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Pró-Reitoria de Pós-Graduação e Pesquisa
Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Educação Física
PREDIÇÃO DE PARÂMETROS DE APTIDÃO AERÓBIA A
PARTIR DO CUSTO METABÓLICO E DA FREQUÊNCIA
CARDÍACA EM HUMANOS E EQUINOS
Autor: MSc. Rafael da Costa Sotero
Orientador: Dr. Herbert Gustavo Simões
Brasília - DF
2014
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Rafael da Costa Sotero
PREDIÇÃO DE PARÂMETROS DE APTIDÃO AERÓBIA A PARTIR DO CUSTO METABÓLICO E DA FREQUÊNCIA CARDÍACA EM HUMANOS E EQUINOS
BRASÍLIA 2014
Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Educação Física da Universidade Católica de Brasília (UCB), como parte dos requisitos para a obtenção do título de Doutor em Educação Física.
7,5cm
Ficha elaborada pela Biblioteca Pós-Graduação da UCB
S717p Sotero, Rafael da Costa.
Predição de parâmetros de aptidão aeróbia a partir do custo metabólico e da frequência cardíaca em humanos e equinos. / Rafael da Costa Sotero – 2014.
65 f.; il.: 30 cm
Tese (Doutorado) – Universidade Católica de Brasília, 2014. Orientação: Prof. Dr. Herbert Gustavo Simões
1. Educação física. 2. Aptidão aeróbia. 3. Batimento cardíaco. I. Simões, Herbert Gustavo, orient. II. Título.
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DADOS CURRICULARES DO AUTOR
Rafael da Costa Sotero – Nascido em Brasília, em 05 de fevereiro de 1983. Graduado
em Educação Física pela Universidade Católica de Brasília (UCB), com início em 2002 e termino em 2007. Realizou estágio no Laboratório Avaliação Física e Treinamento (LAFIT) durante toda a graduação, bem como iniciação científica. Mestre em Educação Física pela UCB, com início em 2008 e termino em 2009. Aprovado em concurso institucional da UCB como técnico de nível superior do LAFIT durante todo o mestrado. Doutorando em Educação Física pela UCB, com início em 2010 e termino previsto para 2014. Aprovado em concurso institucional da UCB como professor em 2010. Atualmente trabalha na UCB orientando trabalhos de conclusão de curso, ministrando diferentes disciplinas na graduação e na especialização e ministrando palestras e cursos. Assumiu, também, atividades administrativas de coordenação do LAFIT, Editor Chefe do periódico Educação Física em Revista (EFR - UCB), assessor do Programa de Mestrado e Doutorado em Educação Física e assessor do Programa de Mestrado em Gerontologia. Possui fator H = 4 e 37 citações dos 16 artigos nacionais e internacionais publicados como primeiro autor e colaborador e apresentou dezenas de trabalhos em eventos acadêmicos. Seu primeiro artigo científico foi publicado quando ainda era estudante de graduação. Durante o mestrado publicou 4 trabalhos e durante o período do doutorado teve 11 publicações, todos distribuídos em periódicos estratificados como A1, A2, B1, B2, B3, B4 e C (Anexo).
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DEDICATÓRIA
Este trabalho é dedicado aos meus pais, aos meus irmãos, a minha namorada e amigos. Sem a ajuda da minha família seria impossível. Sem a ajuda da minha namorada, seria muito mais difícil. Sem a existência dos meus amigos, algumas coisas da vida fariam menos sentido ainda.
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AGRADECIMENTO
A Deus por me presentear com a vida e por meio dela conhecer e conviver com pessoas que tanto amo e desejo toda felicidade.
Agradeço aos meus pais Wilson Sotero Junior e Selene Maria da Costa Sotero e aos meus irmãos e cunhados que amo e são exemplos na minha vida.
Agradeço a minha namorada Carolina Guilherme Adorno que presenteou meu coração com a sua pessoa e aos seus familiares que conheci e faço questão de dizer que também são meus familiares.
Com carinho, aos meus “pais” acadêmicos e também amigos Prof. Dr. Herbert G. Símões e a Prof. Dr. Carmen S. G. Campbell, muito obrigado pelos ensinamentos acadêmicos e de vida que pude tanto aprender com vocês.
Aos meus familiares e amigos desejo que Deus abençoe todos com muita saúde, paz, sabedoria e felicidades.
A Universidade Católica de Brasília, pela formação pessoa e profissional que recebi e pela concessão de bolsa funcional durante todo o doutorado.
“Deus abençoe a todos” (Deus et al., 0)
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Sumário
DADOS CURRICULARES DO AUTOR... 03
DEDICATÓRIA... 04 AGRADECIMENTOS………... 05 SUMÁRIO……….. 06 GLOSSÁRIO... 08 1. RESUMO... 10 1.1ABSTRACT………... 11 2. INTRODUÇÃO... 12 3. OBJETIVO GERAL... 15 3.1 Objetivo Geral... 15 3.2 Objetivos Específicos... 15 4. REVISÃO DE LITERATURA... 16
4.1 Sistema Cardiovascular e sua Modulação... 16
4.2 Débito Cardíaco (DC) durante o Esforço Físico... 17
4.3 Relação entre DC, Frequência Cardíaca (FC) e Consumo de oxigênio (VO2) durante o Esforço... 18
4.4 Avaliação da Intensidade Aeróbia Máxima (Imáx) e Limiar Anaeróbio (LAN)... 22
4.5 Avaliação do desempenho físico em cavalos de salto... 26
5. MÉTODOLOGIA... 28
5.1 Estudo 1 - Predição das intensidades aeróbia máxima (Imáx) a partir do custo da frequência cárdica (CFC) e custa do consumo máximo de oxigênio (CVO2máx) em diferentes populações de humanos... 28
Metodologia ... 28
Procedimentos Experimentais... 29
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Resultados... 31
5.2 Estudo 2 - Verificar a validade da equação de predição em estimar a Imáx, VO2máx e ILAN a partir do CFC do exercício submáximo em indivíduos fisicamente ativos e treinados... 33
Metodologia... 33
Procedimentos Experimentais... 34
Análise estatística... 38
Resultados... 38
5.3 Estudo 3 - Analisar o custo FC e [LAC] como discriminador do condicionamento em equinos submetidos a teste de salto incremental... 40
Metodologia... 40 Procedimentos Experimentais... 41 Análise estatística... 42 Resultados... 43 6. DISCUSSÃO……… 45 7. CONCLUSÃO………... 49 8. REFERENCIAS………... 50 9. ANEXO……….. 66 9.1 Produção Científica……….……… 67
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Glossário
AT - indivíduos fisicamente ativos
CFC - Custo frequência cardíaca e intensidade submáxima
CO2 -dióxido de carbono
CVO2 - Custo consumo de oxigênio e intensidade submáxima
DC - débito cardíaco
EI - equinos inferiores
ES - equinos superiores
FC - frequência cardíaca
FCmax - frequência cardíaca máxima
FeO2 - frações de O2 expirado
FiO2 - frações de O2 inspirado
H+ - íons de hidrogênio
ILAN - intensidade da LAN
Imáx - intensidade máxima
ImáxCFC - Imáx predita pelo CFC
ImáxFC - intensidade máxima a partir da FC
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IMC - índice de massa corporal
LAN - limiar anaeróbio
[LAC] - concentração sanguínea de lactato
O2 - oxigênio
PAS - pressão arterial diastólica
SNA - sistema nervoso autônomo
SNP - sistema nervoso parassimpático
SNS - sistema nervoso simpático
TR - indivíduos treinados
VE - volume ventilatória
VO2 = DC x D-AVO2 - diferença arteriovenosa de O2
VO2máx - consumo máximo de oxigênio
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1. RESUMO
A avaliação da aptidão aeróbia é um recurso de fundamental importância para a prescrição de treinamentos físicos, subsidiando os profissionais e os avaliados com informações uteis para estabelecer a dose adequada entre estimulo e resposta dos diferentes sistemas corporais em distintas populações. Para tanto, criar e investigar métodos que minimizem os riscos a integridade fisiológica do avaliado e que utilizem recursos acessíveis para a sua realização são foco de estudos nessa área. Parâmetros como intensidade máxima (Imáx), consumo máximo de oxigênio (VO2máx) e limiar anaeróbio (LAN) tem sido largamente investigados e usados na avaliação da aptidão aeróbia. Diante disso, a validação de métodos indiretos e submáximos desses parâmetros é necessária, viabilizando ainda mais seu uso. Portanto, os objetivos da presente tese foram: Estudo 1 - propor equações de predição da intensidade máxima de corrida (Imáx) a partir do custo da razão entre frequência cardíaca e intensidade submáxima (CFC) e custo do consumo de oxigênio e intensidade submáxima (CVO2) em indivíduos fisicamente ativos (AT; n= 11) e treinados (TR; n = 11); Estudo 2 – validar equações de predição em estimar a Imáx, VO2máx e intensidade da LAN (ILAN) a partir do CFC em indivíduos AT (n = 40) e TR (n = 8); Estudo 3 – analisar a frequência cardíaca (FC) e a concentração sanguínea de lactato ([LAC]) como discriminador do condicionamento em equinos (n = 16) submetidos a teste de salto incremental. Todos os humanos realizaram um teste máximo em esteira ergométrica a 1% de inclinação com incrementos a cada 3 minutos de 0.5km.h-1. Previamente ao teste máximo, foi realizado um aquecimento de 6 minutos a uma intensidade <14 da escala de percepção de esforço e <80% da FC máxima predita pela formula 220-Idade. Nesse aquecimento foi calculado entre o 4º e o 5º minuto o CFC que posteriormente foi aplicado nas formulas ImáxVO2 = VO2máx . CVO2-1 e ImáxFC = FCmáx . CFC-1 para comparação com a Imáx atingida no teste de esforço máximo. Nessa comparação não foram encontradas diferenças significativas entre as Imáx preditas e medida (p>0.05). Com os dados obtidos no aquecimento e no teste de esforço máximo, foram geradas equações para estimarem a ImáxCFC = (-1.0383 x CFC) + 28.703 (R2 = 0.87); VO2máxCFC = (-3.5238 x CFC) + 100.23 (R2 = 0.64); ILANCFC = (-1.1003 x CFC) + 27.35 (R2 = 0.81) e posteriormente validados. Não foram encontradas diferenças estatisticamente significativas entre os parâmetros estimados comparados com os medidos (p>0.05). Os equinos realizaram teste de saltos em picadeiro coberto de areia, na velocidade de 18 km.h-1, sendo três estágios de 4 voltas de 74m com 10 obstáculos de 40, 60 e 80 cm de altura, onde foram analisados o CFC e o Custa da [LAC] (CLAC) em relação a velocidade de corrida e altura do obstáculo para comparação entre os equinos superiores (ES) e inferiores (EI). A comparação entre os distintos animais apresentou diferenças apenas nos estágios, onde os atletas saltavam obstáculos de 60 e 80 cm de altura (p<0.05). Conclui-se que, os resultados apresentados nos três estudos descritos, possibilitou predizer os parâmetros de aptidão aeróbia a partir da metodologia do custo em humanos e equinos saltadores.
