CONSUMO DE OXIGÊNIO EM EXERCÍCIO EXAUSTIVO REALIZADO NA VELOCIDADE CRÍTICA E NA VELOCIDADE ASSOCIADA AO VO 2MAX

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1 CONSUMO DE OXIGÊNIO EM EXERCÍCIO EXAUSTIVO REALIZADO NA VELOCIDADE CRÍTICA E NA VELOCIDADE ASSOCIADA AO VO MAX OXYGEN UPTAKE DURING EXHAUSTIVE EXERCISE PERFORMED AT CRITICAL VELOCITY AND AT THE VELOCITY ASSOCIATED WITH VO MAX Daniel Müller Hirai, Antonio Fernando Brunetto, Fábio Yuzo Nakamura RESUMO O objetivo do presente estudo foi analisar o padrão temporal das respostas do VO em intensidades correspondentes à velocidade crítica (VC) e à velocidade associada ao consumo máximo de oxigênio (vvo max), visando investigar o significado fisiológico destes parâmetros. Oito indivíduos saudáveis do sexo masculino (idade =,0 ±,7 anos, estatura = 76,3 ± 4,5 cm, massa corporal = 75, ± 9,3 kg, VO max = 4, ± 0, L.min - ) realizaram quatro testes retangulares exaustivos para a estimativa da VC (,8 ± 0, m/s) e vvo max (,0 ± 0, m/s). Além disso, cada sujeito realizou um teste retangular exaustivo nas intensidades de VC e vvo max. A verificação de eventuais diferenças das respostas das variáveis relacionadas aos testes foi realizada mediante teste t pareado e análise de variância para medidas repetidas (post hoc de Tukey), admitindo-se P < 0,05. Os valores de VO alcançados ao final dos testes foram equivalentes ao VO max em ambas as intensidades. A análise do padrão temporal das respostas do VO em exercício exaustivo de intensidades correspondentes à VC e vvo max sugere que estes parâmetros superestimam as intensidades que lhes são atribuídas em teoria. Palavras-chave: velocidade crítica, consumo de oxigênio, domínios de esforço. INTRODUÇÃO A partir do comportamento das respostas do consumo de oxigênio (VO ) e da concentração de lactato sanguíneo durante o exercício, três domínios de esforço podem ser discernidos (GAESSER e POOLE, 996). O domínio moderado é compreendido por intensidades inferiores ao limiar de lactato, sendo que o VO aumenta de maneira exponencial em direção ao estado estável após curto período de atraso relacionado à fase cardiodinâmica. O domínio intenso abrange intensidades entre o limar de lactato e o máximo estado estável de lactato, que teoricamente coincide com a potência crítica e com o limiar de esforço percebido (NAKAMURA et al., 005). Neste domínio, o componente lento da cinética do VO ocasiona certo retardo na ocorrência do estado estável e a concentração de lactato aumenta além dos níveis basais, porém ainda se estabiliza. Intensidades superiores caracterizam o domínio severo de exercício, no qual se observa a ausência de estabilização destas variáveis e a possível deflagração do VO max. O modelo de potência crítica foi proposto inicialmente com base em observações empíricas feitas por Monod e Scherrer (965) durante exercícios exaustivos, assumindo uma relação hiperbólica entre a taxa de realização de trabalho mecânico (potência ou velocidade) e o tempo de esforço até a ocorrência de exaustão (tlim). Segundo este modelo, a velocidade crítica (VC) representaria a maior intensidade que poderia ser mantida sem o aumento gradual do VO e do lactato por um longo período de tempo (POOLE et al., 988), além de demarcar o espectro de intensidades nas quais seria possível atingir o VO max (HILL e SMITH, 999). Utilizando este mesmo modelo matemático, porém contornando a limitação relacionada à inércia da cinética do VO, Billat et al. (999) sugeriram que a velocidade associada ao VO max (vvo max) poderia ser estimada a partir da relação hiperbólica entre a taxa de realização de trabalho mecânico e o tempo de esforço sustentado no VO max (t VOmax). A vvo max permitiria a realização do exercício no VO max com maior tlim possível. Desse modo, a determinação da VC e da vvo max seria de extrema valia para a avaliação da tolerância ao esforço, predição de desempenho, prescrição e avaliação de treinamento. Diversas investigações prévias compararam a VC com outros limiares de transição metabólica, fornecendo resultados inconclusivos (HILL, 993). Entretanto, a monitoração das respostas fisiológicas durante o exercício realizado em intensidade correspondente à VC deveria ser enfatizada, uma vez que apenas a comparação com outros limiares não seria suficiente para a validação de seu significado fisiológico (HILL, 993). Nos estudos que analisaram as respostas fisiológicas durante os testes na VC, a concentração de