Avaliação da capacidade máxima de exercício: uma revisão sobre os protocolos tradicionais e a evolução para modelos individualizados

Resumos

Os ajustes fisiológicos ao exercício têm sido extensivamente estudados. Apesar do consenso sobre a importância de testes de exercício para a avaliação do consumo máximo de oxigênio (<img border=0 width=32 height=32 id="_x0000_i1065" src="../../../../img/revistas/rbme/v17n5/img01.jpg">O2máx), diferenças expressivas entre os protocolos utilizados podem comprometer a comparação de dados e sua utilização clínica ou funcional. A presente revisão analisou os principais protocolos correntemente utilizados na avaliação do <img border=0 width=32 height=32 id="_x0000_i1064" src="../../../../img/revistas/rbme/v17n5/img01.jpg">O2máx, destacando suas vantagens e limitações. Além disso, compararam-se as características de protocolos escalonados em estágios com aquelas de modelos individualizados, conhecidos como protocolos em rampa. Foram revisados 102 estudos publicados entre os anos 1955 e 2009. Os resultados indicaram que, apesar de a maior parte dos estudos apontar vantagens dos protocolos em rampa sobre os mais tradicionais, há uma evidente carência de recomendações sobre diversos aspectos de sua elaboração. São raros os estudos que analisaram a influência de variáveis dos protocolos em rampa sobre os desfechos pretendidos, como o consumo máximo de oxigênio e limiares de transição metabólica. Há dúvidas acerca da melhor maneira de se determinar a capacidade máxima de exercício, velocidade inicial do teste, razão de incremento, interação velocidade/inclinação e tempo de teste. Em suma, os testes em rampa vêm sendo aplicados com base na experiência dos avaliadores, sem que haja realmente um 'protocolo' que norteie a sua montagem. Estudos que possam contribuir para o desenvolvimento de critérios mais formais e precisos para a elaboração de protocolos em rampa, portanto, fazem-se necessários.

ergometria; potência aeróbia; aptidão física; saúde

The physiological adjustments to exercise have been extensively investigated. Despite the agreement on the importance of cardiopulmonary exercise testing to assess the maximal oxygen uptake capacity (<img border=0 width=32 height=32 id="_x0000_i1063" src="../../../../img/revistas/rbme/v17n5/img01.jpg">O2max), expressive differences within the available protocols may compromise the comparison between studies as well as their clinical or functional utilization. The present study analyzed the most frequently used exercise testing protocols to assess the <img border=0 width=32 height=32 id="_x0000_i1062" src="../../../../img/revistas/rbme/v17n5/img01.jpg">O2max highlighting their pros and cons. Furthermore, the characteristics of staggered protocols were compared to those of individualized models, generally referred as ramp protocols. 102 studies published between 1955 and 2009 were revised. The available studies suggest that ramp protocols would produce better results compared to more traditional staggered tests. However, there is clearly a lack of recommendations regarding the application of such individualized protocols. Very few studies investigated the influence of the testing variables on the main expected results, as <img border=0 width=32 height=32 id="_x0000_i1061" src="../../../../img/revistas/rbme/v17n5/img01.jpg">O2max and metabolic transition thresholds. It is not clear yet which is the best strategy to determine the maximal exercise capacity, the initial speed of the test, increment ratio, interaction between speed and treadmill inclination, and total duration of the protocol. In conclusion, exercise ramp protocols have been elaborated based on the evaluator experience, since precise recommendations that would define a real 'protocol' do not exist. Studies that contribute to the development of formal and precise criteria for exercise testing ramp protocols design are therefore necessary.

ergometry; aerobic power; physical fitness; health

ARTIGO DE REVISÃO

CLÍNICA MÉDICA DO EXERCÍCIO E DO ESPORTE

Avaliação da capacidade máxima de exercício: uma revisão sobre os protocolos tradicionais e a evolução para modelos individualizados

Sidney Cavalcante da Silva^I,II; Walace David Monteiro^II,III; Paulo de Tarso Veras Farinatti^II,III

^IPrograma de Pós-Graduação em Educação Física – Universidade Gama Filho (UGF)

^IILaboratório de Atividade Física e Promoção da Saúde – Universidade do Estado do Rio de Janeiro (LABSAU/UERJ)

^IIIPrograma de Pós-Graduação em Ciências da Atividade Física – Universidade Salgado de Oliveira (Universo)