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1.1 ABSTRACT
The assessment of aerobic fitness is a resource of fundamental importance for the prescription of physical training, supporting professionals and athletes with useful information to establish the appropriate dose between stimulus and response of diverse body stimulus in different populations. In this way, create and investigate methods that minimize the assessed risks and physiological integrity by using accessible resources for this achievement are the central role of studies in this area. Parameters such as maximum intensity, maximal oxygen uptake (VO2max) and anaerobic threshold (LAN) has been widely investigated and used to evaluate aerobic fitness. Therefore, the validation of indirect methods and submaximal parameters is required, allowing its further use. Therefore, the objectives of this thesis were: Study 1 – propose equations for predicting maximal running intensity (Imax) from the cost of the ratio between heart rate and submaximal intensity (CFC) and cost of oxygen uptake and submaximal intensity (CvO2) in physically active individuals (AT; n = 11) and trained individuals (TR; n = 11); Study 2 - validate prediction equations in estimating the Imax, VO2max and LAN intensity (ILAN) from the CFC in AT individuals (n = 40) and TR (n = 8); Study 3 - analyse the heart rate (HR) and blood lactate concentration ([LAC ]) as a conditioning discriminator of in horses (n = 16) submitted to incremental jump test. All humans performed a maximal test on treadmill at 1% of inclination with increments of 0.5km.h– 1
every 3 minutes. Prior to the maximum test, every individual performed a warm-up of 6 min. at an intensity corresponding to < 14 on the scale of perceived exertion and < 80% of HRmax predicted by the formula; 220 - age. In this moment it was calculated between the 4th and 5th the CFC which was later used in the formulas of ImaxVO2 = VO2max . CVO2-1 and ImaxFC = HRmax. CFC-1 for comparison with the Imax reached in the maximal exercise test. In this comparison, no significant differences between predicted Imax and those measured were found (p>0.05). With the data obtained in the warm-up and the maximal exercise test, equations were generated to estimate the ImaxCFC = (-1.0383 x CFC) + 28,703 (R2 = 0.87); VO2máxCFC = (-3.5238 x CFC) + 100.23 ( R2 = 0.64 ) ; ILANCFC = (-1.1003 x CFC) + 27.35 (R2 = 0.81) and later validated. No statistically significant differences were found between the estimated parameters compared with the measured ones (p>0,05). The horses performed the jumping test in an sand covered arena at the speed of 18 km h-1, with three stages of 4 laps of 74m with 10 obstacles of 40, 60 and 80cm, which analysed the CFCe the costs of [LAC ] (CLAC ) in relation to the running speed and obstacle height for the comparison among the top horses (ES) and lower (EI). The comparison between different animals showed differences only in stages, where the athletes jumped the obstacles of 60 and 80 cm (p<0,05). We concluded that the results reported in these three studies, lead to predict the parameters of aerobic fitness from the cost methodology in human and equine jumpers.
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2. INTRODUÇÃO
Na literatura existem diversas propostas de protocolos para determinação de parâmetros de aptidão aeróbia em humanos (ALMEIDA et al., 2010; KARA et al., 1996; SIMOES et al., 2010; SOTERO et al., 2007, 2009; PARDONO et al., 2008; ZAGATTO et al., 2012) ou em modelo animal (ALMEIDA et al., 2011; CUNHA et al., 2009; MANCHADO et al., 2012; VOLTARELLI et al., 2004). Tais parâmetros de aptidão aeróbia tem sido considerados como ferramentas úteis para a prescrição do treinamento (SIMÕES et al., 1999; SOTERO et al., 2009) ou para pesquisas que investigam os efeitos fisiológicos da intensidade e/ou duração do esforço físico (MOREIRA et al., 2012; RIBEIRO et al., 2011; SANTANA et al., 2011) seja para a melhora da saúde ou do desempenho de atletas, fisicamente ativos não atletas, sedentários saudáveis ou patológicos e até mesmo em animais como roedores e cavalos (ALMEIDA et al., 2010; CUNHA et al., 2008 e 2009; FERRAZ et al., 2008, 2009, 2010; SOTERO et al., 2009, MOREIRA et al., 2012; RIBEIRO et al., 2011; SALES et al., 2011; SOUZA et al., 2003).
Diante dos avanços científicos na área, pesquisadores tem sugerido protocolos indiretos para avaliação aeróbia a partir de modelos matemáticos (CAMBRI et al., 2006; COSTA et al., 2007; SOTERO et al., 2009, 2011), possibilitando aos avaliadores físicos, treinadores e pesquisadores avaliarem indiretamente a aptidão aeróbia com uma precisão estatisticamente aceitável, a um baixo custo financeiro, menores riscos para integridade física dos envolvidos na avaliação, menor tempo de execução e menor dependência de equipe altamente especializada.
Uma das variáveis fisiológicas mais usadas para avaliação indireta e controle da intensidade do esforço é a frequência cardíaca (FC). O custo acessível dos equipamentos, assim como sua fácil mensuração não invasiva a destacou como um
13 parâmetro útil na avaliação aeróbia com fácil aplicação prática (CONCONI, et al., 1982; MORENO & SIMÕES, 2007). A FC sofre influência da intensidade e duração do esforço físico, uma vez que ajustes neurais ocorrem rapidamente sobre todo o sistema cardiovascular para atender a demanda energética da musculatura ativa. Dado o papel fundamental do coração como bomba, garantindo a força propulsora necessária para o transporte de nutrientes e remoção de metabólitos ao longo de todo sistema cardiovascular durante o exercício (ROBERGS & ROBERTS, 2002), a mensuração da FC nunca deixará de ser importante, ainda que combinada a outras variáveis, no controle das cargas de treinamento físico. Quando analisada a cinética da FC durante um teste de esforço com cargas progressivas, apresenta fases distintas devido a modulações neurais e hemodinâmicas à medida que a intensidade aumenta (GONZALEZ-ALONSO et al., 2000; ROWELL & O'LEARY, 1990).