lactato sanguíneo tem sido preferencialmente monitorada. Apesar da existência de intensa coerência entre as respostas do lactato e do VO, algumas exceções foram reportadas (GAESSER e POOLE, 996). Portanto, o objetivo do presente estudo foi analisar o padrão temporal das respostas do VO em intensidades correspondentes à VC e vvo max com o intuito de investigar o significado fisiológico destes parâmetros. Teoricamente, durante o exercício na VC seria esperado estado estável do VO sem ocorrência do VO max (POOLE et al., 988; HILL e SMITH, 999), enquanto que na vvo max ocorreria sustentação no VO max durante longo período de tempo (BILLAT et al., 999). METODOLOGIA Participaram do estudo oito indivíduos saudáveis do sexo masculino com,0 ±,7 anos de idade, 76,3 ± 4,5 cm de altura e 75, ± 9,3 kg de massa corporal. Todos assinaram termo de consentimento livre e esclarecido para participar do estudo. Os procedimentos adotados nesta investigação foram aprovados pelo Comitê de Ética em Pesquisa local. Inicialmente, os sujeitos realizaram um teste de esforço progressivo para a determinação do valor do VO max, além de quatro testes retangulares exaustivos para a estimativa dos parâmetros do modelo de velocidade crítica (MONOD e Grupo de Estudo das Adaptações Fisiológicas ao Treinamento GEAFIT Universidade Estadual de Londrina - Londrina, PR. Laboratório de Fisioterapia Pulmonar LFIP Universidade Estadual de Londrina Londrina, PR.

2 Consumo de oxigênio em exercício exaustivo realizado na velocidade crítica e na velocidade associada ao VO MAX 8 SCHERRER, 965) e velocidade associada ao VO max (BILLAT et al., 999). Na última etapa do estudo cada sujeito realizou um teste retangular exaustivo nas intensidades de VC e vvo max para a verificação dos significados fisiológicos destes parâmetros. Previamente aos testes era realizada uma sessão de aquecimento de 5 minutos de duração com inclinação de 0% e velocidade de 0,84 m/s, seguida de 5 minutos de repouso. As trocas gasosas pulmonares foram mensuradas a cada três incursões ventilatórias (VO000, Aerosport Inc.) durante todos os testes. O equipamento foi calibrado antes de cada teste de acordo com a padronização do fabricante, utilizando-se gases de concentração conhecida de O (7%) e CO (5%) e seringa de volume conhecido (3 L). Os participantes foram orientados a não executarem atividades físicas extenuantes no dia anterior e a não ingerirem alimentos nas duas horas prévias à realização dos testes. Todos os testes foram conduzidos em esteira ergométrica (Inbrasport Millenium) com inclinação de 0%, aproximadamente no mesmo horário para cada indivíduo, em ambiente de temperatura controlada (~0 C) e separados por um intervalo mínimo de 4 hs. Teste progressivo O teste de esforço progressivo era conduzido com velocidade inicial de,39 m/s e incrementos de 0,8 m/s a cada minuto até a exaustão voluntária. Havia incentivo verbal por parte dos pesquisadores. Utilizou-se como critério para determinação do valor de VO max a média dos valores de VO dos 30s prévios à exaustão. Testes para a estimativa da VC e vvo max As velocidades dos quatro testes retangulares preditivos eram escolhidas individualmente de tal forma que os esforços tivessem duração compreendida entre -0 min (HILL, 993). A ordem de execução dos testes era aleatória. Os dados individuais de velocidade e tempo até a exaustão (tlim) foram ajustados à equação não-linear abaixo (equação ), para a estimativa da VC: tlim = CTA / (velocidade VC) (equação ) A escolha da equação não-linear, em detrimento de outras aritmeticamente equivalentes, foi baseada nos resultados de Gaesser et al. (995). Do ponto de vista matemático, esta equação seria a mais adequada pois respeita o pressuposto de alocação da velocidade como variável independente e do tempo como variável dependente, sendo compatível com a condição experimental adotada neste estudo. Para a estimativa da vvo max devem-se utilizar os valores individuais de velocidade e tempo de esforço sustentado no VO max (t VOmax) na equação (BILLAT et al., 999). Devido às oscilações inerentes à medida de VO, a ocorrência do VO max foi considerada quando essa medida alcançasse o intervalo de confiança (IC 95%) do VO max obtido no teste progressivo (NAKAMURA et al., 005). Testes de confirmação t VOmax = CTA / (velocidade vvo max) (equação ) Cada participante foi submetido a teste exaustivo nas intensidades correspondentes à VC e vvo max com o propósito de verificar