Influência do posicionamento de membros superiores sobre os efeitos do treinamento muscular inspiratório de curta duração e alta intensidade em indivíduos jovens sadios

Influence of arm positioning on the effects of a short-term high intensity inspiratory muscle training protocol in healthy young subjects

PESQUISA ORIGINAL ORIGINAL RESEARCH

Influência do posicionamento de membros superiores sobre os efeitos do treinamento muscular inspiratório de curta duração e alta intensidade em indivíduos jovens sadios

Influence of arm positioning on the effects of a short-term high intensity inspiratory muscle training protocol in healthy young subjects

Vinícius Cavalheri^I; Carlos Augusto Camillo^I; Fábio Pitta^II; Luiz Antonio Alves^III; Vanessa Suziane Probst^II; Antonio Fernando Brunetto^IV

^IFisioterapeutas do LabPFP - Laboratório de Pesquisa em Fisioterapia Pulmonar do Depto. de Fisioterapia da UEL

^IIFisioterapeutas Drs. do LabPFP do Depto. de Fisioterapia da UEL

^IIIFisioterapeuta Ms. do LabPFP do Depto. de Fisioterapia da UEL

^IVProf. Dr. do Depto. de Fisioterapia da Universidade do Norte do Paraná, Londrina, PR, Brasil

^{Endereço para correspondência}

RESUMO

O objetivo do estudo foi analisar os efeitos de um treinamento muscular inspiratório (TMI) de curta duração e alta intensidade, com e sem o apoio de membros superiores, sobre as pressões respiratórias máximas em jovens saudáveis. Trinta jovens do sexo feminino foram aleatoriamente distribuídas em três grupos: o grupo controle (GC) fez treinamento placebo na posição sentada; o grupo GSA treinou em pé sem apoio de membros superiores; e o grupo GCA treinou com apoio de membros superiores. O TMI consistiu em três sessões diárias de 10 minutos em três dias consecutivos. Antes, ao final e após um mês do final do treino foram avaliadas a pressão inspiratória máxima (PI_máx) e a pressão expiratória máxima (PE_máx). No GSA, houve aumento significante da PI_máx após o treino de -75±10 para -97±14 cmH₂O (p<0,001) e após um mês (-99±14 cmH₂O; p<0,001). O mesmo ocorreu no GCA: a PI_máx passou de -77±18 para -96±20 cmH₂O (p<0,001), mantendo-se após um mês (-96±23 cmH₂O, p<0,001). Não houve diferença entre a PI_máx final dos dois grupos. Quanto à PE_máx, apenas no GCA houve aumento significante, de 99±16 para 112±16 cmH₂O (p<0,05), seguida de diminuição após um mês (101±19 cmH₂O, p<0,05). Em jovens saudáveis do sexo feminino, um TMI de curta duração e alta intensidade gera aumento da força muscular inspiratória independente do posicionamento dos braços; e aumento da força expiratória quando o treinamento é feito com os membros superiores apoiados.

Descritores: Braço; Exercícios respiratórios; Postura

ABSTRACT

The purpose of the study was to analyse the effects of a short-term, high-intensity inspiratory muscle training (IMT) on healthy youth maximal respiratory pressures, with and without arm bracing postures. Thirty young women were randomly assigned to three groups: control group (CG); group training with no arm bracing (NAB); and group training with arm bracing (AB). The IMT consisted of three 10-minute daily supervised sessions for three consecutive days. Before, at the end, and one month after the end of training, subjects' maximal inspiratory pressures (MIP) and maximal expiratory pressures (MEP) were assessed. In NAB group a significant increase in MIP was found, from -75±10 to -97±14 cmH₂O (p<0.001) and one month later (-99±14 cmH₂O, p<0.001). Similarly, in AB group, MIP significantly raised from 77±17 to -96±20 cmH₂O (p<0.001), which was maintained one month later (-96±23 cmH₂O, p<0.001). No significant difference was found between the two groups final MIP (p>0.05). As to MEP, only in AB group a significant increase on final MEP was found, from 99±16 to 112±16 cmH₂O, p<0.05), followed by a decrease one month later (101±19 cmH₂O, p<0.05). Hence in young healthy women a short-term, high-intensity IMT protocol increases inspiratory muscle strength independently of arm positioning, simultaneous to an increase in expiratory muscle strength when the IMT is performed with arm bracing.

