Limeira – SP 2017
Universidade Estadual de Campinas – UNICAMP
Faculdade de Ciências Aplicadas - FCA
Programa de Pós-Graduação em Ciências da Nutrição e do Esporte e
Metabolismo – CNEM
Filipe Antônio de Barros Sousa
Validade e reprodutibilidade de parâmetros de capacidade e potência aeróbias e
anaeróbias obtidas por meio de uma sessão de avaliação em corrida atada
Validity and reliability of anaerobic power and capacity parameters derived
from one test session in tethered running
Limeira – SP 2017
Validade e reprodutibilidade de parâmetros de capacidade e potência aeróbias e
anaeróbias obtidas por meio de uma sessão de avaliação em corrida atada
Tese apresentada à Faculdade de Ciências Aplicadas do Campus de Limeira da Universidade Estadual de Campinas como parte dos requisitos exigidos para a obtenção do título de Doutor na área de Ciências da Nutrição e do Esporte e Metabolismo, na área de Biodinâmica do Movimento Humano e Esporte.
Supervisor/Orientador: CLAUDIO ALEXANDRE GOBATTO
ESTE EXEMPLAR CORRESPONDE À
VERSÃO FINAL DISSERTAÇÃO/TESE
DEFENDIDA PELO ALUNO FILIPE
ANTÔNIO DE BARROS SOUSA, E
ORIENTADA PELO PROF. DR. CLAUDIO ALEXANDRE GOBATTO
Ficha catalográfica
Universidade Estadual de Campinas Biblioteca da Faculdade de Ciências Aplicadas
Renata Eleuterio da Silva - CRB 8/9281
Sousa, Filipe Antônio de Barros,
So85v SouValidade e reprodutibilidade de parâmetros de capacidade e potência aeróbias e anaeróbias obtidas por meio de uma sessão de avaliação em corrida atada / Filipe Antônio de Barros Sousa. – Limeira, SP : [s.n.], 2017.
SouOrientador: Claudio Alexandre Gobatto.
SouTese (doutorado) – Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de
Ciências Aplicadas.
Sou1. Exercícios físicos. 2. Ácido lático. 3. Educação física. I. Gobatto, Claudio Alexandre, 1964-. II. Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Ciências Aplicadas. III. Título.
Informações para Biblioteca Digital
Título em outro idioma: Validity and reliability of anaerobic power and capacity parameters
derived from one test session in tethered running
Palavras-chave em inglês:
Physical exercises Lactic acid
Physical education
Área de concentração: Biodinâmica do Movimento Humano e Esporte Titulação: Doutor em Ciências da Nutrição e do Esporte e Metabolismo Banca examinadora:
Claudio Alexandre Gobatto [Orientador] Martim Francisco Bottaro Marques Marcelo Papoti
Marcio Alberto Torsoni
Paulo Roberto Pereira Santiago
Data de defesa: 27-09-2017
Programa de Pós-Graduação: Ciências da Nutrição e do Esporte e Metabolismo
Comissão Examinadora
Prof. Dr. Claudio Alexandre Gobatto Presidente da Banca
Prof. Dr. Martim Francisco Bottaro Marques
Prof. Dr. Marcelo Papoti
Prof. Dr. Marcio Alberto Torsoni
Prof. Dr. Paulo Roberto Pereira Santiago
Ata da defesa com as respectivas assinaturas dos membros encontra-se no processo de vida acadêmica do aluno.
DEDICATÓRIA
Este trabalho é dedicado à Deus, minha família parental e conjugal, ao meu orientador e todos os colegas de laboratório do LAFAE. Ainda, dedico à instituição que me acolheu e das agências de fomento que proporcionaram a oportunidade de me dedicar intensamente a ele. Por fim, dedico o trabalho aos voluntários que participaram das coletas de dados e seus técnicos, pois esse trabalho foi concebido para eles e viabilizado pela sua participação.
AGRADECIMENTOS
Gostaria de agradecer primeiramente a Deus, que é maior do que todas as coisas. Em seguida, à minha família, na figura do meu pai, Marcos Antônio Lima Sousa e minha mãe, Ilka Maria Queiroz de Barros Sousa, que me deram todo o suporte necessário para minha educação formal e familiar, me proporcionando a oportunidade de perseguir meus sonhos com hombridade. Ao meu irmão mais velho, que foi e continua sendo um exemplo a ser seguido. Não menos especial, à minha companheira de vida, Natália de Almeida Rodrigues, pela cumplicidade e apoio incondicionais, incomensuráveis e inigualáveis.
Gostaria de agradecer também ao meu orientador e coordenador do LAFAE, Claudio Alexandre Gobatto, pela paciência, disponibilidade e oportunidades proporcionadas durante o processo de doutoramento. À coordenadora do LAFAE, Fúlvia de Barros Manchado-Gobatto, pelos conselhos e oportunidades proporcionadas ao longo desses anos no laboratório. Aos colegas de laboratório, por cultivarem um ambiente altruísta onde se preza pela evolução coletiva.
“…do not be carried away by success into demanding more than is right or prudent.” — Winston Churchill, House of Commons, 3 March 1919
RESUMO
Um procedimento capaz de avaliar a capacidade e potência aeróbia e anaeróbia em uma única sessão de teste parece ser uma alternativa para elevar a aplicabilidade prática de uma avaliação da aptidão metabólica. Antes do emprego das variáveis de retorno desse protocolo é necessário o estudo de sua validade. O objetivo da presente tese é avaliar os níveis de aplicabilidade, reprodutibilidade e validade dos parâmetros obtidos por meio de um teste de all-out de 3 minutos (AO3’) para avaliação da capacidade e potência das vias metabólicas anaeróbia e aeróbia, em corrida atada laboratorial e de campo. Para isso, ensaios de: i) reprodutibilidade por meio de situações de teste/re-teste; ii) comparações entre os resultados obtidos pelo novo protocolo com protocolos mais bem estabelecidos na literatura; e iii) verificação da consistência metabólica dos dados obtidos por meio de comparação com parâmetros fisiológicos, são etapas a serem cumpridas. O desenho experimental se dividiu em cinco experimentos. O primeiro experimento investigou a existência de uma resistência individual para manifestação de potência mecânica máxima em esforços de all-out e a sua reprodutibilidade. Resultados demonstraram não só a magnitude dessa carga, que se mostrou em torno de 16,8% da massa corporal, quanto uma elevada reprodutibilidade teste/reteste. O segundo experimento verificou o nível de reprodutibilidade laboratorial das variáveis relacionadas à capacidade anaeróbia (ATA) potência anaeróbia (Pmax) e
capacidade aeróbia (Pfinal) obtidos no protocolo de all-out com 3 minutos de duração, bem como
a validade da Pmax. Os resultados desse segundo experimento atestaram a reprodutibilidade dos
parâmetros relacionados a capacidades aeróbia e anaeróbia, e não encontrou diferença entre a Pmax
do teste com duração de três minutos para aquele com duração de trinta segundos. O terceiro experimento investigou a validade desses parâmetros em determinar a capacidade aeróbia (Pfinal),
a capacidade anaeróbia (ATA), a potência aeróbia máxima (VO2pico). Os resultados dessa etapa
demonstram a validade da potência aeróbia máxima, uma superestimação da capacidade aeróbia e uma tendência a correlação entre os vários parâmetros de capacidade anaeróbia testados. O quarto experimento investigou a reprodutibilidade do teste de AO3’ em campo, comparou seus resultados com um AO30s, enquanto o quinto experimento verificou a aplicabilidade da resistência ótima para geração de potência em esforços mais longos do que seis segundos. Os resultados desses experimentos demonstram a resistência ideal para produção de potência em torno de 20,5% da massa corporal em campo, com uma reprodutibilidade excelente. Ainda, corroboram com a boa reprodutibilidade dos parâmetros do AO3’ em campo, e apresenta também concordância das potências máxima entre os testes de AO3’ e AO30s. Contudo, a resistência ideal para realização de potência parece não se traduzir para esforços com 30 segundos de duração. Em corrida atada, o protocolo de AO3’ parece ser válido para avaliar a potência aeróbia e anaeróbia, mas pode subestimar a capacidade anaeróbia e supra estimar a capacidade aeróbia.
