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Inclusão do equivalente energético do lactato na regressão VO2-intensidade em corrida horizontal e inclinada (10,5%)

Resumo

O estudo teve por objetivo analisar o efeito da adição do equivalente energético do lactato sanguíneo com a medida de VO2 durante a corrida em esteira horizontal (0%) e inclinada (10,5%), como forma de estimativa do custo energético da corrida. Treze corredores de meia e longa distância (idade 28,1 ± 4,2 anos; estatura 1,75 ± 0,07 m; massa corporal 65,2 ± 4,9 kg; VO2max 70,3 ± 4,9 ml·kg-1·min-1) cumpriram dois testes em esteira rolante (0% e 10,5%) que incluíram vários estágios em intensidade constante. Foram calculadas para cada atleta as regressões VO2-velocidade, bem como regressões alternativas com a adição de um equivalente energético de 3 ml O2 Eq·kg-1·mM [La-] às medições de VO2. Não se verificou interação significativa entre a adição do equivalente do lactato e a inclinação da esteira. A ANOVA indicou um efeito significativo da adição do equivalente do lactato na inclinação da reta de regressão e na estimativa do custo energético. Os tamanhos do efeito obtidos indicam que este efeito é mais forte na corrida horizontal. Estes resultados sugerem que em testes laboratoriais com corredores treinados se deverá considerar a adição dos valores de VO2 com os equivalentes energéticos do lactato.

Corrida horizontal vs. inclinada; Custo energético; Erro de estimativa

Abstract

This study aimed to analyze the influence of adding blood lactate ([La-]) energy equivalent (Eq) to the VO2 measurements during running exercise at different grades (0% and 10.5%) in order to estimate energy cost of running. Thirteen male highly-trained middle- and long-distance runners (age 28.1 ± 4.2 years; stature 1.75 ± 0.07 m; body mass 65.2 ± 4.9 kg; and maximal oxygen uptake 70.3 ± 4.9 ml∙kg-1 ∙min-1 ) volunteered after medical approval and performed two treadmill tests (0% and 10.5% grade) which included several bouts at a constant speed. Individual VO2-speed regressions were determined for each subject and alternative regressions were established by adding an energy equivalent of 3 ml O2 Eq∙kg-1 ∙mM [La-] to the mean VO2 values. No significant interaction between [La-] O2 equivalent inclusion and grade running was found. Results of within-subjects ANOVAs indicated a significant effect of [La-] inclusion in the regression slope and in the estimated energy cost of running at both level and grade running. However, the obtained effect sizes suggest that this effect is considerably higher at level compared with grade running. These findings indicate that the inclusion of [La-] measurements in VO2-intensity regression estimates at sub maximal running should be considered when testing highly trained runners on the treadmill.

Horizontal vs. inclined running; Energy cost; Error of estimate

Introdução

O custo energético da corrida (CR) tem sido amplamente avaliado pela relação entre o consumo submáximo de oxigênio (VO2) e a velocidade de corrida, tanto com como sem inclinação na esteira11. Olesen HL, Raabo E, Bangsbo J, Secher NH. Maximal oxygen deficit of sprint and middle distance runners. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1994;69:140-6.

2. Pringle JS, Carter H, Doust JH, Jones AM. Oxygen uptake kinetics during horizontal and uphill treadmill running in humans. Eur J Appl Physiol. 2002;88:163-9.
-33. Reis VM, Guidetti L, Duarte JA et al. Slow component of VO2 during level and uphill treadmill running: Relationship to aerobic fitness in endurance runners. J Sports Med Phys Fitness. 2007;47:135-40.. Essa relação é usualmente estabelecida por medidas de VO2 submáximo em várias intensidades e assume-se que o VO2 representa o CR global. Seguindo esse raciocínio, a vasta maioria dos estudos que usaram a relação VO2-intensidade para avaliar o CR não avaliaram o potencial do equivalente energético (Eq) do lactato sanguíneo ([La-]) em seus cálculos, embora o componente anaeróbio do custo energético provavelmente apareça em intensidades severas do exercício.

