proporciona. Muito obrigado pela paciência e companherismo. Te quero sempre ao meu lado. Ao grande amigo Ronaldo pela sua imensa compreensão,

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1 i AGRADECIMENTOS Gostaria de agradecer primeiramente a DEUS! Sem ele, jamais teria imaginado e conseguido chegar até aqui. Há muito o que percorrer ainda, mas tenho certeza que a sua companhia me fortalece, me da paz, saúde e sabedoria. Muito obrigado Senhor! Aos meus pais Maria Aparecida Fernandes Nascimento e Edotizal da Silva Nascimento, por todo amor, carinho, paciência e dedicação. Amo eternamente muito vocês! A professora doutora Maria Augusta pela oportunidade, paciência, dedicação e credibilidade depositada em mim ao longo desse processo da pós-graduação. Ao professor doutor Rômulo Cássio de Moraes Bertuzzi, pela paciência, tranquilidade e compreensão. Muito obrigado mesmo, sem você jamais este trabalho se concluiria de forma digna. Ao grande amigo Flávio de Oliveira Pires pela ajuda, paciência, bom humor e orientações em diversos momentos. Ao professor doutor Adriano pelo incentivo à pesquisa, orientações, bom humor e disponibilidade sempre quando foi necessário. Aos meus queridos irmãos Corinne e Marcelo, mesmo estando longe, sempre me ajudaram a acreditar que um dia as coisas vão acabar bem e viveremos juntos em Garopaba. A minha querida Avó Glória, pela dedicação, amor e carinho sempre indispensáveis. A minha inseparável amiga, companheira, fiel e escudeira cachorrona Kayana, que quantas vezes me consolou e ajudou nos percalços desta caminhada. Adoro você kakazão. A grande mulher, namorida, Maira, que tem me dado suporte, me ajudou muito a encarar as dificuldades que a vida, principalmente a vida acadêmica, nos

2 ii proporciona. Muito obrigado pela paciência e companherismo. Te quero sempre ao meu lado. Ao grande amigo Ronaldo pela sua imensa compreensão, tranquilidade, paciência e principalmente pelas oportunidades profissionais que me proporcionou. Aos amigos do laboratório Cesar, Felipe, Nilo, Valdeci, Edson e Leo pela ajuda nas coletas e discussões do trabalho. Aos meus grandes amigos de infância Fernando, Markita, Juliana e Rafael companheiros fiéis e eternos da minha cidade Poá-SP. A todos os sujeitos que fizeram parte da amostra do estudo, pois sem eles jamais seria possível a conclusão desse trabalho. As senhoritas Elza e Ilza (funcionárias da EEFE) pela simpatia e ajuda sempre quando solicitadas. Enfim, grande abraço a todos que de uma forma ou de outra contribuíram para o desenvolvimento desse estudo. Fiquem com Deus, e até breve!

3 iii Senhor, no silêncio deste dia que amanhece venho pedir-lhe a paz, a sabedoria e a força. Quero ver hoje o mundo com os olhos cheios de amor, ser paciente, compreensivo, manso e prudente. Ver além das aparências teus filhos, como Tu mesmo os vê, e assim, não ver se não o bem de cada um. Cerra meus ouvidos a toda calúnia. Guarda minha língua de toda maldade. Que só de bênçãos se encha meu espírito e que todos os que a mim se achegarem sintam a Tua presença. Reveste-me de tua beleza, Senhor, e que no decurso deste dia eu TE revele a todos.

4 iv SUMÁRIO Página LISTA DE TABELAS... vii LISTA DE FIGURAS... ix LISTA DE SIGLAS, ABREVIAÇÕES E SÍMBOLOS... xvii LISTA DE ANEXOS... xxi RESUMO... xxii ABSTRACT... xxiv 1 INTRODUÇÃO OBJETIVOS DO ESTUDO Geral Específico REVISÃO DA LITERATURA Métodos de avaliação do treinamento aeróbio Limiares metabólicos Sistema nervoso autônomo e a FC Sistema nervoso parassimpático Sistema nervoso simpático Balanço simpatovagal Variabilidade da frequência cardíaca Tipos de análise da variabilidade da frequência cardíaca Análise no domínio da frequência Análise no domínio do tempo Métodos não lineares Métodos geométricos Plotagem de Poincaré Exercício e a variabilidade da frequência cardíaca A variabilidade da frequência cardíaca e os limiares metabólicos MATERIAL E MÉTODOS... 26