ABSTRACT
The use of a protocol capable to evaluate both aerobic and anaerobic parameters of capacity and power in one single test session could be interesting in order to enhance practical applicability of metabolic energy production evaluation. Before using such protocol parameters, it is mandatory to study their validity. This thesis aims to check applicability, reliability and validity of a tethered running 3-minute all-out test (AO3’) to evaluate aerobic and anaerobic capacity and power parameters in laboratory and field track. Experimental designs were adopted to verify test-retest reliability, comparison between the 3-minute test and other well stablished protocols, and tests of metabolic consistency based on physiologic data. Overall, experimental design was divided in five experiments. First, the existence of an individual resistance to manifest maximal mechanical power in all-out efforts was investigated, as well as its test-retest reliability. Results proved not only this resistance magnitude around 16% body mass, as a high test-retest reliability. The second experiment intend to verify test-retest reliability of anaerobic capacity (ATA), anaerobic power (Pmax) and aerobic capacity (Pfinal) obtained by the 3-minute all-out, as well as Pmax validity.
Results proved these parameters to be reliable, and no statistical difference between Pmax
measured in a 3-minute and a 30-second test. Third experiment investigated aerobic capacity, anaerobic capacity and aerobic power validity (VO2pico). Results showed aerobic power validity,
an overestimation of aerobic capacity and a tendency to correlation between several anaerobic capacity parameters and ATA. Fourth and fifth experiments were performed in the track field, and verified the 3-minute all-out test parameters reliability, compared it to a 30-second test results and verified the applicability of the optimum resistance to generate mechanical power to efforts longer than 6-seconds. Results showed ideal resistance to produce mechanical power in field running to be around 20.5% body mass, with good reliability. Further, the 3-minute test parameters had good test-retest reliability as in laboratory, and concordance between 3-minute and 30-second power development. However, the ideal resistance to develop mechanical power in 6-second efforts may not be the same to 30-second efforts. The 3-minute all-out test seems to exert valid parameters of aerobic and anaerobic power, but underestimate anaerobic capacity and overestimate aerobic capacity.
LISTA DE ABREVIATURAS %FF – percentual de fadiga calculado com base nos valores de força;
%FP – percentual de fadiga calculado com base nos valores de potência;
%FV – percentual de fadiga calculado com base nos valores de velocidade;
%G – percentual de gordura da composição corporal
%MC – percentual da massa corporal
[lac] – concentração sanguínea de lactato
[lac]LAL – concentração sanguínea de lactato na intensidade do limiar anaeróbio determinado pela
cinética de lactato na corrente sanguínea
[lac]max – concentração máxima de lactato na corrente sanguínea;
[lac]repouso – concentração sanguínea de lactato em repouso
A – amplitude da equação biexponencial
AO3’ – Teste em intensidade de all-out com duração de 3 minutos
ATA - área de trabalho anaeróbio de um teste de all-out com duração de três minutos
ATP – adenosina trifosfato
CTA - capacidade de trabalho anaeróbia
D’ - distância anaeróbia calculada pelo protocolo de velocidade crítica, equivalente à CTA
Da – Área sob a curva de distância percorrida acima da Vfinal em um teste de all-out com duração de três minutos
EPOC – excesso de consumo de oxigênio pós-esforço (Excess Post-exercise Oxygen Consumption)
EQANA – equivalente de oxigênio do gasto energético das vias anaeróbias
Fmax – força máxima realizada em médias de 1 segundo;
FmaxR – maior força realizada entre os seis tiros da primeira etapa
Fpico – força pico realizada por milésimo de segundo;
iVO2pico – intensidade associada ao consumo pico de oxigênio
k – constante de tempo da equação biexponencial da relação concentração de lactato sanguíneo vs tempo
LAL – intensidade do limiar anaeróbio determinado pela cinética de lactato na corrente sanguínea
LV – Intensidade do segundo limiar determinado pela análise de trocas gasosas e ventilação
MAOD - máximo déficit acumulado de oxigênio (Maximal Accumulated Oxigen Deficit)
MLSS - Máxima Fase Estável de Lactato (Maximal Lactate Steady State)
MT – esteira motorizada
NMT – esteira não motorizada
PC – potência crítica
Pfinal – Potência final de um teste de all-out com duração de três minutos
Pmax – potência máxima realizada em médias de 1 segundo;
PmaxT – potência máxima calculada pela equação hiperbólica individual
Pmed – potência média ao longo de todo o teste;
Ppico – Potência pico realizada por milésimo de segundo;
Rpot – resistência ótima para realização de potência
SlopeF – inclinação da reta ajustada entre a força máxima e o final do teste;
SlopeP – inclinação da reta ajustada entre a potência máxima e o final do teste;
SlopeV – inclinação da reta ajustada entre a velocidade máxima e o final do teste;
T[lac]max – tempo até o atingimento da concentração máxima de lactato na corrente sanguínea;
tau – constante de tempo da equação biexponencial da relação consumo de oxigênio vs tempo
Tlim – Tempo até a exaustão em um esforço de intensidade constante
VC - velocidade crítica calculada pela aplicação do protocolo de potência crítica usando unidades de distância e tempo
Vfinal - velocidade final de um teste de all-out com duração de três minutos
Vmax – velocidade máxima realizada em médias de 1 segundo;
VmaxR – maior velocidade realizada entre os seis tiros da primeira etapa
Vmed – velocidade média ao longo de todo o teste;
VO2LV – consumo de oxigênio na intensidade do segundo limiar determinado pela análise de
trocas gasosas e ventilação.
VO2pico - consumo pico de oxigênio
Vpico – velocidade pico realizada por milésimo de segundo;
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – Dinamômetro fixado à parede em um poste que permite a regulação de sua altura (A) e exemplo de avaliação em corrida de all-out utilizando esteira não motorizada (B).
Figura 2 – Calibração do sistema de frenagem da esteira não motorizada. Diversas cargas conhecidas foram impostas em um sistema de polia desprezível, com os avaliados em cima da esteira, para construção da reta de calibração entre voltagem enviada ao freio e carga imposta.
Figura 3 – Sistema de aquisição da força vertical composto por quatro células de carga posicionados abaixo da estrutura da esteira não motorizada.
Figura 4 – Teste de linearidade para as quatro células de carga posicionadas abaixo da esteira não motorizada. Pesos conhecidos foram colocados sobre cada uma das células no local onde foram instaladas na esteira. A regressão foi construída entre a força vertical imposta e o sinal de cada uma das células de carga.
Figura 5 – Resultados da transformada rápida de Fourier para as quatro células de carga, por ocasião de uma corrida à 0,6 Hz.
Figura 6 – Resultados da transformada rápida de Fourier para as quatro células de carga, por ocasião de uma corrida à 1,5 Hz.
Figura 7 – Resultados da transformada rápida de Fourier para as quatro células de carga, por ocasião de uma corrida à 2,0 Hz.
Figura 8 – Resultados da transformada rápida de Fourier para as quatro células de carga, por ocasião da batida de um martelo no centro da esteira à 0,6 Hz.
Figura 9 – Resultados da transformada rápida de Fourier para as quatro células de carga, por ocasião da batida de um martelo no centro da esteira à 1,5 Hz.
Figura 10 – Resultados da transformada rápida de Fourier para as quatro células de carga, por ocasião da batida de um martelo no centro da esteira à 2,0 Hz.
Figura 11 – Força resultante vertical obtida a partir da movimentação de uma força peso conhecida (497 N) ao longo da esteira. A força peso iniciou no centro da esteira, foi movimentada para frente e em seguida movimentada da frente para a parte de trás da esteira. Os momentos de movimentação apresentam picos por conta da força realizada para movimentar o peso, porém é possível visualizar a estabilização do sinal nos momentos em que ele esteve parado nas posições indicadas na figura. A linha cinza representa a captura de sinais antes da correção, enquanto a preta representa o mesmo sinal após a correção aplicada.
Figura 12 – exemplo de aplicação do sistema de corrida semi-atada em campo (A) e características gerais do protótipo (B), retirado de Sousa (2013).
