| 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 |