^{Correspondência}

RESUMO

Os ajustes fisiológicos ao exercício têm sido extensivamente estudados. Apesar do consenso sobre a importância de testes de exercício para a avaliação do consumo máximo de oxigênio (O_2máx), diferenças expressivas entre os protocolos utilizados podem comprometer a comparação de dados e sua utilização clínica ou funcional. A presente revisão analisou os principais protocolos correntemente utilizados na avaliação do O_2máx, destacando suas vantagens e limitações. Além disso, compararam-se as características de protocolos escalonados em estágios com aquelas de modelos individualizados, conhecidos como protocolos em rampa. Foram revisados 102 estudos publicados entre os anos 1955 e 2009. Os resultados indicaram que, apesar de a maior parte dos estudos apontar vantagens dos protocolos em rampa sobre os mais tradicionais, há uma evidente carência de recomendações sobre diversos aspectos de sua elaboração. São raros os estudos que analisaram a influência de variáveis dos protocolos em rampa sobre os desfechos pretendidos, como o consumo máximo de oxigênio e limiares de transição metabólica. Há dúvidas acerca da melhor maneira de se determinar a capacidade máxima de exercício, velocidade inicial do teste, razão de incremento, interação velocidade/inclinação e tempo de teste. Em suma, os testes em rampa vêm sendo aplicados com base na experiência dos avaliadores, sem que haja realmente um 'protocolo' que norteie a sua montagem. Estudos que possam contribuir para o desenvolvimento de critérios mais formais e precisos para a elaboração de protocolos em rampa, portanto, fazem-se necessários.

Palavras-chave: ergometria, potência aeróbia, aptidão física, saúde.

INTRODUÇÃO

Testes específicos e válidos às diferentes solicitações de esforço físico são necessários, já que variáveis clínicas e funcionais, aferidas no repouso, não são capazes de prever com exatidão a capacidade de um indivíduo realizar trabalho físico^(1,2). Para que os testes forneçam informações adequadas, contudo, é necessário dispor de recursos capazes de registrar e mensurar de forma precisa as variáveis estudadas. Além disso, essas variáveis devem ser apresentadas de maneira que se possa analisá-las em função de diversos aspectos como idade, sexo, dimensões corporais, nível de aptidão física, entre outros.

No que diz respeito à aplicação de testes para avaliação do metabolismo aeróbio, a variável mais utilizada é o consumo máximo de oxigênio (O_2máx), considerado por muitos autores um dos melhores indicadores da função cardiorrespiratória^(3,4). O O_2máx pode ser definido como a maior taxa de oxigênio captado, transportado e utilizado pelos músculos durante um trabalho o mais árduo possível^(1,5,6). É obtido pela aplicação de teste cardiorrespiratório de exercício, consistindo em uma medida não invasiva estreitamente associada às condições funcionais^(7-9). Trata-se, ainda, de variável clínica de exposição epidemiológica capaz de diagnóstico e prognóstico de doença cardiovascular^(8,10-14).

A utilização clínica do teste de capacidade funcional tem longa história. Willem Einthoven foi o primeiro a descrever, em 1908, que o exercício produzia depressão do segmento ST⁽¹⁵⁾. Desde então, o exercício como forma de estressar o sistema cardiovascular em situações diagnósticas tem tido papel central na avaliação de pacientes com doença arterial coronariana. O teste de exercício também fornece informações importantes para a prevenção e tratamento de outras condições patológicas, como disfunções pulmonares, intolerância ao esforço, dispneia de origem primária cardiocirculatória, dispneia de etiologia pulmonar ventilatória ou de troca gasosa^(16-22). Do mesmo modo, trata-se de estratégia importante no diagnóstico e acompanhamento de indivíduos envolvidos em programas de atividades físicas. Isso porque o conhecimento do O_2máx, através da aplicação de testes de exercício, auxilia na detecção da capacidade funcional e prescrição da intensidade do esforço em populações com necessidades variadas^(6,23,24).

Apesar do consenso sobre a importância do teste ergométrico e da quantificação do O_2máx, os protocolos utilizados com esse fim apresentam diferenças expressivas, o que pode comprometer a interpretação dos resultados obtidos nos contextos clínico e funcional^{(10,12,25,26)}. Froelicher et al.⁽²⁷⁾, comparando a reprodutibilidade e as respostas fisiológicas de três protocolos máximos, mostraram que, apesar de o O_2máx não ter apresentado diferenças significativas, os tempos de teste para um mesmo protocolo mudavam em cada aplicação. Isso tem importância clínica, visto que a evolução da capacidade funcional dos indivíduos, antes e depois de serem submetidos a tratamentos e/ou cirurgias, era avaliada em função do tempo de permanência nos protocolos. Mais recentemente e ratificando essa possibilidade, Kang et al.⁽²⁸⁾ analisaram três protocolos de esteira em 25 indivíduos sedentários e 12 treinados, não tendo observado mudanças significativas no O_2máx para os sedentários, apesar de ter sido verificada diferença nos tempos de teste. Essas diferenças expressivas entre os protocolos podem comprometer a análise dos resultados obtidos, em uma perspectiva comparativa.