Figura 13 – Potência horizontal realizada ao longo de um teste de AO3’, em um teste de exemplo. A área de trabalho anaeróbio (ATA) está representada, bem como a área aeróbia. A área aeróbia foi entendida como o prolongamento da Pfinal, que é a média de potência dos últimos 30 segundos do teste. A ATA foi
entendida como sendo toda a área acima da área aeróbia até o momento que a potência chega a ser menor do que a Pfinal (preto vs cinza).
Figura 14 – Representação do consumo de oxigênio (A) para um AO3’ realizado no terceiro experimento. As linhas verticais demarcam o início e final do teste. Ainda, está representada a concentração de lactato sanguíneo para um AO3’ (círculos cinza) e um AO30s (triângulos invertidos pretos) realizados no segundo experimento. Em ambos os casos, os momentos onde o tempo é igual a zero correspondem à imediatamente antes do início do teste.
Figura 15 – Organograma da coleta de dados, com os objetivos de cada um dos cinco experimentos e o período cronológico da coleta de dados. Os quadros em laranja foram experimentos coletados em laboratório e os em verde, em campo.
Figura 16 – Desenho experimental da primeira etapa de coleta de dados. As sessões tiveram um intervalo de pelo menos 24h entre si.
Figura 17 – Relações entre a potência absoluta e a resistência absoluta (A – teste; B – reteste), potência relativa à massa corporal e resistência absoluta (C – teste; D – reteste), potência absoluta e resistência relativa à massa corporal (E – teste; F – reteste) e potência relativa à massa corporal e resistência relativa à massa corporal (G – teste; H – reteste).
Figura 18 – análise de Bland Altman entre o teste e reteste para a carga ótima para resistência em termos absolutos (A) e relativos à massa corporal (B), e para a potência máxima absoluta (C) e relativa à massa corporal (D).
Figura 19 – Desenho experimental da segunda etapa de coleta de dados. As sessões de coleta tiveram pelo menos 24h de intervalo entre si.
Figura 20 – Comparação entre os parâmetros de AO3’ considerando a potência resultante (Pfinal – A; ATA – C; Pmax – E) e apenas o componente horizontal da potência (Pfinal – B; ATA – D; Pmax – F).
Figura 21 – Análise de Bland altman entre os parâmetros de AO3’ para teste e reteste, considerando os parâmetros de Pfinal (A), ATA (C) e Pmax (E) calculados com base na potência resultante, e Pfinal (B), ATA (D) e Pmax (F) calculados com base na potência horizontal.
Figura 22 – Comparação entre AO3’ e AO30s para Ppico, Pmax e Pmédia, considerando a potência resultante (A) e a potência horizontal (B).
Figura 23 – análises de Bland altman entre AO3’ e AO30s para Ppico (potência resultante – A; potência horizontal – B), Pmax (potência resultante – C; potência horizontal – D) e Pmedia (potência resultante – E; potência horizontal – F), com seus respectivos valores de médias das diferenças (MD) e limites de concordância (LA).
Figura 24 – Desenho experimental da terceira etapa da coleta de dados.
Figura 25 – Comparação entre o VO2max encontrado no teste de AO3’ com aqueles obtidos em teste incremental realizado na esteira motorizada (MT) e não motorizada (NMT) (A), com as respectivas
correlações entre o VO2max obtidos no AO3’ e no teste incremental na NMT (B), bem como entre o VO2max
obtido no AO3’ e no teste incremental na MT (C).
Figura 26 – Comparação das medidas de capacidade aeróbia obtidos na esteira não motorizada considerando a potência resultante (A) e apenas a potência horizontal (B).
Figura 27 – Exemplo de um voluntário representativo da amostra com relação à reta construída do consumo de O2 vs a potência em intensidades sub VO2pico (A) e do consumo de O2 antes, durante e depois de um teste
em intensidade supra VO2pico (B). As linhas verticais do painel B indicam o início e o final do teste.
Figura 28 – Exemplo de um voluntário representativo da amostra com relação à análise do consumo de oxigênio (A) e concentração de lactato (B) pós esforço. O momento de tempo zero equivale ao término do teste.
Figura 29 – comparação entre as medidas de capacidade anaeróbias dos modelos trabalho vs tempo e potência vs 1/tempo da potência crítica com o W’ do protocolo de AO3’, considerando a potência resultante (A) e potência horizontal (B).
Figura 30 – Desenho experimental do segundo experimento de coleta de dados em campo. Na primeira sessão foram realizados seis sprints de seis segundos para encontrar a resistência ótima para produção de potência. Em seguida, foram realizados em sessões distintas um esforço de all-out utilizando o carro de resistência variável contra a resistência ótima nas durações de 30s e três minutos.
Figura 31 – Força, velocidade e potência ao longo de um teste de AO3’ realizado em campo. As linhas vermelhas demarcam os parâmetros aeróbios do teste (EP, EF e EV). Os traços em verde apontam a partir de onde as variáveis cruzaram com a linha vermelha.
Figura 32 – Desenho experimental do primeiro experimento de coleta de dados em campo. As três sessões foram exatamente iguais, com diferença apenas na resistência imposta do último teste de AO30s. um intervalo passivo de pelo menos 8 minutos foi dado entre os sprints de seis segundos, e de pelo menos 20 minutos para realização do AO30s.
Figura 33 – Resultados de potência média para cada uma das seis resistências em teste e reteste. Dados estão expressos em média e desvio padrão da amostra. Os valores de reteste foram deslocados em 0,5 no eixo horizontal do gráfico apenas como um recurso visual para diminuir a sobreposição. As equações que melhor representam os pontos de teste e reteste estão expressas na figura, sendo a reta preta referente ao ajuste do teste e a cinza do ajuste do reteste.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Força peso imposta de maneira dinâmica em diferentes posições da esteira, com os valores de força vertical registrados sem correção e após a correção proposta, com os respectivos erros em percentual da força imposta em relação à carga conhecida.
Tabela 2 – Força peso imposta de maneira estática e força vertical resultante obtida quando posicionada sobre as quatro células de carga e no centro da esteira, sem correção e após o procedimento de correção proposto, com os respectivos erros em percentual da força imposta em relação à carga conhecida.
Tabela 3 – Caracterização das resistências enfrentadas e potência média realizada para cada esforço de seis segundos realizado pela amostra.
Tabela 4 – Resultados descritivos e comparativos entre teste e reteste para a carga ótima para potência máxima e variáveis mecânicas das sessões.
Tabela 5 – correlações das variáveis de carga ótima para potência máxima e variáveis mecânicas com resultados de desempenho.
Tabela 6 – Reprodutibilidade das variáveis relacionadas a concentração de lactato sanguíneo após o AO3s. Tabela 7 – Variáveis referentes à carga interna após o teste de AO30s e comparação com AO3’ em ambas as sessões.
Tabela 8 – Descrição da relação intensidade e duração nos três esforços de intensidade constante até a exaustão.
Tabela 9 – Correlações entre parâmetros de capacidade aeróbia considerando a potência resultante. Tabela 10 – Correlações entre parâmetros de capacidade aeróbia considerando a potência horizontal. Tabela 11 – Correlações entre medidas de capacidade anaeróbia entre os dois modelos de potência crítica, o W’ e o MAOD, calculados considerando a potência resultante.
Tabela 12 – Correlações entre medidas de capacidade anaeróbia entre os dois modelos de potência crítica, o W’ e o MAOD, calculados considerando a potência horizontal.
Tabela 13 – Análise de reprodutibilidade entre teste e re-teste de um AO3’ (n=6).
Tabela 14 – Análise comparativa entre os resultados de AO30s e os primeiros 30s de um AO3’ (n=8). Tabela 15 – comparações entre a potência média contra as diferentes resistências em teste e re-teste, bem como a resistência ótima obtida e a potência máxima teórica calculada pelo modelo (n=10).
Tabela 16 – Resultados de AO30s contra a resistência ótima para geração de potência, contra a resistência mais leve que geraria 95% da potência máxima teórica, e contra a resistência mais pesada que geraria 95% da potência máxima teórica (n=10).
