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ORIGINAL/ORIGINAL
Determinação do limiar anaeróbio
de pacientes com doença coronariana
em protocolos de exercício em esteira
Anaerobic threshold determination of patients with
coronary disease on treadmill protocol exercise
Flávia Cristina Rossi Caruso*
Mestranda em Fisioterapia Cardiovascular
pela Universidade Federal de São Carlos
(UFSCar)
São Carlos/SP
Ana Cristina Barroso Siqueira
Universidade Federal de São Carlos (UFSCar)
São Carlos/SP
Anielle Cristine Medeiros Takahashi
Docente do Departamento de Fisioterapia da
Universidade Federal de São Carlos
Luis Aparecido Milan
Universidade Federal de São Carlos (UFSCar)
São Carlos/SP
Aparecida Maria Catai
Docente do Departamento de Fisioterapia da
Universidade Federal de São Carlos
Audrey Borghi-Silva
Docente do Departamento de Fisioterapia
Cardiovascular
Universidade Federal de São Carlos (UFSCar)
São Carlos/SP
*Correspondências:
Universidade Federal de São Carlos
Laboratório de Fisioterapia Cardiopulmonar,
Departamento de Fisioterapia
Rodovia Washington Luis, Km 235
São Carlos – SP
CEP 13565-950
[email protected]
Sáude em Revista
Treinamento físico baseado no LA
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Resumo Os objetivos deste estudo foram determinar o limiar anaeróbio
por meio da frequência cardíaca e identificar a intensidade de esforço
correspondente ao limiar anaeróbio em coronariopatas. Métodos: A
amostra compôs-se de dez voluntários do sexo masculino com idade média
de 61±10 anos, os quais realizaram aquecimento prévio e, posteriormente,
um teste de exercício dinâmico com protocolo descontínuo em esteira,
com duração de seis minutos em cada velocidade, começando a uma
velocidade determinada por cada voluntário, com incrementos de 0,5
km/h até a identificação do limiar anaeróbio. A variabilidade da frequência
cardíaca foi registrada em todas as intensidades do exercício, e o limiar
anaeróbio, determinado pelo modelo semiparamétrico aplicado aos dados
da frequência cardíaca. Foram calculadas a frequência cardíaca média e a
variabilidade da frequência cardíaca por meio do índice RMSM. Resultados:
foram encontradas diferenças significativas para a média da frequência
cardíaca abaixo e acima do limiar anaeróbio (p<0,05). Para o índice RMSM
houve aumento significativo do valor de repouso quando comparado às
intensidades do exercício (p<0,05). Conclusão: a determinação do limiar
anaeróbio em protocolo descontínuo em esteira é um método factível, e as
intensidades 0,5 acima ou abaixo do limiar anaeróbio não acarretam em
alterações importantes na modulação autonômica da frequência cardíaca.
Palavras-chave exercício físico – reabilitação – frequência
cardíaca – limiar anaeróbio.
Abstract The objectives of this study were determine the anaerobic
threshold by heart rate and identify the exercise intensity corresponding
to anaerobic threshold in coronary artery disease. Methods: The sample
consisted of ten male volunteers with mean age 61 ± 10 years, who underwent
preheating and then a test protocol type discontinuous dynamic exercise on a
treadmill, lasting for six minutes at each speed, starting at a rate determined
by each volunteer, with increments of 0.5 km / h to identify the anaerobic
threshold. The heart rate variability was recorded in all exercise intensities,
and the anaerobic threshold, determined by the semiparametric model
applied to heart rate data. We calculated the average heart rate and heart rate
variability through the RMSM index. Results: Significant differences were
found for the values of heart rate below and above the anaerobic threshold
(p<0.05). For index RMSM significant increase in the value of rest compared
the intensities of exercise (p<0.05). Conclusion: The determination of
anaerobic threshold in discontinuous treadmill protocol is a feasible method
and the 0.5 intensities above or below the anaerobic threshold did not cause
major changes in autonomic modulation of heart rate.
Keywords physical exercise – rehabilitation – heart rate –
anaerobic threshold.
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Introdução
A reabilitação cardiovascular (RC)
pode ser considerada um ramo da cardiologia que é implementado com vistas a
otimizar tratamentos1,2, permitindo o restabelecimento do indivíduo de forma satisfatória, clínica, física, psicológica e laboral.
