Comparação das variáveis cardiorrespiratórias de adolescentes obesos e não obesos em esteira e bicicleta ergométrica

Comparison of the cardiorespiratory variables of obese and non-obese adolescents on treadmill and ergometric bicycle

ARTIGOS ORIGINAIS

CLÍNICA MÉDICA NO EXERCÍCIO E NO ESPORTE

Comparação das variáveis cardiorrespiratórias de adolescentes obesos e não obesos em esteira e bicicleta ergométrica

Comparison of the cardiorespiratory variables of obese and non-obese adolescents on treadmill and ergometric bicycle

Gerusa Eisfeld Milano; Neiva Leite

Núcleo de Pesquisa em Qualidade de Vida (NQV) - Universidade Federal do Paraná - Curitiba, PR

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

O objetivo deste estudo foi investigar o consumo máximo de oxigênio (VO_2max) em adolescentes obesos e não obesos em esteira e bicicleta ergométrica. O estudo foi transversal e descritivo com a amostra de 54 indivíduos obesos (23 meninos e 31 meninas) e 33 não obesos (16 meninos e 17 meninas) com idade entre 10 e 16 anos. Utilizou-se o critério dos Centers for Disease Control and Prevention (CDC, 2000) para a classificação do índice de massa corporal (IMC). Foram avaliados o peso, estatura, índice de massa corporal (IMC) e IMC-escore Z. Para avaliação cardiorrespiratória foi realizado teste máximo em esteira e bicicleta ergométrica. Foram avaliados a frequência cardíaca máxima (FC_max), coeficiente respiratório (RER), consumo máximo de oxigênio (VO_2max), tempo total de teste (TT) e carga final (w) na bicicleta ergométrica. Utilizou-se o teste de t de Student para a comparação dos ergômetros. Nas análises dos grupos, utilizou-se a ANOVA fatorial. Considerou-se significante p < 0,05. Os resultados revelaram que o peso, IMC e IMC-escore Z foram maiores nos obesos. Os valores de VO_2max absoluto (l.min^-1) foram mais altos nos obesos, em ambos os gêneros, na esteira, sem diferenças entre os grupos na bicicleta. Entretanto, o VO_2max relativo ao peso corporal (ml.kg^-1.min^-1) foi menor no grupo obeso e nas meninas, em ambos os ergômetros. A carga de trabalho na bicicleta foi similar entre os obesos e não obesos. Concluiu-se que os obesos apresentaram valores de VO_2max mais baixos que os não obesos em ambos os ergômetros. Entretanto, o fato de o indivíduo obeso na bicicleta suportar a mesma carga final que o não obeso sugere-se que a bicicleta pode ser indicado como o melhor ergômetro para obesos.

Palavras-chave: obesidade, VO_2max, ergômetros.

ABSTRACT

The aim of this study was to investigate the oxygen maximal uptake (VO_2max) in obese and non-obese adolescents on treadmill and ergometric bicycle. The study was transversal and descriptive with a sample of 54 obese individuals (23 boys and 31 girls) and 33 non-obese individuals (16 boys and 17 girls), mean age of 10-16 years. The criterion by the Centers for Disease Control and Prevention (CDC, 2000) was used for classification of body mass index (BMI). Weight, height, body mass index (BMI) and BMI-score Z were assessed. A maximal test on treadmill and ergometric bicycle was performed for cardiorespiratory assessment. Maximum heart rate (HR_max), respiratory coefficient (REC), maximal oxygen uptake (VO_2max), test total time (TT) and final load (w) on ergometric bicycle were assessed. Student's t-test was used for ergometers comparison. Factorial ANOVA was used in the groups'analysis and p< 0.05 was considered significant. The results revealed that weight, BMI and BMI-score Z were higher in the obese subjects. The absolute VO_2max (m1^-1) values were higher in the obese subjects in both genders on treadmill, with no differences between the bicycle group. However, the VO_2max concerned with body weight (m1kg^-1min^-1) was lower in the obese group and in girls in both ergometers. The workload on bicycle was similar between obese and non-obese subjects. As a conclusion, the obese subjects presented VO_2max values lower than the non-obese ones in both ergometers. Nevertheless, the fact that obese subjects can work with the same final load of the non-obese subjects suggests that the bicycle can be considered as the best ergometer for obese individuals.