Key words: Arm; Breathing exercises; Posture

INTRODUÇÃO

Os músculos respiratórios, assim como os músculos periféricos, melhoram sua função em resposta ao treinamento¹. Lotters e colaboradores² concluíram que o treinamento muscular inspiratório (TMI) melhora significantemente a força e resistência muscular respiratória, diminui a sensação de dispnéia no repouso e durante o exercício e tende a melhorar a capacidade de exercício em pacientes com doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC). O TMI também já tem sido utilizado em indivíduos saudáveis^3-5 e atletas^6,7, aumentando a pressão inspiratória máxima (PI_máx) desses sujeitos. No entanto, com relação a demais variáveis como capacidade de exercício e sensação respiratória, estudos envolvendo o TMI têm mostrado conclusões contraditórias, como Sasaki e colaboradores⁴, que não encontraram diferenças quanto à função pulmonar e valores de pico em teste de exercício, e Sonetti e colaboradores⁶, que observaram aumento do consumo de oxigênio no pico de exercício após apenas duas semanas de TMI.

A técnica de treinamento com válvula com resistência inspiratória regulável (threshold) tem sido a principal maneira de se treinar os músculos inspiratórios⁸. Porém, protocolos de TMI diferem entre si em quesitos como posicionamento do paciente, ótima intensidade, número de repetições e freqüência. Os protocolos que induzem os efeitos mais significativos ainda precisam ser determinados⁹.

Estudos de treinamento muscular inspiratório não costumam citar a posição dos sujeitos durante o treinamento e os que citam não comparam diferentes posturas. A relevância dessa questão reside na ação da gravidade e nas diferenças anatômicas observadas nos músculos respiratórios de acordo com as diversas posturas do corpo humano, que determinam diferenças na atividade dessa musculatura¹⁰. Além disso, a posição de inclinação do tronco, somada à descarga parcial do peso do tronco com apoio de membros superiores, habilitam os músculos da cintura escapular a agirem mais eficientemente como músculos acessórios da respiração¹¹. Essa posição melhora também a função diafragmática, ao gerar maior relação comprimento-tensão¹⁰. Banzett e colaboradores¹² mostraram, em indivíduos normais, um aumento da capacidade ventilatória quando os sujeitos apoiavam os membros superiores. No entanto, não há relatos prévios dos efeitos dessa postura sobre os resultados de um protocolo de TMI.

O presente estudo teve como objetivos analisar os efeitos de um protocolo de treinamento muscular inspiratório de curta duração e alta intensidade em jovens saudáveis do sexo feminino, verificando a influência de duas diferentes posturas (com membros superiores apoiados e não-apoiados) sobre os efeitos desse treinamento.

METODOLOGIA

Este foi um ensaio clínico aleatório controlado uni-cego. Os treinadores foram previamente ensinados quanto aos tipos de treinamento e eram cegos quanto ao objetivo do estudo. O avaliador inicial e final foi o mesmo, diferente dos treinadores, e não tinha conhecimento sobre qual intervenção seria realizada com o avaliado. O projeto foi aceito pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Estadual de Londrina. Todas as participantes concordaram em participar do estudo e o termo de consentimento livre e esclarecido foi obtido antes do início dos testes.