No início da década de 1990, Myers et al.⁽¹⁰⁾ apresentaram o protocolo em rampa como o meio de superar limitações impostas pelos protocolos escalonados, até então prioritariamente aplicados. Isso se daria em função de o protocolo em rampa levar em consideração a capacidade máxima de exercício individual em sua elaboração, apresentando um aumento constante e contínuo da carga aplicada. O resultado seria uma maior linearidade entre consumo de oxigênio e razão de carga, em comparação com protocolos com incrementos na carga elevados e desiguais^(10,11,25). Estudos prévios indicam que protocolos escalonados com variações fortes de incremento de carga resultariam em menor estimativa da capacidade de exercício, principalmente em indivíduos com doenças cardiovasculares^{(13,24,29-31)}. Por outro lado, protocolos em rampa induziriam respostas hemodinâmicas e respiratórias mais uniformes, facilitando a obtenção de informações em intensidades submáximas, como o limiar ventilatório^(11,23,32).

Apesar dessas vantagens, a aplicação de protocolos em rampa desperta curiosidade quando se examinam os critérios adotados em sua elaboração. Por exemplo, apesar de o desfecho principal do teste ser a capacidade máxima estimada de exercício, não há consenso na literatura quanto às formas de sua determinação. O mesmo acontece em relação à velocidade inicial do teste, para cuja definição se carece de um critério claro, variando entre a utilização de equações de predição, a utilização do equivalente metabólico (MET) ou a aplicação de teste máximo de exercício prévio, fazendo-se então uso da potência máxima gerada dividida pelo tempo de teste. O incremento de cargas ao longo dos protocolos também é objeto de confusão, principalmente em testes de esteira: não foi possível encontrar uma descrição consensual para a variação harmoniosa de velocidade e inclinação da esteira, apesar de esse aspecto ser fulcral na elaboração de protocolos em rampa.

Na verdade, as recomendações para a aplicação de protocolos em rampa para teste de exercício cardiorrespiratório costumam ser por demais genéricas^(6,13,33,34). Em geral, limitam-se a propor que se utilizem incrementos pequenos e contínuos na potência de trabalho, velocidade e/ou inclinação de esteira, em intervalo de tempo situado entre oito e 12 minutos. Por outro lado, em protocolos escalonados mais tradicionais, recomendações detalhadas são fornecidas, como é possível verificar nos testes de Bruce, Balke-Ware e Naughton, dentre outros^(6,33). Pode-se afirmar, então, que se carece de um real "protocolo" para testes em rampa, o que dificulta a sua aplicação e comparação de resultados em distintas populações e situações de treinamento.

Assim, o objetivo do presente estudo é analisar os aspectos dos principais protocolos utilizados na determinação da capacidade máxima de exercício com ênfase no protocolo em rampa, destacando suas limitações e propondo alternativas que possam ser usadas no delineamento mais preciso desse tipo de protocolo. Para tanto, o texto é dividido em três partes. Na primeira, é descrita a utilização de protocolos para determinar a capacidade máxima de exercício. A seguir são analisados os critérios usados na literatura para determinação das velocidades inicial, final e da razão de incremento das cargas nos protocolos em rampa, levantando suas deficiências. Por fim, são tecidas considerações no sentido de se levantarem questões a serem investigadas em estudos visando o aperfeiçoamento da elaboração e aplicação de protocolos em rampa.

Protocolos tradicionais

O primeiro protocolo de exercício em esteira rolante para medida do O_2máx consistiu na utilização de cargas de trabalho intermitentes, progressivas e separadas por dias, designado para indivíduos saudáveis⁽²⁷⁾. De acordo com Taylor et al.⁽³⁵⁾, o procedimento se justificaria desde que as cargas fossem próximas das máximas e pudessem influenciar os esforços subsequentes. O objetivo do protocolo era que o indivíduo terminasse em carga na qual o aumento do consumo de oxigênio não pudesse mais ser verificado, sendo este considerado o O_2máx. De acordo com Froelicher et al.⁽²⁷⁾, isso se estendia por vários dias, tornando o teste inconveniente e impraticável. Talvez por isso, Mitchell et al.⁽³⁶⁾ tenham optado por adaptar o protocolo de Taylor, separando seus estágios por intervalos de 10 minutos. Demonstrou-se que a reprodutibilidade do O_2máx, em comparação com o protocolo original, era a mesma, o que facilitaria muito sua aplicação.

Outros investigadores, todavia, acreditavam que o protocolo contínuo era a proposta mais conveniente. Nessa linha de raciocínio, o protocolo de esteira de Balke representou uma evolução. Balke justificava sua preocupação com a aptidão física, em virtude das mudanças que estavam ocorrendo com o surgimento da automação no trabalho, nos meios de transporte e em várias atividades do dia a dia, levando a uma redução significativa do esforço e, consequentemente, da realização de exercício físico. Publicado no final da década de 1950⁽³⁷⁾, o protocolo de teste consistia em um aquecimento correspondente a aproximadamente 4METs e, a partir daí, o indivíduo caminhava a uma velocidade de 3,3mph, tendo a carga de trabalho intensificada a cada minuto pelo aumento da inclinação da esteira rolante em 1% de grau. O critério adotado para interrupção do teste baseava-se na frequência cardíaca, em 180bpm. De acordo com Balke e Ware⁽³⁷⁾, raros eram os testes em que este critério não podia ser adotado, apesar de, em algumas ocasiões, limitações respiratórias, mesmo em frequências cardíacas reduzidas, eram utilizadas como indicadores para interrupção. Depreende-se disso que, apesar de o protocolo de Balke ter produzido dados interessantes, oferecendo uma classificação para capacidade de trabalho em função do consumo de oxigênio em relação ao peso, idade ou estado de treinamento, ainda estava longe de ser um teste com características máximas.