Keywords: obesity, VO_2max, ergometers.

INTRODUÇÃO

O consumo máximo do oxigênio (VO_2max) é um dos melhores indicadores da aptidão cardiorrespiratória e um importante parâmetro preditivo de morbidades associadas⁽¹⁾. Além de diagnosticar o nível de condicionamento cardiorrespiratório, a avaliação do VO_2max é também utilizada para acompanhamento e prescrição do treinamento aeróbio em atletas e sedentários⁽²⁾.

A escolha do ergômetro e protocolo é fundamental para o sucesso na avaliação do consumo máximo de oxigênio. Teoricamente, espera-se que os testes realizados em ergômetros diferentes apresentem valores máximos não coincidentes entre si. Usualmente, a esteira e a bicicleta ergométrica são os ergômetros mais utilizados, tanto em crianças como nos adultos, principalmente por reproduzir atividades habituais⁽³⁾. Na população em geral, são encontrados valores de VO₂, em média, 10% mais altos na esteira quando comparados com os da bicicleta ergométrica⁽⁴⁾.

Na prática dos laboratórios clínicos brasileiros nota-se preferência pelos testes máximos na esteira em detrimento da bicicleta ergométrica; uma das razões alegadas são os maiores valores de VO_2max encontrados na esteira. Considerando as diferenças hemodinâmicas encontradas nos testes, sugere-se que estas sejam devidas ao efeito do peso corporal na sua realização e aos grupamentos musculares envolvidos⁽³⁾.

A sustentação ou não do peso é um fator relevante, principalmente em obesos, os quais possuem maior carga corporal a ser sustentada durante a avaliação do consumo máximo de oxigênio. Entretanto, na população obesa, existe discordância a respeito da avaliação de VO_2max na esteira e bicicleta. O estudo de Loftin et al. (2004)⁽⁵⁾ relatou não haver diferenças nos valores máximos entre os ergômetros, sugerindo que ambos podem ser utilizados em obesos. Entretanto, Maffeis et al. (1994)⁽⁶⁾ encontraram diferença entre os ergômetros, com os maiores valores na esteira do que na bicicleta ergométrica. Dessa forma, nota-se não haver consenso entre as pesquisas de VO_2max em populações pediátricas que apresentam excesso de peso, revelando, assim, carência de dados que indiquem o melhor ergômetro para a avaliação em obesos.

O objetivo deste estudo foi comparar os parâmetros cardiorrespiratórios em adolescentes obesos e não obesos obtidos em testes máximos realizados em esteira e bicicleta ergométrica.

MÉTODOS

Sujeitos

Participaram do estudo 87 voluntários, com idade entre 10 e 16 anos, de ambos os gêneros, estudantes da rede pública de Curitiba e atendidos na Unidade de Endocrinologia Pediátrica da Universidade Federal do Paraná. Foram divididos em dois grupos de acordo com o índice de massa corporal (IMC) proposto pela classificação dos Centers for Disease Control and Prevention (CDC)⁽⁷⁾. O grupo obeso foi composto por 54 adolescentes (23 meninos e 31 meninas); o grupo não obeso, por 33 adolescentes (16 meninos e 17 meninas). Foram excluídos do estudo todos os indivíduos com sobrepeso, os pré-púberes e aqueles que apresentavam contra-indicações para a realização das avaliações. Todos os indivíduos e seus respectivos responsáveis preencheram um termo de consentimento, autorizando a avaliação e o uso dos seus dados. Esta pesquisa foi aprovada pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal do Paraná, atendendo à Resolução 196/96.

