Reprodutibilidade do VO2Máx estimado na corrida pela frequência cardíaca e consumo de oxigênio de reserva

Reliability of VO2Max estimated in treadmill running by heart rate reserve and power output

ARTIGOS ORIGINAIS - BIODINÂMICA

Reprodutibilidade do VO_2Máx estimado na corrida pela frequência cardíaca e consumo de oxigênio de reserva

Reliability of VO_2Max estimated in treadmill running by heart rate reserve and power output

Tony Meireles Santos; Bruno Ferreira Viana; Alberto Souza Sá Filho

Universidade Gama Filho

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RESUMO

Objetivou-se comparar os efeitos de utilização da frequência cardíaca máxima medida (FC_pico) vs. predita (FC_Predita) na estimativa do VO_2Máxem esteira pelo método de FC e VO₂ de reserva. Dezoito homens (27,5 ± 7,1 anos, 73,7 ± 12,6 kg, 174,8 ± 10,2 cm) realizaram na primeira visita um teste progressivo máximo para determinar a FC_pico. Nas duas visitas seguintes foram realizados os testes aeróbios submáximos em esteira com estágio de 6 min a 75% da FC de reserva. O VO_2Máx foi estimado pelo uso conjunto das equações de FC, VO₂ de reserva e equação de corrida do ACSM. Não foi observada diferença significativa (teste t) entre as estimativas de VO_2Máx a partir da FC_predita e FC_pico. O coeficiente de correlação intraclasse e erro típico da medida utilizando FC_predita e FC_pico foram 0,89, 2,43 mL^.kg^-1.min^-1 (5%) e 0,83, 2,43 mL^.kg^-1.min^-1 (4,9%), respectivamente. O uso da abordagem estimada para determinação da FC máxima mostrou-se adequado para a determinação do VO_2Máx com um pequeno erro típico da medida.

Unitermos: Frequência cardíaca; Teste de exercício; Desempenho; Endurance.

ABSTRACT

The objective was to determine the reliability of the VO_2Max estimate on a treadmill using the measured (HR_peak) vs. the predicted (HR_predicted) maximum heart rate (HR). Eighteen men (27.5 ± 7.1 years, 73.7± 12.6 kg, 174.8 ± 10.2 cm) performed, in the first visit, a progressive test to determine the HR_peak. In the two following visits, submaximal aerobic tests were performed on a treadmill with a 6 min at 75% HR reserve. VO_2Max was estimated by means of the equations of HR, VO₂ reserve and the ACSM running equation. The intraclass correlation coefficient and the typical error of measurement using HRPredicted and HRpeak were 0.89, 2.43 ml.kg^-1.min^-1 (5%) and 0.83, 2.43 mL.kg^-1.min^-1 (4.9%), respectively. There was no significant difference (t test) between the estimates of VO2Max from the HR_peak and HR_predicted. The use of the HRpredicted was considered appropriate for VO_2Max estimation, with a small typical error of measurement.

Uniterms: Heart rate; Exercise test; Performance; Exercise tolerance; Aerobic.

Introdução

A medida do consumo máximo de oxigênio (VO_2Máx) em teste ergoespirométrico é considerada padrão ouro para quantificar a potência aeróbia máxima, indicada na monitoração de atletas, ativos, assintomáticos e enfermos. Em inúmeras situações este procedimento é impraticável (HALL, FIGUEROA, FERNHALL & KANALEY, 2004), sendo necessário e recomendado utilizar estratégias indiretas para sua determinação, como as estimativas baseadas nas equações preditivas em teste de esforço máximo ou submáximo (ACSM, 2010). Diversos protocolos submáximos foram propostos para estimar o VO_2Máx (CHATTERJEE, CHATTERJEE & BANDYOPADHYAY, 2005; CHURCH, KAMPERT, WILKINSON, DUNN & BLAIR, 2001; CINK & THOMAS, 1981; DALLECK, VELLA, KRAVITZ & ROBERGS, 2005; FITCHETT, 1985; SWANK, SERAPIGLIA, FUNK, ADAMS, DURHAM & BERNING, 2001), utilizando em geral o comportamento da frequência cardíaca (FC) em resposta à potência produzida em exercício (ASTRAND & RYHMING, 1954; CINK & THOMAS, 1981; FITCHETT, 1985; SWAIN, PARROTT, BENNETT, BRANCH & DOWLING, 2004).