Moreno e Simões (2007), observaram em seu estudo o paralelo existente entre a FC e a intensidade de esforço, analisaram a razão entre essas variáveis, e propuseram o cálculo do custo de FC do exercício, similarmente ao que fora inicialmente proposto para o custo do consumo de oxigênio (VO2) (Di Prampero, 1986). Esse autores observaram um comportamento linear do Custo da FC (CFC) durante testes de cargas progressivas, realizados com uma taxa de incremento constante. Esse aumento do VO2 durante testes incrementais depende do aumento do débito cardíaco (DC), e este do aumento da FC, sendo que no momento de exaustão (ex. obtenção do consumo máximo de oxigênio - VO2max), tanto o DC máximo como a FCmáx são igualmente atingidos. Deste modo, seria possível estimar a intensidade máxima de esforço a partir do CFC submáxima e da FC máxima (real ou predita para a idade), utilizando-se das seguintes equações:
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CFC = FCsubmax . intensidade de corrida submax-1
Intensidade máxima (Imax) = FCmax predita para a idade . CFCsubmáx-1
Estudos que utilizaram testes incrementais por estágio para avaliação aeróbia observaram que, para estes testes, a resposta da FC apresenta um comportamento linear em relação à carga de trabalho crescente (SALES et al., 2011; SIMÕES, 2002; SIMÕES et al., 2003). Embora em estudos anteriores tenha sido evidenciada a possibilidade de se estimar a intensidade máxima a partir do CFC (MORENO & SIMÕES, 2007; RODRIGUES et al., 2010; SOTERO et al., 2010, 2012) assumindo, portanto, que a FC apresente resposta linear/proporcional ao aumento da intensidade em testes padronizados, estudos adicionais são necessários para analisar a validade da resposta da FC (ex. custo da FC em exercício submáximo) em estimar Imáx. Conhecendo-se esta intensidade associada à aptidão aeróbia máxima - Imáx, teoricamente seria possível predizer outros parâmetros, como o próprio consumo máximo de oxigênio (VO2máx) e o limiar anaeróbio (LAN). Estes parâmetros são importantes para avaliação aeróbia e prescrição de exercícios para diferentes populações como indivíduos sedentários, fisicamente ativos, e atletas, incluindo atletas animais, como equinos saltadores.
Diferentes fatores biológicos e fisiológicos determinam a aptidão aeróbia de equinos (PICCIONE et al., 2007). A busca de um bom desempenho em competições exige métodos de avaliação confiáveis e precisos. Sloet van Oldruitenborgh-Oosterbaan et al., (2006), e Lekeux et al., (1991), observaram as respostas metabólicas e hemodinâmicas de equinos em teste de salto e constataram mudanças na [LAC] e na FC, colocando o salto de obstáculos como uma exigência física intensa, pois envolve o uso de metabolismo anaeróbio devido o recrutamento de fibras musculares rápidas e
15 potentes (ART et al., 1990; AGUILERA-TEJERO et al., 2000). Diante dessa exigência, se faz necessário estabelecer métodos de avaliação que permitam o treinador descriminar os cavalos de nível superior em detrimento aos animais de nível inferior para o salto, e é possível que, assim como em humanos, o CFC quando aplicado nestes atletas nos traga informações relevantes quanto ao nível de condicionamento físico também destes animais atletas.
3. OBJETIVOS
3.1 Geral:
Analisar a possibilidade de predizer parâmetros de aptidão aeróbia a partir do custo metabólico e da frequência cardíaca em humanos e equinos saltadores
3.2 Específicos:
Estudo 1- Propor equação de predição da Imáx a partir do CFC e CVO2 em corrida submáxima em indivíduos fisicamente ativos e treinados;
Estudo 2- Verificar a validade da equação de predição em estimar a Imáx,VO2máx e ILAN a partir do CFC do exercício submáximo em indivíduos fisicamente ativos e treinados;
Estudo 3- Analisar o custo da FC e [LAC] como discriminador do condicionamento em
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4 .REVISÃO DE LITERATURA
4.1 Sistema Cardiovascular e sua Modulação
O sistema cardiovascular é composto por vasos sanguíneos (veias, artérias, arteríolas e capilares) e por uma bomba muscular (coração) que juntos e conectados criam a pressão necessária para promover a circulação de sangue, transportando nutrientes e O2 para todos os tecidos do organismo. O trabalho do sistema cardiovascular pode ser estimado a partir do volume de sangue ejetado pelo coração a todo o corpo por minuto, sendo esse chamado de débito cardíaco (DC), o qual é resultante do produto da frequência cardíaca (FC) pelo volume sistólico (VS) (GUYTON & HALL, 1998).
A regulação do trabalho realizado pelo sistema cardiovascular é feita pelo sistema nervoso autônomo (SNA), o qual se subdivide em simpático (SNS) e parassimpático (SNP). Do centro vasomotor localizado no bulbo, emergem inervações para redes vasculares periféricas e para os órgãos, como o coração. No coração, os nervos simpáticos advindos da medula espinhal inervam esse órgão podendo estimulá-lo a liberar, em suas terminações nervosas a noradrenalina, aumentando assim a frequência de batimentos (FC) e a força de contração do miocárdio. Antagonicamente, os nervos parassimpáticos, ou nervos vagos provenientes do bulbo, ao liberarem acetilcolina em suas terminações nervosas, resultam em diminuição da FC (WILLIAMSON et al., 2006). O controle desse complexo sistema é feito por meio de resposta de feedback dos receptores sensíveis à variação da pressão (baroreceptores), estes localizados no seio carotídeo e no arco da aorta, os quais informarão ao centro de controle vasomotor o quão necessário será estimular os nervos simpático e/ou parassimpático. Associado ao sistema de feedback descrito anteriormente há um segundo tipo de receptores, chamados quimioceptores, os quais são responsáveis por informar ao centro vasomotor a
17 necessidade de se estimular o sistema cardiovascular, por exemplo, quando é identificada baixa concentração de oxigênio, bem como excessos de dióxido de carbono ou de íons de hidrogênio (ROWELL & O'LEARY, 1990).
4.2 Débito Cardíaco (DC) durante o Esforço Físico
O trabalho realizado pelo sistema muscular requer um aumento do aporte energético para a manutenção do esforço físico (DI PRAMPERO et al., 2009; FERRAZ et al., 2007). Para atender essa demanda, o sistema cardiovascular sofre modulações que possibilitam um adequado transporte de nutrientes e uma eficaz remoção de metabólitos de e para a musculatura ativa, respectivamente (FERRAZ et al., 2009; MCARDLE et al., 2003).
Durante a realização de esforço físico dinâmico, diferentes variáveis do sistema cardiovascular sofrem alterações para o estabelecimento do aporte energético adequado para a musculatura em atividade, sendo estas influenciadas pela duração e intensidade do exercício (ALONSO et al., 1998; BRUM et al., 2004; FRITZSCHE et al., 1999) (Figura 1).
Figura 1 – Aumento das respostas dos sistemas cardiovascular, representado pelo
Debito Cardíaco (DC = FC x VS), e muscular para realização de esforço físico com aumento da intensidade.
18 A ativação da musculatura esquelética durante o esforço físico agudo exige que o sistema cardiovascular sofra ajustes que assegurem um DC apropriado para tender a demanda metabólica, provocando aumentos da FC, VS, diminuição resistência vascular periférica (RVP), e aumento da pressão arterial (PA) (POWERS & HOWLEY, 2009)
Durante o esforço físico, fatores centrais e periféricos influenciam o SNA, ajustando o DC. A principal variável do DC que sofre aumento devido ao maior estimulo nervoso é a FC (BRUM et al., 2004). Durante o esforço, a movimentação da musculatura ativa, a mecânica respiratória, a contração e a dilatação dos vasos sanguíneos desempenham um papel importantíssimo para o ajuste do DC, pois facilitam o retorno sanguíneo regulando a Pressão Arterial Diastólica (PAS) e aumentando o retorno venoso ou volume diastólico (aumento da pré-carga) (WILLIAMSON et al., 2006). Quanto maior o aumento do volume sanguíneo nas cavidades cardíacas, é gerada maior força de contração da musculatura cardíaca (miocárdio) e, consequentemente aumento da pressão arterial sistólica (PAS), sendo esse ultimo detectado pelos baroceptores, como descrito em parágrafo anterior, dando feedback para o sistema nervoso autônomo ajustar de forma adequada, o DC à demanda metabólica (ROWELL & O'LEARY, 1990).