S
UMÁRIO ESTRUTURA DA TESE ... 19 1. INTRODUÇÃO ... 20 1.1. Justificativa ... 23 1.2. Hipóteses ... 24 1.3. Objetivo geral ... 25 1.3.1. Objetivos específicos... 25 2. REVISÃO DE LITERATURA ... 27 2.1. Corrida Atada ... 272.1.1. Histórico e evolução do sistema ... 27
2.1.2 Corrida semi-atada ... 31
2.2. Protocolos de avaliação das capacidades e potências aeróbias e anaeróbias ... 33
2.3. Protocolo de all-out de três minutos ... 35
3. METODOLOGIA ... 46
3.1. Procedimentos gerais para coleta de dados ... 46
3.2. Corrida atada laboratorial ... 46
3.3. Adaptações na esteira não motorizada ... 48
3.4. Corrida semi-atada em campo ... 57
3.5. Tratamento e análise dos sinais mecânicos e fisiológicos ... 57
3.6. Desenho experimental ... 61
3.7. Análise estatística ... 63
3.8. Detalhamento metodológico – experimento 1 ... 63
3.8.1. Forma de análise dos resultados específicos – experimento 1 ... 64
3.8.2. Resultados – experimento 1 ... 64
3.9. Detalhamento metodológico – experimento 2 ... 70
3.9.1. Forma de análise dos resultados específicos – experimento 2 ... 71
3.9.2. Resultados – experimento 2 ... 72
3.10. Detalhamento metodológico – experimento 3 ... 78
3.10.1. Forma de análise dos resultados – experimento 3 ... 80
3.10.1.1. Resultados – experimento 3 ... 82
3.11. Detalhamento metodológico – experimento 4 ... 90
3.11.1. Forma de análise dos resultados – Experimento 4 ... 91
3.12. Detalhamento metodológico – experimento 5 ... 94
3.12.1. Forma de análise dos resultados – experimento 5 ... 95
3.12.2. Resultados - experimento 5 ... 96
4. DISCUSSÃO ... 100
4.1. CONCLUSÃO ... 111
ESTRUTURA DA TESE
A presente tese se subdivide em quatro tópicos principais: 1 – Introdução, onde são apresentados a problemática envolvendo o tema, juntamente com a justificativa, hipótese e objetivos da tese; 2 – Revisão de literatura, onde foi abordado aspectos sobre a corrida atada, protocolos de avaliação da capacidade aeróbia e anaeróbia e da potência aeróbia e anaeróbia, bem como um apanhado cronológico dos estudos envolvendo a avaliação de all-out de três minutos; 3 – Metodologia e resultados, onde estão detalhados a metodologia geral da tese, e subdivididos cinco experimentos; e 4 – Discussão geral, onde os resultados são confrontados à luz da literatura recente e são discutidos os achados entre si, procurando debater as hipóteses levantadas, e se elas se confirmam ou não com base nos resultados apresentados.
1. INTRODUÇÃO
O êxito em competições esportivas está associado a características específicas de produção de energia metabólica. As vias aeróbias e anaeróbias de ressíntese de ATP têm sido avaliadas na literatura por meio de parâmetros que podem ser divididos entre medidas de capacidade e potência (Boulay et al., 1985; Green, 1995; Minahan et al., 2007; Lima et al., 2011).
A capacidade de uma via metabólica é entendida como a máxima intensidade ou quantidade de movimento em que o organismo pode produzir energia baseado somente naquela via (Boulay et al., 1985). Já a potência metabólica diz respeito à taxa de funcionamento de uma dada via energética, ou a velocidade com que o ATP é utilizado e ressintetizado por meio dessa via (Green, 1995; Minahan et al., 2007). De maneira geral, é possível subdividir capacidade e potência de produção de energia metabólica entre suas fontes anaeróbias e aeróbias.
Para realizar a avaliação dos parâmetros de capacidade aeróbia e anaeróbia e potência aeróbia e anaeróbia em um mesmo indivíduo, seria necessária a escolha de um protocolo para cada um dos quatro parâmetros. Os procedimentos considerados mais robustos, como a Máxima Fase Estável de Lactato (Maximal Lactate Steady State - MLSS) e o máximo déficit acumulado de oxigênio (Maximal Accumulated Oxigen Deficit
- MAOD), demandam múltiplas sessões de teste. Dessa maneira, uma avaliação completa
que contemple todos os procedimentos necessários para avaliar capacidade aeróbia e anaeróbia e potência aeróbia e anaeróbia pode durar de nove a dezesseis dias de avaliação.
O grande número de avaliações necessário para a avaliação dos quatro parâmetros de aptidão física aqui descritos leva aos cientistas do esporte e treinadores a eleger um ou dois parâmetros considerados mais relevantes para o desempenho em uma dada modalidade. Essa prática pode resolver a problemática das múltiplas sessões de teste do ponto de vista de aplicação à realidade de treinamento. Porém, é importante levar em consideração que capacidade e potência são variáveis consideradas desassociadas mesmo quando se referindo ao mesmo metabolismo (Minahan et al., 2007; Lima et al., 2011). Sendo assim, é possível que a avaliação de um número menor de parâmetros leve à equívocos na preparação do atleta, gerando resultados competitivos aquém do desejado, tudo isso causado por uma negligencia na avaliação dos aspectos fisiológicos desse atleta.
Uma saída prática para a problemática do grande número de avaliações é a opção por procedimentos que possibilitam a avaliação conjunta de dois ou mais dos parâmetros de capacidade e potência metabólicas. O protocolo de potência crítica é uma das alternativas que permite a avaliação conjunta de dois desses parâmetros, sendo elas a capacidade anaeróbia, representada pela capacidade de trabalho anaeróbia (CTA), e a intensidade de capacidade aeróbia, ou a potência crítica (PC) (Monod e Scherrer, 1965; Hill, 1993).
Recentemente, uma alternativa ao protocolo de potência crítica sugere ser possível a obtenção de parâmetros equivalentes à PC e CTA em uma única sessão de teste. Nesse procedimento, é requisitado que o avaliado se exercite por um período de três minutos buscando a máxima intensidade possível por todo o tempo, o que vem sendo chamado de teste de all-out de três minutos (AO3’) (Vanhatalo et al., 2007). Baseado no modelo linear 𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑥 1
𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜 (𝑃𝑜𝑡ê𝑛𝑐𝑖𝑎 =
𝐶𝑇𝐴
𝑇𝑒𝑚𝑝𝑜+ 𝑃𝐶) da potência crítica, um exercício
com as características de um AO3’ seria intenso o suficiente para que haja o esgotamento da CTA antes do final dos três minutos. Sendo assim, a potência que o indivíduo é capaz de sustentar ao final do AO3’ seria puramente explicada pela PC (Potência = PC). Logo, a potência realizada no final de um AO3’ seria um parâmetro de estimativa da capacidade aeróbia do avaliado.
Seguindo o mesmo raciocínio, se a intensidade final de um teste de AO3’ (Pfinal)
é equivalente à capacidade aeróbia, todo o desempenho realizado acima dessa intensidade é explicado pela ressíntese de ATP realizada a partir do compartimento anaeróbio. Dessa maneira, a área acima de Pfinal (área de trabalho anaeróbio - ATA) seria equivalente a
CTA, sendo ambos parâmetros que estimam a capacidade anaeróbia.
Recentemente esses pressupostos têm se confirmado experimentalmente para atividades em ciclo ergômetro em um esforço de AO3’, onde a PC e a Pfinal, bem como a
CTA e ATA se mostram equivalentes, sendo a Pfinal sensível a alterações na PC e ambas
ligeiramente acima da MLSS (Burnley et al., 2006; Vanhatalo et al., 2007). Ainda, variáveis obtidas pelo teste de AO3’ se mostraram reprodutíveis (Vanhatalo et al., 2008b; Johnson et al., 2011), sendo a Pfinal sensível a efeitos de treino aeróbio (Vanhatalo et al.,
2008a) e a ATA sensível a depleção dos estoques de glicogênio (Vanhatalo e Jones, 2009).