Um dos protocolos submáximos mais difundidos para estimativa do VO_2Máx é o de ASTRAND e RYHMING (1954), caracterizado pela aplicação de uma carga constante, com duração de 6 min e medida da frequência cardíaca (FC) para posterior predição do VO_2Máx (erro preditivo de 5,5% a 14,4%). Uma limitação desta abordagem é assumir uma suposta relação linear entre VO₂ e FC (SWAIN, ABERNATHY, SMITH, LEE & BUNN, 1994) para a estimativa do VO_2Máx. Há evidências de que a FC não apresenta um comportamento perfeitamente linear durante testes de intensidades crescentes (GIBSON, HARRISON & WLLICOME, 1979). Apesar de não consensual (CUNHA, FARINATTI & MIDGLEY, 2011), é sabido que a relação entre FCe VO₂ apresenta melhor associação pelo método de reserva (%FC_Reserva e %VO_2Reserva, respectivamente), possibilitando que a uma dada intensidade da FC_Reserva o indivíduo se encontre na mesma intensidade do VO_2Reserva (SWAIN et al., 1998). Após a proposição do VO_2Reserva, o mesmo grupo (SWAIN et al., 2004) validou o método para estimar o VO_2Máx. Utilizando a equação metabólica para cicloergômetro(ACSM, 2010), os autores adotaram um estágio único com 6 min, conforme realizado previamente por ASTRAND e RYHMING (1954), acrescentando um aquecimento para o alcance da intensidade de teste a ≈70% da FC_Reserva. Foi reportado para a estratégia um erro preditivo de 4,0 mL^.kg^-1.min^-1 (r = 0,894, p = 0,001), entendido como satisfatório se considerada a sua simplicidade metodológica e o baixo custo do teste.

Posteriormente, SANTOS (2007) adaptou para a esteira rolante, o protocolo originalmente sugerido em cicloergômetro, com a utilização do método validado por SWAIN et al. (2004) e a equação metabólica do ACSM (2010) para a corrida. Uma questão metodológica ainda não investigada reside na utilização da FC máxima pre-vista pela idade (FC_{Máx_Predita}) para estimativa do VO_2Máx. ROBERGS e LANDWEHR (2002) relataram que a FC_predita subestimava a máxima frequência cardíaca alcançada durante um teste progressivo máximo(FC_pico, obtida) em teste incremental máximo, em 6 bpm e poderia estar associada a erro preditivo de 4,7 mL.kg^-1.min^-1 (8,3%) no VO₂. Este erro poderia ser explicado pela ausência de uma relação linear perfeita entre VO₂ e FC durante intensidades crescentes. Entretanto, até a presente data, não se conhece o impacto da utilização da FC_predita para a estimativa do VO_2Máx, quando comparada à FC_pico. Em última análise, diferenças entre FC_predita e FC_pico poderiam ter efeito sobre a reprodutibilidade deste método de estimativa do VO_2Máx.

Sendo assim, o primeiro objetivo do presente estudo foi determinar a reprodutibilidade da estimativa do VO_2Máx adaptado para a esteira rolante. Acredita-se que a estratégia de predição do VO_2Máx com base no VO_2Reserva apresente reprodutibilidade satisfatória. Em complemento, objetivou-se comparar se o uso da FC_pico vs. FC_predita infl uenciava a estimativa do VO_2Máx. Acredita-se que a diferença entre os métodos de determinação da FC_Máx resulte em diferenças significativas na estimativas do VO_2Máx.

Métodos

Delineamento experimental

Foram realizadas três visitas com intervalo mínimo de dois e máximo de cinco dias entre elas. As visitas foram esquematizadas na FIGURA 1. A primeira consistiu na realização de um teste progressivo máximo para determinação da FC_pico. Nas visitas dois e três, foram realizados os testes aeróbios submáximos para posterior determinação da reprodutibilidade da medida. Todos os testes foram realizados em um mesmo período do dia e com a temperatura entre 21 e 23º.