Dessa forma, a RC é conhecida como parte integrante do cuidado de pacientes com
doença cardiovascular1, sendo recomendada como útil e eficaz pela American Heart
Association (AHA) e American College
of Cardiology no tratamento de pacientes
com doença arterial coronariana3,4 e insuficiência cardíaca crônica5.
Sendo assim, um programa de treinamento físico adequado é fundamental na
reabilitação de portadores de coronariopatias, uma vez que o programa de atividade
física regular, em geral, reduz a morbidade e
mortalidade6 e melhora a qualidade de vida
desses indivíduos7,8. Em pacientes coronarianos ou portadores de fatores de risco, o
protocolo de treinamento ideal seria aquele que determinasse uma sobrecarga fisiológica do sistema cardiovascular realizado
acima dos valores basais nas atividades diárias, porém com predominância da atividade vagal protetora, proporcionando, assim,
melhora no condicionamento cardiovascular, reduzindo riscos e prevenindo hospitalizações9. Altas intensidades de exercício
podem conduzir à redução do desempenho
muscular, conhecida como fadiga10-14.
A importância da determinação do limiar anaeróbio (LA) está no fato de que
esse fenômeno fisiológico vem sendo muito utilizado na prescrição de atividades
físicas em várias condições clínicas. O LA
tem sido identificado por vários métodos,
sendo alguns invasivos, por exemplo, atra-
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vés da dosagem da concentração de lactato
sanguíneo durante o exercício físico, e por
meio das respostas das variáveis ventilatórias15 ou estudo da modulação autonômica
do coração16.
É sabido que, em altas intensidades de
esforço, o lactato e o pH sanguíneo aumentam significativamente, bem como reduzem a atividade parassimpática, podendo
prejudicar a oferta de oxigênio aos músculos esqueléticos e cardíaco, aumentando,
assim, os riscos cardiovasculares16.
Assim, protocolos de exercícios em esteira, são mais adequados, pois pode se realizar exercícios com grandes grupos musculares. Porém, protocolo de exercícios em
cicloergômetro, pode produzir em mais acidose e fadiga muscular localizada nos coronariopatas. Além disso, a esteira são reprodutíveis às atividades funcionais inerente ao
humano: a marcha17.
Muitos programas de treinamento físico têm enfatizado intensidades moderadas
de treinamento para essa população18-20.
Além disso, considerando que tais pacientes apresentam alta incidência de arritmias
ventriculares e morte súbita durante exercícios físicos18,21, são necessárias cautela e
segurança na realização destes.
Adicionalmente, os protocolos em cicloergômetro têm sido mais aplicados, considerando a aplicação de carga relativa mais
confiável, pois possibilitam que as medidas
da frequência cardíaca (FC) e pressão arterial (PA) e os registros eletrocardiográficos
sejam mais confiáveis. No entanto, pouco
é sabido sobre tais respostas em protocolos
em esteira.
Por essa razão, hipotetizamos que o
protocolo de exercício físico em esteira e
em diferentes intensidades para determinação do LA pode ser factível e não acarreta-
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ria em alteração das respostas autonômicas
cardíacas nos voluntários estudados.
Sendo assim, os objetivos do trabalho
foram determinar o LA por meio do comportamento da FC e identificar uma intensidade de esforço correspondente ao limiar
anaeróbio em voluntários com doença arterial coronariana.
Metodologia
Voluntários
Foram estudados dez voluntários do
sexo masculino, com idade média de 61±10
anos, que faziam parte do programa de reabilitação em fisioterapia cardiovascular
pela nossa instituição durante, pelo menos,
seis meses e com diagnóstico de doença arterial coronariana (DAC) determinada por
angiografia coronariana.
Os voluntários realizavam sessões de
treinamento individualizado, compostos
por um período de aquecimento em esteira (velocidade de 2,0 km/h) durante dez
minutos, exercício físico dinâmico em cicloergômetro ou esteira (velocidade média
3,0±0,5 km/h) em torno de vinte minutos
e, por fim, faziam desaquecimento composto por alongamento de músculos de
membros superiores e inferiores e relaxamento durante vinte minutos.
