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Revista Brasileira de Medicina do Esporte

Print version ISSN 1517-8692

Rev Bras Med Esporte vol.21 no.1 São Paulo Jan./Feb. 2015

http://dx.doi.org/10.1590/1517-86922015210101412 

Artigos Originais

Comparação entre os métodos direto e indireto de determinação do VO 2máx de praticantes de corrida

Comparison between the direct and indirect methods of VO2máxdetermination in runners

Comparación entre los métodos directo e indirecto de determinación del VO 2máx de practicantes de carrera

Ana Claudia Pelissari Kravchychyn 1  

Julio César Camargo Alves 1  

Terezinha Pelissari Kravchychyn 1  

Geraldo Ângelo Nogueira 1  

Fabiana Andrade Machado 1  

11. Universidade Estadual de Maringá. Maringá, PR, Brasil

RESUMO

INTRODUÇÃO:

testes diretos são considerados "padrão ouro" para determinar variáveis fisiológicas, porém o seu custo financeiro é elevado e há a necessidade de mão de obra especializada para sua operacionalização. Sendo assim, os testes indiretos são utilizados pela maioria dos profissionais de Educação Física como uma alternativa acessível à falta da medida direta.

OBJETIVO:

comparar os valores de consumo máximo de oxigênio (VO2máx) determinados diretamente por um sistema de espirometria com valores determinados a partir de protocolos indiretos.

MÉTODOS:

participaram 15 pessoas do gênero masculino (27,4 ± 3,5 anos), fisicamente ativas, que realizaram o teste incremental em esteira rolante para determinação direta do VO2máx com analisador de gases. Os testes para predição do VO2máx foram: ErgoPC; Polar Fitness Test; testes do banco e de Cooper. Foi utilizada a estatística descritiva (média ± desvio padrão - DP); a esfericidade foi testada pelo teste de Mauchly, os métodos foram comparados por ANOVA de medidas repetidas com o ajuste de Bonferroni para comparações múltiplas. A normalidade dos dados foi aferida pelo teste de Shapiro-Wilk e também foi aplicado o teste coeficiente de correlação de Pearson, adotando-se p<0,05.

RESULTADOS:

o valor médio de VO2máx direto foi de 55,8 ± 6,1 ml•kg-1•min-1 e os valores para os testes indiretos, percentual de subestimação e coeficiente de correlação, foram, respectivamente: ErgoPc 33,7 ± 4,5 ml•kg-1•min-1 (39,6%; r = 0,71; p<0,001); Polar Fitness Test 53,2 ± 6,4 ml•kg-1•min-1 (4,6%; r = 0,64; p = 0,774); teste do banco 48,8 ± 6,3 ml•kg-1•min-1 (12,5%; r = 0,60; P=0,001) e de Cooper 43,9 ± 7,9 ml•kg-1•min-1 (21,4%; r = 0,65; p<0,001).

CONCLUSÃO:

os métodos indiretos podem sugerir sobrecarga de treino inferior ou superior para adaptações fisiológicas pretendidas por subestimarem o direto, sendo o Polar Fitness Test o mais indicado para uso diário, pois apresentou valores mais próximos ao valor direto.

Palavras-Chave: protocolos; masculino; espirometria

ABSTRACT

INTRODUCTION:

direct tests are considered "gold standard" for determining physiological variables. However, the financial cost is high and there is the need of skilled labor for its operation. Thus, the indirect tests are used by most professional of Physical Education as an affordable alternative to the lack of direct measurement.

OBJECTIVE:

to compare the values of maximum consumption of oxygen (VO2max), determined directly by a system with spirometry values determined from indirect protocols.

METHODS:

15 male individuals participated (27.4 ± 3.5 years), physically active, who performed the incremental test on treadmill for the direct determination of VO2max with the gas analyzer. The tests for the prediction of VO2max were ErgoPC; Polar Fitness Test, test bank and Cooper. We used descriptive statistics (mean ± standard deviation - SD); the sphericity was tested by Mauchly's test, the methods were compared by ANOVA of repeated measurements, with Bonferroni adjustment for multiple comparisons. Data normality was evaluated by the Shapiro-Wilk test, and the Pearson correlation coefficient was also applied, adopting a significance level of p <0.05.