4.3 Relação entre débito cardíaco (DC), frequência cardíaca (FC) e consumo de oxigênio (VO2) durante o esforço físico
A capacidade do organismo de captar e utilizar o oxigênio (VO2) é determinada pelo produto do DC pela diferença arteriovenosa de O2 (VO2 = DC x D-AVO2). O produto da máxima capacidade ventilatória (VE) pelas frações de O2 inspirado (FiO2)
19 menos expirado (FeO2), permite determinar a máxima capacidade de consumo de O2 do organismo [VO2máx = VE x (FiO2 - FeO2)]. O DC e a diferença entre o conteúdo arterial e venoso de O2 circulante são respectivamente, determinantes central (75%) e periférico (25%), do VO2, bem como do VO2máx (GUYTON & HALL, 1998; SWANSON, 1979).
Para atender a demanda metabólica, o trabalho do sistema cardiovascular, seja em repouso ou no esforço físico, não seria possível sem a participação paralela do sistema respiratório, responsável pelas trocas gasosas de oxigênio (O2) e dióxido de carbono (CO2) e manutenção adequada de suas concentrações e de íons de hidrogênio (H+). O mecanismo respiratório é controlado por um centro localizado no bulbo e na ponte, tal controle se dá por meio de quimioceptores sensíveis as [CO2] e [H+]. A concentração de O2 será detectada pelos quimiceptores localizados no seio carotídeo e no arco da aorta, que por sua vez, transmitem sinais ao centro respiratório. Ademais, durante o esforço físico, há transmissão de impulsos colaterais oriundos de estímulos centrais superiores do cérebro para a contração muscular e para estímulos de proprioceptores articulares, causando aumento da ventilação pulmonar (BRUCE & WHITE, 2012). A aferência resultante de receptores mecâno sinestésicos e de quimioceptores, determinam a magnitude das respostas cardiovasculares durante o exercício físico (WHIPP, 1983), como já descrito.
A progressão da intensidade de esforço físico gera um maior trabalho da musculatura ativa, o que aumenta, dessa forma, a necessidade energética e o acúmulo de metabólitos. Esses aumentos são percebidos pelos quimio e mecanoceptores, os quais transmitirão impulsos nervosos para áreas do tronco cerebral que, por sua vez, modularão estímulos para os sistemas cardiovascular e respiratório (Figura 2).
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Figura 2 – Aumento do trabalho dos sistemas respiratório (consumo de oxigênio –
VO2), cardiovascular (débito cardíaco – DC) e muscular para atender o aumento da intensidade do esforço físico.
A forte associação entre os sistemas descritos e sua interação com a intensidade de esforço possibilitou que variáveis como FC e VO2 se destacassem no campo da avaliação funcional (ALMEIDA te al., 2010; ROBERGS, 2001; UTH et al., 2004). A FC se destaca pela sua fácil mensuração (não invasiva e com equipamentos acessíveis) (ACHTEN & JEUKEMDRUP, 2003; CONCONI et al., 1982); em contrapartida, a mensuração do VO2 requer equipamentos sofisticados e de alto custo financeiro (GUIMARAES, 2003; YAZBEK et al., 1998).
Na literatura são encontrados relatos demonstrando que as cinéticas da FC e do VO2, durante o teste de esforço progressivo, apresentam um paralelo aumento correspondente à aplicação das cargas de trabalho (ALONSO et al., 1998; CAMPRI L. T. et al., 2006; CLAUSEN, 1977; KAY et al., 1995; DI PRAMPERO et al., 2009; KUBO & NISHIDA, 2013; LEAL et al., 2006; SANADA et al., 2007; SILVA et al., 2005). A cinética da FC demonstra uma dinâmica específica conforme o implemento das cargas (ALONSO et al., 1998; BODNER & RHODES, 2000; COSTA et al., 2007; CONCONI et al, 1982; LIMA, 1997; OLIVEIRA et al.,2011). A Figura 3 ilustra as três
21 diferentes fases da cinética da FC durante exercício de carga progressiva (GONZA´ LEZ-ALONSO et al., 2000; ROWELL & O'LEARY 1990; RUMENIG et al., 2007):
Figura 3 – Exemplificação autoral da cinética da FC durante teste de intensidade
progressiva.
Fase I) É caracterizada por um maior estímulo nervoso autônomo simpático e
declínio da atividade parassimpática, desencadeando a secreção de hormônios neurotransmissores adrenérgicos e consequente aumento da FC, além do aumento do fluxo sanguíneo para atender a demanda energética da musculatura que acaba de iniciar o trabalho;
Fase II) após o imediato e expressivo aumento do fluxo sanguíneo decorrente da
elevação do DC e, também, devido ao trabalho mecânico da musculatura ativa, mecanorreceptores do seio carotídeo e do arco da aorta responsáveis pelo controle da pressão arterial, sinalizam ao sistema nervoso central para que reduzam estímulos
22 simpáticos, provocando uma atenuação da FC (aumento do retorno venoso). A fase II denota uma melhor linearidade de aumento em relação à progressão das cargas;
Fase III) devido ao aumento do trabalho há elevação da temperatura, redução da
eficiência mecânica e limitação morfológica no volume sistólico, sendo assim necessário elevar a FC com o intuito de manter o DC e a demanda energética muscular.
4.4 Avaliação da Intensidade Aeróbia Máxima (Imáx) e Limiar Anaeróbio (LAN)
Estudos na área da avaliação funcional propõem o uso de diferentes protocolos, oriundos de modelos matemáticos ou não, a partir das respostas fisiológicas em seres humanos (ALMEIDA et al., 2010; SIMOES et al., 2010; SOTERO et al., 2007, 2009; PARDONO et al., 2008; ZAGATTO et al., 2012) ou em modelo animal (ALMEIDA et al., 2011; CUNHA et al., 2009; MANCHADO et al., 2012; VOLTARELLI et al., 2004). Os diferentes modelos publicados na literatura possibilitam minimizar os riscos associados à exposição do avaliado ao esforço físico máximo (PUGA et al., 2012; SALES et al., 2011), reduzir os custos de material e de mão de obra especializada (ALMEIDA et al., 2010; SIMÕES et al., 2009; SOTERO et al., 2009), diminuir o tempo de execução da avaliação (SOTERO et al., 2007, 2011), bem como a precisão na identificação de parâmetros (DI PRAMPERO, 1986; GOBATTO et al., 2008; PARDONO et al., 2008; SOTERO et al., 2009).
Os testes de avaliação funcional necessitam diferentes ambientes para sua realização. A definição do local que melhor se adequa às condições físicas e financeiras e, ainda, que proporciona uma grande representatividade do meio que o indivíduo executa as atividades diárias, treinamento ou competições, são condicionantes relacionados do sucesso dos resultados desejados (ALMEIDA et al., 2012; BENEKE,
23 2003; DUARTE et al., 2001; HECK et al., 1985; SIMÕES et al., 1999; SILVA et al., 2005; SOUZA et al., 2003; TEGTBUR et al., 1993). A literatura apresenta uma enormidade de ambientes para aplicação de teste, tais como laboratórios, ginásios e testes de campo, diversificando as possibilidades e permitindo a melhor escolha dos protocolos (CAMBRI et al., 2006; CAMPBELL et al., 1998; CONCONI et al., 1982; DI PRAMPERO, 1986; KOKUBUN, 1998;).
Os ergômetros e equipamentos também são uma particularidade fundamental para realização de testes. Alguns testes usam ergômetros como a esteira mecânica (CAMPRI et al., 2006; FERRAZ et al., 2008, 2009, 2010; MANCHADO et al., 2011; MORENO & SIMÕES, 2007), ciclo ergômetro de membros inferiores e superiores (ALMEIDA et al., 2010; MOREIRA et al., 2012; RIBEIRO et al., 2011; SANTANA et al., 2011), ergômetros de força (OLIVEIRA et al., 2006; RAFO et al., 2008; ROCHA et al., 2010) e aquáticos (CUNHA et al., 2008; MANCHADO et al., 2006; VOLTARELLI et al., 2008) com a finalidade de reproduzir da melhor forma as condições reais onde se pratica o esforço, quando essas informações forem utilizadas para a prescrição de treinamento físico.
As equações preditivas usam diversas variáveis fisiológicas que sofrem alterações conforme a aplicação da carga durante o esforço físico. Destacam-se, na comunidade acadêmica, variáveis como o VO2max (ALEMIDA et al., 2010; ASTRAND & SALTIN, 1961; ROBERGS, 2001), a frequência cardíaca máxima (FCmax) (ROBERGS & LANDWEHR, 2002; TANAKA et al., 2001) e a predição de intensidade do esforço (CONCONI et al., 1982; SOTERO et al., 2009).
