TÍTULO: INFLUÊNCIA DE SEIS SESSÕES DE TREINAMENTO INTERVALADO DE ALTA INTENSIDADE SOBRE OS LIMIARES ANAERÓBIOS E OXIDAÇÃO DE SUBSTRATOS.

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1 TÍTULO: INFLUÊNCIA DE SEIS SESSÕES DE TREINAMENTO INTERVALADO DE ALTA INTENSIDADE SOBRE OS LIMIARES ANAERÓBIOS E OXIDAÇÃO DE SUBSTRATOS. CATEGORIA: CONCLUÍDO ÁREA: CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E SAÚDE SUBÁREA: EDUCAÇÃO FÍSICA INSTITUIÇÃO: UNIVERSIDADE CIDADE DE SÃO PAULO AUTOR(ES): LEONARDO GIMENEZ NARCISO ORIENTADOR(ES): MARCELO LUIS MARQUEZI

2 1. RESUMO Introdução: A oxidação de lipídeos durante e após a realização da atividade física está diretamente relacionada à intensidade e duração do exercício realizado. Entretanto, poucos trabalhos adotaram o conceito limiar anaeróbio e do Treinamento Intervalado de Alta Intensidade High Intensity Interval Training (HIT) para avaliar tal fato. Objetivo: Este trabalho teve como objetivo verificar a influência de 6 sessões de HIT sobre a oxidação de substratos durante 45 minutos de corrida em esteira na intensidade do primeiro limiar anaeróbio (LAn1) e verificar a influência do HIT sobre as intensidades em que os limiares anaeróbios ocorrem. Método: Participaram do estudo 7 indivíduos do gênero masculino, com idade de 25,14 ± 1,84 anos. Os avaliados foram submetidos a teste progressivo máximo em esteira para determinação do pico de consumo de oxigênio (VO 2pico ), velocidade de pico (V pico ) e limiares anaeróbios. Na semana seguinte as avaliações iniciais, os indivíduos realizaram 45min de corrida na intensidade do primeiro limiar (LAn1; teste de tolerância ao esforço) para determinação das taxas de oxidação de lipídeos e carboidratos (LIPox e CHOox, respectivamente). Sequencialmente, foram realizadas 6 sessões de HIT com 8 séries de 60seg a 100% da V pico por 75seg de recuperação passiva entre as séries. Após o período de treinamento os sujeitos foram submetidos novamente aos testes realizados anteriormente. Os resultados estão apresentados como média erro padrão. Conclusões: Nossos resultados sugerem alteração do padrão de oxidação de substratos, com aumento da oxidação e contribuição de LIP para manutenção da demanda energética e melhora na tolerância ao esforço do segundo limiar. O primeiro limiar não obteve diferença significativa. A taxa de LIPox é aumentada e a diminuição do CHOox, após a atividade sub-máxima, também não foi significativa apesar do seu aumento. 2. INTRODUÇÃO A prescrição de exercícios físicos, de acordo com o nível de aptidão e objetivos do indivíduo, envolve as variáveis frequência, volume e intensidade (ACSM, 2009; AUCOUTURIER et al, 2009). A duração e frequência são variáveis relativamente fáceis de monitorar, existindo consenso na literatura sobre suas formas de aplicação. Por outro lado, existem diversas maneiras de monitorar a