RESULTS:

the average VO2max was determined directly from 55.8 ± 6.1 ml • kg -1 • min-1 and the values for the indirect tests, the percentage of underestimation and correlation coefficient were, respectively: 33.7 ErgoPc ± 4.5 ml • kg -1 • min-1 (39.6%, r = 0.71, p <0.001); Polar Fitness Test 53.2 ± 6.4 ml • kg -1 • min-1(4.6%, r = 0.64, p = 0.774); bank test 48.8 ± 6.3 ml • kg -1 • min-1 (12.5%, r = 0.60, p = 0.001 ) and Cooper 43.9 ± 7.9 ml • kg -1 • min-1 (21.4%, r = 0.65, p <0.001).

CONCLUSION:

the indirect methods may suggest overload in lower or higher training for required physiological adaptations and only the Polar Fitness Test showed no difference statistically significant.

Key words: protocols; male; spirometry

RESUMEN

INTRODUCCIÓN:

los tests directos son considerados "estándar oro" para determinar variables fisiológicas, sin embargo su costo financiero es elevado y se necesita mano de obra especializada para su operacionalización. Siendo así, los tests indirectos son usados por la mayoría de los profesionales de Educación Física como una alternativa accesible a la falta de la medida directa.

OBJETIVO:

comparar los valores de consumo máximo de oxígeno (VO2máx) determinados directamente por un sistema de espirometría con valores determinados a partir de protocolos indirectos.

MÉTODOS:

participaron 15 sujetos del género masculino (27,4 ± 3,5 años), físicamente activos que realizaron el test incremental en cinta para determinación directa del VO2máx con analizador de gases. Los tests para predicción del VO2máx fueron: ErgoPC; Polar Fitness Test; tests del banco y de Cooper. Fue utilizada la estadística descriptiva (promedio ± desvío estándar - DP); la esfericidad fue probada por el test de Mauchly, los métodos fueron comparados por ANOVA de medidas repetidas con el ajuste de Bonferroni para comparaciones múltiples. La normalidad de los datos fue probada a través del test de Shapiro-Wilk y aplicado el test coeficiente de correlación de Pearson, adoptándose p<0,05.

RESULTADOS:

el valor promedio de VO2máx directo fue de 55,8 ± 6,1 ml•kg-1•min-1 y los valores para los tests indirectos, porcentual de subestimación y coeficiente de correlación fueron, respectivamente: ErgoPc 33,7 ± 4,5 ml•kg-1•min-1 (39,6%; r = 0,71; p<0,001); Polar Fitness Test 53,2 ± 6,4 ml•kg-1•min-1(4,6%; r = 0,64; p = 0,774); test del banco 48,8 ± 6,3 ml•kg-1•min-1 (12,5%; r = 0,60; P=0,001) y de Cooper 43,9 ± 7,9 ml•kg-1•min-1 (21,4%; r = 0,65; p<0,001).

CONCLUSIÓN:

los métodos indirectos pueden sugerir sobrecarga de entrenamiento inferior o superior para adaptaciones fisiológicas pretendidas, por subestimar el directo, siendo el Polar Fitness Test el más indicado para uso diario, pues presentó valores más próximos al valor directo.

Palabras-clave: protocolos; masculino; espirometría

INTRODUÇÃO

O consumo máximo de oxigênio (VO2máx) é definido como a mais alta taxa de oxigênio consumida para realizar um esforço máximo1 e sua determinação gera importantes informações acerca da capacidade de fornecimento de energia e nível de aptidão física dos sujeitos2 , 3. A determinação desta variável reflete a integração entre os sistemas respiratório, cardiovascular e neuromuscular fazendo com que o VO2máx mostre-se uma medida fundamental para a prescrição de treinamento4.

A medida direta do VO2máx realizada através de um sistema de espirometria analisa as frações expiradas de oxigênio (O2) e dióxido de carbono (CO2) durante o esforço e a ventilação pulmonar, sendo considerada "padrão ouro" por sua fidedignidade, possuindo custo elevado e exigindo mão de obra especializada para sua operacionalização, tornando-se de difícil acesso em muitas situações5,6.