Os voluntários foram submetidos à anamnese (coleta dos dados pessoais, história
clínica atual e pregressa, antecedentes familiares para doenças cardiovasculares, hábitos de vida), exames complementares (triglicérides, colesterol total e frações LDL colesterol, HDL colesterol e VLDL colesterol,
urina tipo I, ácido úrico, creatinina, ureia,
hemograma completo e glicemia), avaliação
clínica e cardiovascular por meio do eletrocardiograma (ECG) de 12 derivações, assim
como o teste de esforço descontínuo em
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esteira. Voluntários com doença cardíaca
valvar, doença pulmonar obstrutiva crônica
(DPOC), fibrilação atrial e neuropatia diabética foram excluídos deste estudo.
Os participantes foram esclarecidos a
respeito da relevância do trabalho e dos
procedimentos experimentais, bem como
assinaram um termo de consentimento
formal, conforme as normas da Resolução
196/96 do Conselho Nacional de Saúde. A
pesquisa foi aprovada pelo Comitê de Ética
em Pesquisa sob o Parecer nº 109/2006.
Protocolo experimental
Protocolo I: Avaliação da variabilidade da
frequência cardíaca (VFC) em repouso
Inicialmente, todos os voluntários foram
estudados na posição supina durante dez minutos. Para a véspera e o dia do teste, cada
voluntário recebeu as seguintes orientações:
evitar consumo de bebidas estimulantes (chá,
café, bebidas alcoólicas, etc), não realizar atividade física, fazer refeições leves e ter uma
noite de sono adequada (pelo menos oito horas). Durante a coleta, os voluntários foram
orientados a não falar e não se movimentar.
Para a coleta de dados, os voluntários
foram monitorados pelo sistema de registro eletrocardiográfico MC5. Os registros
do ECG e da FC foram obtidos a partir de
um monitor de 1 canal (TC500 ECAFIX,
ECAFIX Ind. e Com. Ltda., São Paulo, SP,
Brasil) e processados por meio de um conversor analógico-digital La PC + (National
Instruments, Co., Austin, Texas, EUA), que
constitui uma interface entre o monitor
cardíaco e o microcomputador.
Protocolo II: Testes de exercício físico dinâmico descontínuo em esteira
O protocolo de exercício físico consistiu
das seguintes etapas:
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1. período de aquecimento por seis minutos antes de cada nível de exercício, com
velocidade confortável (2,5 km/h), que foi
determinada por cada voluntário;
2. período de seis minutos em cada intensidade;
3. período de recuperação por cinco
minutos.
Cada intensidade aplicada foi aumentada em 0,5 km/h até obter o LA do voluntário estudado.
O protocolo de exercício físico foi bem
tolerado por todos os participantes deste
estudo. Dessa forma, nenhum teste foi interrompido por sinal ou sintoma de desconforto por parte deles.
Foram obtidas a pressão arterial sistólica (PAS) e a pressão arterial diastólica
(PAD), a frequência respiratória, a saturação periférica de oxigênio (SpO2) e a sensação de esforço pela escala de Borg (0-10).
Adicionalmente, os registros dos iR-R foram obtidos por meio do Polar S810i em
todas as velocidades do protocolo na esteira
(Explorer Proaction - BH Fitness).
Entre os intervalos de esforço, foi permitido tempo suficiente para a recuperação da FC
e da PA aos níveis basais em repouso. Além
disso, o sinal eletrocardiográfico foi captado
durante todo o protocolo de exercício, com
objetivo de proporcionar segurança aos voluntários e verificar algum sinal que contraindicasse a continuidade do exercício físico.
Determinação do limiar anaeróbio com
base na FC
O teste ergométrico descontínuo foi
conduzido para avaliar a contribuição dos
componentes do sistema nervoso autonômico simpático e parassimpático, na melhoria da FC induzida pelo esforço físico
em uma ampla variação da velocidade aplicada à detecção do LA.
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Durante o período de recuperação de
cada velocidade, foram selecionados trechos entre 120-370 segundos dos dados de
FC, obtidos durante o exercício e analisados a partir de uma rotina específica desenvolvida para esse fim. Durante a fase de desestabilização que ocorreu na FC, a mesma
inclinação positiva foi identificada como
acima do LA, indicando, assim, predomínio da atividade simpática22.