Partindo do pressuposto que quanto maior o trabalho durante um teste de esforço físico maior será o custo da atividade sobre as variáveis fisiológicas de diferentes
24 sistemas corporais (DI PRAMPERO et al., 2009; ROBERGS, 2001), Di Pamprero, et al., (1986), propuseram a estimativa da máxima intensidade associada ao VO2max (Imáx) a partir do custo do VO2 , onde:
CVO2 = VO2submáx . Isubmáx -1
e
Imáx = VO2máx . CVO2 submáx -1
Segundo Di Prampero et al., (1999, 2009), alguns fatores são condicionantes para o VO2: a captação (sistema respiratório) e o transporte de oxigênio (sistema cardiovascular, 75% de participação), capacidade mitocondrial, perfusão e difusão pelos capilares (sistema muscular, 25% de participação). A captação não apresenta limitação suficientemente relevante caso a concentração de oxigênio esteja normal no ambiente.
Diante do contexto teórico de que o sistema cardiovascular é o grande responsável pelo transporte do oxigênio capitado no meio, Moreno (2007), propôs a predição da intensidade associada ao VO2máx (Imáx) a partir do custo da FC (CFC) em teste submáximo:
CFC = FCsubmáx . Isubmáx -1
e
25 Estudos recentes evidenciaram não haver diferenças da Imáx com a predita pelo CFC, bem como, pela predita por equações de estimativa da FC pela idade (FCmáxpred) (RODRIGUES et al., 2010; SOTERO et al., 2010, 2012).
CFC = FCsubmáx . Isubmáx -1
e
Imáxpred. = FCmáxpred . CFC submáx -1
Os protocolos de identificação e predição do limiar anaeróbio (LAN) são amplamente usados para auxílio da prescrição de treinamento a partir de teste de desempenho (CAMPRI et al., 2006; CONCONI et al., 1982; COSTA et al., 2007; FERRAZ et al., 2008; GOBATO et al., 2008; SOTERO et al., 2009). A identificação dessa intensidade de esforço proporciona um maior controle das cargas de trabalho na busca de melhores adaptações associadas ao desempenho físico, sendo assim importante a elaboração de modelos de estimativa da intensidade da LAN a partir do variável FC em testes submáximo. A identificação direta da intensidade associada ao LAN faz uso de biomarcadores como o Lactato sanguínea (SIMÕES et al., 1999, 2003; SOTERO et al., 2009; TEGTBUR et al., 1993). A resposta desse biomarcador sanguíneo no que diz respeito ao sua cinética e concentração possibilitou associar intensidades máximo estado de equilíbrio (BACON & KERN, 1999; BARON et al., 2003) considerado padrão ouro.
26
4.5 Avaliação do desempenho físico em equinos saltadores
A modalidade de salto é uma prova olímpica, porem o conhecimento científico da fisiologia do exercício e avaliação do treinamento desses animais ainda é recente e carente de esclarecimentos (BITSCHNAU et al., 2010; SABEV, 2011). Modelos de treinamento tradicionais de salto se baseiam no adestramento, coordenação e força, haja vista que a modalidade se caracteriza pela grande exigência na velocidade de ação, resistência e potência (LEKEUX et al., 1991).
Os testes de saltos em cavalos podem ser aplicados em esteira ergométrica, onde é possível realizar um melhor controle da intensidade, e no campo, local mais suscetível a influencia do meio sobre as variáveis que serão avaliadas, embora apresente uma melhor reprodutibilidade externa do ambiente de prova (EVANS, 2004). Contudo, poucos são os profissionais capacitados, bem como o acesso de equipamentos e espaço são muitas vezes limitados, inviabilizando a avaliação dos animais (ROGERS et al., 2007). Estabelecer métodos que minimizem essa dificuldade são bem vindos para atenuar a dificuldades encontradas ao trabalhar como modelo de animais de grande porte.
A literatura especializada no treinamento esportivo e avaliação da aptidão física em humanos destaca o quão importante é obter informações para que seja possível atingir o máximo desempenho (GABER et al., 2011). Bitschnau et al., (2010), destacam que a mensuração da FC e da [LAC] são as variáveis mais investigadas e usadas para avaliação e prescrição do treinamento de cavalos de saltos. Sendo assim, usa-las para distinguir os animais com melhor desempenho se torna um recurso importante para selecionar os animais com melhores características e melhor treinado.
Moreno e Simões (2007), ao trabalhar com a FC observou em seus resultados que ao calcular o custo do esforço realizado pela formula: CFC = FCsubmáx . Isubmáx -1,
27 distinguiu os humanos como melhor aptidão aeróbica. Partindo dessa premissa, a aplicar a proposta do custo da FC e da [LAC] para distinguir os melhores animais para provas de saltos parece viável, aplicando as equações:
CFC = FC . Altura do obstáculo-1
CFC = FC . Velocidade de corrida -1
CvelObs = (FC . Altura do obstáculo-1) . Velocidade de corrida -1
CLAC = LAC . Altura do obstáculo-1
CLAC = LAC . Velocidade de corrida -1
CvelObs = (LAC . Altura do obstáculo-1) . Velocidade de corrida -1
5. METODOLOGIA
A presente tese é constituída de três estudos, sendo:
Estudo 1- Propor equação de predição da Imáx a partir do CFC e CVO2 em corrida submáxima em indivíduos fisicamente ativos e treinados;
Estudo 2- Verificar a validade da equação de predição em estimar a Imáx,VO2máx e ILAN a partir do CFC do exercício submáximo em indivíduos fisicamente ativos e treinados;
28
Estudo 3- Analisar o custo FC e [LAC] como discriminador do condicionamento em
equinos submetidos a teste de salto incremental.
5.1 Estudo 1 – Propor equação de predição da Imáx a partir do CFC e CVO2 em corrida submáxima em indivíduos fisicamente ativos e treinados
Metodologia
Participaram do estudo voluntários classificados como moderadamente ativos (AT) ( n = 11) e treinados (TR) ( n = 11). A característica da amostra pode ser observada na Tabela 1. A metodologia aplicada na pesquisa foi inicialmente analisada pelo Comitê de Ética de Pesquisas em seres humanos da Universidade Católica de Brasília (UCB). Os voluntários foram instruídos a não ingerirem alimentos com teor alcoólicos, cafeinados e a não se alimentar ou praticar exercícios 24h antes da realização das avaliações.
Tabela 1. Característica dos voluntários moderadamente ativos (AT) (n=11) e treinados
(TR) (n=11). AT TR n = 11 n = 11 P Idade (anos) 25.6 ± 5.2 26.1 ± 7.2 0.867 Estatura (m) 1.8 ± 0.1 1.7 ± 0.1 0.148 Massa corporal (kg) 80.1 ± 11.7 62.3 ± 10.8* 0.001 IMC (kg·(m2)-1) 24.8 ± 2.8 20.6 ± 1.9* 0.001 % de Gordura (%) 13.0 ± 5.8 7.5 ± 2.1* 0.011 Imáx (km·h -1 ) 13.2 ± 1.1 18.2 ± 1.6* 0.000 FCmax (bpm) 195.1 ± 9.0 190.6 ± 4.1 0.156 VO2max (mL·kg -1 ·min-1) 50.5 ± 3.3 68.4 ± 8.3* 0.000 * p<0.05 (AT vs TR )
29
Procedimentos Experimentais
O custo de FC (CFC) e VO2 (CVO2) foram obtidos a partir de uma corrida de aquecimento de 6 minutos em esteira ergométrica (Movimento Tecnologia, RT300 PRO , Brasil), com uma inclinação de 1%. Os voluntários correram na intensidade cuja percepção subjetiva de esforço ficasse a mais próxima da escala 14 (BORG, 1982), porem sem ultrapassa-la, bem como manter um percentual da FC < 80% da máxima predita para idade (220-Idade). Essa intensidade foi controlada para garantir que o voluntário não ultrapassasse o limiar anaeróbio (LAN). A FC foi monitorada continuamente com um frequencímentro (Polar Electro OY, Kempele , Finlândia ) e o VO2 com um analisador de gases (Metalyzer 3B, Cortex Biophysik, Alemanha), previamente calibrado, conforme orientações do fabricante . Entre o 4º e 5º minuto do aquecimento, foram calculadas a média de FC e VO2 para o calculo do CFC e CVO2, respectivamente. Após o aquecimento, os voluntários repousaram na posição sentada por 10 min.
