Caracterização da altimetria e frequência cardíaca em

Revista Ciencia & Inovação - FAM - V.3, N.1 - SET - 2016

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Caracterização da altimetria e frequência cardíacaem diferentes intensidades na pista do

Jardim Botânico de Americana/SPJulio Cesar FadiniGraduado em Educação Física pela Faculdade de Americana - FAM

Resumo O objetivo deste trabalho foi caracterizar a altimetria e frequência cardíaca em diferentes intensidades na pista do Jardim Botânico Municipal de Americana/SP. As coletas foram realizadas por um indivíduo saudável do gênero masculino (25 anos, 1,75m, 86 kg, 16,1% de gordura; VO2máx = 41,1 ml/kg/min-1, Limiar Anaeróbio = 10 km/h-1, FClimiar = 155 bpm-1 , FCmáxima = 186 bpm-1; FCrepouso = 56 bpm-1) que praticava atividade física vigorosa durante 150 minutos por semana com frequência de 4 sessões semanais.Para coleta dos dados foram realizadas 8 sessões de treino, 2 por semana, com intervalo de 48 horas entre as mesmas. Para cada intensidade realizada na pista (6, 8, 10 e 12 km/h) o estudo contou com amostra de 8 voltas completas analisadas, totalizando 32 voltas de 1200 metros (volume de 38400 metros) na pista. Os dados da frequência cardíaca (FC) foram obtidos por meio

do monitor de frequência cardíaca Polar RS800CX®.A distância percorrida e altimetria foram monitoradas pelo Sensor de GPS Polar G5®. Utilizou-se média e desvio padrão (DP), verificando normalidade e ANOVA – One Way para diferença entre médias, com P ≤ 0,05. Os resultados demonstraram que o ponto de maior altitude da pista ocorre no intervalo dos 700 aos 800 metros e menor dos 100 aos 200 metros. Nas velocidades de 6 e 8km/h foram encontradas diferenças significativas em intervalos de 100 metros no início (0-400m) e meio da pista (700-900m), enquanto que para 10 e 12 km/h somente no início (100 a 400m), demonstrando que em maiores velocidades, apesar da variação da altimetria, a frequência cardíaca tende a encontrar seu platô e manter estado de equilíbrio.

Palavras-chave: frequência cardíaca; altimetria; treinamento aeróbio.

Tiago Volpi BrazMestre em Educação Física pela UNIMEP, professor do curso de graduação de Educação Física da Faculdade de Americana - FAM

IntroduçãoO estudo das características de locais de práticas esportivas tem sido importante para aumentar a qualidade da prescrição dos exercícios físicos, já que os profissionais poderão considerar diferentes informações para adequação da prática da sessão de treinamento. Academias ar livre e parques municipais são constantemente utilizados pela gestão pública como forma de ofertar locais de práticas esportivas para a população, porém, em sua maioria das vezes, sem a devida orientação e monitoramento por parte do profissional de Educação Física (QUEIROZ et al., 2013).

Em Americana/SP, um dos principais locais para a prática esportiva de caminhadas e corridas é o jardim botânico municipal. O local conta com uma pista com demarcações a cada 100 metros e distância total de 1200 metros, funcionando no período matutino, vespertino e noturno. É um dos pontos turísticos da cidade e possui volume de mais de 3000 pessoas por semana, (PMA, 2015), seja pela prática de atividade

física, lazer ou visitação ao local. Porém, a pista localiza-se em uma área com elevada variação de terreno (declives e aclives). Isto, de acordo com Buchheit et al. (2014), cria uma condição de variabilidade de intensidade para exercícios de caminhada/corrida, já que inclinações, declives e aclives tendem a modificar o comportamento de variáveis fisiológicas durante os exercícios (ACHTEN; JEUKENDRUP, 2003), tais como a frequência cardíaca (FC) do exercício, sensação subjetiva de esforço (BORRESEN; LAMBERT, 2008), fibras musculares recrutadas e percentual de consumo máximo de O2 (DAANEN et al., 2012).