5 v 4.1 Aspectos éticos Amostra Critérios de inclusão e exclusão Material Centros envolvidos Protocolo do teste progressivo até a exaustão Coleta dos dados Variáveis ventilatórias Lactato Sanguíneo Variabilidade da frequência cardíaca Analise dos dados Determinação do VO 2MÁX Identificação dos limiares de lactato Identificação dos limiares ventilatórios Identificação dos limiares da variabilidade da frequência cardíaca Primeiro modelo (valores fixos) Segundo modelo (valores normalizados pela média dos intervalos R-R) Terceiro modelo (valores normalizados pelo valor de SD1 referente à velocidade inicial) Análise estatística RESULTADOS Características dos sujeitos Gráficos do comportamento das curvas individuais das variáveis Análise dos diferentes métodos para identificação dos limiares metabólicos Reprodutibilidade dos métodos na identificação dos limiares metabólicos DISCUSSÃO... 76

6 vi 7 CONCLUSÕES REFERÊNCIAS ANEXOS... 95

7 vii LISTA DE TABELAS Página TABELA 1 - Características morfofisiológicas dos indivíduos analisadas em repouso e durante o teste progressivo máximo (n = 19) TABELA 2 - Média e desvio-padrão referentes aos diferentes métodos de identificação do Limiar Aeróbio expresso em valores absolutos TABELA 3 - Média e desvio-padrão referentes aos diferentes métodos de identificação do Limiar Aeróbio expresso em valores relativos TABELA 4 - Média e desvio-padrão referentes aos diferentes métodos de identificação do Limiar Anaeróbio expresso em valores absolutos TABELA 5 - Média e desvio-padrão referentes aos diferentes métodos de identificação do Limiar Anaeróbio expresso em valores relativos. 51 TABELA 6 - Valores de coeficientes de correlação de Pearson entre os diferentes métodos de identificação do limiar aeróbio, expresso em valores absolutos e relativos de velocidade (km.h -1 ) na situação teste TABELA 7 - Valores de coeficientes de correlação de Pearson entre os diferentes métodos de identificação do limiar anaeróbio, expresso em valores absolutos e relativos de velocidade (km.h - 1 ) na situação teste TABELA 8 - Valores de coeficientes de correlação de Pearson entre os diferentes métodos de identificação do limiar aeróbio, expresso em valores absolutos e relativos de frequência cardíaca na situação teste... 52

8 viii TABELA 9 - Valores de coeficientes de correlação de Pearson entre os diferentes métodos de limiar anaeróbio, expresso em valores absolutos e relativos de frequência cardíaca na situação teste TABELA 10 Valores de coeficientes de correlação de Pearson entre os diferentes métodos de identificação do limiar aeróbio, expresso em valores absolutos relativos de consumo de oxigênio na situação teste TABELA 11 Valores de coeficientes de correlação de Pearson entre os diferentes métodos de identificação do limiar anaeróbio, expresso valores absolutos e relativos de consumo de oxigênio na situação teste TABELA 12 Valores referentes aos níveis de coeficiente de correlação intraclasse, expressos nos diferentes métodos de identificação dos limiares metabólicos, em relação à variável velocidade (km.h -1 ) TABELA 13 Valores referentes aos níveis de coeficiente de correlação intraclasse, expressos nos diferentes métodos de identificação dos limiares metabólicos, em relação à variável frequência cardíaca (bpm) TABELA 14 Valores referentes aos níveis de coeficiente de correlação intraclasse, expressos nos diferentes métodos de identificação dos limiares metabólicos, em relação à variável consumo de oxigênio... 56