Participaram do estudo 30 jovens saudáveis (sem qualquer tipo de doença diagnosticada) do sexo feminino, para garantir a homogeneidade dos grupos, pois há diferenças marcantes entre homens e mulheres quanto à força muscular inspiratória e expiratória. As participantes não eram tabagistas, eram inexperientes quanto ao treinamento muscular inspiratório e não participavam de programas de atividade física regular. Foram submetidas à avaliação inicial de PI_máx e PE_máx, sentadas, como descrito por Black e Hyatt¹³. O aparelho utilizado foi o manovacuômetro digital (MVD-500 v.1.1, Microhard System, Globalmed, Porto Alegre, Brasil), o sistema para análise dos dados foi o AqDados 4 (Lynx Tecnologia Eletrônica, São Paulo, Brasil) e os valores previstos utilizados foram os propostos por Neder e colaboradores¹⁴. Os dois maiores resultados tecnicamente satisfatórios que apresentaram uma diferença menor que 5% entre si foram analisados e o maior deles utilizado para análise¹⁵.

As participantes foram recrutadas em uma amostragem de conveniência. Após a avaliação inicial, foram distribuídas aleatoriamente (por envelope aberto no dia da avaliação inicial, com ocultação da alocação) em três grupos para o treinamento: o grupo controle (GC, n=10) treinou sentado, com 15% da PImáx inicial; o grupo sem apoio (GSA, n=10) treinou em posição ortostática, sem apoio de membros superiores, com 75% da PImáx; o grupo com apoio (GCA, n=10) treinou em posição ortostática, com apoio de membros superiores e também 75% da PI_máx. A Tabela 1 apresenta as características iniciais de cada grupo. No final do treinamento, os sujeitos foram reavaliados quanto à PI_máx e PE_máx; e, após um mês do fim das intervenções, os grupos GSA e GCA foram novamente reavaliados, sendo que em ambos os momentos a metodologia utilizada foi idêntica à da avaliação inicial.

O treinamento consistiu em três sessões diárias supervisionadas de 10 minutos em três dias consecutivos, inspirando contra uma resistência de 75% da PI_máx inicial (com exceção do GC, que treinou com 15%), com uma freqüência respiratória de 12 ciclos por minuto controlada por um sinal sonoro. O dispositivo utilizado para o treinamento foi um aparelho com válvula spring load com resistência inspiratória regulável (Threshold^® IMT, Health Scan Products Inc., Cedar Grove, EUA). Caso o valor máximo de pressão do aparelho comercialmente disponível (41 cmH₂O) não fosse suficiente para atingir os 75% da PImáx utilizado para o treinamento, o aparelho era adaptado com duas molas internas para atingir um máximo de pressão igual a 82 cmH₂O.

O TMI sem o apoio de membros superiores foi realizado em posição ortostática com membros superiores relaxados ao lado do corpo; e o TMI com apoio dos membros superiores foi feito com o apoio na altura do processo estilóide da ulna, com inclinação anterior de tronco e flexão de cotovelos de aproximadamente 30°, promovendo descarga de peso nos membros superiores. Para o apoio foi utilizado um andador (Figura 1).

O programa utilizado para análise estatística foi o GraphPad Prism 3.0. Para a análise da normalidade na distribuição dos dados, foi aplicado o teste de Kolmogorov-Smirnov. Como a distribuição dos dados foi normal, a análise estatística utilizada foi paramétrica e todos os valores são apresentados como média ± desvio padrão. Para a comparação de PI_máx e PE_máx inicial e final do GC foi utilizado o teste t de Student pareado. A comparação intragrupo de PImáx e PEmáx inicial, final e após um mês, do GSA e GCA, foi realizada utilizando-se a análise de variância unidirecional Anova para medidas repetidas, seguido do teste post-hoc de Newman-Keulls. Para a comparação intergrupos de PI_máx e PE_máx inicial e final dos três grupos foi utilizado o teste bivariado Anova. As diferenças de PImáx e PEmáx entre o GSA e o GCA após um mês foram analisadas utilizando o teste t de Student não-pareado. Para todas as análises, a significância estatística foi determinada como p<0,05.