Os estudos pioneiros de MARGARIA et al.44. Margaria R, Cerretelli P, Aghemo P, Sassi G. Energy cost of running. J Appl Physiol. 1963;18:367-70.-55. Margaria R, Cerretelli P, Di Prampero PE, Massari C, Torelli G. Kinetics and mechanism of oxygen debt contraction in man. J Appl Physiol. 1963;18:371-7., posteriormente continuados por CERRETELLI et al.66. Cerretelli P, Di Prampero PE, Piiper J. Energy balance of anaerobic work in the dog gastrocnemius muscle. Am J Physiol. 1969;217:581-5. e, em seguida, completados pelos de DI PRAMPRERO77. Di Prampero PE. Energetics of muscular exercise. Rev Physiol Biochem Pharmacol. 1981;89:143-222. permitiram o estabelecimento do equivalente quantitativo de energia para o acúmulo de lactato sanguíneo pós-exercício, que poderia ser utilizado para quantificar a energia provida pela fonte anaeróbia lática durante exercícios de corrida ou natação (entre 2,7 e 3,3 ml VO2∙kg_1∙mM). DI PRAMPRERO77. Di Prampero PE. Energetics of muscular exercise. Rev Physiol Biochem Pharmacol. 1981;89:143-222. claramente afirma que esse equivalente não representa o equivalente energético da formação de lactato. Ao contrário, o equivalente representa a quantidade de energia que pode ser atribuída ao metabolismo lático quando a taxa de formação de lactato supera em muito sua taxa de remoção77. Di Prampero PE. Energetics of muscular exercise. Rev Physiol Biochem Pharmacol. 1981;89:143-222.-88. Di Prampero PE, Ferretti G. The energetics of anaerobic muscle metabolism: a reappraisal of older and recent concepts. Respir Physiol. 1999;118:103-15.. Uma vez que os estudos de Margaria utilizaram apenas modelos lineares, ao estimar o gasto energético entre sujeitos o equivalente custo energético anaeróbia aumentaria com o trabalho à mesma taxa que aumentaria o consumo de oxigênio, sugerindo um aumento linear e desproporcional do custo energético em relação à intensidade do esforço. Entretanto, é também aparente que acréscimos intra-sujeito em intensidades pesadas a severas - tais como durante um teste incremental até a exaustão - levam a um aumento no custo energético total (aeróbio + anaeróbio) que não é proporcional ao aumento no trabalho99. Bertuzzi R, Nascimento EM, Urso RP, Damasceno M, Lima-Silva AE. Energy system contributions during incremental exercise test. J Sports Sci Med. 2013;12:454-60..

É bem estabelecido que a corrida com inclinação tem uma demanda energética acrescida1010. Olesen HL. Accumulated oxygen deficit increases with inclination of uphill running. J Appl Physiol. 1992;73:1130-4. possivelmente em razão de uma piora na economia de corrida1111. Aura O, Komi PV. Mechanical efficiency of pure positive and pure negative work with special reference to the work intensity. Int J Sports Med. 1986;7:44-9. e impõe um padrão mecânico diferente1212. Swanson SC, Caldwell GE. An integrated biomechanical analysis of high speed incline and level treadmill running. Med Sci Sports Exerc. 2000;32:1146-55 em relação à corrida horizontal. Os estudos originais de MARGARIA et al.44. Margaria R, Cerretelli P, Aghemo P, Sassi G. Energy cost of running. J Appl Physiol. 1963;18:367-70.-55. Margaria R, Cerretelli P, Di Prampero PE, Massari C, Torelli G. Kinetics and mechanism of oxygen debt contraction in man. J Appl Physiol. 1963;18:371-7. envolveram ambas as condições de corrida, com ou sem inclinação na esteira motorizada. Além disso, em seu artigo de revisão sobre o assunto, DI PRAMPERO77. Di Prampero PE. Energetics of muscular exercise. Rev Physiol Biochem Pharmacol. 1981;89:143-222. também menciona as duas condições de corrida e fornece possíveis explicações para as diferenças na eficiência mecânica entre a corrida sem inclinação e com inclinação.