Instrumentos e procedimentos

1) Avaliação antropométrica - A massa corporal foi mensurada utilizando uma balança antropométrica (Filizola®) com resolução de 100g e a estatura foi determinada com um estadiômetro com escala de 0,1cm. A partir dessas duas variáveis, calculou-se o IMC. Para o cálculo do IMC-escore Z, utilizou-se o IMC de cada indivíduo subtraído do valor correspondente ao 50º percentil do IMC, dividido pelo desvio-padrão populacional, conforme valores disponibilizados pelo CDC⁽⁷⁾, para cada faixa etária e gênero.

2) Avaliação clínica - A avaliação foi realizada por um profissional da área de pediatria para detecção de eventuais doenças cardiovasculares nos participantes da pesquisa e para determinar o grau de maturação sexual⁽⁸⁾.

3) Aptidão aeróbia (VO₂máx) - A análise cardiorrespiratória mensurou variáveis respiratórias e metabólicas através das trocas gasosas com um sistema metabólico direto (Vista XT Metabolic System, EUA) computadorizado (Intel 486, DX2, 66MHz), o qual forneceu informações acerca do consumo de oxigênio (VO2), produção de dióxido de carbono (VCO₂), ventilação pulmonar (VE), equivalentes respiratórios de oxigênio (VE/VO₂) e gás carbônico (VE/VCO₂) e razão de troca respiratória (RER = VCO₂/VO₂). Foi utilizado um conjunto de máscara, gorro e turbina com vedação da boca e nariz levando o ar expirado ao equipamento de análise de gases. Para a monitoração da frequência cardíaca foi utilizado um frequencímetro cardíaco (Polar - A1).

Considerou-se VO_2max quando pelo menos dois dos seguintes critérios foram observados: a) exaustão ou inabilidade para manter a velocidade requerida; b) RER > 1,0; c) FC > 190bpm. Utilizou-se a média dos três maiores valores seguidos para o estabelecimento do VO_2max⁽⁹⁾.

Na avaliação realizada em bicicleta ergométrica, utilizou-se o protocolo de McMaster⁽¹⁰⁾, a cadência foi de 60rpm, com a carga inicial de 25 watts (W), com aumento progressivo de carga em 25W para as meninas e meninos com estatura < 1,60m e em 50W para meninos com estatura > 1,60m, a cada dois minutos até o esforço máximo. Na esteira ergométrica, o protocolo utilizado foi o de Balke modificado, mantendo a velocidade fixa em 3,25mph e inclinação de 6%, com incremento de 2% a cada três minutos, até o esforço máximo⁽¹¹⁾. Entre os testes respeitou-se o período mínimo de 24h e máximo de uma semana, sendo o primeiro realizado em esteira e o segundo em bicicleta ergométrica.

Análise estatística

Os dados foram apresentados através de estatísticas descritivas, tabelas e gráficos. Utilizou-se o teste de t de Student para dados pareados na comparação das médias aritméticas entre os ergômetros. Nas análises entre os grupos, utilizou-se a ANOVA fatorial. Realizaram-se as análises por meio do programa estatístico Statistica 6.0, considerando nível de significância de 5% (p < 0,05). Para o cálculo da amostra o número de participantes foi calculado para um poder estatístico (erro β) de 0,87; totalizando assim, no mínimo, 16 participantes para cada grupo e gênero.

RESULTADOS

Este estudo avaliou os valores de VO_2max em adolescentes obesos e não obesos na esteira e bicicleta ergométrica. As meninas e os meninos do grupo obeso apresentaram peso, IMC e IMC-escore Z maiores do que os do grupo não obeso (p < 0,0000), consequência da própria caracterização da amostra estudada. Os meninos obesos apresentaram idade menor do que os não-obesos; nas meninas não foram encontradas diferenças. Todos os indivíduos eram púberes.

O IMC das meninas obesas foi maior do que o dos meninos obesos (p = 0,006), mas sem diferenças na estatura e no IMC-escore Z. No grupo não obeso não houve diferenças no IMC e estatura entre os gêneros. Os valores médios e desvios-padrões (DP) das características gerais dos indivíduos estudados constam na tabela 1.