Como alternativa para as adversidades encontradas para a utilização do método direto, foram desenvolvidos diversos protocolos de caráter indireto para determinação do VO2máx 7 - 10. Tais métodos determinam esta variável através de equações baseadas em tempo ou distância pré-estabelecidos, frequência cardíaca, idade, gênero, nível de condicionamento físico dentre outros fatores11. No entanto, estudos mostram que os protocolos indiretos podem subestimar ou superestimar o valor real do VO2máxcomprometendo a forma como os dados podem ser utilizados6 , 12 - 14.

Poucos estudos compararam diferentes protocolos de determinação do VO2máx e até onde temos conhecimento não foram comparados protocolos indiretos acessíveis à profissionais da área de Educação Física, esportes e saúde a fim de auxiliar no menor erro de prescrição de cargas de treinamento e/ou na medida clínica de capacidade funcional do sistema cardiorrespiratório12.

Portanto, o objetivo do presente estudo foi comparar os valores de VO2máxdeterminados diretamente por um sistema de espirometria com valores determinados a partir de protocolos indiretos.

MÉTODOS

A amostra foi composta por 15 sujeitos do gênero masculino (27,4 ± 3,5 anos de idade; massa corporal 78,1 ± 6,9 kg; estatura 175,2 ± 5,3 cm; IMC 25,3 ± 2,3 kg·m-2; 15,0 ± 6,5 %G) praticantes regulares de corrida (tempo médio de prática de cinco anos), com frequência de treinamento de três a cinco vezes por semana. A participação foi voluntária, isenta de qualquer recompensa e procedida após o preenchimento do termo de consentimento livre e esclarecido (TCLE). O projeto de pesquisa foi previamente aprovado pelo Comitê de Ética em pesquisa local (parecer #719/2010).

Foi aplicada uma ficha de anamnese para a identificação do sujeito, verificação do estado de treinamento, integridade física e o estado saudável no início do experimento e avaliação antropométrica.

A determinação do VO2máx foi realizada por dois métodos: direto (espirometria) e indireto (fórmulas preditivas).

Para o método direto foi aplicado um protocolo específico com a realização de um teste de esforço máximo em ambiente laboratorial, utilizando um sistema de espirometria de circuito aberto que fornece informações respiratórias a cada 15 segundos (Fitmate, Cosmed(r) - Itália). O teste foi realizado em esteira elétrica multiprogramável (INBRAMED ATL, Porto Alegre, Brasil) e temperatura ambiente foi mantida entre 20°C e 24°C. O protocolo incremental foi composto de um aquecimento de três minutos a 7 km·h-1, incrementos de 1 km·h-1 a cada três minutos e velocidade inicial de 9 km·h-1. Durante todo o teste foi mantida uma inclinação constante de 1% e os sujeitos foram encorajados verbalmente a permanecerem no teste o maior tempo possível até exaustão voluntária. Todos os procedimentos foram acompanhados por um médico cardiologista.

Para a determinação indireta do VO2máx foram utilizadas fórmulas preditivas a partir da realização de protocolos específicos a cada uma delas (ErgoPC, teste de Cooper, teste do Banco e Polar Fitness Test).

O pro grama ErgoPC (Micromed, Brasília, Brasil) realiza os registros do comportamento cardíaco durante o teste de esforço predizendo, de forma indireta, o VO2máx através da fórmula proposta por Foster et al.15, que considera o aumento da intensidade em cada um dos estágios para determinar esta variável:

VO2máx (ml·kg-1·min-1) = [0,869] × [0,2 × Velocidade (m·min-1) + 0,9 × Velocidade × Elevação (%/100) + 3,5] + [-0,070]

Foi aplicado o teste de andar e/ou correr por 12 minutos, sem interrupção, amplamente conhecido com teste de Cooper16. Este protocolo foi realizado em uma pista oficial de atletismo (400 m), sendo registrada, ao final de 12 minutos, a distância total percorrida em metros.

