 kcal/min em corrida. Pialoux et al. (2008) encontraram um gasto de 10,82 kcal/min em corrida isolada. Berg et al. (2010) relatam valores de CE de corrida contínua entre 8, 9 kcal/min e 9,5 kcal/min e de 10,4 kcal/min no caso de sprint.
No ciclismo, a literatura comum aponta para um CE de 3,9 a 5,9 kcal/min para indivíduos do sexo feminino a pedalar entre 11 e 16km/h e 5,0 a 7,5 kcal/min para indivíduos do sexo masculino a pedalar entre 11 e 16 km/h (Wilmore e Costill, 2004). Saunders et al. (2000) mediram um CE de 12,55 kcal/min em ciclismo de intensidade elevada. Pfitzinger e Lythe (2003) estudaram a modalidade de ciclismo e apresentaram valores de CE de 10,5 kcal/min.
Na modalidade de Natação, o CE variou entre 7,6 e 17,2 kcal/min, no nado crol a velocidades entre 0,78 e 1,24 m/s (Reis et al., 2010ª) e variou entre 7,6 e 17,9 kcal/min,
no nado bruços a velocidades entre 0,62 e 0,98 m/s (Reis et al., 2010b).
Na Canoagem destaca-se um estudo de Nakamura et al. (2004) que calcularam o CE de três provas da modalidade, através do cálculo da quantidade de trabalho e potência interna, transformando os valores em unidades de equivalentes de O2, de forma a obter as estimativas da contribuição aeróbia e anaeróbia nas diferentes distâncias de prova. Os autores utilizaram uma amostra de 11 atletas e realizou 3 provas de velocidade: 500m
1000m e 1790m. O CE total foi de 15,87 kcal/min, 12,45 kcal/min e 11,37 kcal/min, respectivamente.
Nas academias há actividades implementadas, usualmente praticadas por vários, que têm conseguido atrair muitos participantes. Apesar da escassez de estudos nestas modalidades, é igualmente importante referi-las, pois as academias são os locais onde muita gente pratica exercício, muitas vezes com o objectivo de dispêndio energético elevado.
Num estudo de Stanforth et al. (2000), concluíram que o treino de Body Pump, que compõe um método de treino com pesos livres, foi avaliado como uma sessão insuficiente em termos de estímulo que traga melhorias cardiovasculares, como recomendado pelo ACSM (ACSM, 2009). O CE foi de 5,3 kcal/min, valor que é inferior aos estudos em treino de pesos em circuito (Wilmore et al., 1978; Hempel e Wells, 1985), sobre a modalidade e seu CE, confirmando que estas sessões são executadas a intensidades mais baixas que as recomendadas para que haja melhorias na capacidade aeróbia, estando mais direccionado para ganhos em termos de resistência muscular (Piacentini et al., 2005). Pfitzinger e Lythe (2003) apontaram para um CE da modalidade de 7,2 kcal/min. Também Rixon et al. (2006) estudou a modalidade e apresentou valores de CE de 8,0±1,6 kcal/min.
Na literatura, para a modalidade de Step, os valores de CE encontrados variam entre 7,9 e 10,3 kcal/min (Goss et al., 1989; Olson et al., 1991; Rupe et al., 1992; Olson e Williford, 1996; Stanforth e Stanforth, 1996; Torre et al., 2005) em sessões sem carga externa adicional, e com alturas de step variadas. Em sessões com carga externa adicional, podendo esta estar colocada no tornozelo ou mãos, os valores da literatura variam entre 5,76 e 10,5 kcal/min (Goss et al., 1989; Olson et al., 1991; Rupe et al., 1992; Stanforth e Stanforth, 1996; Torre et al., 2005), de acordo com a altura do step, existência ou não de carga externa adicional, técnica do exercício… De referir também o estudo de Torre et al. (2005), que apresentam valores de CE em duas sessões diferenciadas pela existência de carga externa adicional (10% da sua massa corporal), o CE das sessões de 30 minutos, sem e com carga externa adicional, é de 8,37 kcal/min e 9,58 kcal/min, respectivamente. Já Olson et al. (1991) apresentaram um CE, que varia com a altura do step, com valores de 7,5±1,0 kcal/min e 10,5±1,5 kcal/min. Olson e Williford (1996) apresentaram um CE, que varia com técnica do exercício, com valores de 8,1±0,5 kcal/min e 10,0±0,5 kcal/min. Grier et al. (2002) estudou a modalidade e apresentou valores de CE de 8,2±1,3 kcal/min. Rixon et al. (2006) apresentaram valores de CE de 9,6±1,8 kcal/min. Lowe et al. (2010) apresentaram valores de CE para esta modalidade de 7,4±1,1 kcal/min.
Num estudo da modalidade de Slide, (Pinto et al., 2010), verificou-se um CE correspondente a 10,60±1,69 kcal/min e 10,90±1,36 kcal/min, de acordo com o ritmo de execução (130 bpm e 145 bpm, respectivamente). Num estudo de Black et al. (1994), os valores de VO2 encontrados, que reflectem o CE, são ligeiramente inferiores aos de Pinto et al. (2010), o que poderá ser explicado pelas diferenças coreográficas.
Furtado et al. (2004) estudaram a modalidade de Jump Fit, e verificaram um CE total de 386,4 kcal por sessão que perfez 13,9 kcal/min.
Flynn et al. (2000) estudaram a modalidade de Taebo, com movimentos muito semelhantes aos do Body Combat, e apresentaram valores de CE de 8,2±0,5 kcal/min. Por outro lado, para a modalidade de Body Combat, Rixon et al. (2006) apresentaram valores de CE de 9,7±2,0 kcal/min.
Rixon et al. (2006) estudaram a modalidade de RPM/Spinning e apresentaram valores de CE de 9,9±1,9 kcal/min.
Na Dança, Wyon et al. (2004) estudaram a modalidade de Dança Moderna e obtiveram valores de CE compreendidos entre 2,63 e 8,49 kcal/min, de acordo com a situação
corresponder a uma aula, a um ensaio ou a uma actuação. Guidetti et al. (2007a e 2007b)
estudaram a modalidade de Ballet e obtiveram no seu estudo valores de CE compreendidos entre 9,7 e 10,4 kcal/min, de acordo com o nível técnico e de valores entre 16 e 16,88 kcal/min em adolescentes em aula.