Após o período de repouso, os voluntários foram submetidos a um protocolo incremental que começou com uma intensidade inferior em 1 km.h-1 da atingida entre o 4º e 5º minuto do aquecimento. Os incrementos para esse protocolo foram de 0,5 km. h-1 a cada 3 min até a exaustão voluntária sempre mantendo a inclinação de 1%. As variáveis investigadas foram registradas nos últimos 20 segundos de cada estágio. Como critério de exaustão foram observados: platô no VO2 , razão de trocas respiratórias > 1,1 e FC maior que 85% da máxima predita para idade (220-idade). A intensidade máxima atingida no momento da exaustão do voluntário foi denominada de Imáx. Para predição da Imáx utilizou-se duas equações Imáx estimada pelo CVO2 (ImáxVO2) e Imáx estimada pela CFC (ImáxFC):
30
ImáxVO2 = VO2máx . CVO2-1
ImáxFC = FCmáx . CFC-1
Análise estatística
Análise descritiva dos dados em média (DP) foi apresentada. Para comparação dos dados obtidos aplicou-se o teste de normalidade de Komo- gorov-Smirnov e
ANOVA para medidas repetidas. Post hoc de Tukey foi adotado com objetivo de confirmar ou não possíveis diferenças entre os múltiplos pares de dados. O nível de correlação entre as variáveis selecionadas foi obtido a partir do coeficiente de correlação de Pearson (r). O nível de concordância entre as variáveis estudadas foram analisadas pelo método de Bland & Altman (1999). A significância adotada no estudo foi de p ≤ 0,05.
Resultados
Os resultados obtidos durante o aquecimento e o teste incremental confirmam o diferente nível de aptidão entre AT e TR, como observado nas diferenças estatísticas significativas encontradas nos parâmetros fisiológicos analisados (Tabela 2 e 3).
31
Tabela 2. Resultados dos parâmetros fisiológicos analisados durante corrida de
aquecimento nos diferentes grupos investigados.
Parâmetros Grupo Média (DP) % do máx.
Intens. de Custo (km·h-1) AT 10.5 ± 0.8* 80 ± 3.9 TR 15.6 ± 1.5 86 ± 3.7 FC na intens. de Custo (bpm) AT 161.1 ± 8.2 83 ± 3.6 TR 163.4 ± 3.8 86 ± 1.8 VO2 na intens. de Custo (mL·kg-1·min-1) AT 40.1 ± 2.9* 80 ± 6.8 TR 58.2 ± 6.6 85 ± 5.1 CVO2 (mL·kg-1·min-1·km-1·h-1) AT 3.8 ± 0.4 _ TR 3.7 ± 0.1 _ CFC (bpm·km-1·h-1) AT 15.4 ± 1.4* _ TR 10.6 ± 1.1 _ * p≤0.05 (AT vs TR)
Não houve diferença estatisticamente significativa entre os valores obtidos de a Imáx atingido no teste incremental e o estimado pelo custo de VO2 e FC intra grupo, sendo observadas diferenças significativas somente entre grupos.
Tabela 3. Resultados dos parâmetros fisiológicos máximos atingidos e preditos nos
diferentes grupos investigados.
Parâmetros Grupo Média (DP) Intercepção Y
Inclinação r 2 % do máx. ImáxVO2 (km·h-1) AT 13.3 ± 1.8* -6,432 1,492 0.877 100 ± 6.3 TR 18.3 ± 1.8 -0,798 1,048 0.915 100 ± 2.8 ImáxFC (km·h-1) AT 12.8 ± 1.4* -2,605 1,161 0.873 96 ± 5.9 TR 18.2 ± 1.8 0,825 0,953 0.714 100 ± 5.6 Imáx (km·h-1) AT 13.2 ± 1.1* _ _ _ _ _ TR 18.2 ± 1.6 _ _ _ _ _ * p≤0.05 (AT vs TR)
32 Altas correlações foram obtidas entre Imáx e: ImáxVO2 (r = 0,939 , p = 0,000 e r = 0,958 , p = 0,000; para AT e TR, respectivamente) e ImáxFC (r = 0,936 , p = 0,000 e r = 0,843 , p = 0,001; para AT e TR, respectivamente) (Figura 4).
Figura 4. Regressão linear simples entre as intensidades máximas durante o teste
incremental nos grupos ativos (AT) e treinados (TR)investigados.
Os limites de concordância entre os diferentes grupos e variáveis foram boas, como demonstrado a partir da figura de Bland & Altman (1999). Os limites de concordância de ± 95% para as comparações no grupo AT entre Imáx e ImáxVO2 foram [-0.1 (1.96) km.h-1] e Imáx e ImáxFC [0.5 (1.96) mL.kg-1.min-1], no grupo TR entre Imáx e ImáxVO2 foram [-0.1 (1.96) km.h-1] e Imáx e ImáxFC [0.0 (1.96) mL.kg-1.min-1] (Figura 5)
33 Figura 5. Resultados dos parâmetros fisiológicos analisados durante o teste incremental nos diferentes grupos investigados.
5.2 Estudo 2 - Verificar a validade da equação de predição em estimar a Imáx, VO2máx e ILAN a partir do CFC do exercício submáximo em indivíduos fisicamente ativos e treinados
Metodologia
Quarenta e oito indivíduos do sexo masculino fisicamente ativos (n=40) e oito atletas (n=8) após divulgação do estudo, por meio de cartazes, se candidataram para participar do estudo, após serem informados sobre os riscos e benefícios e a concordarem com o termo de consentimento livre e esclarecido. O estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética de Pesquisas em seres humanos da Universidade Católica de Brasília (UCB).
34 Todos os participantes foram instruídos a evitar o exercício físico, bebidas alcoólicas e ingestão de cafeína durante as 24 horas antes das avaliações. Todos os participantes realizaram as avaliações no Laboratório de Avaliação Física e Treinamento (LAFIT) da Universidade Católica de Brasília. Foram consideradas as medidas de massa corporal, estatura (Filizola) e % de gordura por dobras cutâneas de todos participantes. Durante o desempenho físico foram registrados a frequência cardíaca (FC) (Polar ® S810i, Polar Electo Oy, Kempele, Finlândia) e os gases expirados (Cortex Biofhysik mod. Metalyzer 3B) durante a realização de corrida em esteira ergométrica (Moviment Technology – RT300 PRO).
Durante os 20 segundos finais de cada estágio do teste incremental foram coletados 25µl de sangue do lóbulo da orelha, utilizando-se de luvas de procedimento, lancetas descartáveis bem como de capilares de vidro calibrados e heparinizados. Posteriormente, as amostras foram armazenadas em microtubos do tipo Eppendorf contendo 50µl de NaF a 1%. As amostras de lactato sanguíneo foram analisadas pelo método eletroenzimático (Yellow Springs 2700 , STAT, OH, USA) para determinação do LAN pelos inspeção visual e pela função polinomial (SIMÕES et al., 2002; SOTERO et al., (2011).
Procedimentos Experimentais
Os participantes foram aleatoriamente divididos em dois grupos (Tabela 5):
Grupo 1
G1 , n = 31 para as equação ImáxCFC e VO2máxCFC e n = 23 para ILANCFC, elaboração de equação predição da intensidade máxima (Imáx) e máximo consumo de oxigênio (VO2máx) de corrida;
35
Grupo 2
G2 , n = 17 para as equação ImáxCFC e VO2máxCFC e n = 15 para ILANCFC, analise da validade das equações preditivas.
O n diferente para a equação ILANCFC ocorreu, pois alguns voluntários não participaram da coleta sanguínea para identificação do LAN.
Tabela 6 – Característica dos Grupos (Grupo 1: n = 37 e Grupo 2: n= 17)
Grupo 1
Os voluntários do Grupo 1 realizaram os seguintes testes:
Teste de esforço até a exaustão voluntária máxima com cargas progressivas de 0,5 km.h-1 a cada 3 minutos com inclinação fixa de 1%. Previamente o teste máximo foi realizado um aquecimento de 6 minutos, onde o avaliador controlou a velocidade de corrida para que o voluntário mantivesse durante o 4ª e 5ª minuto uma FC a 80% da máxima predita para idade, bem como não ultrapassar a PSE de 14 (BORG, 1982). A velocidade de corrida atingida durante o 4º e 5º minutos de aquecimento foi subtraída em 1km.h-1, sendo esta a velocidade do primeiro estágio do teste incremental máximo
36 que se iniciou 10 minutos após aquecimento. A FC obtida entre o 4ª e 5ª min de aquecimento dividida pela velocidade do aquecimento constituiu o custo da FC [CFC = bpm . (km.h-1)-1]. Nesse teste foram analisadas as seguintes variáveis: consumo máximo de oxigênio [VO2máx (mL.kg-1.min-1)], intensidade máxima de corrida [Imáx (km.h-1)], CFC (bpm.km-1.h-1) e intensidade no limiar anaeróbio [ILAN (km.h-1)].