Análise de dados
Os dados da FC foram obtidos batimento a batimento e processados para obter o LA usando um modelo matemático e
estatístico semiparamétrico de uma rotina
específica para esse propósito por meio do
aplicativo estatístico “SPLUS (versão 4.5
Professional Release 2 for Windows, 1998)”.
Os índices de VFC foram realizados
no domínio do tempo (DT) pelo índice
RMSM (raiz quadrada da somatória do
quadrado das diferenças dos valores individuais em relação ao valor médio dividido pelo número de iR-R em um período)
e pela média da FC expressa em batimento
por minuto (bpm).
O cálculo amostral foi realizado por
meio do desvio padrão da variável RMSM,
a qual apontou a necessidade de oito voluntários para um Power de 80%, com um de
0,05 (GraphPad StatMate 2 for Windows, versão 2.0, 2004). Adicionalmente, os resultados do presente estudo foram apresentados
como média ± desvio padrão da distribuição normal e mediana e intervalo interquartil quando mostrou distribuição não normal
dos dados. O teste de Friedman e post hoc
Dunn foi utilizado para comparar diferentes
intensidades. Valor de p<0,05 foi considerado estatisticamente significativo (GraphPad
Intat, versão 3.06, for Windows, 2003).
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Resultados
Todos os voluntários participaram do
programa de treinamento físico por um
período de 12±6 semanas. Dos dez voluntários avaliados, quatro realizaram atividade em esteira e seis em bicicleta, com
aquecimento em esteira. Além disso, a velocidade média utilizada estava abaixo da
velocidade obtida no LA, podendo, assim,
aumentar com segurança a velocidade. A
intensidade em que foi determinado o LA
correspondeu a 4,0±0,4 km/h, a qual foi estatisticamente diferente da intensidade de
treinamento prévio (3,0±0,5 km/h).
Os voluntários apresentavam fatores de
risco cardíaco e recebiam acompanhamento farmacológico (Tabela 1).
Tabela 1: Dados clínicos, antropométricos e medicação utilizada pelos voluntários estudados
DAC (n=10)
Idade (anos)
61±10
Massa Corporal (kg)
78±12
Estatura (cm)
166±7
IMC (kg/m )
28±3
Semanas durante o programa de
treinamento físico
12±6
2
Fatores de risco cardíaco, n
Hipertensão arterial sistêmica
Diabetes mellitus
Tabagistas
Tabagismo prévio
Dislipidemia
Obesidade (IMC > 30 kg/m2)
Medicamentos
Aspirina
β-bloqueador
Diuréticos
Inibidor de enzima conversora de
angiotensina
Nitratos
2
1
0
3
5
2
4
4
2
5
2
Valores em Média ± DP. Definição de abreviatura: IMC = índice
de massa corpórea.
Figura 1A: Valores de frequência cardíaca média em batimentos por minuto durante o repouso e treinamento físico, nas velocidades abaixo do limiar anaeróbio, no limiar anaeróbio e acima do limiar anaeróbio.
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Conforme ilustrado na Figura 1A, em todas as intensidades houve diferenças significativas quando comparadas ao repouso (p<0,05). Observamos também diferenças significativas nos valores da FC média nas velocidades abaixo e acima do LA (p<0,05).
Além disso, o índice de RMSM (Figura 1B) houve diferença significativa em diferentes
intensidades do treinamento físico (0,5 km/h abaixo do LA, no LA e 0,5 acima do LA)
quando comparadas somente ao repouso (p<0,05).
Figura 1B: Valores de RMSM dos intervalos R-R em milissegundos em repouso durante treinamento físico,
nas velocidades abaixo do limiar anaeróbio, no limiar anaeróbio e acima do limiar anaeróbio
Discussão
Os principais achados do presente estudo foram os seguintes: o limiar anaeróbio
foi determinado em todos os voluntários
pelo modelo matemático proposto, sendo
possível identificar a velocidade média de
4,0±0,4 km/h como a intensidade ideal de
treinamento neste grupo estudado; o método proposto foi útil na readaptação do
protocolo de fisioterapia cardiovascular a
partir do limiar anaeróbio.