9 ix LISTA DE FIGURAS Página FIGURA 1 - Demonstração da divisão autonômica simpática e parassimpática... 9 FIGURA 2 - Exemplificação de uma série temporal de intervalos RR (a), as medidas comumente utilizadas (b), conjunto de onze batimentos e as diferenças entre os intervalos são expressos (c) FIGURA 3 - Exemplificação de um conjunto de intervalos R-R e a subseqüente plotagem de Poincaré FIGURA 4 - Representação gráfica da determinação do limiar aeróbio, por meio do segundo modelo proposto para identificação do primeiro limiar de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC n1 ) FIGURA 5 - Representação gráfica da determinação do limiar anaeróbio, por meio do segundo modelo proposto para identificação do primeiro limiar de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC n2 ) FIGURA 6 - Representação gráfica da determinação do limiar aeróbio, por meio do terceiro modelo proposto para identificação do primeiro limiar de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC p1 ) FIGURA 7 - Representação gráfica da determinação do limiar anaeróbio, por meio do terceiro modelo proposto para identificação do segundo limiar de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC p2 )... 35

10 x FIGURA 8 - Representação gráfica do comportamento das curvas individuais (n= 19) das concentrações de lactato sanguíneo durante o teste de esforço máximo, na situação teste FIGURA 9 - FIGURA 10 - FIGURA 11 - FIGURA 12 - FIGURA 13 - FIGURA 14 - FIGURA 15 - Representação gráfica do comportamento das curvas individuais (n= 19) das concentrações de lactato sanguíneo durante o teste de esforço máximo, na situação reteste Representação gráfica do comportamento das respostas individuais (n= 19) do consumo de oxigênio durante o teste de esforço máximo na situação teste Representação gráfica do comportamento das respostas individuais (n= 19) do consumo de oxigênio durante o teste de esforço máximo na situação reteste Representação gráfica referente às respostas individuais (n= 19) do comportamento da frequência cardíaca (FC) durante o teste de esforço máximo na situação teste Representação gráfica referente às respostas individuais (n= 19) do comportamento da frequência cardíaca (FC) durante o teste de esforço máximo na situação reteste Representação gráfica do comportamento das respostas individuais (n= 19) e linha média da variabilidade da frequência (SD1), primeiro modelo (valores fixos), durante o teste de esforço máximo na situação teste Representação gráfica do comportamento das respostas individuais (n= 19) e linha média da variabilidade da frequência (SD1), primeiro modelo (valores fixos) durante o teste de esforço máximo na situação reteste... 43

11 xi FIGURA 16 - FIGURA 17 - FIGURA 18 - FIGURA 19 - FIGURA 20 - FIGURA 21 - FIGURA 22 - Representação gráfica do comportamento das respostas individuais (n= 19) e linha média da variabilidade da frequência cardíaca (SD1 n segundo modelo) durante o teste de esforço máximo na situação teste Representação gráfica do comportamento das respostas individuais (n= 19) e linha média da variabilidade da frequência cardíaca (SD1 n segundo modelo) durante o teste de esforço máximo na situação reteste Representação gráfica do comportamento das respostas individuais (n= 19) e linha média da variabilidade da frequência cardíaca (SD2 n segundo modelo) durante o teste de esforço máximo na situação teste Representação gráfica do comportamento das respostas individuais (n= 19 e linha média) da variabilidade da frequência cardíaca (SD2 n segundo modelo) durante o teste de esforço máximo na situação reteste Representação gráfica do comportamento das respostas individuais (n= 19) e linha média da variabilidade da frequência cardíaca (SD1 p terceiro modelo) durante o teste de esforço máximo na situação teste Representação gráfica do comportamento das respostas individuais (n= 19) e linha média da variabilidade da frequência cardíaca (SD1 p terceiro modelo) durante o teste de esforço máximo na situação reteste Representação gráfica do comportamento das respostas individuais (n= 19) e linha média da variabilidade da frequência cardíaca (SD2 p terceiro modelo) durante o teste de esforço máximo na situação teste... 47