Sujeitos

Foi selecionada uma amostra composta por 18 homens assintomáticos, com idade entre 18 e 44 anos, aerobiamente ativos e que não faziam uso regular de qualquer droga ou estimulantes para o desempenho. Suas características estão descritas na TABELA 1. Foram excluídos da seleção indivíduos hipertensos, tabagistas, com história recente de lesão (ACSM, 2000). Todos os voluntários foram orientados a não se alimentar nas três horas que antecederam os testes, assim como não realizarem atividades físicas nas 24 h anteriores às avaliações. Todos os sujeitos consentiram formalmente sua participação no experimento a partir da assinatura de um termo de consentimento livre e esclarecido

Os procedimentos foram previamente aprovados pelo comitê de ética em pesquisa da Universidade Presidente Antônio Carlos - Barbacena (Protocolo # 092/06 - 27/04/06).

Procedimentos

Antropometria

Foram adotadas as normas da International Society for Advancement of Kinanthropometry - ISAK (NORTON & OLDS, 1996; ROSS, CARR & CARTER, 1999), sendo mensuradas massa corporal, estatura e dobras cutâneas (tórax, abdômen e coxa) com posterior cálculo de densidade corporal (SIRI, 1961) e percentual de gordura (JACKSON & POLLOCK, 2004).

Protocolo Progressivo Máximo

Para determinação da FC_pico, a partir de uma velocidade de 5,0 km^.h^-1 e 1% de inclinação, foram administrados sucessivos incrementos de 1,0 km^.h^-1 a cada 2 min até a exaustão voluntária máxima. A FC e percepção subjetiva de esforço (PSE, CR 10) (BORG, 1998) foram registradas nos 10 s finais de cada estágio. A FC_pico foi definida como a maior FC observada durante o teste.

Protocolo Submáximo

Após 6 min em posição supina para determinação da FC de repouso (FC_Reserva), os sujeitos iniciaram uma caminhada na esteira rolante a 5,0 km^.h^-1 com 1% de inclinação. Foram administrados incrementos de 1,0 km^.h^-1 a cada minuto até o alcance da intensidade mínima de 65% da FC_Reserva. Neste momento, a velocidade foi mantida por 6 min a fim de possibilitar o alcance do estado de equilíbrio. Caso a FC não ultrapassasse 70% da FC_Reserva até o terceiro minuto, um novo incremento de 1,0 km^.h^-1 era administrado e mantido por 6 min, objetivando-se alcançar uma intensidade dentre 70% e 85% da FC_Reserva.

A FC e a PSE foram registradas nos 10 s finais de cada minuto. A média de FC entre o 5º e 6º minutos da fase em estado estável foi utilizada para a estimativa do VO_2Máx. O VO_2Máx foi estimado utilizando a equação adaptada de SWAIN et al. (2004):

VO_2Máx = [(0,2 x velocidade) + (0,9 x velocidade x inclinação)] ÷ [(FC_Carga - FC_Repouso) ÷ (FC_Máxima - FC_Repouso)] + 3,5

Onde:

VO_2Máx - consumo máximo de oxigênio em mL.kg-1.min-1;

Velocidade - em m^.min^-1;

Inclinação - em valores centesimais;

FC_Carga - média da FC entre o 5º e o 6º min em estado estável;

FC_Repouso - FC após 10 min de repouso;

FC_Máxima - maior FC alcançada durante protocolo progressivo máximo (FC_pico) ou estimada pela equação 220 - idade (FC_predita).

Análise estatística

As características morfológicas e fisiológicas foram descritas pela média ± desvio padrão e intervalo de confiança para 95% (IC95%). A normalidade dos dados foi verificada pelo teste de Shapiro Wilk. A reprodutibilidade foi estabelecida pelo coeficiente de correlação intra-classe (CCI) e erro típico da medida (ETM) absoluto e relativo, utilizando a planilha proposta por HOPKINS (2009). O teste de correlação de Pearson foi utilizado complementarmente à análise de Bland-Altman para investigar a heterocedasticidade dos dados. Um teste t pareado foi usado na comparação entre as médias de VO_2Máx determinados a partir da FC_pico e FC_predita. Para as análises de correlação de Pearson e teste t, foi utilizado o "software" estatístico SPSS (v. 17, SPSS Inc., Chicago, USA) com nível de significância ajustado em P ≤ 0,05.