o significado fisiológico destes parâmetros, baseando-se nas respostas do padrão temporal do VO. A ocorrência do VO max foi considerada para aqueles valores que alcançassem o intervalo de confiança (IC 95%) do VO max obtido no teste progressivo (NAKAMURA et al., 005). Análise estatística A normalidade da distribuição dos dados foi verificada pelo teste de Kolmogorov-Smirnov. A verificação de eventuais diferenças das respostas das variáveis relacionadas aos testes foi realizada mediante teste t pareado e análise de variância para medidas repetidas (post hoc de Tukey). O nível de significância adotado foi de P < 0,05. Os resultados são expressos como média ± desvio-padrão. RESULTADOS O valor médio do VO max atingido no teste de esforço progressivo foi de 4, ± 0, L.min -. Os testes retangulares preditivos tiveram valores de velocidade equivalentes a, ± 0, m/s,,5 ± 0, m/s, 3,0 ± 0,3 m/s e 3,7 ± 0,3 m/s, quando ordenados de forma crescente. As respectivas durações foram de 538,8 ± 86,5 s, 305,7 ± 4,8 s, 66, ± 8,5 s, 86,7 ± 8,5 s. As estimativas de VC (,8 ± 0, m/s) e vvo max (,0 ± 0, m/s) obtiveram bom ajuste às equações (R entre 0,94 e 0,99) e apresentaram diferença significativa entre si (P < 0,00). O comportamento do VO em função do tempo nos testes associados à VC e vvo max de um sujeito representativo pode ser observado na figura. O valor médio do tempo até a exaustão nos testes na VC (43,7 ± 50, s) foi maior em comparação aos testes na vvo max (50, ± 3,0 s) (P = 0,0). Entretanto, em ambos os testes o valor de VO final (EEVO ) foi correspondente ao valor de VO max (4, ± 0,6 L.min - e 4, ± 0,3 L.min -, respectivamente).

3 8 Hirai et al. 4 3 VO (L.min - ) VC vvomax Tempo (s) Figura - Comportamento do VO (dados interpolados a cada segundo) em função do tempo nos testes associados à VC e vvo max de um sujeito representativo. O valor do VO max é representado pela linha tracejada. Para verificação da ocorrência do estado estável do VO nos testes de confirmação foi empregado procedimento semelhante àquele utilizado em estudos prévios (POOLE et al., 988; OVEREND et al., 99; PRINGLE e JONES, 00; ALMEIDA et al., 00; BRICKLEY et al., 00), que consistiu na obtenção da média dos valores do VO da amostra a cada dois minutos (figura ). Não foram observadas diferenças significativas a partir do sexto minuto para a vvo max e a partir do oitavo minuto para a VC, sugerindo a ocorrência do estado estável a partir destes pontos. Os valores médios do VO não diferiram em função das duas intensidades. 5 4 * VO (L.min - ) 3 * VC vvo max Tempo (s) Figura - Média dos valores do VO da amostra em função do tempo nos testes associados à VC e vvo max. O início da ocorrência do estado estável é representado pelo símbolo (*). DISCUSSÃO A monitoração das respostas do VO nos testes exaustivos realizados nas intensidades associadas à VC e vvo max no presente estudo teve como objetivo verificar o significado fisiológico destes parâmetros. Foram encontrados valores de EEVO equivalentes ao VO max em ambas as intensidades. A aplicação da média dos valores do VO da amostra em função do tempo sugere a ocorrência de estabilidade das medidas, além de não identificar diferenças neste parâmetro entre as duas intensidades. O padrão temporal do VO durante os testes na VC foi analisado em estudos prévios, fornecendo achados conflitantes. Contudo, questões metodológicas podem ser responsáveis pelas disparidades encontradas. A ocorrência do estado estável (POOLE et al., 988; OVEREND et al., 99; PRINGLE e JONES, 00; ALMEIDA et al., 00) provavelmente está relacionada à aplicação da média amostral dos valores do VO de testes com diferentes tlim. Este procedimento leva à diluição da amplitude do componente lento que por sua vez induz a ocorrência do estado estável, fato que pode ser conferido através da observação das figuras e. No estudo de Overend et al. (99), os quais utilizaram a média do VO a cada minutos, foi observado estado estável do VO a despeito do aumento gradual da concentração de lactato sanguíneo, comprovando a ineficácia do procedimento em descrever corretamente as respostas fisiológicas. A situação se agrava com o emprego de médias de cinco ou até 0 minutos de exercício (PRINGLE e JONES, 00;

