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Title: Comparação do desempenho cardiopulmonar, metabólico, da cinética de oxigênio e da ventilação de mulheres obesas durante testes de esforço cardiopulmonar em esteira e bicicleta ergométrica
Authors: Cruz, Nicole Soares Oliver
Keywords: Obesidade;Teste de esforço cardiopulmonar;Consumo de oxigênio;Cinética do VO2;Cinética da VE;Intensidade de exercício moderada;Exercício de intensidade pesada
Issue Date: 26-Apr-2018
Citation: CRUZ, Nicole Soares Oliver. Comparação do desempenho cardiopulmonar, metabólico, da cinética de oxigênio e da ventilação de mulheres obesas durante testes de esforço cardiopulmonar em esteira e bicicleta ergométrica. 2018. 140f. Tese (Doutorado em Fisioterapia) - Centro de Ciências da Saúde, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2018.
Abstract: Introduction: Maximum cardiopulmonary exercise tests (CPX) performed on a bicycle or treadmill objectively measure functional capacity and quantify exercise limitation. In these tests, the analysis of peak oxygen consumption (VO2PICO) and ventilatory threshold (VT) are useful measures to evaluate cardiorespiratory performance in several populations. Several exercise protocols using a bicycle or treadmill are used for performance evaluation, however, for obese individuals, it is not known which of the ergometers leads to greater physical exhaustion, which better evaluates the physical performance of these subjects and is even more acceptably accepted by these individuals. Moreover, for this population, less is known about the behavior of oxygen kinetics and ventilation, i.e. its rate of increase (VO2 and VE kinetics) and the understanding of energy systems during an exercise using different types of exercise (cycling x pedaling). Objectives: To compare the cardiorespiratory, metabolic performance, oxygen kinetics and ventilation of obese women during cardiopulmonary exercise tests using a conventional treadmill and ergometric bicycle through incremental ramp protocols and constant load tests at two different exercise intensities. Materials and Methods: The sample consisted of 40 obese volunteers, based on sample calculations, randomized into two groups of 20 obese individuals, each of whom performed treadmill or bicycle CPX. We assessed the clinical, anthropometric and adiposity (weight, height, BMI-body mass index, BAI-body adiposity index, WBC-waist-hip ratio, HC-hip circumference, WC- waist circumference, NC- neck circumference) and spirometry (FVC-forced vital capacity, FEV1 -forced expiratory volume in the 1st second, PEF-peak expiratory flow, MVV-maximum voluntary ventilation). In both tests, ventilatory measures (VE-ventilation per minute, VE/VO2-ventilatory equivalent of oxygen, VE/VCO2-ventilatory equivalent of carbon dioxide, RER-gas exchange ratio) and metabolic (VO2-consumption of oxygen, VCO2-carbon dioxide production) of breath-by-breaths with respiratory gases (Cortex-Biophysik-Metamax3B), in addition to the variables of effort perception (fatigue and dyspnea - Borg6-20 ), HRmax (maximum heart rate) and systolic and diastolic blood pressures. Continuing with the evaluation protocol, 30 obese performed two constant load tests with different intensities (25% <VT and 25%> VT), with a 30-minute rest between the tests, to evaluate oxygen kinetics and ventilation. In these, measurements of the kinetics were taken as the time delay (TD), rate of increase (τ) of VO2 and VT and amplitude (A). Sigma Plot 11.0 software for kinetic analysis and Statistic 10.0 software were used for the statistical analysis of the other outcomes, with a significance level of 5% being assigned to test the hypotheses. Results: The studied sample presented a high degree of obesity (BMI = 43.5± 6.6 kg/m², but without ventilatory disorders.) Both groups presented homogeneity in relation to their anthropometric and ventilatory characteristics. During incremental CPX, the obese women in the treadmill group (TG) had the highest cardiopulmonary and metabolic response seen by VO2peak (18.1±3.3 ml/kg/min x 12.2±2.1 ml/kg/min) and VEpeak (62.9±13.5L x 42.1±8.3L), with p <0.05. However, it was the same group that interrupted CPX earlier (153.4s), and with a lower ventilatory reserve (42.3±19.4L x 58.7±27.1L) when compared to the bicycle group (BG). Correlations between the anthropometric measurements and the performance variables between the groups, observed that only the TG had the final performance of the test influenced by the anthropometric measures as weight r= -0.56, p=0.01) and BMI (r= -0.55, p=0.02). Analyzing oxygen kinetics and ventilation, (p<0.05) for the VO2 stable state (VO2SS), where the TG presented an increase in VO2SS in relation to BG (TG= 1.144 L/min, BG= 0.905 L/min; p<0.05). In the above VT test, we observed an additional ventilatory component (SLVE) for the obese women of the TG (TG= 10.0 L.min-1, BG= 5.2L.min-1; p = 0.02). Conclusion: In our study, it was evident in our sample that obesity seems to influence the test performed on a treadmill more negatively, causing obese women to stop this test earlier, requiring a higher oxygen consumption and a ventilatory response to complete the exercise. For oxygen kinetics and ventilation, apparently the type of exercise performed did not influence the response of the VO2 and VE curve when exercise was performed below VT. However, for the above VT test, an additional ventilatory component (SLVE) was required so that the obese could finish the activity, suggesting that this activity becomes more difficult for this population.