Seguindo princípios parecidos com os de Balke, outro protocolo que se propunha a avaliar a função cardiovascular foi o desenvolvido por Bruce et al.⁽³⁸⁾. Nele, buscou-se isolar a influência cardiovascular no O_2máx, classificando os indivíduos como sedentários ou ativos em função de seus hábitos de exercício. O protocolo era composto por seis estágios, com início a 1,7mph a um percentual de inclinação de 10% de grau. A partir daí, impunham-se acréscimos à velocidade que não respeitavam a mesma razão de incremento, ainda que esta permanecesse entre 0,5 e 0,8mph. Apesar de a velocidade não apresentar aumentos uniformes durante o teste, a inclinação, que se iniciava a 10% de grau, tinha seus valores alterados sempre a uma razão de 2% de grau. O tempo era constante para cada estágio, com mudanças na velocidade e inclinação a cada três minutos. O critério de interrupção estava associado à fadiga, dificuldades na respiração, cansaço muscular, dor no peito ou qualquer outro sintoma limitante do esforço. Além disso, os avaliados eram instruídos a se apoiarem no corrimão da esteira caso isso representasse a manutenção da posição ou uma medida de segurança. No entanto, deveriam utilizar no máximo dois dedos para tanto e nunca por mais de três minutos⁽³⁹⁾.

Posteriormente, Ellestad et al.⁽⁴⁰⁾ propuseram um teste de estresse máximo como padrão para a avaliação cardiovascular. Foram analisados testes realizados por 1.000 indivíduos com idades entre sete e 83 anos, destacados dentre 4.028 previamente aplicados pela divisão de fisiologia clínica do Long Beach Memorial Hospital. Idealizado para esteira rolante, o protocolo era dividido em quatro estágios e a carga imposta apresentava uma inclinação de 10% de grau, fixa para todos os estágios, tendo o primeiro uma duração de três minutos a uma velocidade de 1,7mph. O segundo estágio apresentava um decréscimo de um minuto no tempo, com aumento de 1,3mph da velocidade inicial. A partir daí, o tempo era mantido em dois minutos e a velocidade elevada para 4mph e 5mph, sucessivamente. O protocolo era dado como encerrado quando o indivíduo atingisse a exaustão, apresentasse diminuição significativa da pressão arterial, alteração significativa do segmento ST (infra ou supradesnivelamento), dor precordial, múltiplas contrações ventriculares prematuras ou taquicardia ventricular. Caso nenhum desses sinais ou sintomas acontecesse, os indivíduos eram persuadidos a continuarem até atingirem 95% da frequência cardíaca máxima predita para a idade.

Apesar de tais protocolos serem apresentados como testes visando determinar o O_2máx, na verdade todos continham características que comprometiam a sua aferição. O protocolo de Balke, apesar de mostrar-se o mais coerente quanto à evolução do teste, normalmente era muito longo, levando o indivíduo à fadiga precoce por conta da velocidade e aumento na inclinação, principalmente nos indivíduos com condicionamento físico reduzido. Além disso, caso nenhum problema comprometesse o teste, seu término estava associado a uma frequência cardíaca por volta de 180bpm, o que poderia subestimar ou superestimar a determinação do consumo máximo de oxigênio. Com isso, perdia-se a característica de teste máximo, já que se tomava como base uma frequência cardíaca predeterminada. O protocolo de Bruce, apesar de ter como um dos critérios de interrupção a exaustão voluntária máxima, caso nenhum problema acarretasse sua suspensão, apresentava aumentos abruptos na carga. Com isso, a fadiga de membros inferiores poderia ser antecipada, contribuindo para subestimar o O_2máx. A proposta de Ellestad et al.⁽⁴⁰⁾ assemelhava-se muito ao protocolo de Bruce. No entanto, apesar de a inclinação (10% de grau) após o primeiro estágio não aumentar mais durante todo o teste, à medida que a velocidade aumentava dificuldades eram observadas para os indivíduos destreinados, que apresentavam desconforto na musculatura de panturrilha⁽⁴⁰⁾. Além disso, o teste era encerrado quando o indivíduo atingia 95% da frequência cardíaca máxima predita para a idade, o que fere um princípio básico do teste de exercício cardiorrespiratório máximo, qual seja, a exaustão voluntária.

Em suma, esses protocolos iniciais tinham como característica comum o objetivo de quantificar a capacidade máxima de exercício através do consumo máximo de oxigênio. No entanto, diferenças na razão de incremento, tempo de permanência em cada carga, inclinação ou tempo total de teste comprometiam a comparação de dados entre indivíduos e, até mesmo, em uma série de testes para um mesmo indivíduo^{(27,28,37,39-42)}.