Além das estimativas da capacidade aeróbia e anaeróbia, parece ser plausível se identificar as potências aeróbia e anaeróbia em um teste de AO3’. Recentemente, alguns estudos têm demonstrado o encontro de um platô no consumo pico de oxigênio (VO2max)
durante AO3’, sendo esse consumo considerado equivalente ao apresentado em esforço de intensidade incremental (Burnley et al., 2006; Sperlich et al., 2011; Cheng et al., 2012). Isso indicaria a possibilidade de satisfatoriamente apontar a máxima potência aeróbia.
Além disso, considerando que o indivíduo realmente realize o teste de AO3’ com característica de all-out, é de se esperar que a potência pico alcançada seja equivalente aquela encontrada pelo teste de Wingate. O teste de Wingate é um protocolo considerado padrão ouro para obtenção da potência máxima anaeróbia em ciclo ergômetro. Porém, devido a longa duração do teste de AO3’, alguns indivíduos podem adotar estratégias submáximas de intensidade com intuito de se preservar, o que resultaria em uma potência mecânica pico aquém do desejado. Há indícios na literatura da possibilidade de adoção de estratégias submáximas em esforços de 30 segundos de all-out em corrida quando comparados à esforços de 10 segundos (Sousa et al., 2017). É possível que, mesmo adotando uma estratégia com valores de potência apenas submáximos, durante uma duração tão alta quanto três minutos em intensidade acima da capacidade aeróbia haja depleção do compartimento anaeróbio até o final do teste, o que não prejudicaria a obtenção da ATA e Pfinal. Inclusive, estudos recentes apontam a que a ATA pode ser
equivalente para o mesmo indivíduo mesmo quando eles deliberadamente adotam estratégias submáximas (Chidnok et al., 2013), suportando a teoria de que uma potência mecânica pico submáxima no AO3’ não necessariamente afeta a ATA.
O teste de AO3’ proposto para ciclo ergômetro procura avaliar quatro parâmetros metabólicos relacionados à produção de energia em exercício utilizando apenas uma sessão de avaliação. Poucos estudos até o momento investigam a aplicação do AO3’ em corrida. Em nosso conhecimento, existem cerca de quatro estudos aplicando do teste de AO3’ para corrida, utilizando acelerômetros e sistema de posicionamento global (GPS) para acompanhar o perfil de velocidade em corrida de campo (Pettitt et al., 2012; Broxterman et al., 2013; Sperlich et al., 2014; Gama et al., 2016). Dentre esses, apenas um mede a potência em corrida, utilizando o ergômetro de corrida atada de maneira análoga a presente tese (Gama et al., 2016).
O uso da ergometria de corrida atada em esteira não motorizada permite a aceleração e desaceleração do corredor de forma espontânea, procurando mimetizar o fenômeno de corrida em pista (Lakomy, H. K., 1987; Chia e Lim, 2008). Levando em consideração que na realização do AO3’ será acompanhado o aumento de intensidade durante a aceleração do avaliado, bem como a perda de desempenho por conta da fadiga, essa é uma característica fundamental para a realização do protocolo. Ainda, a corrida atada apresenta a vantagem de permitir a monitoração mais direta da força de corrida, ao invés de apenas a velocidade, como vem sendo feito na corrida em pista monitorada por GPS ou acelerômetro. Estudos recentes apontam a importância da força de corrida para o desempenho (Morin et al., 2011), bem como a relação entre a potência de corrida e o desempenho em eventos envolvendo aceleração (Sousa et al., 2015). É possível que considerar a força junto com a velocidade influencie nos resultados de validade e reprodutibilidade de parâmetros como ATA e Pfinal, uma vez que estratégias de aplicação
de força podem diferir entre avaliados (Morin et al., 2011), podendo influenciar na magnitude do gasto energético total do avaliado.
Até o momento deste estudo, a maioria dos estudos envolvendo variáveis dinâmicas em corrida fizeram uso de esteiras instrumentadas (Cross et al., 2017). Ainda assim, por mais que sejam feitas adaptações na esteira, o modelo de corrida atada apresenta limitações pela dificuldade de simular com perfeição a realidade de corrida em pista. Recentemente, alguns estudos demonstram a possibilidade de aliar a mensuração direta de variáveis dinâmicas em corrida realizada na pista (Martinez-Valencia et al., 2015; Sousa et al., 2015). O uso de trenós com carga permite a inclusão de um sistema de aquisição de sinais de força e velocidade em corridas realizadas na pista (Sousa et al., 2015), permitindo a mensuração da cinética de corrida evitando erros ligados aos cálculos e pressupostos necessários para a realização da dinâmica inversa (Cross et al., 2017).
Aliar um teste de AO3’ em corrida com modelos que permitam a monitoração da potência desenvolvida em corrida, como a corrida atada em esteira não motorizada (Cheetham et al., 1985; Morin et al., 2011) e a corrida semi-atada em pista (Sousa et al., 2015) levanta a possibilidade de acessar não só a Pfinal, bem como a ATA , a potência
mecânica pico e ainda, com o uso de analisador de gases, a potência aeróbia máxima de um indivíduo em uma avaliação específica para corrida na mesma sessão de avaliação.
A utilização de um procedimento capaz de avaliar os quatro parâmetros envolvidos na avaliação do funcionamento do metabolismo energético em uma única sessão de teste parece ser uma solução para o grande número de sessões de avaliação (de 9 até 16) envolvidas na realização dos diversos procedimentos clássicos para tal, elevando a aplicabilidade prática da avaliação da aptidão metabólica de maneira completa. Porém, antes do emprego seguro das variáveis de retorno desse protocolo é necessário o estudo de sua validade geral. Ensaios de reprodutibilidade por meio de situações de teste/re-teste, comparações entre os resultados obtidos pelo novo protocolo com protocolos mais bem estabelecidos na literatura, verificação da consistência metabólica dos dados obtidos por meio de comparação com parâmetros fisiológicos são etapas necessárias a serem cumpridas. Grande parte dessas comparações em exercício de corrida foi proposta pelo desenho experimental descrito na presente tese.
1.2. Hipóteses
• É possível encontrar uma resistência ótima individual para manifestação da potência mecânica máxima para corredores, normalizando-a pelo peso corporal, tanto em laboratório quanto em campo, usando os modelos de corrida atada apropriados para essas situações.
• Assim como para o ciclismo, o protocolo de AO3’ apresenta elevada reprodutibilidade para apontar as intensidades relacionadas à capacidade aeróbia
(Pfinal) e a capacidade anaeróbia (ATA) em corrida, indiferentemente do seu
emprego em laboratório utilizando a corrida atada, ou em campo por meio da corrida semi-atada.
• É possível que a potência pico obtida no teste de AO3’ seja menor do que aquela obtida em AO30s, uma vez que as diferentes durações podem vir a resultar em um efeito de auto preservação, resultando em uma estratégia de intensidade que não é de fato máxima em esforços de duração tão longa quanto três minutos.
• Assim como demonstrado na literatura para o ciclismo, é possível para a corrida acessar o VO2pico em um teste com características de intensidade em all-out e
duração de 3 minutos.
• A capacidade aeróbia estimada pelo protocolo de AO3’ deve ser equivalente ao menos aos valores de potência crítica convencional, podendo ter similaridades com os limiares metabólicos.
• Em virtude do conceito de capacidade anaeróbia como um compartimento energético finito, comparações entre protocolos de avaliação que mensuram essa variável metabólica devem fornecer resultados equivalentes entre si em termos de magnitude absoluta e consistência intra e inter indivíduo.
• As mensurações de capacidade anaeróbia e potência mecânica máxima apresentadas pelos protocolos estudados devem se correlacionar com variáveis metabólicas associadas ao funcionamento do metabolismo anaeróbio, como o EPOC e a cinética de lactato na corrente sanguínea pós-esforço.
1.3. Objetivo geral
Avaliar os níveis de aplicabilidade, reprodutibilidade e validade concorrente e constructa dos parâmetros obtidos por meio de um teste de all-out de 3 minutos para avaliação da capacidade e potência das vias metabólicas anaeróbia e aeróbia por meio da corrida atada.
