RELAÇÃO ENTRE POTÊNCIA MECÂNICA E ECONOMIA DE MOVIMENTO NO CICLISMO

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1 RELAÇÃO ENTRE POTÊNCIA MECÂNICA E ECONOMIA DE MOVIMENTO NO CICLISMO Roger Dahlke 1, Rodrigo Rico Bini 2, Fernando Diefenthaeler 2, Mateus Rossato 3, Felipe Pivetta Carpes 2. GEPEC Grupo de Estudo e Pesquisa em Ciclismo 1 Laboratório de Biomecânica Universidade Federal de Santa Maria Santa Maria, RS. 2 Laboratório de Pesquisa do Exercício Universidade Federal do Rio Grande do Sul Porto Alegre, RS. 3 Universidade Federal de Santa Catarina, Laboratório de Biomecânica Florianópolis, SC. Resumo: Este estudo teve o objetivo de verificar a relação entre a máxima capacidade de produção de potência e a economia de movimento em diferentes intensidades de exercício. Treze atletas foram submetidos a um protocolo incremental de ciclismo. Foi realizado um teste progressivo máximo para determinação do VO 2 máx e potência máxima. Não foi encontrada correlação (Pearson) significativa entre potência máxima e economia de movimento, assim como entre a razão potência/massa e economia de movimento entre as quatro zonas de intensidade avaliadas durante o exercício progressivo (<50%VO 2 máx, 50-70%VO 2 máx, 70-90%VO 2 máx e >90%VO 2 máx). A economia de movimento em intensidades acima de 50%VO 2 máx não apresentou mudanças significativas em relação a intensidades abaixo de 50%VO 2 máx (ANOVA one-way). Os resultados sugerem que a economia de movimento durante exercício em diferentes intensidades de esforço é independente da capacidade máxima de produção de potência no ciclismo. Palavras-Chave: Economia de Movimento, Potência Mecânica, Consumo Máximo de Oxigênio, Ciclismo. Abstract: This study was conducted to verify the relationship between the maximal power output and the movement economy at different exercise intensity zones. Thirteen athletes were submitted to a cycling incremental exercise for maximal oxygen uptake and maximal power output determination. It was not found significant correlation (using Person r) between maximal power output and movement economy among the exercise intensity zones ((<50%VO 2 max, 50-70%VO 2 max, 70-90%VO 2 max e >90%VO 2 max). The movement economy for intensities above 50%VO 2 max were statistically different related to intensities below 50%VO 2 max (using ANOVA one-way). The results suggest that the movement economy at different exercise intensity zones is not dependent of the maximal power output. Keywords: Movement economy, mechanical power, maximal oxygen uptake, cycling. INTRODUÇÃO Pesquisas prévias [1,2] que têm investigado os fatores determinantes para o sucesso do ciclismo competitivo, apontam que aspectos fisiológicos (limiar anaeróbio e VO 2 máx), biomecânicos (técnica de pedalada e a potência produzida) [3] e a associação de ambos, (eficiência mecânica e a economia de movimento) [4] são os principais responsáveis pelo desempenho. A economia de movimento no ciclismo (EC) definida como a razão entre o trabalho produzido e a energia consumida [5,6], sendo que no caso do ciclismo este trabalho é quantificado pela potência mecânica. A potência produzida durante um exercício submáximo tem sido bastante estudada em relação a variáveis como a eficiência e economia de movimento [7], no entanto, a máxima produção de potência parece não ter sido relacionada com a economia de movimento em nenhum estudo encontrado na literatura. Em um exercício submáximo de longa duração os ciclistas são incapazes de manter uma taxa de produção de potência constante, onde a diminuição da potência está associada com decréscimo nas reservas de glicogênio muscular, indicando assim a instauração do processo de fadiga [8].