3 intensidade de exercício e um balanço entre validade, aplicabilidade e praticidade desses métodos deve ser considerado. A resistência cardiorrespiratória (expressa pelo consumo de oxigênio, VO 2 ) é um dos componentes mais importantes da aptidão física. Ela consiste na capacidade de realizar exercícios dinâmicos envolvendo grandes grupos musculares, em intensidades de moderada a alta, por períodos prolongados (ASCM, 2009). O treinamento desta capacidade eleva a atividade oxidativa mitocondrial, a difusão pulmonar e a saturação da hemoglobina (HOLLOSZY & COYLE, 1984) entre outras adaptações, implicando em melhoria do desempenho, maior oxidação de lipídeos (LIPox) durante o exercício e alterações da composição corporal (SAHLIN, 2009). Há 50 anos Wasserman e Mcilroy estabeleceram o conceito Limiar Anaeróbio (LAn), definido como a intensidade crítica para a atividade oxidativa máxima e manutenção do exercício cardiorrespiratório (ECr), caracterizado pela relação causal entre acidose lática e alterações ventilatórias. Em termos práticos, a aplicação deste conceito permite a identificação de modo não invasivo, através de parâmetros ventilatórios, da intensidade de exercício em que o metabolismo glicolítico complementa a energia produzida por mecanismos oxidativos e o consequente posterior desenvolvimento de fadiga pelo acúmulo de íons H + (WASSERMAN & MCILROY, 1964). O ECr, contudo, promove aumento do gasto energético total tanto de forma aguda quanto de forma crônica. A primeira condição refere-se ao próprio gasto energético durante a realização do exercício e durante a fase de recuperação; já a segunda refere-se às alterações da taxa metabólica de repouso (LEVINE et al, 2001). No que diz respeito ao efeito agudo, está bem estabelecido que, após o término do exercício, o consumo de oxigênio não retorna aos valores de repouso imediatamente. Essa demanda energética durante o período de recuperação após o exercício é conhecida como consumo excessivo de oxigênio após o exercício (excess post exercise oxygen consumption, EPOC) (GAESSER & BROOKS, 1984). O EPOC consiste em um componente rápido e um componente prolongado. O componente rápido do EPOC favorece, nas fases iniciais do período de recuperação pós-exercício, os processos de ressíntese de fosfagênios energéticos (ATP e fosfocreatina), redistribuição de íons, remoção do lactato e restauração do dano tecidual, entre outros (GAESSER & BROOKS, 1984; BAHR, 1992). Por outro

4 lado, durante o componente prolongado diferentes processos para o retorno da homeostase fisiológica ocorrem continuamente, porém em um nível mais baixo. Esses processos podem incluir aumento da atividade nervosa autonômica simpática, elevação da respiração mitocondrial (BORSHEIM et al, 1994), aumento da atividade do CAT e utilização de AGs (KUO et al, 2005), entre outros. Atualmente, o Treinamento Cardiorrespiratório Intervalado de Alta Intensidade (high-intensity interval training, HIT), caracterizado por breves períodos de atividade vigorosa intercalados por períodos de repouso ou de exercício de baixa intensidade (GIBALA et al, 2012), tem sido utilizado como alternativa ao treinamento cardiorrespiratório tradicional (TCT), de intensidade submáxima e duração contínua moderada. Estudos recentes observaram adaptações semelhantes ou superiores aquelas do TCT promovidas pelo HIT, referentes à atividade oxidativa muscular (BURGOMASTER et al, 2008; MCKAY et al, 2009; TALANIAN et al, 2010; LITTLE et al, 2010), utilização de substratos energéticos durante ou após o exercício (TALANIAN et al, 2007; PERRY et al, 2008; TALANIAN et al, 2010) e função cardiovascular (MCKAY et al, 2009; GIBALA et al, 2012) entre outras, sugerindo potenciais implicações relacionadas à saúde de pacientes com doenças crônicas, incluindo diabetes tipo II, sobrepeso e doença cardiovascular (CIOLAC, 2012; GIBALA et al, 2012; GUNNARSSON & BANGSBO, 2012; KESSLER et al, 2012). Talanianet al. (2007), por exemplo, observaram alteração do padrão de oxidação de substratos em mulheres fisicamente ativas submetidas a sete sessões de HIT em cicloergômetro (10 séries de 4min a 90% VO 2 pico com 2min de repouso entre séries) ao longo de 13 dias. Perry et al. (2008) constataram as mesmas adaptações ao reproduzir o protocolo acima descrito em homens ativos não treinados, durante seis semanas. Em trabalho posterior, Talanianet et al. (2010) verificaram que o treinamento neste protocolo promove aumento das proteínas transportadoras de AGs sarcoplasmáticas e mitocondriais (FAT/CD36 e FABPpm) e maior atividade enzimática oxidativa, adaptações estas responsáveis pelo aumento da LIPox e alteração do padrão de oxidação de substratos. Little et al. (2010) verificaram que após 6 sessões de HIT em cicloergômetro (8 a 12 séries de 60seg a 100% da carga máxima por 75seg de recuperação a 10% da carga máxima entre séries), há estímulo para a biogênese mitocondrial em decorrência do aumento do conteúdo da proteína PGC-1α (peroxisomeproliferator-activated receptor γcoactivator 1α), adaptação esta também observada após uma única sessão de HIT