O teste do banco foi realizado segundo o protocolo de Quens College 9, que consiste em realizar subidas e decidas em um banco com altura de 41 cm seguindo a cadência de uma subida a cada 2,5 segundos sendo 24 subidas por minuto. O teste teve duração de três minutos e a frequência cardíaca (FC) foi registrada do quinto até o 22º minuto após o término do teste. O VO2máxfoi predito através da fórmula:

VO2máx (ml·kg-1·min-1) = 111,33 - (0,42 × FC)

O protocolo do Polar Fitness Test baseia-se na FC de repouso (FCrep), idade, gênero, estatura, massa corporal e nível de atividade física auto-avaliada do sujeito. Os dados foram inseridos no sistema de um frequencimetro da marca Polar RS200 e em seguida o indivíduo permaneceu sentado durante cinco minutos para que o VO2máx fosse estimado a partir dos parâmetros acima citados.

Análise Estatística

Todas as análises foram realizadas pelo programa SPSS (Statistical Package for the Social Sciences - SPSS). Foi utilizada estatística descritiva (media ± desvio padrão - DP), a normalidade dos dados foi testada pelo teste de Shapiro-Wilk; a comparação entre os métodos direto e indireto foi realizada a partir da Analysis of Variance (ANOVA) de medidas repetidas. Foi realizado o teste de Mauchly para verificar a esfericidade. Caso esse pressuposto não fosse assumido, foi aplicado o ajuste de Greenhouse-Geisser. Havendo diferenças na ANOVA, foi empregado o ajuste de Bonferroni para as comparações múltiplas. Foi utilizado o coeficiente de correlação de Pearson para verificar a relação entre os métodos. Por fim, foram apresentados os plots de Bland e Altman para a análise de concordância entre os métodos, adotando-se nível de significância de p<0,05.

O objetivo do presente estudo foi comparar os valores de VO2máxdeterminados diretamente por um sistema de espirometria com valores determinados a partir de protocolos indiretos.

RESULTADOS

Na tabela 1 estão apresentados os valores médios ± desvio padrão (DP) de VO2máx (ml·kg-1·min-1) obtidos através dos métodos direto (espirometria) e indiretos (ErgoPC, teste de Cooper, teste do Banco e Polar(r) Fitness Test). Houve diferença es tatisticamente significante entre os valores de VO2máx determinado diretamente pelo sistema de espirometria comparado aos valores preditos pelos protocolos ErgoPC, teste de Cooper e teste do Banco. O valor do VO2máx predito pelo Polar Fitness Test não apresentou diferença estatisticamente significante em relação ao valor determinado diretamente pelo sistema de espirometria.

Tabela 1. Valores médios ± DP do VO2máx determinado pelos diferentes métodos e protocolos e diferenças absolutas e relativas (%) em relação ao método direto (espirometria) (n=15). 

Métodos VO2máx
(ml•kg-1•min-1)
Diferença absoluta
(ml•kg-1•min-1)
Diferença relativa (%)
Espirometria 55,8 ± 6,1 - -
ErgoPC 33,7 ± 4,5* -22,1 ± 4,3 -39,5 ± 5,9
Cooper 43,9 ± 7,0* -11,9 ± 6,1 -21,5 ± 11,2
Banco 48,8 ± 6,2* -7,0 ± 5,5 -12,2 ± 9,8
Polar 53,2 ± 6,3 -2,6 ± 5,3 -4,3 ± 9,3

*p

Para todos os protocolos de determinação do VO2máx foi encontrada correlação do método direto com os valores indiretamente preditos: ErgoPC r = 0,71; Teste de Cooper r = 0,65; Teste do Banco r = 0,60 e Polar Fitness Test r = 0,64.

A figura 1 mostra os plots da análise de concordância do método direto com relação aos métodos indiretos, permitindo visualizar as diferenças médias e os limites extremos de concordância apresentada pelas determinações dos métodos. Os limites de concordância mostram que houve boa concordância de todos os métodos indiretos em relação ao método direto. No entanto, as diferenças médias entre o valor de VO2máx obtido a partir do método direto e os valores obtidos pelos métodos indiretos, expressos em valores relativos (ml·kg-1·min-1) foram: ErgoPC -22,1; Teste de Cooper -11,9; Teste do Banco -7,0 e Polar Fitness Test -2,6.

Figura 1. Análise de concordância de Bland e Altman para os métodos direto e indireto. 