2 O aumento da produção de potência sem um subseqüente incremento no consumo de oxigênio é dos fatores responsáveis pelas alterações nos valores de EC. Desta forma, a característica de desempenho, expressa pela potência máxima produzida pelo ciclista, pode estar relacionada com a economia de movimento, pois ciclistas mais econômicos podem gerar maiores valores de potência máxima durante um teste máximo incremental. Sendo assim, o objetivo deste estudo foi verificar a relação entre a máxima capacidade de produção de potência e a economia de movimento, em diferentes intensidades de exercício, durante um teste máximo incremental. MATERIAIS E MÉTODOS Tabela 1: Características do grupo de atletas avaliados. Idade Estatura Massa Atleta (anos) (cm) (kg) , , , ,2 Média ,5 DP 6 4 5,8 Sujeitos Participaram deste estudo 12 atletas (02 ciclistas e 10 triatletas), com características físicas e de desempenho apresentadas na tabela 1. Teste incremental Durante o primeiro dia de avaliação, foi realizado um teste progressivo máximo para determinação do VO 2 máx e potência máxima em um ciclo ergômetro CardiO 2 (Medical Graphics Corp., St. Louis, EUA) adaptado com guidom de ciclismo, pedais com clipe e selim competitivo. Um protocolo de rampa foi empregado onde a carga inicial foi ajustada em 50 W com incrementos de 25 W a cada minuto com cadência de pedalada entre 90 e 110 rpm. A exaustão foi definida no momento em que o sujeito não foi mais capaz de manter a cadência adequada. O VO 2 máx foi definido pelo maior valor observado no último minuto de teste. O VO 2 e VCO 2 produzidos foram determinados a cada respiração durante o teste usando um ergoespirômetro de circuito-aberto (MGC CPX/D, Medical Graphics Corp., St Louis, EUA) que foi calibrado antes de cada avaliação. Todos os sujeitos receberam incentivo verbal pelo mesmo avaliador, para atingir o melhor desempenho. Durante o teste incremental, a potência produzida foi armazenada continuamente a cada um segundo. Cálculo da economia de movimento (EC) A EC foi calculada usando a mesma equação reportada por Moseley e Jeukendrup [6] e Lucía et al [9]. A potência (W) e o VO 2 (L/min) foram as variáveis utilizadas para determinar a economia de movimento (EC). EC ( W / L / min) = W VO Durante o teste, as informações de potência foram adquiridas a cada segunda e o consumo de oxigênio a cada respiração. Os resultados foram agrupados em média para minuto. Com base na 2

3 determinação das zonas de intensidade baseadas no consumo máximo de oxigênio, a economia de movimento foi determinada para cada zona de intensidade. Análise estatística Para a análise estatística os dados foram agrupados em médias de desvio-padrão para cada zona de intensidade avaliada [10]. A normalidade dos dados foi confirmada pelo teste de Shapiro-Wilk. Os valores reportados para a economia de movimento foram comparados entre as zonas de intensidade através de análise de variância para medidas repetidas (Anova One-Way). Quando diferenças estatisticamente significativas foram observadas, era aplicado o teste de post-hoc de Tukey HSD. A relação entre a potência máxima produzida no teste incremental e a razão potência/massa corporal foi verificada através do teste de correlação produto-momento de Pearson. Todos os testes tiveram base em um nível de significância igual a 0,05 e foram desenvolvidos no software Statistica 5.1 (StatSoft Inc., EUA). RESULTADOS Os atletas avaliados apresentaram características físicas e de desempenho semelhantes ao reportado na literatura para atletas competitivos [11,12,13]. Na tabela 2, os resultados