5 com 4 séries de 30seg com 0,075 kg/kg a velocidade máxima por 4min de repouso entre séries (LITTLE et al, 2011). 3. OBJETIVO Os objetivos deste projeto são: a) verificar a influência de seis sessões de HIT sobre as intensidades em que os LAn ocorrem, e b) verificar a influência de seis sessões de HIT sobre a oxidação de substratos durante 45 minutos de corrida em esteira na intensidade do LAn1. 4. METODOLOGIA Participaram do estudo sete sujeitos do gênero masculino com idade de 25,14 ± 1,84 anos, com uma estatura de 1,78 ± 0,03 m, massa corporal 72,97 ± 1,72 Kg, porcentual de gordura 16,41 ± 1,24 % e VO 2pico de 44,19 ± 1,12 ml/kg/min, ativos, assintomáticos, não fumantes e que não utilizam qualquer medicamento. Após avaliação clínica (José Carlos Ribeiro Filho, CRM ) e uma entrevista, permaneceram no estudo aqueles que não apresentaram problemas cardíacos e/ou respiratórios e histórico familiar de doenças relacionadas. Os sujeitos foram orientados, durante a semana anterior à realização das avaliações iniciais, a não realizar qualquer tipo de esforço físico extenuante, e a manter o padrão alimentar habitual, excluindo bebidas alcoólicas e/ou estimulantes (chá, café) ao longo de todo período do estudo. Foi solicitado que preenchessem um Recordatório Alimentar durante 3 dias. Os testes, assim como as sessões experimentais, foram realizados no Laboratório de Pesquisa em Educação Física e Fisioterapia da Universidade Cidade de São Paulo (LAPEFFI - UNICID). Durante os testes, a temperatura do ambiente foi mantida em torno de 22 e a umidade relativa do ar entre 45 e 60%. Para realização do teste para avaliação do VO 2pico, os sujeitos permaneceram sentados em repouso, durante 4 min, para coletas ventilatórias e registros de frequência cardíaca (FC) e pressão arterial (PA) iniciais. O protocolo de teste consistiu em períodos de corrida em esteira (Modelo ATL, Inbrasport; Brasil) com duração de 1 minuto iniciando à velocidade de 6km/h, com incrementos de 1km/h até a exaustão voluntária do sujeito. Durante os testes foi feito o controle da percepção do esforço utilizando-se a escala de Borg. Os parâmetros ventilatórios