Equação de predição
A partir dos resultados dos testes de esforço máximo, obtidos pelo Grupo 1, equações de predição foram geradas e, em seguida, aplicadas na segunda fase do estudo no Grupo 2 para comparações da Imáx atingida com a Imáx predita pelo CFC (ImaxCFC) (Figura 6), VO2máx atingido com o VO2máxCFC (Figura 7) e o ILAN com ILANCFC (Figura 8).
37
Figura 7. Predição do VO2maxCFC a partir da regressão linear entre VO2máx (km.h-1) e CFC (km.h-1).
Figura 8. Predição da ILAN a partir da regressão linear entre ILAN (km.h-1) e CFC (km.h -1
).
Grupo 2
Os voluntários do Grupo 2 realizaram um aquecimento e teste de esforço máximo seguindo os mesmos procedimentos do Grupo 1 e foram medidas e analisadas as seguintes variáveis: frequência cardíaca máxima atingida [FCmáx (bpm)]; intensidade máxima de corrida predita pelo CFC [ImáxCFC (km.h-1)]; consumo máximo de oxigênio
38 [VO2máx (mL.kg-1.min-1)]; consumo máximo de oxigênio predito pelo CFC [VO2máxCFC (mL.kg-1.min-1)]; intensidade máxima de corrida [Imáx (km.h-1)]; intensidade no limiar anaeróbio [ILAN (km.h-1)]; e intensidade no LAN predita pelo CFC [ILANCFC (km.h-1)].
Análise Estatística
A regressão linear entre Imáx e CFC foi aplicada, para obtenção das equações preditivas da Imáx, VO2máx e ILAN. As equações geradas no Grupo1: ImáxCFC = (-1,0383 x CFC) + 28,703; VO2máxCFC = (-3,5238 x CFC) + 100,23; e ILANCFC = (-1,1003 x CFC) + 27,35, foram comparadas com os valores medidos de Imáx, VO2máx e ILAN, respectivamente. Os dados foram expressos como média ± desvio padrão (± DP). Teste de normalidade de Komo- gorov-Smirnov foi aplicado, bem como o teste t de studant usando o software SPSS 11.5 for Windows para comparar as intensidades de Imáx e ImáxCFC, do VO2máx e VO2máxCFC e da ILAN com ILANCFC. O coeficiente de correlação de Pearson foi aplicado entre as variáveis estudadas e o nível de significância adotado foi de p ≤ 0,05. O nível de concordância entre as variáveis estudadas foram analisadas pelo método de Bland & Altman (1999).
RESULTADOS
Os resultados obtidos durante o teste de esforço não apresentaram diferenças estatisticamente significativas dos obtidos pelas equações de predição (Tabela 7).
39
Tabela 7. Média, desvio padrão e valor de p da Imáx e ImáxCFC e do VO2máx e VO2máxCFC e a ILAN com ILANCFC.
Correlações altas de Pearson foram encontradas entre Imáx e ImáxCFC (r = 0.91); VO2máx e VO2máxCFC (r = 0.79); e o ILAN com ILANCFC (r = 0.85).
Os limites de concordância para as equações de predição e a Imáx e VO2máx foram demonstrados a partir da figura de Bland & Altman (1999). Os limites de concordância de ± 95% para as comparações entre o Imáx e ImáxCFC foram [0.22 (2.05) km.h-1]; VO2máx e VO2máxCFC [-1.9 (12.6) mL.kg-1.min-1]; e ILAN e ILANCFC [-0.4 (2.9) mL.kg-1.min-1] (Figura 9).
40
Figura 9. Limites de concordância entre Imáx e ImáxCFC, VO2máx e VO2máxCFC e ILAN e ILANCFC.
5.3 Estudo 3 - Analisar o custo de FC e [LAC] como discriminador do condicionamento em equinos submetidos a teste de salto incremental
Metodologia
Neste estudo, fizeram parte da amostra 16 equinos, machos e fêmeas, com idade de 11 ± 3 anos, peso de 490 ± 53 Kg, altura de 1,59 ± 0,09 m praticantes da modalidade salto, da raça Brasileiro de Hipismo, pertencentes e estabulados da Academia Militar
41 das Agulhas Negras - Exército Brasileiro, Resende – RJ. Para participaram do estudo os animais foram submetidos a uma bateria de exames clínicos e apresentarem condições satisfatórias de saúde. Os equinos foram divididos em dois grupos denominados de nível de condicionamento superior (ES, n=8) e inferior (EI, n=8). Os animais classificados como EIapresentavam um histórico de participação somente em provas na categoria Amador, com obstáculos de altura máxima de 1,00 m; os equinos com histórico de participação nos últimos dois anos em provas na categoria Sênior, com obstáculos com alturas máximas de 1,10 e 1,20 m, foram classificados como sendo do grupo ES.
Procedimentos Experimentais
Medidas biométricas foram realizadas previamente, sendo medidos peso e estatura dos animais. Os cavalos realizaram teste de saltos em picadeiro coberto de areia, na velocidade de 18 km.h-1, sendo três estágios de 4 voltas de 74 m com 10 obstáculos. Cada estágio constituído de obstáculos simples de 40, 60 e 80 cm de altura (Figura 10).
Figura 10. Modelo esquemático do percurso utilizado no teste de saltos incrementais.
A FC foi mensurada a cada estágio para determinação da:
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CFC = FC . Velocidade de corrida -1
CvelObs = (FC . Altura do obstáculo-1) . Velocidade de corrida -1
CLAC = LAC . Altura do obstáculo-1 CLAC = LAC . Velocidade de corrida -1
CvelObs = (LAC . Altura do obstáculo-1) . Velocidade de corrida -1
Entre cada estágio foi realizado um intervalo de 3 min para coleta de sangue e para posterior determinação de [LAC] e determinado o custo da [LAC]. A FC foi analisada por meio de frequencímetro (Equine RS800CX G3, Polar Electro, Finlândia) imediatamente após cada estágio. O sangue foi coletado ao final de cada estágio, por meio de venopunção jugular armazenando a amostra em tubos de pressão negativa contendo fluoreto de sódio e analisados no equipamento pelo método eletro enzimático (YSI 2300 Sport L-lactate and glucose analyzer. YSI Incorporated, EUA)
Análise Estatística
Os dados foram expressos como média ± desvio padrão (± DP). Teste teste de normalidade de Komogorov-Smirnov foi aplicado, bem como o teste t de student usando o software SPSS 11.5 for Windows para comparar o resultado das diferentes equações e distintos ES e EI. O nível de significância adotado foi de p ≤ 0,05. O nível de concordância entre as variáveis estudadas foram analisadas pelo método de Bland & Altman (1999). Regressão linear simples foi utilizada para se obter o R2 e os valores de inclinação das retas.
43
Resultados
Os dados de CFC, CLAC e CVELOBS obtidos, a partir do teste de saltos, apresentaram respostas distintas estatisticamente intra e entre grupos ES e EI conforme observado na figura 11.
Figura 11. Comparação do CFCOBS, CFCVEL e CFCOBSVEL entre equinos superiores (ES) e equinos inferiores (EI) no teste de saltos. * p ≤ 0.05.
44
Figura 12. Comparação do CLACOBS, CLACVEL e CLACOBSVEL entre equinos superiores (ES) e equinos inferiores (EI) no teste de saltos. * p ≤ 0.05
45
6. DISCUSSÃO
O calculo do custo das variáveis investigadas, nos diferentes estudos apresentados na tese, demonstram predizer a Imáx de maneira indireta e a partir de um desempenho submáximo, bem como distinguir o nível de aptidão física das amostras investigadas. Seu uso apresenta uma grande aplicabilidade, especialmente quando no que diz respeito ao custo da FC, pois frequencímetros são equipamentos acessíveis, principalmente pelo seu menor custo financeiro, quando comparado com outros equipamentos de laboratório (ex: analisador de gases e lactimetro). Destaca-se também, que para a predição da Imáx os participantes precisaram realizar apenas uma curta exposição ao esforço físico submáximo.
Di Prampero et al., (1986 A; 1986B), sugeriram em seus estudos a utilização da razão VO2 pela intensidade, denominado como custo de O2 (CVO2), como um preditor da Imáx ao observar que essa relação é constante em diferentes % do VO2máx. Essa resposta, também foi obtida pelos pesquisadores Helgerud et al., (2010) ao analisarem que a 60 e a 90% do VO2máx o CVO2 não diferiu entre corredores bem treinados. A FC é o fator de maior influencia na capacidade do organismo captar, transportar e utilizar O2, pois o debito cardíaco e a diferença artério venosa de O2 variam numa magnitude muito pequena (2004). A literatura relata esse paralelismo da cinética da FC, bem como do VO2, durante o teste de esforço progressivo, apresentando um correlato aumento conforme a aplicação das cargas de trabalho (MANCHADO et al., 2012). A forte associação entre essas variáveis e sua interação com a intensidade de esforço possibilitou um papel de destaque no campo da avaliação funcional (ALMEIDA, 2007; ROBERGS, 2001), sendo que a FC apresenta uma vantagem devido a sua fácil mensuração, de forma não invasiva e com equipamentos acessíveis (ACHTEN & JEUKEMDRUP, 2003; CONCONI et al., 1982), em contra partida a mensuração do
46 VO2 requer equipamentos sofisticados e de alto custo (GUIMARAES, 2003; YAZBEK et al., 1998). Contudo, a idéia e aplicação prática do CVO2 apresentado por Di Prampero et al., (1986 A; 1986 B) também aproveitada para o calculo do CFC conforme descrito por Moreno e Simões (2007) ao predizerem a Imáx a partir da FCmáx medida e predita pela idade.