Uma vez que se espera que o acúmulo de [La-] seja maior com o exercício realizado em inclinação do que com o exercício sem inclinação, pode-se esperar maior influência da [La-] como parte do custo energético global durante a corrida em altas inclinações. Até o momento, nenhuma investigação analisou os efeitos diferenciais da inclusão do equivalente energético da [La-] nas regressões de estimativa VO2-intensidade durante a corrida em esteira motorizada em diferentes inclinações. Assim, o propósito do presente estudo foi investigar a influência da adição do equivalente energético da [La-] às medidas de VO2- durante a corrida em diferentes inclinações (0% e 10,5%).

Método

Participantes

Treze sujeitos do sexo masculino voluntariaram-se ao estudo após liberação médica e deram seu consentimento informado para participar do presente estudo. A média (± s) de idade, estatura, massa corporal e consumo máximo de oxigênio dos participantes foi, respectivamente: 28,1 ± 4,2 anos, 1,75 ± 0,07 m, 65,2 ± 4,9 kg, e 70,3 ± 4.9 ml∙kg-1∙min-1. Todos os participantes eram aparentemente saudáveis e já estavam envolvidos em programas sistematizados de treinamento de endurance (de seis a nove sessões semanais de treino de corrida). O presente estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética da Instituição e o termo de consentimento foi assinado por cada participante do estudo. Durante a semana que antecedeu o experimento, os participantes não realizaram treinos de alta intensidade e limitaram seus treinos a uma única sessão de corrida de baixa intensidade por dia. Além disso, eles foram instruídos a não utilizar nenhum suplemento ergogênico e a relatar qualquer medicamento que estivessem utilizando.

Procedimentos experimentais e medidas

Todos os exercícios foram conduzidos no laboratório pela manhã (9:00-12:00 h) em ambiente de temperatura (20-23 ºC) e umidade (35-45%) controladas. Os voluntários completaram um teste de corrida em esteira sem inclinação e a 10,5% de inclinação em uma esteira motorizada Master ATL (Inbrasport, Porto Alegre, Brazil). O tempo de intervalo entre os dois testes foi de 96 horas. Durante o período de teste, os participantes limitaram seus programas de treino a sessões de corrida de 20 min em baixa intensidade. A ordem dos testes foi contrabalanceada, de forma que seis indivíduos começaram realizando a corrida sem inclinação e os outros seis indivíduos começaram realizando a corrida a 10,5% de inclinação. Cada teste incluiu séries de 6 min em velocidade constante, seis séries de 6 min para corrida sem inclinação; cinco séries de 6 min para corrida com inclinação. A velocidade inicial foi de 3 m∙s-1 para corrida sem inclinação e 2 m∙s-1 para corrida com inclinação. Os aumentos de velocidade em cada série subsequente foram de 0,5 m∙s-1 para corrida sem inclinação e 0,3 m∙s-1 para corrida com inclinação. A velocidade inicial da corrida para cada indivíduo, assim como os aumentos de velocidade, foram baseados em pré-testes de laboratório realizados em quatro indivíduos selecionados de forma aleatória. Os pré-testes ocorreram duas semanas antes do início das sessões experimentais. A recuperação entre as séries foi individual e baseada nas medidas de VO2. Os participantes começaram cada série quando seus VO2 apresentaram dois valores médios de 20 s consecutivos dentro de 2 ml∙kg-1∙min-1 do valor individual de VO2 de repouso1313. Reis VM, Marinho DA, Policarpo FB, Carneiro AL, Baldari C, Silva AJ. Examining the accumulated oxygen deficit method in front crawl swimming. Int J Sports Med. 2010;31:421-7..