Todos os avaliados realizaram o teste cardiorrespiratório máximo em esteira e bicicleta ergométrica. Os critérios preestabelecidos como parâmetros máximos, a FC_max e o RER não diferiram entre os gêneros e grupos, em ambos os ergômetros. O tempo médio para duração do teste na esteira foi maior nos meninos do grupo não obeso (p < 0,05) do que no obeso; na bicicleta, não houve diferença entre os grupos. A carga final obtida no teste em bicicleta foi similar entre os grupos, os meninos apresentando maiores valores do que as meninas (p < 0,000) (tabela 2).

Os valores médios do VO_2max absoluto foram maiores nos obesos do que nos não obesos na esteira; não foram encontradas diferenças entre os gêneros. Na bicicleta, os meninos apresentaram maiores valores médios de VO_2max absoluto do que as meninas (p < 0,00), sem diferenças entre os obesos e não obesos. Os valores médios e desviospadrões (DP) das variáveis cardiorrespiratórias obtidas no repouso e teste máximo constam na tabela 2.

O grupo obeso apresentou maiores valores de VO_2max ml.kg^-1.min^-1 obtidos na esteira do que na bicicleta ergométrica em ambos os gêneros (p < 0,000); entretanto, no grupo não obeso, apenas as meninas apresentaram maiores valores na esteira (p < 0,05); nos meninos não foram encontradas diferenças entre os ergômetros (figura 1).

DISCUSSÃO

A primeira proposta deste estudo foi avaliar os VO_2max obtidos na esteira e bicicleta ergométrica em adolescentes obesos e não obesos. Nos estudos que envolvem adolescentes, um fator relevante e que deve ser observado é o estágio maturacional, porque há íntima relação entre os valores de VO_2max e a fase puberal⁽¹²⁾. Especialmente em indivíduos obesos, a avaliação do estágio maturacional é mais importante do que a idade cronológica. Wang (2002)⁽¹³⁾ revelou que os adolescentes com excesso de peso apresentam tendência à maturação mais precoce quando comparados com os não obesos. Isso provavelmente ocorreu neste estudo, em que todos os indivíduos eram púberes, porém a idade cronológica foi menor nos meninos obesos do que nos não obesos.

A variável FC_max depende da idade cronológica⁽¹⁴⁾. Alguns autores^(15-16) sugerem que a FC_max também sofre influência pela obesidade. Estudo que comparou meninas obesas e não obesas encontrou valores de FCmax na esteira ergométrica menores naquelas (192 ± 9bpm) do que nestas (203 ± 8bpm)⁽¹⁵⁾. Resultados semelhantes foram encontrados no trabalho de Norman et al. (2005)⁽¹⁶⁾, no qual adolescentes obesos (186 ± 13 e 175 ± 18bpm) também apresentavam menores valores do que os não obesos (196 ± 11 e 197 ± 17bpm), em teste de bicicleta e corrida de 12 minutos.

No entanto, outras pesquisas observaram semelhanças na FC_max obtidas em adolescentes obesos e não obesos, tanto na esteira^(17-19), como na bicicleta ergométrica⁽⁵⁾. No presente estudo, não foram encontradas diferenças significativas nas respostas fisiológicas da FC_max entre os grupos obesos e não obesos em ambos os ergômetros. Talvez a diferença na idade cronológica entre os meninos obesos e não obesos tenha minimizado as diferenças na FC_max entre os grupos.