de consumo máximo de oxigênio, potência máxima, razão potência/massa corporal e economia de movimento (EC) em cada zona de intensidade são apresentados. Não foram encontradas correlações significativas entre potência máxima e economia de movimento, assim como entre potência/massa e economia de movimento. Tabela 2: Resultados de consumo máximo de Grupo VO 2máx (L/min) oxigênio, potência máxima (Pmáx), razão potência máxima/massa corporal (W/kg) e economia de movimento para cada faixa de intensidade avaliada. Pmáx (W) Razão Economia %VO 2 máx 70% (W/kg) 50% % 90% 1 4, ,55 43,3 78,1 83,6 91,8 2 3, ,34 54,7 82,9 91,9 99,8 3 4, ,47 71,5 83,5 83,3 83,2 4 4, ,92 66,8 81,3 84,1 85,9 5 4, ,99 48,3 70,9 75,3 81,8 6 4, ,70 51,7 73,0 82,7 78,7 7 4, ,53 54,7 81,6 85,2 89,2 8 4, ,80 66,8 79,2 86,0 78,6 9 3, ,28 30,3 72,9 80,1 85,0 10 4, ,27 63,4 77,2 79,0 80,7 11 4, ,02 45,8 79,2 82,1 88,0 12 4, ,55 72,3 82,5 85,2 85,6 Média 4, ,5 55,1 75,8 81,7 81,5 DP 0, ,9 12,5 10,7 6,6 16,1 De acordo com os resultados apresentados na tabela 2, complementados pela figura 1, pode se perceber que diferenças estatisticamente significativas (p<0,05), foram observadas entre a economia de movimento na zona de intensidade <50%VO 2 máx em relação às demais zonas estabelecidas.

4 Figura 1 Economia de movimento em cada zona de intensidade. * indica diferença estatisticamente significativa em relação à zona <50%VO 2 máx (p<0,05). Na tabela 3 estão apresentados os valores de correlação observados. Nenhuma das correlações alcançou significância estatística. Tabela 3: Valores de correlação entre economia (EC) e potência máxima produzida (Pmáx) e razão potência pela massa corporal (W/kg). Nenhum dos valores de correlação foi significativo para p = Intensidade (%VO 2 máx) EC x Pmáx EC x W/kg <50% 0,46 0, % 0,34 0, % 0,13 0,14 >90% -0,09 0,07 DISCUSSÃO Este estudo foi proposto com o objetivo de verificar a relação entre a máxima capacidade de produção de potência e a economia de movimento em diferentes intensidades de exercício. A hipótese primária foi de que ciclistas com maior capacidade de produção de potência apresentassem uma melhor economia de movimento. Os resultados não confirmaram a hipótese proposta, pois as correlações entre potência e economia não foram significativas. Um resultado particular observado foi o fato da economia de movimento não se alterar significativamente em intensidade superiores a 50% do VO 2 máx. A EC permite a classificação de ciclistas que possuem uma capacidade aeróbia semelhante, mas, que para mesmas intensidades de esforço conseguem produzir maiores potências, apresentando-se do ponto de vista fisiológico mais econômico e eficiente [14]. Dentre os fatores que afetam a EC no ciclismo está a cadência de pedalada [15], de forma que cadências consideradas baixas (e.g., 60 rpm) apresentam valores de economia maiores reportados para cadências altas (e.g., 100 rpm), para uma mesma carga de trabalho [16], lembrando que cadências altas são preferidas pelos ciclistas [17]. Essa relação entre a cadência e a EC pode estar ligada à ativação neuromuscular, magnitude e orientação das forças aplicadas no pedal e percentual de fibras tipo I [18,19]. Apesar das sessões de treino e competições apresentarem intensidades de esforço variável, oscilando entre moderada a alta [20], a EC tem sido estudada apenas em intensidades constantes onde se apresenta de forma decrescente. Isto pode ocorrer em função de efeitos da fadiga sobre a técnica de pedalada e a atividade elétrica muscular, acarretando perda na capacidade de produção de potência [21].