Por exemplo, no caso prescrição do exercício contínuo aeróbio para um portador de diabetes mellitus tipo 2 sedentário com sobrepeso, tendo em vista a redução da glicemia e manutenção do estado de equilíbrio fisiológico, submetê-lo a mesma velocidade (ex: caminhada à 7 km/h) durante os 1200 metros na pista com aclive e declive poderia implicar em problemas práticos como elevação abrupta da intensidade do exercício, ultrapassando limites do limiar anaeróbio com posterior estimulação da atividade adrenérgica e


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liberação de hormônios hiperglicemiantes (SILVA et al., 2005), situação não favorável no início de um programa de treinos para o exemplo citado (ASANO et al., 2014).

Desta forma, seria interessante por parte dos profissionais de educação física o conhecimento das características da pista, assim como apresentar a relação desta variabilidade com parâmetros fisiológicos. Neste sentido, a frequência cardíaca surge como um método simples, válido e de fácil acesso para prescrição do exercício aeróbio (PLEWS et al., 2013). Em situação real de atuação populacional durante estudo com 1030 voluntários em um parque em SP o principal método de prescrição da intensidade da caminhada era a frequência cardíaca de esforço (QUEIROZ et al., 2013), demonstrando sua validade ecológica. Assim, o objetivo deste trabalho foi caracterizar a altimetria e frequência cardíaca em diferentes intensidades na pista do Jardim Botânico Municipal de Americana/SP.

MétodosA presente pesquisa caracteriza-se como um estudo de caso descritivo sob abordagem transversal, já que se buscou verificar o comportamento da altimetria e frequência cardíaca em diferentes intensidades de exercício aeróbio (6, 8, 10 e 12 km/h). Trata-se de uma forma de pesquisa em que um único caso é estudado em profundidade para alcançar uma compreensão maior sobre outros casos semelhantes (PLEWS et al., 2013). Esta pesquisa obedeceu à Resolução 196/96 do Conselho Nacional de Saúde conforme diretrizes e normas regulamentadoras de pesquisas envolvendo seres humanos.

PROCEDIMENTOS

As coletas foram realizadas por um indivíduo saudável do gênero masculino (25 anos, 1,75m, 86 kg, 16,1% de gordura; VO2máx = 41,1 ml/kg/min-1, Limiar Anaeróbio = 10 km/h-1, FClimiar = 155 bpm-1 , FCmáxima = 186 bpm-1; FCrepouso = 56 bpm-1) que praticava atividade física vigorosa durante 150 minutos por semana com frequência de

4 sessões semanais. O sujeito possuía experiência de 3 anos de treinamento em corrida ou caminhada, sendo que as intensidades propostas no estudo (6, 8, 10 e 12 km/h) faziam parte da rotina das sessões de treinamento do mesmo. Além disto, também conhecia a pista do jardim botânico municipal de Americana/SP e já realizava treinos há pelos 12 meses no local (figura 1).

A pista do jardim botânico municipal de Americana/SP possui uma distância de 1200 metros e demarcações a cada 100 metros. Estes intervalos foram utilizados para apresentação dos resultados e controle das sessões de treinamento (0-100m, 100-200m, 200-300m, 300-400m, 400-500m, 500-600m, 600-700m, 700-800m, 800-900m, 900-1000m, 1000-1100m, 1100-1200m). Para coleta dos dados foram realizadas 8 sessões de treino, 2 por semana, com intervalo de 48 horas entre as mesmas.Portanto, para cada intensidade realizada na pista (6, 8, 10 e 12 km/h) o estudo contou com amostra de 8 voltas completas analisadas, totalizando 32 voltas de 1200 metros (volume de 38400 metros) na pista do jardim botânico municipal de Americana/SP. A sequência das voltas completas nas sessões de treinamento foram:

Semana 1 = Sessão 1 e 2 (56 minutos); 4 repetições de 1200 metros em 12 minutos (1 volta) à 6 km/h com 2 minutos de recuperação passiva.




Figura 1: Estrutura da pista analisada no presente estudo e sua distribuição da distância em cada 100 metros.