12 xii FIGURA 23 - FIGURA 24 - FIGURA 25 - FIGURA 26 - FIGURA 27 - FIGURA 28 - FIGURA 29 - FIGURA 30 - Representação gráfica do comportamento das respostas individuais (n= 19) e linha média da variabilidade da frequência cardíaca (SD2 p - terceiro modelo) durante o teste de esforço máximo na situação reteste de lactato (LiLac 1 ), por meio da variável Vel (km.h -1 ) de lactato (LiLac 1 ), por meio da variável VO 2 (ml.kg -1.min -1 ) de lactato (LiLac 1 ), por meio da variável FC (bpm) ventilatório (LiVent 1 ), por meio da variável Vel (km.h -1 ) ventilatório (LiVent 1 ), por meio da variável VO 2 (ml.kg -1.min -1 ). 59 ventilatório (LiVent 1 ), por meio da variável FC (bpm) de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC f1 ), por meio da variável Vel (km.h -1 )... 61

13 xiii FIGURA 31 - FIGURA 32 - FIGURA 33 - FIGURA 34 - FIGURA 35 - FIGURA 36 - FIGURA 37 - de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC f1 ), por meio da variável VO 2 (ml.kg -1.min -1 ) de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC f1 ), por meio da variável FC (bpm) de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC n1 ), por meio da variável Vel (km.h -1 ) de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC n1 ), por meio da variável VO 2 (ml.kg -1.min. -1 ) de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC n1 ), por meio da variável FC (bpm) de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC p1 ), por meio da variável Vel (km.h -1 ) de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC p1 ) por meio da variável VO 2 (ml.kg -1.min -1 )... 65

14 xiv FIGURA 38 - FIGURA 39 - FIGURA 40 - FIGURA 41 - FIGURA 42 - FIGURA 43 - FIGURA 44 - FIGURA 45 - de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC p1 ), por meio da variável FC (bpm) de lactato (LiLac 2 ), por meio da variável Vel (km.h -1 ) de lactato (LiLac 2 ), por meio da variável VO 2 (ml.kg -1.min.-1 ) de lactato (LiLac 2 ), por meio da variável FC (bpm) ventilatório (LiVent 2 ), por meio da variável Vel (km.h -1 ) ventilatório (LiVent 2 ), por meio da variável VO 2 (ml.kg -1.min.- 1 ) ventilatório (LiVent 2 ), por meio da variável FC (bpm) de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC f2 ), por meio da variável Vel (km.h -1 )... 71

15 xv FIGURA 46 - FIGURA 47 - FIGURA 48 - FIGURA 49 - FIGURA 50 - FIGURA 51 - FIGURA 52 - de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC f2 ), por meio da variável VO 2 (ml.kg -1.min.-1 ) de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC f2 ), por meio da variável FC (bpm) de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC f2 ) LiVFCn 2, por meio da variável Vel (km.h -1 ) de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFCn 2 ), por meio da variável VO 2 (ml.kg -1.min. -1 ) de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFCn 2 ), por meio da variável FC (bpm) de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFCp 2 ), por meio da variável Vel (km.h -1 ) de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFCp 2 ), por meio da variável VO 2 (ml.kg -1.min. -1 )... 75

16 xvi FIGURA 53 - FIGURA 54 - de variabilidade da frequência cardíaca (LiVFCp 2 ), por meio da variável FC (bpm) Representação gráfica da relação entre os mecanismos fisiológicos que interagem na ocorrência do LAn durante a corrida... 81

17 xvii LISTA DE SIGLAS, ABREVIAÇÕES E SÍMBOLOS ACh ASR bpm CCI Cm CO 2 ECG FC FC MÁX FR h HF HF.fHF Hz IC fhf kg km.h -1 LAe LAn LF LF/HF LiLac LiLac 1 LiLac 2 LiVent LiVFC Acetilcolina Arritmia sinusal respiratória Batimentos por minuto Coeficiente de correlação intraclasse Centímetros Dióxido de Carbono Eletrocardiograma Frequência cardíaca Frequência cardíaca máxima Frequência Respiratória Hora Bandas de alta frequência Produto do índice HF pelo pico de frequência de HF Hertz Intervalo de confiança Picos de frequência de HF Quilogramas Quilômetro por hora Limiar aeróbio Limiar anaeróbio Bandas de baixa frequência Razão entre as bandas de baixa e alta frequência Limiar de lactato Primeiro limiar de lactato Segundo limiar de lactato Limiar Ventilatório Limiar de variabilidade da frequência cardíaca