4 Consumo de oxigênio em exercício exaustivo realizado na velocidade crítica e na velocidade associada ao VO MAX 83 ALMEIDA et al., 00). Portanto, interpretações acerca da ocorrência do estado estável a partir da análise dos valores médios da amostra parecem equivocadas. Além disso, a realização de tarefas fechadas (com trabalho ou tempo fixos, por exemplo) nestes estudos pode influenciar a interpretação das respostas fisiológicas, provendo informações parciais acerca do desempenho em intensidades correspondentes à VC (HILL, 993). Excetuando-se o critério relacionado ao estado estável do VO, a verificação do significado fisiológico da VC e da vvo max recai sobre a ocorrência do VO max. Teoricamente, o VO max não seria atingido em nenhum momento no exercício executado na VC (HILL e SMITH, 999), intensidade que demarcaria a transição entre os domínios intenso e severo (GAESSER e POOLE, 996; NAKAMURA et al., 005). Por outro lado, a vvo max representaria a intensidade que permitiria a sustentação do VO max pelo maior período de tempo possível (BILLAT et al., 999). No entanto, os resultados do presente estudo sugerem que estes parâmetros superestimam as intensidades que lhes são atribuídas em teoria. A ocorrência do VO max na VC corrobora os achados do estudo de Carter et al. (005), que não empregaram o procedimento de média dos valores do VO da amostra ou a realização de tarefas fechadas. Apesar desta constatação, o estudo não tinha como objetivo a verificação do significado fisiológico da VC. Resultados conflitantes têm sido reportados na literatura em relação ao padrão temporal da concentração de lactato sanguíneo durante exercícios executados na VC. Wakayoshi et al. (996) sugerem que a VC corresponderia à intensidade associada ao máximo estado estável de lactato. Durante os testes de confirmação na VC a concentração de lactato permaneceu estável, enquanto o exercício a 0%VC foi suficiente para promover seu aumento gradual. Entretanto, Mello e Franchini (005) sugerem o contrário, demonstrando a ausência de estabilidade do lactato em exercício realizado na VC. A causa da disparidade dos resultados pode estar contida no próprio modelo de velocidade crítica, que assume alguns pressupostos questionáveis (HILL, 993), tais como ausência da inércia do metabolismo oxidativo e eficiência constante. Mesmo assim, devido ao emprego de resultados relacionados ao desempenho e do caráter não-invasivo dos procedimentos relacionados à estimativa da VC, sua utilização com o intuito de avaliação e prescrição de treinamento é até certo ponto plausível. Entretanto, a realização de inferências fisiológicas baseadas neste parâmetro deve ser feita com cautela. CONLUSÃO A análise do padrão temporal das respostas do VO em exercício exaustivo de intensidades correspondentes à VC e vvo max sugere que estes parâmetros superestimam as intensidades que lhes são atribuídas em teoria. Possivelmente, o significado fisiológico dos parâmetros pode não ter sido validado devido aos pressupostos inerentes ao modelo de velocidade crítica. OXYGEN UPTAKE DURING EXHAUSTIVE EXERCISE PERFORMED AT CRITICAL VELOCITY AND AT THE VELOCITY ASSOCIATED WITH VO MAX ABSTRACT The purpose of the present study was to analyze the oxygen uptake (VO ) time pattern during exercise performed at critical velocity (CV) and at the velocity associated with VO max (vvo max) in order to assess their physiological meanings. Eight healthy male subjects (age =,0 ±,7 years, height = 76,3 ± 4,5 cm, mass = 75, ± 9,3 kg, VO max = 4, ± 0, L.min - ) performed a series of four rectangle-wave transitions to exhaustion to estimate CV (,8 ± 0, m/s) and vvo max (,0 ± 0, m/s). Each participant also exercised to exhaustion at their estimated CV and vvo max. Comparison was accomplished using paired t-tests and repeated measures analysis of variance with Tukey s post hoc tests, statistical significance accepted when P < 0,05. End-exercise VO attained at CV and vvo max was not different from VO max. The VO response patterns from exhaustive exercise performed at CV and vvo max suggest that these parameters superestimate their related theoretical intensities. Key words: critical velocity, oxygen uptake, exercise domains. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALMEIDA, A.G.; CUNHA, F.A.P.; ROSA, M.R.R.; KOKUBUN, E. Força crítica em nado atado: relações com o lactato sanguíneo e consumo de oxigênio. Revista Brasileira de Ciências do Esporte, Campinas, v.4, n., p.47-59, 00. BILLAT, V.L.; BLONDEL, N.; BERTHOIN, S. Determination of the velocity associated with the longest time to exhaustion at maximal oxygen uptake. 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