Fonte: Adaptado do sftware Google Earth Maps.Data da imagem: 20/04/2016;Altitude do ponto de visão: 1,12 Km; Latitude = 22° 45’.85”S e Longitude = 47° 2’13.65”O


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Na figura 1, pode ser visualizado o tempo acumulado nas diferentes intensidades em relação a distância acumulada na pista analisada. As parciais a cada 100 metros da pista foi de 1 minuto, 45 segundos, 35 segundos e 30 segundos em relação as velocidades de 6, 8, 10 e 12 km/h, respectivamente. Para controlar a velocidade das voltas o sujeito usava as parciais dos 100 metros para determinar o ritmo da caminhada/ corrida. Antes do início da sessão e após o aquecimento o sujeito realizava 3 estímulos de 100 metros para ajustar a velocidade em que iria realizar as repetições de 1200 metros (1 volta). O aquecimento de todas as sessões consistia em corrida contínua de 3 minutos a 70 a 80% da frequência cardíaca máxima seguido de 6 repetições com 30 segundos de alongamento estático ativo (extensão e flexão de joelho, abdução e flexão de quadril, extensão tronco e dorsiflexão do tornozelo) com descanso de 1 minuto da 3ª para 4ª repetição, totalizando 7 minutos de aquecimento.

Tendo em vista padronização da coleta e influência ciclo circadiano, todas as sessões foram realizadas no período da manhã, das 11:00 às 12:00h, portanto, sempre no mesmo horário do dia. Foi realizado monitoramento da temperatura e umidade relativa do ar para todas as sessões (variação de 27ºC/29°C e 45%/52%, respectivamente). Antes do início das sessões, o sujeito foi questionado sobre a ocorrência de uma noite normal de sono, bem como, era orientado a não realizar exercícios e ingerir bebidas alcoólicas e/ou estimulantes 24 horas antes do dia das sessões, realizando uma refeição leve duas horas antes do início das sessões de treino.

Os dados da frequência cardíaca (FC) foram obtidos por meio do monitor de frequência cardíaca Polar RS800CX® (Polar Electro, OY, Kempele, Finlândia). A frequência de amostragem do monitor foi ajustada para registro do batimento cardíaco a cada 2 segundos. Os intervalos de batimentos gravados foram transferidos por meio de uma interface para um computador compatível, responsável pelo armazenamento e processamento dos sinais. A distância percorrida e

altimetria foram monitoradas pelo Sensor de GPS Polar G5®. Foram respeitados todos os procedimentos de calibração propostos no manual de utilizador do produto. O tratamento dos dados foi realizado no software Polar Pro Trainer 5® (Polar Electro, OY, Kempele, Finlândia) e posteriormente em planilhas do software Excel (Microsoft Corporation, Redmond, WA). No software Polar Pro Trainer 5® foi realizada uma inspeção visual da distribuição dos batimentos cardíacos e em seguida, para eliminar possíveis trechos com “spikes” (batimentos fora do padrão da amostra) foi utilizado filtro de potência fraca com zona mínima de proteção de 6 batimentos.

ANÁLISE ESTATÍSTICA

Todos os dados foram reportados pela média e desvio padrão (DP) da média. A normalidade foi verificada utilizando o teste de Shapiro-Wilk e homocedasticidade pelo teste de Levene. Em seguida, foi realizada análise de variância de um fator (ANOVA – One Way), com medidas repetidas para a comparação de todas as variáveis entre intervalos da distância a cada 100 metros e frequência cardíaca. Quando necessário, foi empregado o Post Hoc de Tukey para comparações múltiplas. O índice de significância adotado foi de P ≤ 0,05.

Resultados A monitorização da intensidade nas velocidades 6, 8, 10 e 12 km/h foi descrita pela frequência cardíaca a cada intervalo de 100 metros na pista do jardim botânico municipal de Americana/SP (tabela 1 e figura 4), bem como, a relação da distância acumulada com altimetria da pista (figura 3).