Resultados

A CCI entre o VO_2Máx estimado nas visitas 1 e 2 utilizando a FC foi de 0,89, com ETM_predita absoluto de 2,43 mL^.kg^-1.min^-1 ou o equivalente a 5,0%. Quando a estimativa do VO_2Máx foi corrigida pela FC_pico, foi observado uma CCI de 0,83 e um ETM absoluto de 2,43 mL^.kg^-1.min^-1 (4,9%). A FC_predita (194,3 ± 3,7 bpm) e FC_pico (191,6 ± 10,6 bpm) não apresentaram diferenças signi?cativas (p = 0,269). Por consequência, o VO_2Máx também não apresentou diferenças quando estimado pela FC_predita (48,7 ± 5,3 mL^.kg^-1.min^-1) e FC_pico (48,2 ± 6,6 mL^.kg^-1.min^-1).

A não significância da correlação de Pearson entre a diferença do VO_2Máx nos dois testes realizados e a média do VO2_Máx entre ambas as visitas sugere uma característica homocedástica para as estimativas utilizando a FC_predita (r = 0,126, p = 0,618) e FC_pico (r= 0,033, p = 0,895). As representações gráfica de Bland-Altman (FIGURA 2) utilizando a FC_predita (A) e FC_pico (B) confirmam a homocedasticidade dos resultados.

Discussão

Os achados do presente estudo demonstraram satisfatória reprodutibilidade da estimativa de VO_2Máx para teste e re-teste utilizando tanto a FC_predita (CCI = 0,89, ETM = 5,0%), quando a FC_pico (CCI = 0,83, ETM = 4,9%). Observou-se secundariamente que a utilização da FC_predita quando comparada aos valores estabelecidos pela FC_pico, não influenciou a estimativa do VO_2Máx.

Vários estudos já reportaram valores de reprodutibilidade da estimativa de VO_2Máx para diferentes modalidades ou testes (CHURCH et al., 2001; MACSWEEN, 2001; FIGUEROA-COLON, HUNTER, MAYO, ALDRIDGE, GORAN & WEINSIER, 2000; SWANK et al., 2001; WALLMAN & CAMPBELL, 2007), contudo, a divergência na análise estatística limitou a comparação com os resultados do presente estudo. CHURCH et al. (2001) compararam o VO_2Máx obtidos em testes de rampa no cicloergômetro realizados em diferentes dias em estratégia submáxima, objetivando alcançar 70% da FC_predita. As diferenças entre os dois testes não demonstraram significância estatística (p = 0,82), com CV de 9,8%. Já FIGUEROA-COLON et al. (2000) investigando 61 meninas pré-púberes em esteira rolante realizando testes máximos, reportaram um coeficiente de variação de 7,5%, não tendo sido informado o erro absoluto. Destaca-se que a abordagem estatística destes autores difere do ETM utilizado em nosso estudo.

Observou-se no presente estudo CCIs superiores a 0,80 na predição do VO_2Máx, tanto para a FC_predita (0,89), quando utilizando a FC_pico (0,83). Parte desta consistência deve-se à resposta da FC a esforços padronizados e controlados (temperatura, nível de hidratação, uso de estimulantes etc.). LAMBERT e LAMBERT (2009), testando a reprodutibilidade da resposta da FC a um protocolo submáximo escalonado e intermitente de corrida (4 x 2 min a 8,4/9,6/10,8/12 km^.h^-1 por 1 min de recuperação em repouso), observaram um CCI variando de 0,96 a 0,99, (CV = 1,3% a 2,4% para os estímulos e 2,4% a 8,1% para a recuperação) (LAMBERTS, LEMMINK, DURANDT & LAMBERT, 2004). Resultados semelhantes também foram observados para o ciclismo (CV = 0,9% a 3,0% para os estímulos e 1,5% a 9,5% para a recuperação (LAMBERTS & LAMBERT, 2009). Em complemento, LAMBERTS e LAMBERT, reportam ainda que a variabilidade da FC diminuiu conforme a intensidade do exercício aumentava, observando menor variação entre 85% e 90% da FC predita pela idade.