RESULTADOS

A Tabela 1 apresenta as características iniciais de cada grupo. Os três grupos (GC, GSA e GCA) completaram o mesmo tempo de treinamento durante os três dias consecutivos. No total, cada participante realizou 90 minutos de esforço inspiratório divididos em nove séries de dez minutos (três por dia). Não houve exclusões de indivíduos participantes do estudo.

Os valores absolutos das pressões respiratórias máximas em cada grupo e em todos os momentos são mostrados na Tabela 2. Todos os grupos apresentaram como característica inicial PI_máx maior que 70% do predito (Tabela 1), o que significa que os sujeitos não tinham fraqueza muscular inspiratória. Inicialmente não havia diferença significante de PI_máx e PE_máx entre os três grupos (p=0,25 e 0,86 respectivamente). Tanto a PImáx quanto a PE_máx do GC não mostraram diferenças significantes entre os valores inicial e final do treinamento muscular inspiratório.

No GSA, com relação à PI_máx inicial, houve aumento significante na PI_máx final (-97±14 cmH₂O; p<0,001) e após um mês, sem diferença entre PI_máx final e após um mês. Entre os valores de PE_máx não houve diferença estatisticamente significante (Tabela 2).

No GCA, com relação à PImáx inicial, também houve aumento significante na PImáx final (-96±20 cmH₂O, p<0,001) e após um mês, sem diferença entre PI_máx final e após um mês. Também nesse grupo, com relação à PE_máx inicial, houve um incremento significante na PE_máx final (112±16 cmH₂O, p<0,05), seguida de diminuição após um mês (101±19 cmH₂O, p<0,05), não sendo encontrada diferença entre PE_máx inicial e após um mês (Tabela 2).

A comparação da PI_máx final entre os três grupos também é mostrada na Tabela 2. A PI_máx final do GSA e do GCA foi maior que a do GC (p<0,05). Não houve diferença entre GSA e GCA tanto na PI_máx final quanto após um mês do fim do treinamento.

Não foi encontrada diferença na PEmáx final entre os três grupos (Tabela 2). Porém, analisando a diferença da PE_máx final com relação à inicial (ΔPE_máx, ou seja, PE_máx final - PE_máx inicial), foi encontrada diferença estatisticamente significante entre o GCA e GC, o que não ocorreu entre o GSA e o GC (Figura 2).

DISCUSSÃO E CONCLUSÃO

Os resultados deste estudo indicam que o TMI de curta duração (três dias) e alta intensidade (75% da PI_máx) promove um incremento significante da PI_máx de jovens saudáveis do sexo feminino sem fraqueza muscular inspiratória prévia, e que esse incremento se mantém até um mês após o término do treinamento. A eficácia do TMI foi testada com a presença do GC, que realizou treinamento considerado placebo. O aumento da PI_máx não foi diferente nas duas posturas analisadas; entretanto, o GCA obteve também um incremento da PE_máx após o TMI, que não se manteve após um mês do término do treinamento.

A duração escolhida para o treinamento muscular inspiratório neste estudo pode ser de grande relevância para sujeitos que necessitem ser submetidos a cirurgias torácicas e/ou abdominais. Segundo Siafakas e colaboradores¹⁶, a função da musculatura respiratória pode ser gravemente afetada por procedimentos cirúrgicos, e o treinamento muscular respiratório pré-operatório pode prevenir complicações pulmonares pós-operatórias por meio do aumento da força muscular respiratória.

A postura ortostática foi adotada para o treinamento, pois promove maior descarga de peso nos membros superiores do que a postura sentada, visto que a descarga de peso era um fator metodológico importante no presente estudo. Além disso, é semelhante ao posicionamento utilizado nos estudos de Probst e colaboradores¹¹ e Banzett e colaboradores¹² com auxiliares para marcha (rollators) em pacientes com DPOC.

Todos os grupos apresentaram como característica inicial PI_máx maior que 70% do predito (Tabela 1), o que significa que os sujeitos não tinham fraqueza muscular inspiratória ao início do estudo.