Além de os estudos diferirem quanto à existência ou não de diferenças na FC_max entre obesos e não obesos, existe discordância a respeito dos valores de FC_max entre os ergômetros. Alguns trabalhos relataram valores similares na esteira e bicicleta ergométrica^(6,20); contudo, outros encontraram maiores valores na esteira⁽²¹⁾. Neste estudo, quando comparada a FC_max obtida nos ergômetros, os testes na esteira ergométrica apresentaram maiores valores do que na bicicleta. Outro parâmetro importante e que também apresenta grande flutuação junto com a FC_max é o RER. No estudo de Loftin et al. (2004)⁽⁶⁾, os valores do RER foram similares na esteira (0,93 ± 0,05) e bicicleta ergométrica (1,01 ± 0,08). Em crianças, o estudo de Goran et al. (2000)⁽²²⁾ mostrou valores similares entre obesas (1,03 ± 0,05) e não obesas (1,02 ± 0,07). Corroborando esses estudos, os valores de RER não diferiram entre os ergômetros na presente pesquisa, em gêneros e grupos.

Alguns autores sugerem a utilização do valor de platô de VO₂ para considerar o valor de VO_2max, porém, recentes investigações têm observado a dificuldade de ocorrer esse fenômeno em crianças^(23-24), sedentários⁽²⁵⁾ e indivíduos com doenças⁽²⁶⁾. Alguns autores têm utilizado o valor médio dos três maiores valores seguidos como VO_2max de cada indivíduo⁽¹¹⁾.

O VO_2max em valores absolutos está relacionado diretamente com o tamanho corporal; dessa forma, pesquisas relatam maiores valores em adolescentes obesos do que nos não obesos^(5,16,19); outros encontraram valores semelhantes entre os grupos^(17,27). Segundo Ekelund et al. (2004)⁽¹⁹⁾, o fato de o indivíduo obeso apresentar valores de VO_2max absoluto mais elevados ou semelhantes aos dos não obesos indica capacidade funcional preservada, pois a equação de Fick (que relaciona o oxigênio bombeado pelo coração e o captado pelo tecidos) revela que o coração parece fornecer oferta adequada de oxigênio para o tecido muscular. Porém, quando expressos relativos ao peso corporal, os obesos, por ter maior massa corporal, apresentam menores valores do que os não obesos^{(5,6,17,18,19,22,27)}.

Ao comparar os gêneros, os resultados deste presente estudo corroboram a literatura⁽¹²⁾ que reporta maiores valores de VO_2max em meninos que em meninas.

Harmansen e Satlin (1969)⁽⁴⁾ compararam o VO_2max relativo ao peso corporal em esteira e bicicleta ergométrica; encontraram que, em média, os valores de VO_2max são 10% maiores na esteira do que na bicicleta; essas diferenças foram atribuídas à fadiga muscular localizada e à menor massa muscular envolvida. O estudo de Maffeis et al. (1994)⁽⁶⁾ obteve maior diferença nos valores de VO_2max relativo, entre obesos e não obesos, na bicicleta do que na esteira ergométrica. Entretanto, Loftin et al. (2004)⁽⁵⁾ relataram ter encontrado valores de VO_2max relativos em obesos semelhantes, tanto na esteira como na bicicleta ergométrica, indicando que ambos os ergômetros podem ser utilizados na avaliação, o que revela haver discordância na literatura quanto à avaliação de obesos em diferentes ergômetros.

No presente estudo, o grupo obeso apresentou VO_2max em valor absoluto superior ao do não obeso no teste em esteira, sem diferenças entre os gêneros. As obesas obtiveram 27% maior VO_2max em l.min^-1 do que as não obesas e a diferença foi de 23,52% para os meninos obesos em relação aos não obesos. Entretanto, na bicicleta, o VO_2max absoluto não diferiu entre os grupos; foram observadas diferenças apenas entre os gêneros, os meninos apresentando maiores valores do que as meninas. As semelhanças do VO_2max absoluto em bicicleta ergométrica entre obesos e não obesos podem ser justificadas pela sustentação do corpo durante o teste. Na esteira, o obeso, por suportar a massa corporal na execução do teste, apresenta maior sobrecarga para uma mesma velocidade e inclinação, refletindo em maior valor de VO_2max absoluto.