Durante todos os testes, os gases expirados foram coletados e analisados com o analisador K4b2 (Cosmed, Roma, Itália). Os dados coletados, incluindo o VO2 foi convertido em medias de cada intervalo de 20 s. Antes de cada teste, a calibração do equipamento com ar referência foi realizada utilizando uma amostra de gás composta por 16% de concentração de O2 e 5% de concentração de CO2. O medidor de fluxo foi calibrado antes de cada teste por meio de uma seringa de 3000 ml. Tanto para a corrida sem inclinação como para a corrida com inclinação, o consumo de oxigênio atingiu um estado estável que não diferiu em mais do que 2 ml∙kg∙min-1 ao final de cada corrida de 6 min. Antes (medida de repouso) e imediatamente após o término de cada série, amostras de sangue capilar foram coletadas para determinar a [La-] com o auxílio do analisador YSI 1500 Sport (YSI Inc., Yellow Springs, USA). Antes dos testes, o analisador de lactato foi calibrado com diferentes soluções-padrão de concentrações de lactato conhecidas YSI 1530 (2, 4, 8 e 10 mM).

A regressão VO2-velocidade foi feita para cada indivíduo utilizando os valores de VO2 de estado estável obtidos durante o último minuto de cada série de exercício, para ambos os testes. Uma medida individual de VO2 de repouso (VO2 velocidade zero) foi também incluída na regressão, isto é, o método padrão1414. Reis VM, Duarte JA, Espírito-Santo J, Russell AP. Determination of accumulated oxygen deficit during a 400 m run. J Exerc Physiol. 2004;7:77-83.. As medidas de consumo de oxigênio das séries que duraram menos do que 6 min não foram incluídas na regressão.

O custo energético da corrida (CR) foi determinado pela inclinação da linha de ajuste da regressão VO2-velocidade. Para cada indivíduo, um modelo alternativo de regressão foi estabelecido, no qual o equivalente energético de 3 ml O2 Eq∙kg-1∙mM [La-] foi adicionado aos valores médios de VO2 (método alternativo). Esse último cálculo utilizou o saldo da [La-] ([La-] pós-exercício menos [La-] de repouso).

Análises estatísticas

Os dados foram analisados com o software SPSS 17.0 (SPSS Science, Chicago, USA). Análise de regressão linear foi utilizada em todos os dados, quando apropriado. A dispersão à volta da linha de regressão foi usada como medida do ajuste das linhas de regressão. Foram realizadas ANOVA 2 para medidas repetidas (com ou sem a inclusão do equivalente de O2 da [La-]) x 2 (corrida sem inclinação x corrida com 10,5% de inclinação) para cada parâmtero da regressão: declive, ordenada na origem, dispersão sobre a linha de regressão) e CR. Valores de eta-quadrado parcial (ηp2) foram utilizados como medidas do tamanho do efeito, com valores acima de 0,01, 0,06 e 0,14 representando efeitos pequenos, médio e grandes, respectivamente1515. Cohen J. Statistical power analysis for the behavioral sciences. Hillsdale: Lawrence Erlbaum; 1988..

Resultados

A média da [La-] de repouso foi ≈ 1,7 mM∙L-1. A média da [La-] nos primeiros quatro estágios na corrida sem inclinação e nos três primeiros estágios da corrida com inclinação foram de até 4 mM∙L-1 e a contribuição anaeróbia nessas séries foi menor do que 1 ml O2∙kg-1 na maioria dos casos. Nas últimas duas séries em ambas as condições de inclinação, [La-] foi maior (entre 5 e 9 mM) e a contribuição anaeróbia lática variou entre 1,5 e 4 ml O2∙kg-1 (ver TABELAS 1 e 2).

TABELA 1
Média (± sd) do consumo de oxigênio (VO2), lactato sanguíneo ([La-]) e equivalente energético de O2 devido ao saldo de lactato (VO2LA) nas várias velocidades no teste de corrida sem inclinação.

TABELA 2
Média (± sd) do consumo de oxigênio (VO2), lactato sanguíneo ([La−]) e equivalente energético de O2 devido ao saldo de lactato (VO2LA) nas várias velocidades no teste de corrida com inclinação de 10,5%.

A FIGURA 1 apresenta as várias regressões obtidas quando foram utilizados os dados médios dos procedimentos padrão e alternativo em ambos os testes (corrida sem e com inclinação).

FIGURA 1
Linhas de regressão computadas para corrida em diferentes inclinações e com diferentes métodos de cálculos.

Os resultados descritivos da média dos parâmetros extraídos da regressão (declive, ordenada na origem e dispersão), assim como CR estão apresentados na TABELA 3.