18 xviii LiVFC 1 LiVFC 2 LiVFC f1 LiVFC f2 LiVFC n1 LiVFC n2 LiVFC p1 LiVFC p2 L.min -1 mmol.l -1 ml.kg -1.min -1 n O 2 p PCO 2 PDFC ph pnn50 RER rmssd RPE R-R s sd Primeiro limiar de VFC Segundo limiar de VFC Primeiro limiar de VFC identificado por meio do primeiro modelo Segundo limiar de VFC identificado por meio do primeiro modelo Primeiro limiar de VFC identificado por meio do segundo modelo Segundo limiar de VFC identificado por meio do segundo modelo Primeiro limiar de VFC identificado por meio do terceiro modelo Segundo limiar de VFC por meio do terceiro modelo Litros por minuto Milimoles por litro Mililitros por quilo de peso corporal por minuto Quantidade de sujeitos Oxigênio Nível de significância Pressão parcial de dióxido de carbono Ponto de deflexão da frequência cardíaca Logaritmo decimal da concentração de hidrogênio Percentagem de intervalos R-R adjacentes com diferença de duração superior a 50ms Quociente respiratório Raiz quadrada da média do quadrado das diferenças entre intervalos R-R normais adjacentes Percepção subjetiva de esforço Intervalo correspondente a diferença entre duas ondas R consecutivas de um eletrocardiograma Segundos Desvio-padrão

19 xix SD1 Índice estatístico (desvio-padrão instantâneo dos intervalos R- R) tradutor da modulação autonômica parassimpática (índice de análise temporal da VFC) SD1 n Valores normalizados de SD1 propostos pelo segundo modelo de identificação do primeiro limiar de VFC SD1 P Valores normalizados de SD1 propostos pelo terceiro modelo de identificação do primeiro limiar de VFC SD2 Índice estatístico (desvio-padrão a longo prazo dos intervalos R- R) tradutor da modulação autonômica parassimpática e simpática (índice de análise temporal da VFC) SD2 n Valores normalizados de SD2 propostos pelo segundo modelo de identificação do segundo limiar de VFC SD2 P Valores normalizados de SD2 propostos pelo terceiro modelo de identificação do segundo limiar de VFC SDANN Desvio-padrão das médias dos intervalos R-R normais, a cada 5 minutos, expressos em milissegundos SDNN Desvio-padrão de todos os intervalos R-R normais, expressos em milissegundos SDNNindex É a média do desvio-padrão dos intervalos R-R normais a cada 5 minutos, expressos em milissegundos SNA Sistema nervoso autônomo SNC Sistema nervoso central SNP Sistema nervoso parassimpático SNS Sistema nervos simpático T1 Primeira vértebra torácica VCO 2 Volume de dióxido de carbono VE Ventilação VE/VCO 2 Equivalente ventilatório de dióxido de carbono VE/VO 2 Equivalente ventilatório de oxigênio

20 xx Vel Velocidade Vel MÁX VFC VO 2 VO2 MÁX VO 2PICO x VLF ULF r PSD w Velocidade máxima Variabilidade da frequência cardíaca Consumo de oxigênio Consumo máximo de oxigênio Consumo de oxigênio de pico Valores médios Bandas de muita baixa frequência Bandas de ultra-baixa-frequência Coeficiente de correlação Densidade da potência espectral Watts % Percentagem [La] Concentrações de lactato sanguíneo µl Microlitro

21 xxi LISTA DE ANEXOS Página ANEXO I - Teste ParQ para identificação da necessidade de avaliação médica antes da prática de exercícios físicos ANEXO II - Questionário para identificação do risco de desenvolvimento de doenças coronarianas ANEXO III - Termo de consentimento informado... 97