1.3.1. Objetivos específicos
• Buscar a resistência ótima individual para o desenvolvimento de potência mecânica máxima na avaliação de corrida laboratorial e de campo e avaliar a sua validade;
• Acessar a reprodutibilidade de variáveis mecânicas e metabólicas oriundas de um teste de all-out de 3 minutos, como ATA, Pfinal, VO2pico e Potência mecânica
máxima, para corrida atada laboratorial e de campo;
• Comparar a magnitude da potência mecânica pico obtida no protocolo de AO3’ com aquela obtida em uma corrida de mesmas características de intensidade, porém duração de 30 segundos (validade concorrente);
• Comparar o VO2pico alcançado em um teste de all-out de 3 minutos para corrida
com aquele obtido em teste incremental em esteira (validade constructa);
• Comparar as variáveis de intensidade de capacidade aeróbia obtidas pelo protocolo de potência crítica e teste de all-out de 3 minutos para corrida e teste incremental em esteira (validade constructa);
• Avaliar a concordância de parâmetros relacionados à capacidade anaeróbia entre o protocolo de MAOD, potência crítica e teste de all-out de 3 minutos para corrida (validade concorrente);
• Averiguar relações entre os índices relacionados a capacidade e potência anaeróbias obtidos pelos protocolos de all-out de 3 minutos e Potência crítica com variáveis metabólicas associadas à produção de energia anaeróbia, como o EPOC e a cinética de lactato pós esforços em exercício de all-out de 3 minutos e de intensidade supra VO2max até exaustão (validade concorrente);
2. REVISÃO DE LITERATURA 2.1. Corrida Atada
2.1.1. Histórico e evolução do sistema
A análise da potência mecânica em corrida por meio do método atado em esteira não-motorizada teve início na década de oitenta, proposto por um grupo de pesquisadores da Universidade de Loughborough, na Inglaterra (Cheetham et al., 1985; Lakomy, H. K. A., 1987). Cheetham e colaboradores (1985) verificaram a validade e reprodutibilidade de um teste de trinta segundos de corrida atada em velocidade máxima na esteira não motorizada (ENM), com velocidade da esteira variável de acordo com as capacidades do avaliado.
Em 1987, Lakomy acoplou à ENM um transdutor de força preso a uma haste rígida, conectada na extremidade oposta à cintura do atleta. Para manter a orientação da haste paralela ao solo independentemente da altura do avaliado, o transdutor de força foi fixado em um poste que possibilita a regulagem de sua altura. A resultante de força captada no modelo de Lakomy mede a força realizada no sentido horizontal exercida pelo avaliado durante a corrida (Lakomy, H. K. A., 1987).
Captando a velocidade horizontal do atleta de maneira análoga ao trabalho de Cheetham e colaboradores (CHEETHAM et al, 1985), Lakomy calculou a potência mecânica manifestada na orientação horizontal através do produto entre a força e a velocidade empregada nesse sentido pelo avaliado, que seriam determinantes do desempenho durante o esforço. Essa abordagem admite que (a) o erro atribuído decorrente das diferenças entre um ponto de mensuração próximo ao centro de massa (cintura) e o ponto de aplicação da força (pés) é pequeno, (b) a variação da orientação do cabo atado à cintura é pequena durante o teste, o que torna a força mensurada equivalente à componente horizontal dessa variável durante a corrida sem influências de grande magnitude da força vertical, (c) que a elasticidade desse sistema deve ser insignificante, (d) e que a inclinação do avaliado para frente durante a corrida influencia pouco na magnitude da força medida (Lakomy, 1993). Estudos posteriores fortalecem os pressupostos de Lakomy para a realização desse método (Baker et al., 1993; Falk et al., 1996; Funato et al., 2001).
O sistema de corrida atada em ENM apresenta diferenças cinemáticas com relação à corrida em pista principalmente pela velocidade máxima desenvolvida (Falk et al., 1996; Jaskólski et al., 1996; Chelly e Denis, 2001). A menor velocidade máxima
encontrada na avaliação em ENM com relação à pista é proporcionada principalmente pela força de resistência provocada pelo atrito entre a cinta da esteira e o “berço” ou placa onde o peso do atleta é apoiado.
Tentativas de redução do atrito presente na avaliação em ENM foram sugeridas, como a adaptação do “berço” ou placa de apoio da esteira por diversos rolos com rolamentos independentes, facilitando o deslizamento da cinta pela superfície de contato do ergômetro (Funato et al., 2001; Tsuchie et al., 2008; De Witt et al., 2009).
Apesar dessa adaptação apresentar velocidades máximas ainda menores do que as observadas em corrida livre (por volta de 6 m/s em FUNATO et al, 2001; e 6,73 ± 0,53 m/s em TSUCHIE et al, 2008), essa é uma adaptação que visa diminuir o elevado atrito imposto ao atleta durante corrida em ENM sem apresentar risco de perda do comportamento espontâneo das variáveis de desempenho analisadas.
A componente vertical da força mecânica mensurada durante a corrida atada corresponde ao esforço realizado pelo indivíduo para elevar seu centro de massa (Jaskolska et al., 1999) e se mantêm constante para esforços em intensidades de 60% até a velocidade máxima de corrida (Brughelli et al., 2011). Em corridas repetidas, analisando quatro sucessivas séries de cinco tiros com seis segundos de duração e intensidade máxima em uma ENM instrumentada com plataforma de força, Morin e colaboradores (Morin et al., 2012) não encontraram diferença na aplicação de força vertical ao longo da primeira série de cinco tiros. A aplicação da força vertical só começa a se deteriorar entre o primeiro e quinto tiros a partir da segunda série, e ainda assim uma diminuição significativamente menor do que a observada na componente horizontal da força aplicada (tamanho de efeito entre as diferenças intra séries para aplicação de força de 1,41 no sentido horizontal contra 0,66 na vertical). Além disso, apesar da componente vertical da força estar relacionada ao tempo de voo e consequentemente ao comprimento da passada, apenas a componente horizontal se correlaciona com a velocidade durante a corrida (Brughelli et al., 2011; Morin et al., 2011). Aliado ao fato de que para corridas de alta intensidade e durações de até 30 segundos a força vertical aplicada se mantém constante, pode se concluir que a força horizontal é a componente que determina o desempenho e o aparecimento de fadiga na potência total em esforços dessa natureza.
A validade e reprodutibilidade do sistema de corrida atada em ENM na avaliação de corridas de curta duração e elevada intensidade têm sido atestadas através de estudos que empregam comparações entre as variáveis de potência, força e velocidade obtidas nesse ergômetro com variáveis obtidas em outros ergômetros e em corrida livre (Baker et
al., 1993; Funato et al., 2001; Chia e Lim, 2008), bem como através de sessões de teste e
re-teste de corridas utilizando o sistema (Jaskólski et al., 1996; Funato et al., 2001; Lim e Chia, 2007; Hopker et al., 2009).
O teste de Wingate em cicloergômetro é comumente um ponto de partida para validação de procedimentos para avaliação do metabolismo anaeróbio. Comparações desse teste com resultados obtidos em ENM foram realizados tanto para situações de esforços únicos quanto séries de sprints repetidos (Falk et al., 1996; Ratel et al., 2004; Chia e Lim, 2008). Comumente, comparações entre as médias de potência pico e média nos dois ergômetros em protocolos semelhantes apresentam diferenças estatísticas em todos os trabalhos encontrados, porém uma relação positiva entre o comportamento dos dados é observada com valores de r significativos entre 0,57 e 0,94 (Ratel et al., 2004; Chia e Lim, 2008).
As diferenças entre a magnitude da potência observada no teste de Wingate e na corrida atada podem ser explicadas pela natureza das resistências enfrentadas pelo avaliado durante a realização do teste. É sabido que a potência desenvolvida em um dado ergômetro é dependente da resistência imposta durante o teste (Sargeant et al., 1981; Jaskólski et al., 1996; Jaskolska et al., 1999), e é visível a diferença de magnitude entre as variáveis de potência em diferentes estudos que utilizam somente o teste de Wingate como ferramenta de avaliação, mas que adotaram estratégias diferentes de imposição de resistência. A ENM e o cicloergômetro apresentam resistências de natureza diferente, inclusive pelas diferenças de padrão de movimento, e iniciativas que busquem a padronização adequada da resistência enfrentada pelo indivíduo nos dois ergômetros ainda não foram experimentadas. Além disso, diferenças entre as atividades de corrida e ciclismo como volume de massa muscular envolvida ou especificidade de treino da amostra estudada podem explicar possíveis discrepâncias encontradas entre a magnitude dos parâmetros de potência nos diferentes ergômetros (Falk et al., 1996).