Protocolo em rampa

Possibilitado pelo avanço tecnológico, o protocolo de rampa surgiu como uma proposta inovadora, por conseguir trabalhar os elementos constituintes de um protocolo (razão de incremento, tempo de permanência em cada carga, velocidade, inclinação e tempo total de teste) de maneira mais harmoniosa^{(10,14,32,43,44)}. Isso porque, a partir do momento em que se pode determinar velocidade inicial, final, tempo de teste, razão de incremento e inclinação, é possível individualizar o teste. Assim, se não houver mudanças na captação máxima de oxigênio – apesar das adaptações que podem ocorrer na eficiência mecânica em cargas submáximas⁽²⁷⁾ –, as mudanças ocorridas no tempo de teste provavelmente não seriam significativas. Com isso, haveria uma maior precisão na análise do condicionamento cardiorrespiratório quando associado ao tempo de permanência no teste, como é feito com os protocolos contínuos. Além disso, seria facilitada a comparação de dados entre indivíduos, independentemente da velocidade inicial, final, tempo de teste, razão de incremento e inclinação, pois os critérios de montagem adotados para a evolução da sobrecarga seriam os mesmos.

Os protocolos em rampa referem-se a testes incrementais de exercício nos quais a potência aplicada é elevada de forma contínua e constante em um dado intervalo de tempo^(2,6,10). Em uma esteira rolante, por exemplo, isso se daria através da velocidade, da inclinação ou da combinação de ambas as variáveis. O primeiro estudo propondo a utilização de um protocolo de teste de exercício nesses moldes foi realizado por Whipp et al.⁽³²⁾. O teste foi conduzido em cicloergômetro, com duração de quatro a oito minutos. Os resultados revelaram que o protocolo de rampa reproduziu fielmente os parâmetros utilizados em vários procedimentos para obtenção da máxima capacidade funcional, o que levou os autores a recomendar sua utilização.

No entanto, a primeira proposta específica de um protocolo em rampa foi apresentada por Myers et al.⁽¹⁰⁾. Os autores compararam testes em cicloergômetro e esteira rolante aos protocolos mais comuns de uso clínico. Foram observados 10 pacientes com insuficiência cardíaca crônica, 11 com coronariopatia limitados por angina durante o exercício, 10 com coronariopatia assintomáticos durante o exercício e 10 indivíduos saudáveis, pareados pela idade. Os sujeitos realizaram três testes de bicicleta (25W por etapa de dois min, 50W por estágio de dois min e rampa) e três em esteira (Bruce, Balke e rampa), em ordem aleatória e dias diferentes. Para os testes em rampa, as razões de incremento para bicicleta e esteira eram individualizadas, de forma a gerar testes com duração aproximada de 10 minutos.

Alguns aspectos relacionados à utilização de um protocolo em rampa puderam ser destacados a partir dos resultados obtidos por Myers et al.⁽¹⁰⁾: em primeiro lugar, os erros associados ao O_2máx a partir de grandes incrementos de carga teriam sido minimizados. Adicionalmente, os protocolos em rampa produziriam melhor relação linear entre o consumo de oxigênio e a razão de carga aplicada, além de melhor relação entre a redução do consumo de oxigênio e a razão de carga devido à doença coronariana. O estudo propôs, ainda, que, apesar de curtos testes de exercício causarem discrepância entre o O_2máx e a razão de carga, protocolos com duração de aproximadamente 10 minutos minimizariam esse problema, mostrando-se uma boa opção para os testes em rampa. Enfim, o O_2máx seria determinado com maior precisão por protocolos curtos com pequenos incrementos de carga.

Apesar de os resultados do estudo terem aberto uma nova perspectiva para a aplicação de testes de exercício, os autores salientaram que a grande limitação na utilização do protocolo em rampa estava associada à dificuldade de desenvolvimento de softwares e esteiras que permitissem seu amplo emprego⁽¹⁰⁾. Posteriormente, Myers et al.⁽²⁵⁾, tendo como foco a individualização do protocolo em esteira, realizaram um estudo com 173 homens e 27 mulheres. Neste estudo foi reafirmada a utilização do tempo de 10 minutos como ótimo para o protocolo em rampa. Em adição, apresentou-se um questionário específico como forma rápida de estimar a capacidade de exercício, obtendo-se parâmetros para montagem do protocolo sem a necessidade de aplicação prévia de teste máximo de exercício.

O avanço tecnológico na produção de esteiras rolantes e no desenvolvimento de softwares expandiu-se, permitindo a utilização de protocolos em rampa de forma mais fácil^{(11,14,23,25,43-46)}. Essa disseminação refletiu-se nas recomendações de documentos publicados por agências normativas, dedicados à aplicação de testes e prescrição de exercícios de forma geral^(6,13,33,34). No entanto, essas recomendações permanecem por demais genéricas, dificultando a sua aplicação em situações específicas. Em outras palavras, é difícil defender que existem, realmente, indicações de protocolos para testes em rampa, nos moldes encontrados para testes mais tradicionais, como os de Bruce, Ellestad, ou Balke-Ware.