22 xxii RESUMO DETERMINAÇÃO DAS ZONAS DE TRANSIÇÃO METABÓLICA DURANTE A CORRIDA MEDIANTE OS LIMIARES DE VARIABILIDADE DA FREQUÊNCIA Autor: EDUARDO MARCEL FERNANDES NASCIMENTO Orientador: PROF. DR. RÔMULO CÁSSIO DE MORAES BERTUZZI O propósito do presente estudo foi obter evidências de validade e reprodutibilidade dos limiares de variabilidade da frequência cardíaca (VFC) durante a corrida. Dezenove sujeitos homens, saudáveis e praticantes de corrida (30,4 ± 4,1 anos; 175,9 ± 6,4 cm; 74,3 ± 8,5 kg) foram submetidos a um teste progressivo máximo em esteira rolante com velocidade inicial 5 km.h -1 e incrementos de 1 km.h -1 a cada 3 minutos (1% de inclinação constante) até exaustão voluntária. Todos os indivíduos realizaram o reteste em um intervalo de tempo entre 48 horas e uma semana. Foram realizadas as medidas das trocas gasosas, do lactato sanguíneo e da VFC (plotagem de Poincaré). Os limiares aeróbio (LAe) e anaeróbio (LAn) foram determinados pelos limares de lactato, ventilatórios e da VFC. Para a comparação entre os métodos foi uitlizada ANOVA para medidas repetidas, acompanhada de teste de post hoc de Bonferroni. A reprodutibilidade das variáveis analisadas foram verificadas pela plotagem de Bland-Altman e pelo coeficiente de correlação intraclasse (CCI). Os resultados do presente estudo demonstraram que a velocidade correspondente ao segundo e terceiro modelos utilizados para se determinar o LA pela VFC não eram significativamente diferentes (p > 0,05) do primeiro limiar de lactato e ventilatório. Em relação ao LAn, não foram observadas diferenças significativas nas velocidades correspondentes ao LAn detectado pelos diferentes métodos (p > 0,05). Os valores do CCI estavam entre 0,69 a 0,80 (p < 0,001). Conclui-se que o LAe e o LAn podem ser identificados pela análise da VFC, desde que se utilize os procedimentos

23 xxiii empregados na presente investigação. Palavras-chave: Limiar Aeróbio, Limiar Anaeróbio, Variabilidade da frequência cardíaca, lactato sanguineo, consumo de oxigênio, teste progressivo até a exaustão.

24 xxiv ABSTRACT DETERMINATION OF TRANSITION METABOLIC ZONES DURING RUNNING USING HEART RATE VARIABILITY THRESHOLDS Author: EDUARDO MARCEL FERNANDES NASCIMENTO Adviser: PROF. DR. RÔMULO CÁSSIO DE MORAES BERTUZZI The aim of the present study was to obtain evidences of validity and reliability of the thresholds of heart rate variability (HRV). Nineteen male subjects, healthy and runners (30,4 ± 4,1 years; 175,9 ± 6,4 cm; 74,3 ± 8,5 kg) performed a progressive maximal test on a treadmill with initial velocity 5 km.h -1 e increases of 1 km.h -1 every 3 minutes (1% slope) until voluntary exhaustion. All subjects performed the retest at an interval of time between 48 hours and one week. It was measured gas exchange, blood lactate and heart rate variability (Poincaré plot). The aerobic threshold (AT) and anaerobic (AnT) were determined by lactate, ventilatory and heart rate variability. ANOVA for repeated measures and post-hoc test of Bonferroni was used to compare the methods. To analyze the reproducibility of the variables were used the Bland- Altman plots and intraclass correlation coefficient (ICC). The results of this study show that the velocity at the second and third models employed to determine the AT by HRV were not significantly different (p > 0.05) of the first lactate threshold and ventilatory. Similarly, there were no significant differences in the velocities corresponding to AnT detected by different methods (p> 0.05). The ICC values were between 0.69 to 0.80 (p < 0.001). We conclude that the AT and the AnT can be estimated by HRV analysis, since it utilizes the procedures employed in this study. Keywords: aerobic threshold, anaerobic threshold, heart rate variability, oxygen uptake, blood lactate, incremental test to exhaustion.