5 O aumento da potência aumenta o gasto energético [7] afetando a economia de movimento, no entanto nossos resultados indicam que a máxima potencia produzida não tem relação com a eficiência ao longo de um teste incremental. CONCLUSÃO [5] Jones AM, Carter, H, Doust, JH. Effect of six weeks of endurance training on parameters of aerobic fitness. Med. Scie. Sports Exerc. 1999;31:S1379. [6] Moseley L, Jeukendrup AE. The reliability of cycling efficiency. Med. Scie. Sports Exerc. 2001;33: Os resultados deste estudo indicaram que não parece haver uma relação entre a economia de movimento e a máxima potência produzida no ciclismo. REFERÊNCIAS [1] Lucía A, Hoyos J, Santalla A, Pérez M, Chicharro JL. Kinetics of VO 2 in professional cyclists. Med. Scie. Sports. Exerc. 2002;34: [2] Lucia A, Pardo J, Durántez A, Hoyos J, Chicharro JL. Physiological differences between professional and elite road cyclists. Int. J. Sports Med. 1998;19: [7] Pierre S, Nicolas H, Frédérique H. Interactions between cadence and power output effects on mechanical efficiency during submaximal cycling exercises. Eur. J. App. Physiol. 2006;97: [8] Millet GP, Tonche C, Fuster N, Candau R. Level ground and uphill cycling efficiency in seated and standing positions. Med. Scie. Sports Exerc. 2002;34: [9] Lucía A, Hoyos J, Pérez M, Santalla A, Chicharro JL. Inverse relationship between VO 2 max and economy/efficiency in Worldclass cyclists. Med. Scie. Sports Exerc. 2002;34: [3] Coyle EF, Feltner ME, Kautz SA, Hamilton MT, Mountain SJ, Baylor AM, Abraham LD, Petrek GW. Physiological and biomechanical factors associated with elite endurance cycling performance. Med. Scie. Sports Exerc. 1991; 23: [4] Gaesser GA, Brooks GA. Muscular efficiency during seady-rate exercise: effects of speed and work rate. J. App. Physiol. 1975;38: [10] Fernández-Garcia B, Periz-Landaluce J, Rodriguez-Alonso M, Terrados N. Intensity of exercise during road race pro-cycling competition. Med. Scie. Sports Exerc. 2000;32: [11] Sanderson D, Black A. The effect of prolonged cycling on pedal forces. J. Sports Scie. 2003;21: [12] Albertus Y, Tucker R, Clair Gibson AST, Lambert EV, Hampson DB, Noakes TD.

6 Effect of distance feedback on pacing strategy and perceived exertion during cycling. Med. Scie. Sports Exerc. 2005;37: [13] Smak W, Neptune RR, Hull ML. The influence of pedaling rate on bilateral asymmetry in cycling. J. Biomech. 1999;32: [14] St Clair Gibson A, Schabort EJ, Noakes TD. Reduced neuromuscular activity and force generation during prolonged cycling. Am. J. Regulatory Integrative Comp. Physiol. 2001; 281: [15] Chavarren J, Calbet JAL. Cycling efficiency and pedaling frequency in road cyclists. Eur. J. App. Physiol. 1999;80: pedal rate during cycling. Acta Physiol. Scand. 2002;176: [21] Burke ER. Fisiologia do ciclismo. In: Gerret, W.E. and Kirkendal, D.T. A Ciência do exercício e dos esportes, 2003: Porto Alegre: Artmed. [22] Passfield L, Doust JH. Changes in cycling efficiency and performance after endurance exercise. Med. Scie. Sports Exerc. 2000;32: rogerdahlke@yahoo.com.br felipecarpes@gmail.com Website: [16] Lucía A, San Juan AF, Montilla M, Cañete S, Santalla A, Earnest C et al. In professional cyclists, low cadences are less efficient. Med. Scie. Sports Exerc. 2004;36: [17] Lucía A, Hoyos J, Chicharro JL. Preferred pedaling cadence in professional cycling. Med. Scie. Sports Exerc. 2001;33: [18] Neptune RR, Hull ML. A theoretical analysis of preferred pedaling rate selection in endurance cycling. J. Biomech. 1999;32: [20] Hansen EA, Andersen JL, Nielsen JS, Sjogaard G. Muscle fiber type, efficiency, and mechanical optima affect freely chosen