Talvez seja mais correto afirmar que a denominação "protocolos em rampa" traduz um conjunto de princípios que dão base fisiológica a certa abordagem para o delineamento de testes de exercícios – uma vez respeitados esses princípios, cada avaliador elabora o seu, com base em sua experiência e conhecimento. Se, por vezes, isso traz certa flexibilidade na condução de testes, também causa problemas. Avaliadores inexperientes, por exemplo, têm grande chance de errarem na escolha da razão de incremento de cargas, velocidade inicial e tempo de teste, considerando o grau de condicionamento físico do sujeito testado ou os propósitos da avaliação. Além disso, a falta de procedimentos padronizados dificulta a comparação entre os resultados de testes. Isso, aliás, explica a popularidade mantida de protocolos como o de Bruce, cujos resultados são facilmente comparáveis e contam com bases de dados extensas em diversos centros de avaliação. A próxima seção, assim, dedica-se à análise dos problemas para a elaboração de protocolos em rampa e como os estudos disponíveis os vêm tratando.

Problemas associados ao delineamento de protocolos em rampa

Apesar de sua difusão, o protocolo em rampa apresenta características que não estão bem definidas e que são, por outro lado, fundamentais para sua aplicação. Dentre elas, destacam-se: qual a velocidade inicial a ser aplicada? Qual a melhor maneira de determinar a capacidade máxima de exercício para ser utilizada como critério na montagem do protocolo? Qual a melhor razão de incremento das cargas? Que grau de inclinação é mais adequado? Quanto tempo deve durar o teste?

O quadro 1 apresenta as recomendações de alguns documentos norteadores, publicados por agências normativas, para a realização de um teste de exercício em esteira rolante, tomando-se como base o protocolo em rampa. Observando-se as recomendações preconizadas pelas entidades normativas mencionadas no quadro 1, nota-se que o único critério que, de certa forma, fornece uma padronização, refere-se ao tempo de teste, que deveria manter-se entre seis e 12 minutos. Com exceção das recomendações da American Heart Association, um pouco mais detalhadas, mas ainda assim insuficientes, os documentos são incapazes de traduzir a magnitude da relação entre velocidade inicial, velocidade final, razão de incremento, grau de inclinação e tempo de teste na determinação do O_2máx. Em outras palavras, há carência de um real "protocolo" para o delineamento de testes em rampa.

O quadro 2 apresenta os resultados de um levantamento dos princípios norteadores da elaboração de protocolos em rampa, extraídos de alguns estudos que se valeram desse tipo de teste, desde a proposta inicial de Myers et al.⁽¹⁰⁾.

Examinando os trabalhos selecionados, a única característica que parece ser comum a todos – ainda que apresentada em diversos formatos – é a determinação da capacidade máxima de exercício (Quadro 2). Apesar de Myers et al.^(10,25) fazerem uso de teste máximo para esse fim, em 1992 propõem a utilização de questionário. Posteriormente, Myers et al.⁽⁴⁷⁾ apresentaram um nomograma para predizer a capacidade de exercício a partir de atividades específicas. No entanto, apesar dos bons resultados apresentados pelos autores, a amostra estudada era extremamente específica – indivíduos com problemas cardíacos, hipertensos e com excesso de peso (IMC = 28 ± 5kg/m²). Além disso, não foi utilizado nenhum sistema padrão para medida do consumo máximo de oxigênio e uma posterior correlação entre os valores preditos pelo questionário e aqueles medidos de forma direta. Mesmo assim, o questionário continuou sendo largamente utilizado, validado apenas sete anos depois de sua aparição⁽⁴⁸⁾.

Analisando-se trabalhos posteriores que fizeram uso de protocolos em rampa, observa-se que, em sua grande maioria, o critério adotado para elaborá-lo foi a aplicação prévia de teste máximo de exercício (Quadro 2)^{(9,11,14,43,46,49-51)}. Ora, a escolha de um protocolo se dá, em grande parte, em função de sua aplicabilidade. Por razões evidentes, não é prática uma avaliação na qual o sujeito precisa realizar dois testes máximos. Por outro lado, como fazer uso de um questionário que, mesmo depois de validado e revisado^(48,52), continua sendo específico para uma determinada população? A literatura não carece de trabalhos que mostram a importância da determinação da capacidade máxima de exercício na elaboração de um protocolo individualizado; contudo, a forma pela qual isso é feito dificilmente é descrita de maneira clara.