A magnitude do incremento da PI_máx dos sujeitos deste estudo (GSA, 29% e GCA, 27%) está de acordo com os resultados de Susuki e colaboradores¹⁷ (aproximadamente 30%) em um estudo realizado também com mulheres saudáveis, com um protocolo de treinamento de duas vezes de 15 minutos por dia durante quatro semanas. Esses resultados diferem um pouco daqueles encontrados por Sasaki e colaboradores⁴ e Volianitis e colaboradores⁷, que encontraram incremento de 16% e 45% na PI_máx após o treinamento, respectivamente. Esses resultados discrepantes possivelmente se devem a diferenças nos protocolos de TMI e por variações entre as características dos grupos incluídos nesses estudos.

Documento de consenso do American College of Chest Physicians sobre reabilitação pulmonar¹ indicou intensidades maiores ou iguais a 30% da PI_máx no TMI para que haja ganho de força. De acordo com Faulkner¹⁸, sobrecarga, especificidade e reversibilidade são três princípios dos regimes de treinamento para se obter resposta desejada em músculos periféricos. Leith e Bradely¹⁹ concluíram que esses princípios são importantes também no treinamento muscular respiratório. O presente estudo utilizou 75% da PI_máx como carga do TMI e obteve um incremento de PI_máx pouco menor que o demonstrado por Huang e colaboradores²⁰ (aumento de 36% na PI_máx) num ensaio clínico que adotou a mesma carga de TMI. No entanto, o estudo de Huang e colaboradores²⁰ teve uma duração maior (quatro semanas), com quatro séries de seis inspirações por dia, o que pode explicar as diferenças nos resultados.

Diferentes mecanismos podem explicar o aumento da PI_máx. Um deles é a hipertrofia muscular. Contudo, mesmo que os dois grupos (GSA e GCA) tenham apresentado ganho de força muscular inspiratória com o TMI e mantido os valores de PI_máx após um mês do término do TMI, provavelmente a hipertrofia muscular ou a distribuição de tipos de fibras não foram responsáveis pelas mudanças significantes. Isso porque um estudo com ratos²¹ demonstrou que a hipertrofia das fibras tipo II do diafragma era induzida somente após 8 semanas de TMI. Enright e colaboradores²² comprovaram esse resultado em sujeitos saudáveis, encontrando um aumento das dimensões diafragmáticas após oito semanas de TMI com 80% da PImáx e com freqüência de três vezes por semana. Por outro lado, adaptações neurais podem ocorrer nas fases iniciais dos treinamentos de força, causando diferenças mensuráveis e significantes²¹. Pode haver aumento de força sem mudanças na morfologia muscular, mas não sem adaptações neurais²³. Três dias de TMI, mesmo que com alta intensidade, possivelmente aumentaram a força muscular inspiratória por esse mecanismo não-morfológico; esta também foi a hipótese de estudo prévio²⁴, em que se obteve incremento significante da PI_máx na segunda semana de um treinamento que durou quatro semanas.

Quanto às mudanças de força muscular expiratória com o TMI, Sato e colaboradores²⁵ encontraram um aumento significante de PE_máx em sujeitos saudáveis após treinamento inspiratório com carga de 40% da PI_máx e com duração de três semanas. Por outro lado, Akiyoshi e colaboradores²⁶ não observaram incremento de força muscular expiratória, também em indivíduos saudáveis, após TMI de duas semanas, em duas vezes de 15 minutos por dia, utilizando-se a carga de 30% da PI_máx. Alguns estudos com pacientes com DPOC^27-29, da mesma maneira, não encontraram diferenças na PEmáx após TMI. No presente estudo, somente o GCA obteve melhora significante de força muscular expiratória. Esse resultado pode ser explicado pelos achados de Kera e Maruyama¹⁰ que, num estudo com análise eletromiográfica, concluíram que a inclinação de tronco com apoio de membros superiores promove uma maior atividade da musculatura expiratória, tanto no esforço expiratório quanto no inspiratório. Essa atividade aumentada dos músculos expiratórios durante o apoio dos membros superiores pode ter gerado um treinamento também desses músculos durante o TMI. Após um mês do fim do treinamento, os valores de PE_máx do GCA diminuíram em relação aos valores finais do TMI, não sendo encontrada diferença de PEmáx inicial após um mês. Isso sugere que, mesmo que a musculatura expiratória tenha obtido ganho de força com o TMI com apoio de membros superiores, esse efeito é de curta duração; e o principal efeito desse treinamento é sobre a musculatura inspiratória, que não teve perda de força após um mês, como visto.