O intervalo de maior altitude da pista ocorre dos 700 aos 800 metros (altura máxima = 597 metros) e menor dos 100 aos 200 metros (altura mínima = 586 metros), demonstrando uma variação de altitude de 11 metros. Pode-se perceber que a altitude da pista varia durante os intervalos de 100 metros. No percurso de 1200 metros, o trecho da pista com menor altitude situa-se do início até os 400 metros. Em seguida, há uma região acentuada por aclive dos 500 até os 800 metros. Na tabela 1 pode ser verificada a média e desvio padrão da frequência cardíaca nas diferentes intensidades utilizadas nos intervalos de 100 metros.

Foram encontrados resultados significativos (p<0,05) na comparação de 100-200m e 200-300m, 700-800m e 800-900m para 6 km/h e 8km/h, respectivamente. Em 8km/h, também para comparação do intervalo 0-100m com 100-200m. Na intensidade de 10 km/h houve diferença significativa (p<0,05) para 0-100m e 100-200m, 100-200m e 200-300m bem como 200-300m e 300-400m. Já para 12 km/h foi encontrada diferença significativa apenas para 0-100m e 100-200m.

Figura 2: Tempo Acumulado nas diferentes intensidades em relação a distância acumulada na pista analisada

Legenda: ‘ = minutos; “ = segundos


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Estes resultados permitem afirmar que depois dos 300 metros da pista não há variação no comportamento da frequência cardíaca para as velocidades de 10 e 12 km/h, diferentemente de 6km/h e 8km/h, com variação no intervalo 700-800m à 800-900m. Outro ponto a ser destacado é que a frequência cardíaca no início do exercício (0-300m) apresenta diferenças significativas para todas velocidades controladas. O comportamento da frequência cardíaca em relação a distância acumulada durante as voltas nas intensidades de 6 km/h, 8 km/h, 10 km/h e 12 km/h podem ser observadas na figura 4.

Com exceção dos intervalos 0-100m a 100-200m, 100-200m a 200-300m e 200-300m e 300m-400m na comparação das velocidades de 8 km/h e 10 km/h, a nova oneway demonstrou diferenças significativas (p<0,05) para todas as outras comparações de intervalos entre as velocidades analisadas (6, 8, 10 e 12 km/h).

Figura 4. Comparação do comportamento da frequência cardíaca em relação acumulada durante voltas nas velocidades de 6km/h,

8 km/h, 10 km/h e 12 km/h.

Figura 3: Relação da distância acumulada com alimetria da pista do jardim botânico municipal de Americana/SP

Tabela 1: Média e desvio padrão da frequência cardíaca nas diferentes intensidades utilizadas nos intervalos de 100 metros do Jardim Botânico Municipal de Americana/SP


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DiscussãoConsiderando os resultados do presente trabalho foi possível caracterizar a altimetria e frequência cardíaca em diferentes intensidades na pista do Jardim Botânico Municipal de Americana/SP. Em principal, foi demonstrado que o ponto de maior altitude da pista ocorre no intervalo dos 700 aos 800 metros e menor dos 100 aos 200 metros (figura 3). Esta variação de altitude interfere na frequência cardíaca quando mantida uma velocidade constante nas intensidades de 6, 8, 10 e 12 km/h. Para 6 e 8 km/h a variação ocorre no início e meio da pista, enquanto que 10 e 12 km/h somente nos intervalos iniciais da pista (tabela 1).

A relação da caminhada/corrida em declives/ aclives com a variação da intensidade do esforço está bem consolidada (ACHTEN; JEUKENDRUP, 2003). Diversos protocolos ergométricos de avaliação cardiopulmonar utilizam-se da inclinação em esteira para aumentar a solicitação fisiológica do exercício contínuo ou intermitente, sem necessariamente, aumentar a velocidade do estímulo (DAANEN et al., 2012). O exercício aeróbio em aclive promove maior recrutamento de unidades motoras no músculo esquelético, aumenta o gasto energético e promove mais adaptações de caráter neuromuscular quando comparado a terrenos sem variação de altitude (LAMBERTS et al., 2011). A angulação das passadas é diferente, modificando vetores das ações articulares e consequente incremento da solicitação mecânica do complexo músculo-tendão-articulação. Em aclive gera-se uma sobrecarga na articulação do tornozelo, no momento de empurrar, ao longodo eixo vertical do movimento, ocorrendo o encurtamento da passada com inclinação do tronco a frente do centro de gravidade (PINNINGTON et al., 2005). Esta maior solicitação mecânica e energética também implica no aumento da demanda do sistema cardiovascular durante o exercício, fato ligado ao comportamento elevado da frequência cardíaca em intervalos da pista com maior altitude, casos de 100-200 metros e 700-800 metros (figura 3).