6 foram coletados continuamente ao longo dos testes a cada ciclo respiratório e analisados em médias de vinte segundos por analisador de gases computadorizado (modelo VO2000; InbrasportLtda; Brasil). O analisador de gases foi calibrado para volume e concentração padrão de gases imediatamente antes do primeiro teste do dia e re-calibrado após cada teste, de acordo com as recomendações do fabricante. A FC foi registrada através de monitor cardíaco (modelo Sport Test; Polar Electro OY; Finlândia), continuamente ao longo dos testes. Após a exaustão foram realizados dois períodos de recuperação de 2 minutos, com 50% e 25% da velocidade máxima atingida. Durante os períodos de recuperação somente a FC foi monitorada. Os critérios para determinação do VO 2pico e exaustão foi a ocorrência de um platô no VO2 independente do incremento de velocidade (caracterizado por aumentos de 2 ml/kg/min ou menores) e incapacidade de manter a velocidade de corrida respectivamente. Após a conclusão do teste o sujeito permaneceu em repouso até que seus sinais vitais retornem aos valores basais. Os LAns foram determinados a partir dos equivalentes ventilatórios de O2 (VE/VO2) e CO2 (VE/VCO2), frações expiradas finais de O2 (FEO2) e CO2 (FECO2) e quociente respiratório (QR), e expresso em função do VO2 (em l/min). O LAn1 corresponde ao menor valor de VE/VO2 antes de seu aumento continuado (CAIOZZO et al, 1982; REINHARD et al, 1979) associado ao início do aumento abrupto e continuado do QR (WASSERMAN & McILROY, 1964). O LAn2 corresponde ao ponto em que os aumentos de VE/VO2, VE/VCO2 e FEO2 coincidirem com a queda de FECO2 (REINHARD et al, 1979; BHAMBHANI & SINGH, 1985). Na semana seguinte à realização do teste de VO 2pico, os sujeitos foram submetidos a 45 minutos de ECr na intensidade do LAn1 (teste de tolerância ao esforço) e um repouso de 60 minutos após o teste (período de EPOC). Quarenta e cinco minutos antes do início da atividade, para determinação das taxas LIPox e CHOox houve um período de 4 horas de restrição alimentar seguido de ingestão de maltodextrina (1g/kg, solução a 12%). A glicemia foi verificada com um Glicosimêtro (modelo Accu-chek Performa; Roche; Suíça) antes e depois da ingestão de maltodextrina, após o teste de tolerância e no fim do EPOC. Nos testes de tolerância, os parâmetros ventilatórios foram coletados continuamente a cada ciclo respiratório e analisados em médias de quarenta

7 segundos. Durante o EPOC os sujeitos permaneceram em decúbito dorsal, acordados, sem poder se comunicar verbalmente. Subsequentemente os sujeitos realizaram 6 sessões de treinamento compostas de 6 a 8 séries de 60 segundos a 100% da velocidade de pico por 75 segundos de recuperação passiva entre as séries. Ao término do período de treinamento os sujeitos foram novamente testados para determinação dos LAns e submetidos à outra sessão de 45 min de ECr na intensidade do LAn1, nas mesmas condições anteriormente citadas. As taxas absolutas de LIPox e CHOox foram determinadas aos 10, 20, 30, 40 e 45min ao longo do exercício, a partir dos valores médios de VO2 e VCO2 (l/min) correspondentes aos 2 últimos minutos de cada período. As taxas absolutas de oxidação (em g/min) foram calculadas usando equações estequiométricas de FRAYN (1983), supondo insignificante a taxa de excreção de nitrogênio. A energia provida da oxidação de LIP e CHO (LIPkc e CHOkc, respectivamente; em kcal/min) foi calculada a partir de seus respectivos equivalentes energéticos (9,75 e 3,87 kcal/g) seis sessões de treinamento cardiorrespiratório de corrida em esteira. Os resultados seguem apresentados como média erro padrão. A homogeneidade das variâncias dos parâmetros ventilatórios, FC e taxa de oxidação de substratos foi verificada através do teste de Brown-Forsythe com as médias das sessões comparadas, quando adequado, através de teste t de Student ou teste de Sign para dados pareados. O efeito do treinamento sobre os parâmetros ventilatórios e taxas CHOox e LIPox ao longo das sessões experimentais será verificado através de análise de variância de dois fatores (método x tempo) seguido de teste post hoc HSD de Tukey. As médias das sessões experimentais serão comparadas através de teste t de Student para dados pareados. O nível de significância adotado será p<0,05. O tratamento estatístico será realizado através do software Statistica for Windows (versão 8.0, 2007; Statsoft, Inc.; Estados Unidos). 5. DESENVOLVIMENTO Segundo McArdle (2001), o treinamento intervalado permite completar o exercício intenso sem acúmulo de lactato, pois os fosfatos intramusculares de alta energia proporcionam a fonte energética primária para este tipo exercício, ao contrário de uma atividade contínua de aspecto glicolítico, onde o acúmulo de íons hidrogênio é um dos fatores limitantes de sua continuidade. Os períodos de repouso