Outro elemento importante é o incremento de cargas durante o teste. Apesar de fundamental para o seu delineamento, essa variável também tem sido pouco estudada. Grande parte das pesquisas trabalhou com velocidades fixas, promovendo incremento na inclinação da esteira rolante. O curioso é que esta inclinação variou em alguns estudos de 0 a 29% de grau^{(11,26,43,47-49,53)}. Midgley et al.⁽²⁶⁾, em estudo analisando a utilização do tempo de teste de exercício entre oito e 12 minutos, recomendam que os testes em esteira rolante não ultrapassem 15% de grau na inclinação. Contudo, mais uma vez não fica claro o motivo de tal recomendação.

A crítica que se faz ao protocolo de Bruce⁽³⁸⁾ recai exatamente sobre a razão de incremento empregada no teste, a qual pode influenciar no padrão das respostas fisiológicas. Protocolos com essa natureza frequentemente superestimam a capacidade aeróbia máxima, quando esta é estimada a partir do tempo de exercício ou carga de trabalho atingida. A fadiga precoce de membros inferiores também tem mais chance de ocorrer em decorrência de grandes incrementos de carga^(6,10). Pois bem, é lógico assumir que, em um protocolo em rampa, os incrementos devam ser contínuos e com aumento constante, diferentes de protocolos similares ao tradicional de Bruce. No entanto, é perfeitamente factível que uma inclinação elevada prejudique a execução do teste, levando-o a incrementos de carga igualmente bruscos e acentuados, principalmente em se tratando de indivíduos sedentários. Nesse caso, se o critério adotado para a determinação da velocidade inicial não é claro (quadro 2), isso poderá possivelmente influenciar a razão de incremento adotada, principalmente se esta conjugar velocidade e inclinação.

Jones e Doust⁽⁵⁴⁾ verificaram o custo energético de uma corrida em ambiente aberto e fechado e mostraram que seria similar a quando se utiliza uma esteira rolante a 1% de grau na inclinação. Isso desde que a velocidade da corrida em ambiente aberto esteja entre 2,9 e 5,0m.s^-1 e a duração acima de cinco minutos, equivalendo a uma corrida entre 10,5 e 18,0km.h^-1. Åstrand e Rodahl⁽⁵⁵⁾ advertem que nem mesmo atletas excepcionais conseguiriam correr a uma velocidade próxima à máxima velocidade de corrida, por mais de sete minutos, com uma inclinação de aproximadamente 2,67% de grau a cada três minutos. Assim, pergunta-se: é possível que todos os indivíduos sedentários ou não atletas suportem incrementos desta natureza (por minuto) até o fim de um protocolo em rampa com aproximadamente 10 minutos de duração? Provavelmente, não.

Aliás, o tempo de teste também é um fator a ser discutido. Apesar de ser a variável em relação à qual haja mais consenso na literatura, vários estudos indicaram como tempo ótimo para um teste máximo de exercício o limite de 10 minutos (quadro 2). Um estudo clássico, considerado referência na questão do tempo de protocolo, foi publicado por Buchfuhrer et al.⁽⁴⁹⁾. Nele, os autores testaram 20 indivíduos saudáveis, em cinco protocolos diferentes. Esses protocolos faziam uso de duas velocidades (3,4mph e 4,5mph) para distintas variações de inclinação por minuto (0,8%, 1,7%, 2,5%, 4,2%, 1,7%, 4,2%). Os autores dividiram os testes em curtos, intermediários e longos, mostrando que os resultados situados entre oito e 17 minutos eram os que produziam os maiores valores de O_2máx. Sugeriram, então, que os protocolos fossem elaborados para que a tolerância máxima ao esforço se desse em 10 minutos. Billat et al.⁽⁵⁶⁾, em estudo verificando o efeito do protocolo na determinação da velocidade de O_2máx (vO_2máx) e tempo de exaustão em atletas de corrida de longa duração, relataram um tempo de teste para vO_2máx entre 5,45 ± 2,00 min e 6,13 ± 2,49 min. Em outro estudo, Astorino et al.⁽⁵⁰⁾ não encontraram diferença significativa para o O_2máx entre protocolos curto e médio (7,38 ± 0,60 min e 10,50 ± 0,87 min, respectivamente). Sugeriu-se, então, também como tempo ótimo para a obtenção do O_2máx, uma faixa de sete a 10 minutos.

Mais recentemente, Yoon et al.⁽⁴⁶⁾ fizeram críticas ao estudo de Buchfuhrer et al.⁽⁴⁹⁾, ressaltando problemas metodológicos que impossibilitariam a verificação da influência do tempo de protocolo na determinação do O_2máx. Alegou-se, por exemplo, que apesar de Buchfuhrer et al.⁽⁴⁹⁾ terem utilizado uma amostra com 12 sujeitos, fizeram uso de apenas cinco para determinar a influência do tempo de duração do protocolo na determinação do O_2máx. Além disso, o mais alto O_2máx para a amostra avaliada foi atingido com oito minutos de teste e 88% dos sujeitos conseguiram reproduzir para esse tempo o O_2máx alcançado na avaliação inicial.