Com base no exposto acima, observa-se suporte na literatura para o uso da FC como indicador preciso da resposta cardiovascular ao esforço, especialmente em cargas constantes submáximas (LAMBERTS & LAMBERT, 2009). Por consequência, sua utilização em conjunto com as equações metabólicas do ACSM, equações de reserva da FC e VO₂, possibilitam uma acessível e confiável estratégia de monitoração longitudinal do VO_2Máx. Comparando os resultados encontrados em nosso estudo à reprodutibilidade inter testes da mensuração direta do VO_2Máx, observou-se resultados semelhantes, com média de erro entre 4 a 7% (BILLAT, RENOUX, PINOTEAU, PETIT & KORALSZTEIN, 1994; RENOUX, PETIT, BILLAT, & KORALSZTEIN, 2000). Deste modo, nossos resultados parecem indicar que a abordagem baseada no VO_2Reserva possibilita reprodutibilidade compatível com a ergoespirometria, estando seu erro provavelmente associado à variabilidade biológica da medida e não a uma questão metodológica.

Quanto a utilização da FC_{Máx_predita}, mesmo a literatura indicando um erro de predição de ± 11 bpm (ROBERGS & LANDWEHR, 2002), nosso estudo não detectou diferenças significativas entre a estimativa e a medida da FC_Máx para a predição do VO_2Máx, refutando nossa segunda hipótese testada. O CCI utilizando a FC_predita demonstrou ligeira superioridade (0,89) comparado ao modelo previsto pela FC_pico (0,83). Contudo, essa superioridade não se confirmou com a medida do ETM absoluto e relativo para ambas as estratégias. Este resultado suporta a utilização de estratégias preditivas da FC_Máx, podendo ser útil para indivíduos com baixa aptidão física ou intolerância a esforços de alta intensidade (ACSM, 2010; NOONAN & DEAN, 2000). No estudo original de validação do método de reserva para estimativa do VO_2Máx, destaca-se que SWAIN et al. (2004) também utilizaram a FC_predita.

HALL et al. ( 2004) encontraram mínima diferença entre o VO₂ estimado pelas equações do ACSM e o realmente medido, equivalendo a ≈1,1 mL^.kg^-1.min^-1 (21 kJ ÷ 13 min ÷ 4,2 kJ por kCal ÷ peso corporal x 200 (ACSM, 2010)). Esta diferença é menor do que a sugerida pelas diretrizes do ACSM (7%) (ACSM, 2000). Entretanto, RUIZ e SHERMAN (1999) encontraram uma superestimativa de 4,7 mL^.kg^-1.min^-1 na determinação do VO_2Máx, utilizando a equação preditiva do ASCM, em um teste progressivo máximo, que nesse caso, não utilizaria um alcance de um estado de equilíbrio metabólico. A análise conjunta destes dois estudos parece suportar o uso da equação utilizada em condição de estado estável, i.e. com 6 preditiva do ACSM para corrida somente quando min de duração (SWAIN et al., 2004).

Conclusão

O presente estudo apresenta evidências de que a nossa segunda hipótese de trabalho. Os achados estimativa do VO_2Máx adaptada para a esteira rolan-reportados apresentam importante aplicação prátite garante adequada reprodutibilidade, tanto pela ca, considerando a possibilidade de não exposição utilização da FC_predita, quanto pela FC_pico. Não foi dos sujeitos a esforços máximos para estimativa do observada influência entre a utilização da FC_predita VO_2Máx, especialmente aqueles com baixa aptidão e FC_pico na estimativa do VO_2Máx, o que refutou cardiorrespiratória ou enfermos.

Agradecimentos

Os autores têm a obrigação de agradecer a Mary Lopes, Yara Cele e Leonardo Ribeiro pelo auxílio na coleta dos dados; e a Bruno Terra pela revisão do manuscrito.

Alberto Souza Sá Filho é financiado pelo CNPq (131248/2009-0) e Tony Meireles dos Santos pela FAPERJ (E­26/110.153/2010 e E-26/190.127/2010).

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Recebido para publicação: 18/05/2011 1a.

Revisão: 20/09/2011 2a.

Revisão: 16/11/2011

Aceito: 18/11/2011

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  20 Abr 2012
• Data do Fascículo
  Mar 2012

Histórico

• Recebido
  18 Maio 2011
• Aceito
  18 Nov 2011
• Revisado
  16 Nov 2011