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Web Swimming Brasil   by Michel Vilche
 

A Reprodutibilidade de Respostas Cardiovasculares ao Exercício Utilizando um Banco de Natação

I. L. Swaine, C. L. Zanker
De Montfort University Bedford, Bedford, U. K.
Int. J. Sports Med. 17 (1996) 140-144

Tradução: Flávio de Souza Castro

Resumo:

O propósito deste estudo foi estabelecer parâmetros reproduzíveis de respostas cardiovasculares ao exercício usando um banco de natação isocinético com interface a um computador. Cinco nadadores e quatro nadadoras altamente treinados com idade média de 19,2 +-1,2 (anos), estatura 1,75+-0,02 (m) e massa corporal de 65,8+-2,9 (kg) perfizeram um teste em exercício progressivo em duas ocasiões durante uma semana. Consumo de Oxigênio (VO2), freqüência cardíaca (FC) e intensidade de exercício foram registrados através do exercício de teste. Medições foram feitas de pico máximo de consumo de oxigênio (VO2peak), pico de freqüência cardíaca (FCpeak), pico de intensidade de exercício (IE peak) e as relações entre freqüência cardíaca submáxima x intensidade de exercício (FC/IE) e consumo de oxigênio x intensidade de exercício (VO2/IE). Os valores para VO2peak, FCpeak, e IE peak de todos os testes foram 2,85+-0,26 (l.min-1), 171+-2,8 (b.min-1) e 86,2+-6,8 (watts) respectivamente. As diferenças nestes valores de pico durante repetidos testes foram 0,061l.min-1, 1,8b.min-1 e 1,3W, os quais não foram significantes (p>0,05, teste t para dados pareados). Esses representaram 2,1 – 1,0 e 1,5% respectivamente. As relações entre FC/IE e VO2/IE demonstraram ser lineares (pelo menos r = 0,99 e r =- 0,98 respectivamente) e as diferenças nessas relações a partir de repetidos testes não foram significativas (p > 0,05 ANCOVA) mostrando diferenças médias ajustadas de 0,021l. min-1 e 0,5 b. min-1 para o grupo. Esses resultados sugerem que este método, o qual utiliza um banco de natação, mostra medidas reproduzíveis de respostas cardiopulmonares ao exercício em nadadores.

Palavras-chaves: banco isocinético de natação, exercício máximo, teste, pico de consumo de oxigênio.

Introdução

O banco isocinético de natação tem sido utilizado como um ergômetro para calcular respostas cardiopulmonares ao exercício em diversos estudos (2, 5, 14, 17, 28). Entretanto, quando usado este ergômetro, não tem sido possível aumentar a intensidade do exercício de maneira uniforme, principalmente por que não tem havido meios os quais a quantidade de energia no exercício de natação pudesse ser quantificada e manipulada durante o exercício. Este criou dificuldade em estabelecer um método padronizado para a verificação das respostas cardiopulmonares ao exercício em natação usando tal ergômetro.

Recentes desenvolvimentos no desenho do banco de natação melhoraram a sensibilidade a qual a energia gasta pelos indivíduos pudesse ser avaliada. Através da colocação de adequados transdutores em cada mão, força de tensão, distância e duração da força podem ser mensuradas. Um interface para um microcomputador permite a computação da energia através dessas mensurações. A energia produzida é continuamente informada ao indivíduo por um cursor móvel em uma unidade visual (tela). O indivíduo é instruído a manter o cursor em determinado ponto em uma escala análoga de energia produzida colocada na unidade visual (tela). Qualquer mudança na energia produzida pode ser alcançada por alterações de escolha livre na força de braçadas, comprimento ou freqüência.

A resistência para executar uma braçada é dita como isicinética, mas provavelmente não é assim (26). Entretanto, resistência pode ser fixada empregando-se uma alavanca montada externamente ao banco, a qual dita a máxima velocidade de braçada no cabo. Um método apropriado para verificação das respostas ao exercício, portanto, requer otimização desta máxima velocidade de braçada no cabo. Esta otimização da máxima velocidade de braçada é provavelmente mais simples quando baseada sobre livre-escolha da freqüência de braçadas (S). A freqüência de braçadas para a atual natação a qual mais se aproxima a exercício contínuo em ergômetro é aquela que é executada em médias distâncias (400m) e é aproximadamente de 0,75 Hz (8, 28).