Estudos recentes evidenciaram não haver diferenças da Imáx com a predita pelo CFC, bem como, custo predito por equações de estimativa da FCmáx pela idade (MORENO & SIMÕES, 2007; RODRIGUES et al., 2010; SOTERO et al., 2010, 2012). Os resultados obtidos no presente estudo, possibilitaram a predição da Imáx, bem como a predição do VO2máx e ILAN, por meio do CFC, com boa precisão estatística, proporcionando a avaliação das três variáveis relacionadas a aptidão aeróbia, a partir de um esforço submáximo. As equações preditivas da ImáxCFC = (-1,0383 x CFC) + 28,703; VO2máxCFC = (-3,5238 x CFC) + 100,23; e ILANCFC = (-1.1003 x CFC) +27,35, elaboradas e validadas no presente estudo, não apresentam diferença estatística quando comparadas essa variáveis obtidas em máximo esforço (14,4±2,6 km/h e 14,6±2,5 km/h, p=0,79; 54,4±10,5 mL.kg -1
.min-1 e 52,4±8,4 mL.kg-1.min-1, p=54; e 12,91±2,64 km/h e 12,47±1,80 km/h, p=0,26, respectivamente). A avaliação da aptidão aeróbia em esforço máximo apresenta riscos devido à exposição fisiológica a essa exigência extrema em diferentes populações. Contudo, as metodologias apresentadas, viabilizam a predição de três parâmetros necessários para uma boa prescrição de treinamento, a partir de intensidade submáxima.
O estudo 1, apresenta a aplicação do modelo linear de regressão, que evidencia uma expressiva diferença na inclinação das retas, quando correlacionado a Imáx vs ImáxVO2 entre os grupos AT (1.492) e TR (1.048). Contudo, essa inclinação não é observada de forma expressiva, quando correlacionada a Imáx com a ImáxFC entre os grupos AT (1,161) e TR (0,953). Provavelmente, esse comportamento da reta esta
47 relacionado com as diferentes respostas da FC e do VO2máx em relação ao nível de aptidão aeróbia, pois quando melhor o condicionamento, mais baixo será o custo, menor será a FCmáx e a FC de repouso, enquanto que o VO2máx tende a aumentar com o treinamento, estabelecendo assim, uma razão distinta entre FCmáx vs CFC e VO2máx vs CVO2. Os limites de concordância de ± 95%, para as comparações no grupo AT entre Imáx e ImáxVO2 foi [-0.1 (1.96) km.h-1] e Imáx e ImáxFC [0.5 (1.96) mL.kg-1.min-1], no grupo TR entre Imáx e ImáxVO2 foi [-0.1 (1.96) km.h-1] e Imáx e ImáxFC [0.0 (1.96) mL.kg-1.min-1], no estudo 2, os limites de concordância entre o Imáx e Imáxp [0,22 (2,05) km/h] e VO2máx e VO2máxp [-1,9 (12,6 mL.kg-1.min-1], também apresentam uma boa média das diferenças, reforçando sua aplicabilidade. Esses resultados apresentam uma boa opção para a avaliação da máxima capacidade aeróbia, sendo uma ferramenta de grande valia para a prescrição de exercício físico.
Os parâmetros analisados no estudo 1, durante o 4º e 5 º minuto do aquecimento a uma intensidade referente a PSE < 14 e a uma FC <80% da máxima predita para idade, apresentaram diferenças (p≤0.05) entre AT e TR, respectivamente, na intensidade (10.5±0.8 e 15.6±1.5), no VO2 (40.1±2.9 e 58.2±6.6) e no CFC (15.4±1.4 e 10.6±1.1). Contudo, não houve diferença estatisticamente significativa (p≥0.05) na FC (161.1±8.2 e 163.4±3.8) e no CVO2 (3.8±0.4 e 3.7±0.1) para AT e TR, respectivamente. Esses resultados possibilitam inferir que para diferentes intensidades, os CVO2 de AT e TR são similares, caracterizando o quão distinto é o desempenho físico frente ao dispêndio energético dos grupos. Essa distinção na aptidão aeróbia, também, pode ser observada com as FC que são iguais entre as diferentes intensidades atingidas pelos grupos durante o aquecimento, embora os CFC (AT = 15.4±1.4 e TR = 10.6±1.1) sejam diferentes (p≤0.05).
48 Os métodos de avaliação muitas vezes são empregados para classificar a amostra perante outros avaliados (CHARLOT et al., 2014; DI PRAMPERO et al., 2009). Esse recurso comparativo permite o profissional aperfeiçoar os métodos de treinamento que estão sendo aplicados, seja pelo baixo estimulo ou excesso (RONDON et al., 1998; DENADAI et al., 2004). No estudo 1, os cálculos do CFC, ImáxFC e ImáxVO2, permitiram diferenciar o nível de aptidão física entre indivíduos fisicamente ativos e treinados. O mesmo princípio foi aplicado no estudo 3, onde cavalos de desempenho superior apresentaram custos estatisticamente menor quando comparados com cavalos de desempenho inferior. Essa resposta esta associada ao melhor recrutamento e aptidão dos grupamentos musculares que usam vias metabólicas glicolíticas (ART et al., 1990; AGUILERA-TEJERO et al., 2000), ajustes hemodinâmicos (ART et al., 1990), bem como a mudança do padrão de movimento exigidos para o salto do obstáculo (DUTTO et al., 2006). Os achados de Lekeux et al. (1991) e Sloet van Oldruitenborgh-Oosterbaan et al. (2006), reforçam os resultados encontrados na presente tese ao observar que inserção de um obstáculo durante o percurso com velocidade constante, tanto a FC e a [LAC] aumentavam em relação o repouso, dando ao gesto do salto um componente metabólico anaeróbio, devido a grande exigência na velocidade de ação, resistência e potência (LEKEUX et al., 1991).
As metodologias aplicadas em humanos e em equinos nessa tese chamam atenção, pois para sua realização não é necessária a exposição do avaliado ao esforço físico máximo, evitando assim, os riscos associados ao máximo desempenho fisiológico. Diante do exposto, a aplicação do custo da FC e da [LAC], bem como das equações apresentadas viabilizam futuros estudos agudos e crônicos em diversas populações como os patológicos, e para diferente faixa etária, subsidiando os
49 treinadores com informações mais detalhadas e precisas para a prescrição do exercício físico.
7. CONCLUSÃO
As equações preditivas proposta no estudo 1, permitiram a partir da razão frequência cardíaca e intensidade ou consumo de oxigênio e intensidade, estimar a máxima intensidade de desempenho em corrida em indivíduos fisicamente ativos e treinados. Foi necessário, para essa estimativa, que os participantes desempenhassem apenas um esforço submáximo durante seis minutos. Contudo, para seu calculo é preciso o uso de dados máximos de frequência cardíaca ou consumo de oxigênio, que podem ser estimadas com formulas já existentes e validadas conforme apresentado na literatura. Os resultados possibilitaram, também, distinguir o nível da aptidão física entre os participantes do estudo, evidenciando a aplicação dos cálculos do custo como um recurso para classificação do publico analisado.
Diante dos achados citados anteriormente, foi realizado um segundo estudo que permitiu gerar e validar as equações para se estimar a intensidade máxima de corrida, consumo máximo de oxigênio e limiar anaeróbio, por meio da realização de um único esforço submáximo, calculando-se o custo da frequência cardíaca em indivíduos fisicamente ativos e treinados. Essas equações viabilizam treinadores avaliarem a aptidão aeróbia e a prescreverem exercícios físicos de maneira mais eficiente e precisa, sem a necessidade de expor o avaliado aos possíveis riscos presentes em testes de esforço máximo. Destaca-se, também, que para estimativa desses parâmetros é necessário apenas um aparelho de monitorização da frequência cardíaca, que é de fácil manuseio e baixo custo.