Observamos, ainda, que vários de nossos voluntários utilizavam o cicloergôme22
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tro associado ou de forma isolada em nosso
programa de reabilitação. Nesse contexto,
considerando o exercício físico em esteira
de extrema importância nos programas de
treinamento físico para atividades que envolvem grandes grupos musculares, exigindo deles maior demanda metabólica, optamos por realizar o estudo com o exercício
dinâmico descontínuo em esteira e, assim,
verificar a possibilidade de detectar o LA
nesse equipamento.
Nesse sentido, foi possível constatar
que a FC apresentou diferenças significativas abaixo e acima do LA, diferentemente
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de estudos prévios de, nos quais não foram
encontradas tais respostas em protocolos
de cicloergômetro nessa população22.
No presente estudo, a amostra, heterogênea em relação aos fatores de risco e
medicamentos utilizados, foi composta de
voluntários submetidos a um programa
de fisioterapia cardiovascular. Desta forma, alguns fatores de risco podem alterar
a VFC, por exemplo, o envelhecimento, a
obesidade23, a presença de doenças como
diabetes24 e hipertensão arterial sistêmica25, além da atividade física regular26. Os
voluntários estudados apresentavam idade
média de 61±10. Segundo Zulfigar et al,27 o
envelhecimento leva à alteração no balanço
autonômico do coração, predominando a
atividade simpática.
Outro fator que influencia a VFC é a
mudança postural. Na condição de repouso,
ambos os sistemas, simpático e parassimpático, estão tonicamente ativos, com predominância dos efeitos da estimulação vagal.
Neste trabalho, observamos que os voluntários apresentaram maior variabilidade
da frequência cardíaca em repouso. Sendo
assim, a FC de repouso é influenciada por
diversos fatores, como idade, características
genéticas, antropométricas (massa corporal e estatura), idade, gênero, fatores hormonais, emocionais, nível de aptidão física,
estado de saúde e uso de medicamentos27.
Em indivíduos idosos, a VFC pode ser
considerada um importante biomarcador
de envelhecimento, a sua redução com a
idade aumenta o risco de morbidade e doenças cardiovasculares. Além disso, ocorrem alterações no sistema cardiovascular
de pessoas idosas, como alterações estruturais e funcionais dos tecidos do sistema de
condução cardíaca, bem como aumento da
rigidez miocárdica, o que prejudica o en-
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chimento ventricular que irá refletir a hemodinâmica do indivíduo28,29.
Em 2009, Milic e colaboradores observaram que, na hipertensão, os mecanismos
de regulação mediada por pressorreceptores são menos sensíveis e, portanto, há um
número menor de potenciais de ação por
mmHg deprimindo a oscilação da PA e da
FC30.
Dessa forma, por meio da análise da
VFC é possível identificar mudanças no
padrão de resposta do sistema autonômico cardíaco, como o aumento da descarga
simpática do sistema cardiovascular que
ocorre a partir do ponto de transição do
metabolismo aeróbio-anaeróbio, também
denominado limiar da variabilidade da frequência cardíaca17.
Adicionalmente, a determinação do LA
pela VFC durante o teste de exercício tem
sido utilizada como forma de prescrição da
intensidade de treinamento segura e controlada, tanto na população saudável como
em portadores de doenças cardiorrespiratórias crônicas17,22.
Outro aspecto relevante do LA determinado pela FC é a facilidade de sua aquisição
por meio de equipamentos de baixo custo.
Nesse sentido, em nosso estudo, o protocolo de treinamento foi baseado em velocidades próximas ao LA, uma vez que, a
partir disso, há perda da condição de equilíbrio dinâmico, em que a produção de ácido
láctico torna-se maior do que a conversão,
resultando em uma alteração do equilíbrio
ácido-base com consequente acidose metabólica.
Assim, a detecção do LA e a avaliação
da modulação do balanço simpato-vagal
sobre o nodo sinusal, em repouso e em diferentes intensidades do exercício, podem
permitir a estratificação de risco em dife-
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rentes populações, possibilitando uma adequada intervenção preventiva e/ou curativa
pela fisioterapia.
Conclusão
dades para determinação do LA foi factível
em todos os voluntários estudados e que
nas intensidades abaixo e acima do LA ocasionou em respostas autonômicas da FC
semelhantes, sendo, portanto, aplicável em
coronariopatas.
Concluímos a partir de nossos achados que
o teste de esforço físico em diferentes intensiREFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Submetido: 28/03/2011
Aprovado: 05/09/2011
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