Claramente, um ergômetro o qual permite verificações de nadadores em laboratório poderia ser útil em estudos de metabolismo durante exercícios de braços, e o banco de natação seria mais apropriado para nadadores quando comparado ao ergômetro de manivela de braço usado previamente (11, 19). Tanto um ergômetro para nadadores poderia ser usado em um similar modo para aqueles usados para verificações em outros atletas (3 ,27). Além disso, o propósito deste estudo foi verificar a reprodutibilidade das respostas cardiopulmonares ao exercício usando o banco de natação. Primeiro, em um separado grupo de indivíduos, a máxima velocidade de braçada de acordo com permitida escolha livre de freqüência de braçada a mais próxima possível àquela para atuais 400m em natação (0,75 Hz) foi determinada.

Métodos

Indivíduos

5 homens e 4 mulheres com idade média de 19,8+-09 e 18,7+-0,6 anos, estatura 1,78+-0,02 e 1,69+-0,02 e massa corporal 73,7+-3,4 e 58,1kg (média+-dp; para homens e mulheres, respectivamente) tomaram parte na série principal planejada para permitir a realização dos repetidos exercícios de teste. A média do melhor tempo para os 400 m de crawl em um período de 3 meses anterior ao teste foi de 4min17s6+-0:07 e 4min28s4 +-0:05 para homens e mulheres respectivamente. Os indivíduos eram nadadores altamente treinados os quais, por 6 meses antes do teste, completaram, pelo menos 6 sessões semanais de treinamento de natação, de, pelo menos 1,5 horas de duração. Todos deram consentimento por escrito para a participação.

O banco de natação

O banco de natação (H. and M. Engineering, Gwent, Wales) consistia de dois mecanismos de resistência isocinética, uma unidade transdutora com microprocessador e dois cabos com palmares de mão fixados. Uma representação em diagrama do banco e do microcomputador interligado estão na figura 1. A resistência à aplicação de tensão é tal que os cabos da puxada chegam a uma velocidade pré-estabelecida máxima, a qual foi estabelecida de acordo com a máxima velocidade de braçada (26). A unidade de resistência oferece sete níveis (0-6) dada máxima velocidade de puxada em uma escala contínua.

A força de tensão desenvolvida através do cabo foi mensurada usando transdutores fixados à estrutura do banco de natação, através do qual os cabos passavam. A força de tensão aplicada e a distância do movimento de cada palmar foi armazenado a 100Hz pelos transdutores durante a braçada. A força de tensão, a distância de braçada do cabo e duração da força como mostrado na leitura dos transdutores podem ser facilmente calibrados pela suspensão de conhecidos pesos dos cabos. Média de força produzida para cada braçada foi computada em um microprocessador usando força de braçada, distância e duração como armazenado através de cada braçada de braço. Depois de computada, a força média produzida em cada braçada voltava para o nadador em um monitor de vídeo através de um cursor móvel. Esse cursor mudava a posição verticalmente dentro de uma faixa estacionária a qual representava um objetivo de força. O movimento do cursor foi reduzido a fim de reduzir maiores ondulações de acordo com a natureza intermitente da geração de força.

Indivíduos adotaram uma posição pronada e puxavam os palmares com movimentos alternados de braços, dessa maneira simulando o estilo crawl. O sujeito era fixado no banco por uma tira ao redor do torso. Cada indivíduo era instruído a realizar as braçadas de um modo similar ao que adotava na piscina mantendo máximo comprimento de braçada todo tempo.

Determinação da máxima velocidade de braçada em diferentes níveis de resistência

A máxima velocidade de braçada relacionada a cada nível de resistência foi determinada anteriormente à avaliação de resposta cardiopulmonar. Isto foi feito pelo arranjo do aparelho isocinético e roldanas de maneira que uma carga pesada (500 N) pudesse ser fixada de maneira que caísse, por meio disso acelerando o cabo da braçada. A velocidade do cabo foi determinada por cinco pares de controladores de tempo fotoelétricos colocados a 0,2m de distância, abaixo da trajetória de queda do peso. O tempo gasto para a queda através de cada seção de 0,2m foi registrado quando o peso quebrava os feixos de luz das células fotoelétricas. A partir da distância medida e tempo registrado, foi calculada a velocidade média da queda do peso por quadro sessões de 0,2m. Ao mesmo tempo, as médias de velocidade mensuradas em cada nível foram comparadas às médias de velocidade computadas da unidade transdutora e as diferenças não foram significativas (teste t de student; p <0,0001). Uma vez que a velocidade em cada nível de resistência foi apurada, a relação entre nível de resistência (0-6) e máxima velocidade da braçada pode ser determinada. Os valores de máxima velocidade da braçada nos sete níveis obtiveram uma relação linear (r = -0,98; p < 0,0005; y = -0,16x +2,97) e foram demonstradas na fig. 2. A máxima velocidade de braçada foi de 3,0 a 1,9 m.s-1.