Variáveis de potência medidas em corrida atada apresentaram correlações com parâmetros medidos em plataforma de força. A potência máxima de salto, o volume muscular dos membros inferiores e a rigidez da perna calculada pelo spring mass model se relacionaram significativamente com a potência média em uma corrida de curta duração e intensidade máxima em CA (Chelly e Denis, 2001). A velocidade em corridas livres na pista também se correlacionou com os parâmetros de CA. Testes de curta duração utilizando o sistema de CA demonstraram que a potência pico encontrada tende
a se relacionar com a velocidade em corridas de campo mais curtas, em torno de dez metros (Baker et al., 1993), enquanto que a potência média é um fator indicativo de desempenho em corridas de 40 à 50 metros (Baker et al., 1993; Chelly e Denis, 2001; Funato et al., 2001).
A reprodutibilidade do sistema de corrida atada em ENM foi atestada para avaliações em corrida com intensidade máxima e durações menores do que 10s (Jaskólski
et al., 1996; Funato et al., 2001), de 10s (Lim e Chia, 2007; Tsuchie et al., 2008), 20s
(Falk et al., 1996), 30s (Cheetham et al., 1985) e em protocolo de sprints repetidos (Hughes et al., 2006).
Jaskólski e colaboradores (Jaskólski et al., 1996) analisaram a potência durante
sprint de cinco segundos em potência pico (média de 1s), potência pico instantânea e
potência média durante todo o teste, apontando elevados coeficientes de Pearson (r = 0,84; 0,80 e 0,89, respectivamente) e não encontrando diferenças significativas (p ≤ 0,05) entre os momentos teste e re-teste para cada um desses parâmetros. Durante esforço de 20s em ENM, Falk e colaboradores (Falk et al., 1996) também encontraram valores elevados de correlação de Pearson entre teste e re-teste para potência média e potência pico (r = 0,81; 0,80, respectivamente), sendo a potência pico nesse caso entendida como a maior média em dois segundos e meio de teste.
As ferramentas estatísticas para avaliar reprodutibilidade do sistema de corrida atada em ENM utilizadas nos trabalhos até então citados se baseiam na análise da reprodutibilidade relativa, ou como as variáveis se relacionam (correlação de Pearson), não avaliando a concordância entre os dados medidos em diferentes ocasiões (Lim e Chia, 2007). Alguns desses estudos ainda se utilizam da comparação entre as médias para verificar a reprodutibilidade das medidas (através de testes t de student ou análise de variância), o que pode ser entendido como uma abordagem frágil para estudos envolvendo análise de reprodutibilidade (Altman e Bland, 1983).
Mais recentemente, Lim e Chia (Lim e Chia, 2007) incorporaram ao seu estudo de análise da reprodutibilidade dos dados de potência obtidos através do sistema de ENM para avaliação de corrida de sprint índices como erro típico (ou coeficiente de variação, quando normalizado pela média) e limites de concordância (ou coeficiente de repetibilidade), medidas que seriam mais adequadas para análise da concordância entre duas medidas (Altman e Bland, 1983; Hopkins, 2000).
Utilizando dezoito indivíduos, Lim e Chia propuseram analisar a reprodutibilidade das medidas de potência obtidas através do sistema de corrida atada entre testes realizados em uma mesma sessão e entre testes realizados em dias distintos. Para isso, dezoito indivíduos realizaram duas corridas de 10s com um intervalo de cinco minutos, sendo repetido esse procedimento dentro de um intervalo de uma semana. O estudo aponta baixos coeficientes de variação para potência pico e média nas análises entre e intra sessão (para PP e MP entre sessão CV = 1,9% e CV = 5,8% e intrasessão CV = 4,3% e CV = 5,0%). A reprodutibilidade relativa também foi investigada por esses autores, com coeficientes de correlação de Pearson variando entre 0,96 – 0,99 para ambos os índices de potência pico e média entre e intra sessão.
Hopker e colaboradores (Hopker et al., 2009) apresentam coeficientes de variação mais elevados para os parâmetros de potência pico e média em avaliação usando o sistema de corrida atada em ENM. Foram realizados quatro sprints em sessões diferentes, sendo os menores coeficientes de variação entre o terceiro e quarto sprint (CV = 10,1% para potência pico e CV = 7,4% para potência média) sugerindo um possível efeito de familiarização para essas variáveis. As forças pico e média apresentaram CV de 9,4% e 10,1%, respectivamente. A melhor reprodutibilidade observada no estudo de Lim e Chia com relação ao estudo de Hopker e colaboradores pode ser atribuída a diferenças metodológicas, como a adoção de uma amostra de gênero misto e a realização uma saída dinâmica no caso do segundo, onde o avaliado já se encontrava à 75% da velocidade máxima no momento do início do teste, diferentemente do primeiro estudo que utilizou amostra apenas do gênero masculino e início do teste partindo de uma posição estática.
2.1.2 Corrida semi-atada
Em nosso laboratório foi desenvolvida uma adaptação do sistema de aquisição de sinais utilizado na ENM para a avaliação em pista (Lima et al., 2011). Chamado de corrida semi-atada, o modelo utiliza a célula de carga acoplada a uma bobina contendo 150 metros de cabo de aço inextensível para a mensuração da força realizada em corrida. O protótipo leva o avaliado a correr desenrolando o cabo de aço, enquanto freios instalados à bobina possibilitam a adição de resistência ao sistema durante a avaliação. A velocidade empregada durante a corrida é avaliada através de um sensor ótico que mede o deslocamento angular da bobina ao longo do tempo durante o teste, que é então
convertida em velocidade linear. Os resultados desse estudo demonstram correlações significativas entre as potências pico e média para com aquelas oriundas de um teste de Wingate em cicloergômetro (r = 0,82 para ambos os casos), e com elevada reprodutibilidade (CV = 4.8% e 4,7%; ICC = 0,89 e 0,88, para potência pico e média, respectivamente).
A justificativa do emprego do sistema semi-atado se baseia na alta especificidade de avaliação para corredores em pista. De fato, a mensuração da potência através do modelo de CSA apresentou mais elevada correlação com a velocidade em corrida de 300 metros do que o teste em cicloergômetro, fortalecendo o pressuposto de que o padrão de movimento não específico reduz as relações do resultado encontrado no teste com o desempenho (Legaz-Arrese et al., 2011).
A abordagem elimina o atrito observado na esteira e inexistente na condição de corrida livre em pista, e ainda pode aproximar a cinemática da avaliação à da observada em corrida livre uma vez que não oferece o suporte de uma superfície fixa, como uma parede, para o avaliado. Apesar das vantagens, uma resistência a mais ainda precisa ser imposta ao indivíduo para impedir uma aceleração demasiada do desenrolar da bobina, entretanto esta pode ser controlada pelo avaliador.
Com a aplicação da corrida semi-atada, algumas desvantagens foram observadas no protótipo até então sugerido. Primeiramente, a duração das avaliações é limitada pelo espaço em linha reta disponível. Isso levou a necessidade da imposição de uma resistência muito elevada (18% da massa corporal) para aumentar o tempo de esforço durante a corrida, mesmo assim necessitando reduzir a avaliação de 30 para 25 segundos. Essa característica impossibilita a realização de protocolos de vai e vem como o RAST ou a utilização por maiores durações, como protocolos incrementais. Além disso, o sistema de frenagem mecânico pode não ser confiável diante de uma imposição de atrito dinâmico. Mais recentemente, uma nova proposta de corrida semi-atada foi apresentada. Baseado no sistema de Lima e colaboradores, Sousa et al. (2015) procuraram avançar em algumas das limitações do sistema. Com o uso de um triciclo capaz de realizar curvas, o modelo agora poderia superar a limitação de espaço em linha reta, podendo ser aplicado ao longo de uma pista de atletismo com piso oficial. O triciclo, construído com frenagem à disco nas rodas traseiras, permite a regulação e imposição de uma resistência constante enquanto puxado pelo atleta a ser avaliado. Variáveis dinâmicas como força, potência, trabalho, impulso e taxa de desenvolvimento de força foram medidas em sprints com 35 metros de duração. Os resultados demonstram que, correndo contra uma resistência
equivalente a 9 % de sua massa corporal, a potência é a variável mais sensível à fadiga, e ainda a melhor relacionada com o desempenho em sprints de corrida na condição livre. Um estudo, ainda no prelo, utilizando esse triciclo de resistência variável demonstra os resultados obtidos em um sprint de trinta segundos, apontando a possibilidade de superar a limitação de espaço disponível em linha reta, uma vez que demonstra a possibilidade de realizar curvas com o protótipo.