Portuguese Abstract: Introdução: Testes de esforço cardiopulmonar máximo (TECP) realizados em bicicleta ou esteira ergométrica medem de forma objetiva a capacidade funcional e quantificam a limitação ao exercício. Nestes testes, a análise do consumo de oxigênio no pico da atividade (VO2PICO) e do limiar ventilatório (LV), são medidas úteis para avaliar o desempenho cardiorrespiratório em diversas populações. Diversos protocolos de exercício utilizando bicicleta ou esteira ergométrica são usados para avaliação do desempenho, entretanto, para indivíduos obesos, não se sabe qual dos ergômetros promove maior desgaste físico, qual melhor avalia a performance física destes sujeitos e ainda possui maior aceitabilidade por esses indivíduos. Além disso, para esta população, pouco ainda é conhecido sobre o comportamento da cinética de oxigênio e da ventilação, ou seja, sua taxa de incremento (ͲVO2 e ͲVE) e o entendimento dos sistemas de energia durante o esforço utilizando diferentes tipos de exercício (caminhada x ciclismo). Objetivos: comparar o desempenho cardiorrespiratório, metabólico, a cinética de oxigênio e da ventilação de mulheres obesas durante testes de esforço cardiopulmonar utilizando esteira convencional e bicicleta ergométrica por meio de protocolos incrementais de rampa e de testes de carga constante em duas diferentes intensidades de exercício. Materiais e Método: A amostra foi composta por 40 obesas voluntárias, baseado em cálculo amostral, randomizadas em dois grupos de 20 obesas cada que realizaram TECP em esteira ou bicicleta. Foi realizada avaliação clínica, antropométrica e de adiposidade (Peso, Altura, IMC-índice de massa corporal, IAC-índice de adiposidade corporal, RCQ-relação cintura-quadril, CQ-circunferência quadril, CC-circunferência cintura, CP-circunferência pescoço) e espirométrica (CVFcapacidade vital forçada, VEF1-volume expiratório forçado no 1° segundo, PFE-pico de fluxo expiratório, VVM-ventilação voluntária máxima). Em ambos os testes foram tomadas as medidas ventilatórias (VE-ventilação por minuto, VE/VO2-equivalente ventilatório de oxigênio, VE/VCO2-equivalente ventilatório de dióxido de carbono, RER-razão de troca gasosa) e metabólicas (VO2-consumo de oxigênio, VCO2-produção de dióxido de carbono) dos gases expirados (breath-by-breath) com sistema de análise de gases respiratórios (CortexBiophysik-Metamax3B), além das variáveis de percepção de esforço (fadiga e dispneia – Borg6- 20), de FCmax (Frequência cardíaca máxima) e pressões arterial sistólica e diastólica. Prosseguindo com o protocolo de avaliação, em um segundo momento, 30 obesas realizaram dois testes de carga constante com intensidades distintas (25%< LV e 25% > LV), com descanso de 30 minutos entre os testes, para avaliação da cinética de oxigênio e da ventilação. Nestes, foram tomadas as medidas da cinética como o tempo de atraso(TA), taxa de incremento (Ͳ) do VO2 e VE e amplitude (A). Foi utilizado o software Sigma Plot 11.0 para análise da cinética e o software Statistic 10.0 para a análise estatística dos demais desfechos, sendo atribuído um nível de significância de 5% para testar as hipóteses. Resultados: a amostra estudada apresentou alto grau de obesidade (IMC= 43,5±6,6kg/m², porém sem distúrbios ventilatórios presentes. Ambos os grupos apresentaram homogeneidade com relação as suas características antropométricas e ventilatórias. Durante TECP incremental, foram as obesas do grupo esteira (GE) que possuíam maior resposta cardiopulmonar e metabólica vista pelo VO2pico (18,1±3,3ml/kg/min x 12,2±2,1 ml/kg/min) e VEpico (62,9±13,5L x 42,1±8,3L) com p<0,05. Entretanto, foi este mesmo grupo que interrompeu o TECP mais precocemente (153,4s), e com uma menor reserva ventilatória (42,3±19,4L x 58,7±27,1L) quando comparado ao grupo bicicleta (GB). Correlações existentes entre as medidas antropométricas com as variáveis de desempenho entre os grupos, observou que apenas o GE teve o desempenho final do teste influenciado pelas medidas antropométricas como peso (r=-0,56, p=0,01) e IMC (r=-0,55, p=0,02). Analisando a cinética de oxigênio e da ventilação, em teste infra limiar, foi encontrada diferença (p<0.05) para o VO2 estado estável(VO2SS), onde o GE apresentou aumento do VO2SS em relação ao GB (GE=1.144L/min, GB=0.905L/min; p<0.05). Já no teste supra LV, observamos um maior componente lento da VE (CLVE) para as obesas do GE (GE=10.0L.min1 , GB=5,2L.min-1 ; p=0.02). Conclusão: em TECP ficou evidente em nossa amostra que a obesidade parece influenciar mais negativamente o teste realizado em esteira, fazendo com que as obesas interrompam este teste mais precocemente, necessitando de um maior consumo de oxigênio e resposta ventilatória para finalizar o exercício. Para a cinética de oxigênio e da ventilação, aparentemente o tipo de exercício realizado não influenciou a resposta da curva de VO2 e VE quando o exercício foi realizado infra LV. Entretanto, para o teste supra LV, um adicional componente ventilatório (CLVE) foi necessário para que as obesas conseguissem finalizar a atividade, sugerindo que esta atividade torna-se mais difícil para esta população.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25911
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