Otimização da máxima velocidade de braçada de acordo com a escolha da freqüência de braçadas

Em um estudo separado, anterior à verificação das respostas cardiopulmonares ao exercício o nível de resistência ótima (o qual decretava máxima velocidade da braçada) no banco foi calculada para homens e mulheres. Idealmente, o nível de resistência seria otimizado para cada indivíduo em um separado procedimento de otimização anterior ao teste, mas afim de simplificar os procedimentos de avaliação foi estabelecida a média ideal para homens e mulheres. Este nível não foi facilmente ajustado durante o exercício e, por essa razão, permaneceu constante por todo o teste. A otimização dos níveis de resistência foi baseado naquela FB que o banco permitiu, a mais próxima possível de 0,75Hz de tal maneira que refletisse àquelas FB relacionadas durante os 400m e natação (8 ,28). Seis homens e seis mulheres (idade 18,5+-0,4 e 19,1+-0,8 anos; estatura 1,78+-0,03 e 1,71+-0,02m; massa 70,4+-3,1 e 57,9kg; média+-DP para homens e mulheres, respectivamente) perfizeram três testes com aumento de carga em diferentes níveis de máxima velocidade de braçada (1, 2 e 3 para homens e 0, 1 e 2 para mulheres), durante cada braçada a média foi mensurada. A intensidade do exercício neste teste foi incrementada de 30 W até a exaustão volitiva em 1 W a cada 8 segundos (7,5 W.min-1). A média de freqüência de braçada para cada minuto foi calculada e o pico de FB identificado. A máxima velocidade da braçada que permitia pico de FB próximos de a 0,75Hz foi identificada como ótima. A média de pico de FB durante três exercícios de testes em diferentes máximas velocidades de braçada estão na tabela 1. Aqueles valores de pico de FB os mais próximos de 0,75Hz foram adquiridos no nível 2 da máxima velocidade de braçada (2,66m.s-1) para homens e nível 1 (2,74m.s-1) para mulheres.

Mensurações repetidas de respostas cardiopulmonares ao exercício

Avaliação das respostas cardiopulmonares ao exercício necessitou que os indivíduos fossem ao laboratório em três ocasiões na mesma hora do dia. A primeira visita foi arranjada de maneira que os indivíduos se acostumassem totalmente aos procedimentos e equipamentos de teste. Em cada visita os nadadores exercitaram-se até a exaustão volitiva respirando em um sistema analisador de gases on line.

Análise do ar expirado foi feita usando um analisador de gases on-line (covox microlab, Exeter, U. K.). Este compreendia de analisadores infra-vermelho e paramagnético para oxigênio e dióxido de carbono respectivamente (Servomex Ltd., Sussex, U. K.) e um pneumotacógrafo para ar inspirado para mensuração do fluxo ventilatório. O ar expirado foi misturado em uma câmara de 3 l por uma série de discos misturadores e feita amostra a cada 1 l/min. FC foi continuamente mensurada durante o exercício-teste usando telemetria ( Polar Sport Tester, Finland). Isto foi mensurado por amostragem em intervalos de 5s. Foram feitas médias de FC durante cada minuto de exercício.

O teste de exercício

Aos nadadores foi permitido acostumaram-se ao equipamento e laboratório como ensaio do exercício de teste. Foi solicitado que não treinassem no dia do teste e instruídos a comer uma combinação normal de alimentos em uma refeição até 2 horas antes da visita. O teste no banco de natação consistiu de exercício contínuo e progressivo. Mensurações nos dois primeiros minutos foram excluídas desde que este período foi considerado como aquecimento. Os nadadores eram estimulados a continuamente encontrar o marcador de intensidade do vídeo até a exaustão. A intensidade aumentava 1 W para cada 8 s (7,5 W/min).

O teste terminava voluntariamente pelo nadador na exaustão, ou pelo operador quando a geração de energia caía além do objetivo de 10 W por um período contínuo de 2 minutos. Este protocolo contínuo foi escolhido de tal maneira que os indivíduos exercitavam-se por um total de aproximadamente 10 minutos, propiciando minimizar a fadiga muscular localizada que é comum neste tipo de exercício (31).

Análise estatística

As diferenças entre as variáveis de pico cardiopulmonar de testes repetidos foram analisados usando-se teste-t pareado e regressão geométrica correlata foram calculadas como mensurações teste-reteste (22). As relações entre FC ou o consumo de oxigênio no exercício sub-máximo e as intensidades de exercício foram analisadas por linearidade e diferenças entre sucessivos testes foram calculados usando análise de covariância (ANCOVA). Exercício submáximo foi delineado como aquelas intensidades de exercício abaixo do pico de intensidade de exercício. As diferenças médias ajustadas nas relações lineares entre os repetidos testes foram computados desde que as relações possuíam declividades comuns.