8 presentes nas sessões permitem uma ressíntese de ATP através do aumento da atividade oxidativa e ressíntese de fosfocreatina (PCr). A recuperação recomendada faz com que a série do exercício subsequente possa começar antes da recuperação completa (antes do retorno ao consumo basal de oxigênio) e assegura um estresse metabólico, cardiovascular e oxidativo em níveis quase máximos com séries de exercícios repetitivos, porém relativamente curtos. Como consequência, no treinamento intervalado, como ocorre com outras formas de condicionamento fisiológico, a intensidade do exercício terá que ativar os sistemas energéticos específicos que necessitam de aprimoramento. Neste sentido, Santos et al. (2001) compararam o conteúdo de gordura corporal em 30 mulheres usando protocolos de treinamento contínuo e intervalado em esteira. O treinamento contínuo consistiu em 40 minutos de corrida em esteira a 70% da FCmáx até o término da atividade, enquanto que o treinamento intervalado, realizado na mesma duração, variava a intensidade entre 90% da FCmáx em cada estímulo de trabalho e 120 bpm nos períodos de recuperação. Os autores observaram diferenças significativas apenas para o grupo de treinamento intervalado, chegando à conclusão que o maior gasto calórico promovido em função do maior aporte de oxigênio determinou maior LIPox e redução do conteúdo de gordura corporal. Os resultados observados em nosso estudo indicaram alterações nos padrões de oxidação de substratos, com maior LIPox e menor CHOox em atividades com caráter submáximo. Estas alterações foram notadas também por Talanian et al. (2007), que verificaram alteração do padrão de oxidação de substratos em mulheres fisicamente ativas, em um protocolo com cicloergômetro (10 séries de 4min a 90% do VO 2 pico com 2min de repouso entre séries), ao longo de 13 dias. Este mesmo protocolo foi utilizado por Perry et al. (2008) em homens ativos durante 6 semanas e constataram as mesmas adaptações. Talanian et al. (2010) notaram posteriormente que este protocolo promove aumento das proteínas transportadoras de AGs sarcoplasmáticas e mitocondriais (FAT/CD36 e FABPpm) e maior atividade enzimática oxidativa, adaptações estas responsáveis pelo aumento da LIPox e alteração do padrão de oxidação de substratos. Em um protocolo similar ao nosso, Little et al. (2010) verificaram que após 6 sessões de HIT em cicloergômetro (8 a 12 séries de 60seg a 100% da carga máxima por 75seg de recuperação a 10% da carga máxima entre séries), há

9 estímulo para a biogênese mitocondrial em decorrência do aumento do conteúdo da proteína PGC-1α (peroxisomeproliferator-activated receptor γco-activator 1α). Este aumento da quantidade de mitocôndrias é de supra importância na atividade, pois além de auxiliar a LIPox através da maior atividade do complexo carnitina acil-transferase (que transfere AGLs citoplasmáticos para o interior da mitocôndria) fará com que haja uma elevação mais rápida no VO 2 no início do trabalho e, por consequência, diminuição na formação de lactato e menor depleção de PCr. Essa elevação mais rápida do VO 2 no início do trabalho significa que o déficit de oxigênio é menor por causa da oxidação fosforilativa ter iniciada mais cedo (Powers et al., 2007). Segundo este mesmo autor, a diminuição na formação de lactato, íons H + e menor depleção de PCr proporciona mais tempo de atividade, retardando a fadiga. Em estudo com nadadores, Deminice et al. (2007) notaram que, quando a capacidade de tamponamento melhora, os atletas tornam-se capazes de manter mais tempo a velocidade rápida de produção de lactato, retardando a diminuição na velocidade de nado, uma das possíveis adaptações produzidas pela tolerância a esses exercícios, conhecido como tolerância ao lactato, justificando assim a adaptação do limiar anaeróbio em intensidade de exercício maior. Outro ponto analisado em nosso projeto foi a oxidação de substratos energéticos no período de recuperação promovido por EPOC após exercício cardiorrespiratório sub-máximo. Segundo Powers et al. (2007), o EPOC é maior em exercícios mais intensos em comparação com exercícios leves a moderados. A diferença se deve ao fato da quantidade de calor corporal gerado, da depleção total de PCr e dos níveis sanguíneos de adrenalina e noradrenalina. O exercício de alta intensidade utiliza mais PCr, portanto será necessário oxigênio adicional durante a recuperação para sua ressíntese. Em nosso estudo, houve uma mudança na taxa de oxidação, com maior LIPox e diminuição da CHOox após a atividade, mas não foi significativa apesar do seu aumento. Supõe-se que, a ausência de diferença significativa para FC deve-se a quantidade de treinos insuficiente para uma adaptação mais efetiva desta variável. 6. RESULTADOS