No conhecimento dos autores, o presente estudo é uma primeira iniciativa de estudo de um protocolo de TMI com curta duração e alta intensidade. Apesar de não ser possível no momento extrapolar diretamente seus resultados com implicações clínicas em pacientes com problemas respiratórios, trata-se de um estudo preliminar que demonstrou a segurança, a aplicabilidade e os efeitos do protocolo, constituindo uma experiência inicial positiva e promissora. Uma limitação deste estudo é ter apenas jovens do sexo feminino. Esse critério foi utilizado como uma alternativa segura para que os grupos ficassem homogêneos, pois há diferenças marcantes entre homens e mulheres com relação à força muscular inspiratória e expiratória, como demonstrado por Neder e colaboradores¹⁴. Em outro estudo⁴, Sasaki e colaboradores também optaram por utilizar apenas um gênero em sua amostra. Os resultados do presente estudo devem ser ainda confirmados em grupos do sexo masculino e mistos e, posteriormente, em grupos de pacientes com diferentes diagnósticos.

Pode-se questionar qual a aplicabilidade clínica de se aumentar a força muscular respiratória em indivíduos que já possuem força normal. Como mencionado acima, acredita-se que tal protocolo pode destinar-se a sujeitos que serão submetidos a cirurgias tóraco-abdominais, procedimento que sabidamente diminui as pressões respiratórias máximas no período pós-operatório. Apesar de o presente estudo não dispor de dados quanto a isso, os autores acreditam que o protocolo utilizado pode trazer benefícios clínicos no pós-operatório de cirurgias tóraco-abdominais, como diminuição da incidência de complicações e redução do tempo de internação hospitalar, especialmente em grupos de pacientes com problemas respiratórios crônicos. Futuros estudos devem ser focalizados nessa questão.

Este estudo fez o acompanhamento de um mês (curto prazo). O prazo foi escolhido por ser o tempo em que, segundo Siafakas e colaboradores¹⁵, as pressões respiratórias máximas ainda permanecem diminuídas após cirurgias torácicas e abdominais, período esse em que os indivíduos ficam mais suscetíveis a complicações pós-operatórias.

Os resultados obtidos mostram que o TMI de curta duração e alta intensidade proporcionou um incremento significante de PI_máx, não havendo diferença entre as duas posturas analisadas (com e sem apoio de membros superiores). A PE_máx aumentou após o TMI apenas no grupo que treinou com apoio de membros superiores. A aplicabilidade e os efeitos positivos do presente protocolo servem como uma experiência inicial promissora, abrindo possibilidades para estudos futuros utilizando-se protocolos de TMI de curta duração e alta intensidade em outros grupos de indivíduos.

AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem às graduandas Andréa Daiane Fontana e Natália Helena Oliveira da 45ª Turma de Fisioterapia da UEL, pelo seu carinho e dedicação ao presente trabalho, auxiliando com seriedade e paciência no recrutamento e treinamento dos participantes.

Apresentação: jul. 2008

Aceito para publicação: nov. 2008

Este estudo contou com apoio do CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e tecnológico.

Estudo desenvolvido no Hospital Universitário Regional do Norte do Paraná e no Depto. de Fisioterapia da UEL - Universidade Estadual de Londrina, Londrina, PR, Brasil

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  24 Abr 2012
• Data do Fascículo
  Dez 2008

Histórico

• Aceito
  Nov 2008
• Recebido
  Jul 2008