DISCUSSÃO

Como principal achado do estudo destaca-se que o valor de VO2máx determinado pelo método Polar(r) Fitness Test quando comparado com o método direto não apresentou diferença estatisticamente significante. Apesar das demais comparações dos valores de VO2máx determinados por protocolos indiretos subestimarem o valor direto, as correlações encontradas classificam-se como fortes, incluindo a medida estimada pelo Polar Fitness Test.

O valor do VO2máx determinado pelo protocolo ErgoPC corroborou os dados encontrados por Peserico et al.12 no qual foi comparado o mesmo método indireto com o VO2máx de mulheres corredoras determinado através da espirometria de circuito aberto (Espirômetro VO2000 Inbrasport, Porto Alegre - Brasil), encontrando uma subestimação em relação aos valores determinados diretamente (Direto: 51,8 ± 6,8 ml·kg-1·min-1; Indireto: 42,8 ± 3,7 ml·kg-1·min-1). Alguns estudos mostram valores que superestimaram a medida direta, apresentando valores de ErgoPC contrários a este estudo17 - 21.

Como exemplos de valores superestimados pelo protocolo ErgoPC, Rondon et al.21 encontraram um valor do VO2máx de 53,0 ± 7,5 ml·kg-1·min-1 (valor determinado indiretamente) e de 42,1 ± 3,5 ml·kg-1·min-1 (valor determinado diretamente). Santos et al. 20 (2007) encontraram, para homens e mulheres, um valor indireto de 59,5 ± 5,6 ml·kg-1·min-1 e 49,1 ± 3,1 ml·kg-1·min-1, respectivamente e direto de 50,6 ± 8,1 ml·kg-1·min-1 e 34,4 ± 7,0 ml·kg-1·min-1, respectivamente. Estes resultados controversos entre os estudos pode ser explicado através da analise da especificidade dos testes cardiológicos feitos em clinicas médicas que, não possuem como intuito principal analisar o VO2máx e sim de avaliar a condição cardíaca do sujeito em esforço, inserido a fórmula preditiva de VO2máx entre os seus resultados.

Os equipamentos de eletrocardiogramas (ECG), assim como o sistema ErgoPC, são utilizados na área clínica para determinação do VO2máx em protocolos de esforço máximo e podem trazer erros nas medidas da potência cardiorrespiratória do indivíduo. Sendo assim, este método assume uma relevância e necessidade de uma proximidade do valor direto, tendo em vista que os estudos apresentados não concordam entre si, sub ou superestimando a medida direta, e que uma parcela significativa dos testes de esforço é conduzida por um cardiologista.

O protocolo de Cooper é um dos métodos indiretos mais utilizados por profissionais da área de Esporte e Educação Física devida sua grande facilidade de aplicação, baixo custo e a possibilidade de várias pessoas serem avaliadas ao mesmo tempo22; porém, também subestimou o método direto. Costa et al.19 corrobora com os dados encontrados no presente estudo, pois conclui que o teste de Cooper subestimou as intensidades dos valores de 50% e 85% do VO2máx quando comparado com a medida direta.

O teste do banco é muito utilizado em academias por sua facilidade de aplicação, viabilidade de tempo e segurança devido a sua característica submáxima23 , 24; porém, o resultado encontrado para teste do banco subestimou o valor da medida direta do VO2máx, como os outros protocolos (Direto: 55,8 ± 6,1 ml·kg-1·min-1; Indireto: 48,8 ± 6,2 ml·kg-1·min-1). Em contrapartida Chatterjee et al.25 compararam o VO2máx determinado diretamente com teste do banco em estudantes do gênero feminino, detectando que houve uma superestimação dos valores de VO2max determinados indiretamente pelo teste do banco com os valores determinado diretamente, tornando conflitantes também os resultados para o protocolo do banco (Direto: 32,8±3,8 ml·kg-1·min-1; Indireto: 35,5±4,4 ml·kg-1·min-1).