10 Após as sessões de treinamento, observou-se redução da CHOox relativa de 6,62% (p<0,05) e aumento da LIPox relativa de 69,86% (p<0,05). Nota-se também diferença na quantidade relativa de energia gerada a partir da oxidação destes substratos. A energia derivada da CHOox reduziu 12,67% (p<0,05); em consequência, a quantidade relativa de energia derivada da LIPox aumentou 57,72% (p<0,05; tabela 1). Durante o EPOC pré e pós-treino, nossos resultados demonstraram uma redução da CHOox e aumento LIPox não significativos. Em consequência, não foram observadas diferenças significativas para energia derivada da oxidação destes substratos entre os métodos de treinamento, apesar do aumento de 14,39% na contribuição de lipídeos para manutenção da demanda energética durante a recuperação pós-exercício (tabela 2). Foi verificada também a influência de seis sessões de HIT sobre as intensidades em que os LAns ocorrem. A intensidade dos LAns, expressas em função do VO 2, de 11,05% para LV1 (p = 0,37) e 13,20% para LV2 (p = 0,02). As diferenças observadas para os valores de FC e V nas intensidades dos LAns não foram estatisticamente significantes (tabela 3).

11 7. CONCLUSÃO Nossos resultados sugerem que após seis sessões de HIT: a) alteração do padrão de oxidação de substratos, com aumento da oxidação e contribuição de LIP para manutenção da demanda energética; b) ausência de diferenças significativas no padrão de oxidação de substratos promovido por EPOC no período de recuperação subsequente ao exercício, e c) ausência de diferença significativa para a intensidade de ocorrência do primeiro limiar, porém aumento da intensidade de ocorrência do segundo limiar. 8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMERICAN COLLEGE of SPORTS MEDICINE. ACSM s Guidelines for Exercise Testing and Prescription, (8th ed.). Baltimore: Williams & Wilkins, AUCOUTURIER, J; RANCE, M; MEYER, M; ISACCO, L; THIVEL, D; FELLMANN, N; DUCLOS, M & DUCHÉ, P. Determination of the maximal fat oxidation point in obese children and adolescents: validity of methods to assess maximal aerobic power. European Journal of Applied Physiology, 105(2): , BAHR, R. Excess postexercise oxygen consumption: magnitude, mechanisms and practical implications. ActaPhysiologicaScandinavicaSupplementum, 605: 1-70, BEAVER, WL; WASSERMAN, K & WHIPP, BJ.A new method for detecting anaerobic threshold by gas exchange. Journal of Applied Physiology, 60: , BHAMBHANI, Y & SINGH, M. Ventilatory threshold during a graded exercise test. Respiration, 47: 120-8, BORSHEIM, E; BAHR, R; HANSSON, P; GULLESTAD, L; HALLÉN, J & SEJERSTED, OM. Effect of beta-adrenoceptor blockade on post-exercise oxygen consumption. Metabolism, 43(5): , BROOKS, GA & MERCIER, J.Balance of carbohydrate and lipid utilization during exercise: the crossover concept. Journal of Applied Physiology, 76: , BURGOMASTER, KA; HOWARTH, KR; PHILLIPS, SM; RAKOBOWCHUK, M; MACDONALD, MJ; MCGEE, SL & GIBALA, MJ. Similar metabolic adaptations during exercise after low volume sprint interval and traditional endurance training in humans. The Journal of physiology, 586(1): , CAIOZZO, VJ; DAVIS, JA; ELLIS, JF; AZUS, JL; VANDAGRIFF, R; PRIETTO, CA & MCMASTER, WC. A comparison of gas exchange indices used to detect the anaerobic threshold. Journal of Applied Physiology, 53:1184-9, 1982.

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