Esta pesquisa corroborou o estudo de Maffeis et al. (1994)⁽⁶⁾, pois, ao comparar o VO_2max em valores relativos ao peso corporal, as meninas não obesas apresentaram maior valor de VO_2max em ambos os ergômetros, sendo maior diferença na bicicleta (23,79%) do que na esteira ergométrica (18,31%) em relação às meninas obesas. Nos meninos não obesos os valores de VO_2max relativos foram 31,63% maiores no teste em bicicleta e 25,56% na esteira do que os meninos obesos. As meninas não obesas também apresentaram maiores valores de VO_2max relativo ao peso corporal na esteira em relação à bicicleta ergométrica. Somente os meninos do grupo não obeso apresentaram semelhanças entre os ergômetros em relação ao VO_2max relativo ao peso corporal.

Nesta pesquisa, a ausência de diferenças entre o VO_2max na esteira e bicicleta nos meninos não obesos pode ser resultado do protocolo utilizado na esteira, o qual ocasionou umas das limitações do estudo. O teste foi o mesmo para todos os grupos, o qual provocou um tempo longo de teste para os meninos não obesos. Provavelmente, ocasionaram valores de VO_2max mais baixos na esteira, visto que o tempo recomendado é em média de 10 ± 2 minutos⁽²⁸⁾. Mas o tempo do teste maior dos não obesos foi inevitável, pois o protocolo neste estudo foi escolhido de acordo com as recomendações para a população pediátrica obesa⁽¹⁰⁾. Contudo, mesmo com essa limitação, os indivíduos não obesos apresentaram maiores valores de VO_2max relativo ao peso corporal do que os obesos. O estudo de Maffeis et al. (1994)⁽⁶⁾, que comparou obesos e não obesos, também utilizou o mesmo protocolo para ambos os grupos. Porém, mesmo com maior tempo de teste, todos os grupos alcançaram os critérios preestabelecidos como parâmetros máximos.

Apesar de a bicicleta ergométrica apresentar os menores valores de VO_2max (ml.kg^-1.min^-1) para indivíduos obesos, os valores de VO_2max absoluto e a carga de trabalho foram similares entre os grupos. Provavelmente porque na bicicleta ergométrica, com a sustentação do corpo no selim, houve a minimização da influência da massa corporal na avaliação da aptidão cardiorrespiratória, permitindo um teste máximo com cargas similares entre grupos obesos e não obesos.

Portanto, os resultados deste estudo indicaram que o teste cardiorrespiratório apresentou qualidade considerável, todos os avaliados atingindo os critérios para VO_2max de acordo com o proposto na literatura. Embora a amostra deste estudo seja por conveniência, ela representa os valores para o grupo investigado, porém, nossos dados não devem ser extrapolados para toda a população obesa. Sugerem-se novos estudos que utilizem diferentes protocolos como, por exemplo, o de rampa e com amostras em diferentes faixas etárias.

CONCLUSÕES

A comparação entre os ergômetros neste estudo revelou que no grupo obeso e nas meninas não obesas os valores médios de VO_2max foram superiores na esteira em relação à bicicleta ergométrica. No entanto, ao comparar a carga de trabalho máxima alcançada no teste em bicicleta, verificou-se que há equivalência das atividades entre obesos e não obesos, provavelmente pela característica do ergômetro em sustentar a massa corporal, através do selim. A bicicleta foi um ergômetro que facilitou a execução do teste em indivíduos obesos, sugerindo assim que, talvez, o obeso apresentasse maiores condições de executar os exercícios físicos e, consequentemente, proporcionasse maior adesão ao treinamento, quando o ergômetro não necessita suportar o peso corporal durante a atividade. Sugerem-se novos estudos que avaliem VO_2max de indivíduos obesos em diferentes ergômetros, faixas etárias e verificando a influência da massa corporal através do método alométrico.

Todos os autores declararam não haver qualquer potencial conflito de interesses referente a este artigo.

Submetido em 10/01/2008

Versão final recebida em 28/11/2008

Aceito em 08/01/2009

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  22 Set 2009
• Data do Fascículo
  Ago 2009

Histórico

• Aceito
  08 Jan 2009
• Recebido
  10 Jan 2008