O método Polar(r) Fitness Test se caracteriza por ser capaz de predizer a potência aeróbia máxima de uma pessoa a partir do estado de repouso.13 Kruel et al.13 testaram a validade e a confiabilidade do VO2máx estimado pelo Polar(r) Fitness Test em relação ao VO2máx direto. Não corroborando com os resultados do presente estudo, os autores encontraram uma superestimação do valor predito para o valor direto, porém concluíram que o método apresenta confiabilidade apresar de não ser confirmada a validade (Direto: 36,5 ± 6,1 ml·kg-1·min-1; Indireto: 45,4 ± 12,6 ml·kg-1·min-1)

Apesar de haver uma escassez de estudos que testam o método Polar(r) Fitness Test, no presente estudo, este método indireto não foi estatisticamente diferente do direto, apresentando-se como um bom método para se mensurar o VO2máx na pratica diária.

As divergências encontradas na literatura em relação à comparação dos valores estimados de VO2máx pelo método indireto com o método direto, podem ser explicadas pelo fato de que em todos os métodos indiretos utiliza-se fórmulas matemáticas com valores de variáveis indiretamente relacionadas com o VO2máx, como por exemplo: máxima distância percorrida e tempo fixo, máxima velocidade atingida em teste incremental em esteira, frequência cardíaca de repouso, frequência cardíaca máxima, nível de treinamento, idade, gênero, hereditariedade, estado clínico cardiovascular, peso corporal e outros fatores26 , 27.

Estas variáveis estimam para mais ou para menos o valor VO2máx e, por estarem expostas a muitos fatores externos acabam se tornando variáveis frágeis, comprometendo os valores finais da estimativa. Além disto, as fórmulas matemáticas podem também apresentar erros. Por estes possíveis erros apresentados, tanto nas variáveis de predição quanto nas fórmulas matemáticas, o valor de VO2máx estimado pelos métodos indiretos sub ou superestimam o valor determinado pelo método direto. O método indireto que utiliza o maior número das variáveis citadas para predizer o VO2máx é o Polar(r) Fitiness Test, justificando assim sua maior aproximação em relação aos valores encontrados pelo método direto.

Apesar de todos os testes subestimarem e, três dos quatro testes apresentarem diferença significativa para o valor do VO2máx determinado diretamente, todos os métodos se correlacionaram com o método direto (Espirometria), apontando que mesmo em condição de subestimação todos os protocolos podem ser utilizados por profissionais da área por apresentarem correlação com o protocolo direto, pontuando que todas as limitações devem ser consideradas. Outros estudos realizados com alguns destes protocolos também analisados, mostraram uma alta correlação dos métodos indiretos com o valor direto10 , 12 , 25 , 28.

Contudo, a utilização de métodos indiretos de determinação do VO2máx devem ser utilizados com critério e não devem ser o único parâmetro para prescrição de treinamento, podendo ser trabalhada em conjunto com outras variáveis fisiológicas, pois as intensidades advindas de protocolos indiretos podem atribuir uma sobrecarga inferior ou superior às pretendidas.

A comparação dos valores de VO2máx determinados direta e indiretamente de forma transversal, pode caracterizar uma limitação do estudo, visto que, protocolos indiretos respondem de forma positiva às adaptações do treinamento em acompanhamentos longitudinais, facilitando assim a escolha de qual método utilizar neste tipo de prescrição, caso não haja a possibilidade da aplicação do método direto.

CONCLUSÃO

Os resultados do estudo mostram que os protocolos indiretos (Cooper, ErgoPC e teste do Banco de determinação do VO2máx) subestimaram o valor direto. Sendo assim, estes protocolos não podem estar entre os mais recomendados para esse tipo de determinação por apresentarem limitações em relação a delimitação da capacidade aeróbia. Porém, a correlação observada com os valores de VO2máx determinado diretamente mostrou que desde de que o profissional leve em consideração populações semelhantes a amostra e o percentual de subestimação, os protocolos de Cooper, ErgoPC e teste do Banco podem ser utilizados na área clínica, esportes e Educação Física; sendo o método do Polar Fitness Test o que mais se aproxima da medida direta podendo ser utilizado em substituição a este método apresentando menor margem de erro.

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Recebido: 28 de Julho de 2012; Aceito: 15 de Maio de 2013

Correspondência: Fabiana Andrade Machado Depto. de Educação Física - Bloco M 06, Sala 6. Campus Universitário. Universidade Estadual de Maringá (UEM). Av. Colombo, 5.790. 87020-900. Maringá. PR. Brasil. famachado_uem@hotmail.com

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