TABELA 3
Média (± sd) e efeitos principais no declive, ordenada na origem, dispersão e CR em diferentes graus de inclinação com ou sem o equivalente energético do lactato sanguíneo ([La−]).

Nenhuma interação significante (p > 0,05) entre a inclusão do equivalente de O2 da [La] e a corrida com inclinação foi observada na ANOVA de medidas repetidas. Para avaliar o efeito da inclusão da [La] nas estimativas por regressão e CR, foram efetuadas ANOVAs entre-sujeitos separadas para os dados de corrida sem inclinação e com 10,5% de inclinação. Para a corrida sem inclinação, os resultados indicaram um efeito significante no declive da reta (F1,12 = 15,42, p = 0,002, ηp2 = 0,56), da dispersão (F1,12 = 5,98, P = 0,031, ηp2 = 0,33) e no CR (F1,12 = 15,29, p = 0,002, ηp2 = 0,56), mas não na estimativa da ordenada na origem (F1,12 = 1,05, p = 0,327, ηp2 = 0,08). Em relação à corrida com 10,5% de inclinação, a mesma tendência de aumento foi encontrada no declive da reta e no CR, porém, com menores tamanhos de efeito do que as encontradas para corrida sem inclinação, a saber: declive (F1,12 = 4,93, p = 0,046, ηp2 = 0,29) e CR (F1,12 = 4,59, p = 0,053, ηp2 = 0,28). Um efeito não-significante foi encontrado na dispersão (F1,12 = 3,18, p = 0,100, ηp2 = 0,20) e na estimativa da ordenada na origem (F1,12 = 0,75, p = 0,404, ηp2 = 0,06) na corrida com inclinação.

Discussão

O presente estudo investigou se a inclusão de medidas de [La] na corrida com inclinação vs. sem inclinação afeta de forma significante e da mesma maneira as estimativas da regressão entre VO2 e intensidade. Para ambas as condições de corrida, um discreto, porém significante, aumento no declive da regressão foi encontrado (FIGURA 1, TABELA 3). Uma vez que seria de esperar que o acúmulo de [La] aumentasse mais durante a corrida com inclinação, levantamos a hipótese de que o equivalente energético da [La], quando adicionado às medidas de VO2 durante a corrida, poderia influenciar mais a corrida em inclinação de 10,5% do que a corrida sem inclinação. Tem sido demonstrado que a corrida com inclinação demanda mais energia1010. Olesen HL. Accumulated oxygen deficit increases with inclination of uphill running. J Appl Physiol. 1992;73:1130-4., possivelmente em função de uma menor economia de corrida1111. Aura O, Komi PV. Mechanical efficiency of pure positive and pure negative work with special reference to the work intensity. Int J Sports Med. 1986;7:44-9.. A corrida com inclinação impõe um padrão mecânico diferente1212. Swanson SC, Caldwell GE. An integrated biomechanical analysis of high speed incline and level treadmill running. Med Sci Sports Exerc. 2000;32:1146-55 em relação à corrida sem inclinação, e a primeira depende mais da ação concêntrica dos músculos. Com base nisso, um acúmulo de lactato mais pronunciado seria esperado durante a corrida em maiores inclinações.

De fato, nossos dados com indivíduos altamente treinados indicam uma tendência oposta, isto é, a regressão VO2-intensidade pareceu ser mais afetada com a inclusão de medidas de [La] na condição sem inclinação. A despeito do maior custo energético da corrida com a inclusão das medidas de [La] em ambas as condições, o erro da estimativa aumentou apenas no caso da corrida sem inclinação. Para a corrida com 10,5% de inclinação, o erro da regressão diminuiu (ainda que não significantemente) quando as medidas de [La] foram incluídas nos cálculos.