Um modelo similar foi apresentado por Martinez-Valencia et al. (2015), onde um sistema de aquisição de sinais de força foi acoplado à um trenó usado para imposição de resistências em treinos de corrida. Empregando resistências de 10 %, 15 % e 20 % os autores demonstraram que as variáveis de força pico e taxa de desenvolvimento de força aumentaram com o aumento da carga, concomitantemente a um aumento nos tempos de sprint de 20 m e 30 m. Os resultados obtidos empregando o sistema de corrida semi-atada empregado sugeriram a sensibilidade em estudar o efeito de diferentes cargas sobre a produção de força nos primeiros passos de um sprint, porém o sistema impossibilita a mensuração contínua e sincronizada do deslocamento, impedindo assim a obtenção de outras variáveis como potência e trabalho realizado. Ainda, o espaço disponível em linha reta continua a ser uma limitação dessa aplicação.
2.2. Protocolos de avaliação das capacidades e potências aeróbias e anaeróbias Entre as formas de avaliação da capacidade aeróbia, encontram-se a máxima fase estável de lactato (MLSS) (Wasserman e Mcilroy, 1964; Wasserman, 1967; Wasserman
et al., 1973), os protocolos de lactato mínimo (Tegtbur et al., 1993), e de determinação
de limiares em exercício de intensidade incremental utilizando parâmetros ventilatórios ou lactacidêmicos (Stegmann et al., 1981; Faude et al., 2006). A MLSS é um protocolo extremamente robusto, de elevado percentual de sucesso na determinação da intensidade de capacidade aeróbia, o que explica sua aceitação como padrão ouro para esse parâmetro (Beneke, 2003).
A taxa de potência aeróbia pode ser avaliada por meio das trocas gasosas pulmonares. O número de moléculas de ADP refosforiladas pela via oxidativa é proporcional à utilização de O2 pelas células musculares. A utilização de O2 pelo músculo,
por sua vez, é bem representada pelo monitoramento do comportamento ventilatório por meio um analisador de trocas gasosas. Essa avaliação é feita a partir da diferença entre a entrada e saída de O2 e CO2, bem como a cinética do volume de inspiração e expiração
de ar. Em um exercício com intensidades incrementais, a taxa de consumo de O2 se mostra
crescente até atingir um índice máximo, equivalente à máxima aptidão de utilização do O2 para refosforilação de ATP pelo organismo (Taylor et al., 1955; Petot et al., 2012).
Parâmetros relacionados ao metabolismo anaeróbio apresentam maiores dificuldades de mensuração, devido a rápida atividade intracelular das reações envolvidas na fase anaeróbia da glicólise e na utilização de íons creatina fosfato para refosforilação de ATP (sistema ATP-CP) (Monod e Scherrer, 1965; Medbo et al., 1988; Medbo e Tabata, 1993). Avaliações diretas desse metabolismo levariam a procedimentos invasivos extremamente lesivos como biópsia muscular (Cheetham et al., 1986; Greenhaff et al., 1994), que podem ser considerados inviáveis para a prática do treinamento desportivo.
Com isso, procedimentos de estimativa indireta da capacidade e potência anaeróbias são amplamente aplicados, sejam baseados em parâmetros fisiológicos ou ainda baseados em parâmetros mecânicos obtidos em esforços de curta duração e máxima intensidade possível (all-out). Exemplos de avaliação da capacidade anaeróbia por meio de protocolos com base em parâmetros fisiológicos são o máximo déficit acumulado de oxigênio (Maximal Accumulated Oxigen Deficit - MAOD) (Medbo et al., 1988; Scott et
al., 1991), análises do excesso de consumo de oxigênio pós-esforço (Excess Post-exercise Oxygen Consumption - EPOC) ou da cinética de lactato sanguíneo nessa fase
(recuperação) (Borsheim e Bahr, 2003; Beneke et al., 2005; Bertuzzi et al., 2010). A potência anaeróbia é comumente avaliada utilizando parâmetros de desempenho, como é o caso do teste de Wingate em ciclo ergômetro, testes de corrida atada em esteira não motorizada, e ainda testes utilizando apenas membros superiores em ergômetros específicos (Bar-Or, 1987; Patton e Duggan, 1987; Green, 1995; Cronin e Sleivert, 2005).
O protocolo de potência crítica se baseia na possibilidade da divisão completamente desassociada entre o compartimento energético anaeróbio e a taxa de produção de energia pela via aeróbia (Morton, 2006). Em termos práticos, a intensidade de PC não elícita o VO2max, correspondendo à um índice de aptidão aeróbia que está entre
a intensidade de máxima potência aeróbia e a MLSS – ou capacidade aeróbia (Dekerle et
al., 2003). Logo, apesar de em sua concepção este ser um parâmetro relacionado à
máxima potência aeróbia, na prática ele se aproxima mais da capacidade aeróbia, uma vez que a dissociação completa da contribuição energética dos metabolismos não é observável experimentalmente.
O procedimento de potência crítica assume que a uma intensidade constante acima da capacidade aeróbia um indivíduo é capaz de realizar uma determinada quantidade de trabalho – ou trabalho limite (τlim) – antes do aparecimento da fadiga, associada ao tempo
de duração desse esforço – ou tempo limite (Tlim). Quanto menor a potência imposta ao
exercício, mais tempo o indivíduo é capaz de se manter em atividade antes da fadiga, acumulando uma quantidade maior de trabalho. Sendo assim, existe uma relação linear crescente entre o τlim e o Tlim que o indivíduo é capaz de realizar em diferentes potências
constantes. Essa relação é representada pela equação τlim = a*Tlim + b. Nesse modelo, a
inclinação da reta é equivalente à PC e o ponto de intercepto y da reta corresponde à CTA, resultando em τlim = PC*Tlim + CTA (eq. 1) (Monod e Scherrer, 1965).
Desde a sua concepção diversos modelos matemáticos foram introduzidos para estimação da PC e CTA. Por exemplo, o modelo hiperbólico Tempo x Potência → Tlim = CTA
(P−PC) (eq. 2), ou o modelo linear Potência x 1/Tempo → Potência =
CTA Tlim+ PC
(eq. 3) (Hill e Smith, 1994; Bull et al., 2000). Em todos eles, para obtenção desses dois parâmetros são necessárias pelo menos de três a quatro exercícios em intensidade constante até a exaustão que durem de dois a dez minutos (Hill, 1993). Logo, apesar de avaliar dois parâmetros em um só procedimento, a potência crítica necessita de pelo menos três a quatro sessões de avaliação.
2.3. Protocolo de all-out de três minutos
A pesquisa de trabalhos para construção desse tópico de revisão de literatura foi feita na base de dados PubMed, utilizando as palavras chaves “all out” e “3 minutes”, associado com as palavras “exercise” e/ou “critical power”, procurando entre os resultados encontrados e os artigos que citaram os resultados encontrados. No total, são discutidos aqui 28 artigos científicos que estudaram pormenores do protocolo de AO3’, com alguns casos já utilizando este protocolo como ferramenta avaliativa, reconhecendo a sua robustez e usufruindo das suas vantagens de aplicação prática. Esse crescente número de publicações em torno do tema só confirma o interesse crescente da comunidade científica em ampliar a credibilidade do protocolo para difundir seu uso, o que vai ao encontro dos objetivos do presente projeto em andamento.
Assim como comentado na introdução, o teste de AO3’ foi proposto com base nos pressupostos do teste de potência crítica, sendo a validade dos seus parâmetros testada