Resultados

A média do pico de consumo de oxigênio e pico de FC foram2,85+-0,26 l/min e 171+-2,8 p/min. Estes valores correlacionaram-se bem com aqueles registrados em prévios estudos usando testes em bancos de natação (2, 17, 28) mas foram menores do que aqueles para real natação (30). Intensidade de pico do exercício foi 86,2+-6,8 W. Os repetidos testes forneceram diferenças médias de 0,061 l/min (2,1%) para consumo de pico de oxigênio; 1,8 b/min (1,0%) para pico de FC e 1,3W (1,5%) para pico de intensidade de exercício, os quais não foram significantes (p > 0,05). As correlações teste-reteste para estes respectivos valores de pico foram 0,98 0,88 e 0,99. Os valores individuais para repetidos testes estão na tabela 2 e valores de teste-reteste para pico de consumo de oxigênio estão na Fig. 3. As diferenças nas relações de FC versus intensidade de exercício e consumo de oxigênio versus intensidade de exercício de repetidos testes não foram significantes em qualquer indivíduo para qualquer relação, com retas de regressão mostrando nenhuma diferença de declividade (p > 0,05) ou elevação (p>0,05). Um exemplo da regressão linear das retas de teste-reteste para consumo de oxigênio versus intensidade de exercício em um indivíduo está na Fig 4.

Discussão

A máxima velocidade da braçada a qual correspondia a FB próxima àquelas escolhidas em natação de meia-distância para homens (2,66 m/s) foi maior do que a registrada por Sharp et al. (26) de 1,6m/s. Entretanto, essas pesquisadores escolheram sua máxima velocidade de braçada baseados na velocidade de natação de 91,4 m de crawl (100 jardas crawl). Esta pequena duração de exercício-teste iria provavelmente requerer mais altos índices de resistência a fim de simular velocidade em natação a qual a natação no banco estivesse relacionada. Neste estudo a resistência foi baseada na FB próxima àquelas registradas por Craig & Pendergast (8) para 400m e registrada por Swaine and Relly (28) para 366m de prova (400 jardas).

Embora as respostas cardiovasculares ao exercício em nadadores treinados pudesse ser quantificada na água com natação no flume (4, 15, 23), tal aparato é caro e não facilmente disponível. Há também estudos que investigaram a resposta cardiopulmonar da natação na água (7), mas a coleta de gás expirado na água é difícil. Numerosas tentativas tem sido feitas a fim de quantificar as respostas cardiopulmonares no laboratório utilizando-se implementos para simular a braçada em um ciclo-ergômetro modificado (4, 12, 19). Embora Olbrecht e Clarys (20) demonstraram diferentes trajetórias de EMG quando usando o banco comparado com a natação propriamente dita, nadadores ficam mais confortáveis no banco do que em implementos outros, desde que isso envolva movimentos e uma postura com as quais estão mais familiarizados. É aceito que as respostas cardiopulmonares em nadadores é influenciada por tais fatores.

A mais notável adição aos dados apresentados por prévios autores de resposta cardiopulmonares ao exercício específico de ciclo-ergômetro específico para natação, é o pico de intensidade de exercício. Não havia registros prévios destes valores em testes de banco de natação. As valores registrados usando outros implementos mostraram valores mais baixos de modo significativo, mas foram verificados em indivíduos não altamente treinados em natação (21). A reprodutibilidade das mensurações de picos cardiopulmonares deste método compara-se bem com aqueles de esteira (27) e ciclo-ergômetro (3). A reprodutibilidade das mensurações das variáveis de exercício máximo como energia produzida durante o banco de natação não possui estudos prévios..

A habilidade de manipular precisamente intensidade de exercício usando o banco de natação pode providenciar dados a respeito de resposta cardiopulmonar ao exercício relativos ao trabalho mecânico desenvolvido por cada braço. Usando o banco de natação deste modo oferece mensuração direta da energia produzida em nadadores, o que pode ser usado no cálculo de valores como força crítica (18)foi previamente possível, apenas com o ciclo-ergômetro. Também, a determinação das relações de exercício submáximo com FC ou consumo de oxigênio versus a energia produzida em nadadores não foi possível anteriormente. As relações lineares demonstradas aqui são similares àquelas para outras formas de ergometria nas quais produção de energia foi quantificada (6, 9). Este método poderia fornecer investigações nos efeitos do treinamento físico sobre essas relações e poderia ser adaptado para permitir avaliações das respostas bioquímicas à natação simulada, como acúmulo de lactato sangüíneo.

 

 

Fonte: Flávio de Souza Castro


 

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