É interessante o fato das estimativas no presente estudo terem sido menos afetadas pela inclusão das medidas de [La] na corrida com 10,5% de inclinação. Na nossa opinião, o fato dos indivíduos serem altamente treinados e frequentemente praticarem corrida com inclinação, tanto em treino como em competições, pode ajudar a explicar esses resultados. PRINGLE et al.22. Pringle JS, Carter H, Doust JH, Jones AM. Oxygen uptake kinetics during horizontal and uphill treadmill running in humans. Eur J Appl Physiol. 2002;88:163-9. haviam previamente observado, em indivíduos não-treinados, que o componente lento do VO2 foi maior na corrida com inclinação quando comparado ao da corrida sem inclinação. No entanto, REIS et al.33. Reis VM, Guidetti L, Duarte JA et al. Slow component of VO2 during level and uphill treadmill running: Relationship to aerobic fitness in endurance runners. J Sports Med Phys Fitness. 2007;47:135-40. confirmaram que, para indivíduos treinados em endurance, o componente lento não é muito afetado pelo fator inclinação durante a corrida. No presente estudo, o componente lento (quantificado pela diferença entre o VO2 final e o VO2 no 3º minuto de exercício) foi abaixo de 200 ml∙min-1 em cada estágio (média da amostra). Entretanto, na última série da corrida sem inclinação houve dois indivíduos que apresentaram valores acima de 300 ml∙min-1. Logo, pode ter havido uma subestimativa do custo energético sem a adição de BL durante a corrida sem inclinação. Contudo, possíveis desvios da linearidade ocasionados pelo componente lento podem ser os mesmos para cada par de regressões (com e sem BL).

A questão da inclinação da esteira pode afetar de forma diferente indivíduos não treinados em comparação a corredores altamente treinados. Se essa linha de raciocínio estiver correta, os resultados do presente estudo podem não ser aplicados a indivíduos com características diferentes, tais como sujeitos menos treinados ou não-treinados. De forma similar, o próprio desenho deste estudo é limitado quando se considera que o custo energético total é produto tanto dos sistemas aeróbios e anaeróbios, o que pode diferir a uma dada taxa de trabalho/potência produzida1616. Scott CB. Re-interpreting anaerobic metabolism: an argument for the application of both anaerobic glycolysis and excess post-exercise oxygen consumption (EPOC) as independent sources of energy expenditure. Eur J Appl Physiol. 1998;77:200-5.: a linhas de regressão entre as condições sem e com inclinação não são paralelas (FIGURA 1). Na verdade, em termos relativos, o acúmulo de [La] ao longo dos protocolos de teste (ver TABELAS 1 e 2) não parece ser muito afetado pela inclinação da esteira, embora ambos os declives e CR aumentem com diferenças crescentes entre as condições com e sem inclinação (TABELA 3).

Pode-se concluir que a inclusão do equivalente da [La] na regressão VO2-intensidade em corredores altamente treinados influencia de forma discreta, porém significante, as médias dos parâmetros associados ao gasto energético (declive e CR) na corrida com inclinação de 10,5%, embora a uma menor magnitude quando comparada à corrida sem inclinação. Essa evidência demonstra que os testes incrementais com inclinação em atletas treinados são formas úteis e factíveis de avaliação cardiorrespiratória, e a possível inclusão de medidas de [La] nas regressões para relacionar VO2 e intensidade em corrida submáxima podem ser consideradas ao se testar indivíduos com essas características. Ainda assim, esta recomendação pode não ser aplicável a indivíduos sedentários ou menos treinados, sendo que mais estudos são necessários para confirmar ou refutar esses achados.

São limitações deste estudo a homogeneidade dos indivíduos recrutados para compor a amostra e as potenciais diferenças nas respostas e interações entre os sistemas anaeróbios e aeróbios entre os dois protocolos de corrida. Portanto, recomendamos testar indivíduos com diferentes níveis de treinamento e nível de aptidão física aeróbia, tanto em corrida sem inclinação como em corrida com inclinação. Além disso, recomendamos que diferentes graus de inclinação sejam usados a fim de fornecer um conhecimento mais amplo e completo sobre o assunto.

Referências

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Datas de Publicação

  • Publicação nesta coleção
    Apr-Jun 2016

Histórico

  • Recebido
    05 Jan 2014
  • Recebido
    25 Abr 2015
  • Aceito
    27 Abr 2015
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