Midgley et al.⁽²⁶⁾ realizaram um levantamento com 12 estudos que analisaram a determinação do O_2máx a partir de testes incrementais para diferentes tempos de teste em cicloergômetro e esteira rolante (cinco e nove estudos, respectivamente). Em suas conclusões, os autores relatam que o estudo de Buchfuhrer et al.⁽⁴⁹⁾ foi utilizado para formar uma visão dogmática de que o tempo de teste de exercício incremental deveria durar entre oito e 12 minutos. Por outro lado, evidências mais atuais sugeririam que, para a obtenção do O_2máx em cicloergômetro e esteira rolante, o mesmo deveria oscilar, respectivamente, entre sete e 26 e cinco e 26 minutos. Além disso, Midgley et al.⁽²⁶⁾ advertiram que a eficiência dos testes de curta duração estaria associada à qualidade do aquecimento realizado antes do teste.

Na verdade, o exame da literatura não permite conclusões tão peremptórias. Em primeiro lugar, não foi possível identificar uma relação de dogma na utilização do tempo para teste de exercício incremental entre oito e 12 minutos. O próprio estudo de Buchfuhrer et al.⁽⁴⁹⁾ já indicava que possíveis fatores associados à redução do O_2máx, em função do maior tempo de teste, poderiam incluir alta temperatura corporal, maior desidratação, diferença na utilização de substratos ou fadiga da musculatura ventilatória. Isso levou à recomendação de uma faixa de duração para os testes incrementais, de 10 ± 2 minutos. Outros estudos relataram que um menor O_2máx em função do tempo poderia estar relacionado a mudanças na temperatura no músculo, oferta de O₂ e equilíbrio ácido-base, recomendando a utilização de uma faixa entre oito e 12 minutos para a realização de teste de exercício em indivíduos ativos e atletas de longa distância^(46,50).

Em segundo lugar, quando se analisam os estudos disponíveis, verifica-se que os maiores tempos de teste associam-se a baixas velocidades (< 6,0km/h) e razões de inclinação (0,8%/1min). O inverso também é verdadeiro, ora pela ação da associação de velocidade/inclinação, ora pelo aumento em apenas uma dessas variáveis. É bem verdade que isso parece não acarretar diferenças significativas na determinação do O_2máx. No entanto, fica a dúvida: será que diferenças tão grandes na relação velocidade/inclinação não influenciariam a determinação de variáveis secundárias, como a relação de consumo de oxigênio para cargas submáximas e limiares ventilatórios? Infelizmente, isso ainda não está claro na literatura.

Em suma, existe uma carência de critérios objetivos que favoreçam a montagem de protocolos em rampa. Protocolos que dependam apenas da experiência do avaliador para sua ótima aplicação não parecem ser adequados. Enquanto a montagem dos protocolos considerarem isoladamente aspectos como o tempo de teste, a velocidade de teste e o percentual de inclinação, delineamentos precisos e reprodutíveis não poderão ser estabelecidos. Assim, talvez o melhor protocolo seja aquele que consiga combinar todas as variáveis da rampa de forma integrada, possibilitando uma melhor determinação do O_2máx. Estudos que possam contribuir com a definição de critérios mais formais e precisos para a elaboração de testes em rampa são muito raros. Um maior investimento em investigações nesse campo é, desse modo, necessário.

CONCLUSÃO

A revisão da literatura revela que os documentos e estudos disponíveis não logram propor recomendações que permitam com que qualquer avaliador, independentemente de sua experiência na condução de testes cardiorrespiratórios de exercício, possa elaborar com segurança protocolos em rampa. Em outras palavras, conforme previamente mencionado, na acepção pura do termo não existe um protocolo definido para a montagem de testes de exercício em rampa, ao menos nos moldes em que existe para testes como o de Bruce, Balke, Naughton, Ellestad e tantos outros.

Em termos práticos, é forte a probabilidade de exames serem mal aplicados ou, simplesmente, perdidos, em função de uma definição inadequada da capacidade máxima de exercício, variável fundamental na predição da velocidade inicial, velocidade final, razão de incremento (esteira rolante: velocidade e inclinação; cicloergômetro: carga em watts) e, portanto, tempo de teste. Além disso, a carência de recomendações mais formais para as variáveis envolvidas no teste reduz a sua reprodutibilidade, dificultando sobremaneira a comparação dos resultados obtidos por diferentes protocolos.

Estudos que venham a buscar formas mais precisas para a determinação da capacidade máxima de exercício representarão um grande passo na criação de critérios para montagem de protocolos em rampa. Além disso, pesquisas que se debrucem sobre a interação velocidade/inclinação e tempo de teste são fundamentais para estabelecer critérios a serem respeitados quando da montagem de um protocolo em rampa, mantendo sua principal característica, qual seja, a individualização do protocolo sem prejudicar a análise e comparabilidade dos resultados obtidos como um todo.

AGRADECIMENTOS

Estudo financiado pela FAPERJ (processo E-26/150.751/2007) e pelo CNPq (processo 305729/2006-3).

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

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  20 Jan 2012
• Data do Fascículo
  Out 2011