Da mesma forma, a frequência cardíaca é dependente da intensidade de exercício utilizada (figura 4). Os maiores valores foram encontrados para as velocidades de 10 e 12 km/h, independente do intervalo da pista considerado. Isto pode ser explicado pelo maior aporte de O2 necessário aos músculos, débito cardíaco, necessidade de elevação do fluxo sanguíneo e manutenção da solicitação energética no organismo (VESTERINEN et al., 2014). Interessante perceber que apesar das velocidades serem diferentes (8 e 10 km/h) o comportamento inicial (0-300 metros) da frequência cardíaca não apresentou diferença significativa (figura 4). Em velocidades acima do limiar anaeróbio, caso dos 12 km/h para o voluntário da pesquisa, a estimulação simpática ocorre em menos tempo, já que o débito cardíaco necessário ao exercício é maior havendo a necessidade de elevação da força de contração do miocárdio bem como da frequência cardíaca (PLEWS et al., 2013).

As 2 intensidades de trabalho (8 e 10 km/h) estão próximas do limiar anaeróbio do sujeito analisado (10 km/h). Pelo tempo controlado, 300 metros à 8 km/h foram realizados em 2’15” e 10 km/h à 1’45”. Esta duração de exercício aeróbio próximo do limiar parece ser o bastante para aumento das catecolaminas circulantes no sangue (BUCHHEIT et al., 2010), o que pode ser explicado pela atuação do sistema nervoso simpático (controle extrínseco da frequência cardíaca) em exercícios aeróbios progressivos (BOSQUET; GAMELIN; BERTHOIN, 2007).A frequência cardíaca aumenta primeiramente por causa da supressão do tônus vagal, com aumentos subsequentes por causa da ativação simpática (BUCHHEIT, 2014)

Neste sentido, Bilman (2013) descreve que a gradual retirada vagal (parassimpática)pode ocorrer em exercícios do tipo 1 série de 1200m x 6, 8 e 10 km/h antes de atingir o limiar da variabilidade da frequência cardíaca (LiVFC). Posteriormente ao LiVFC, ocorre um aumento acentuado da atividade simpática, o que resulta no aumento da atividade glicolítica, e, consequentemente, no aumento da produção de CO2 e hiperventilação, condições observadas na transição do predomínio aeróbio-anaeróbio (VESTERINEN et al., 2014). Como 8 e 10 km/h representavam intensidades com predomínio aeróbio (≤ Limiar Anaeróbio) era de se esperar comportamento parecido, devido ao início da ativação do sistema nervoso simpático.

A variação da altimetria da pista também irá influenciar diretamente a prescrição de treinamentos aeróbios pelo método contínuo com velocidade constante (ex: 30 minutos à 6 km/h [caminhada]). Este tipo de sessão de treino são comumente realizadas pelos usuários da pista do jardim botânico municipal de Americana/SP e em outros programas de atividades físicas em larga escala para a população, tais como o descrito por Queiroz et al. (2013). O conceito da prescrição da intensidade destas sessões indica que a frequência cardíaca deve atingir um platô e entrar em estado de equilíbrio (do termo inglês steadystate) (DAANEN et al., 2012). Quando este for o objetivo, o profissional de educação física deverá analisar a variação de altimetria da pista e propor soluções práticas para a manutenção deste estado de equilíbrio, tais como, diminuir a velocidade em trechos de aclive ou aumentar em declive.

No entanto, cabe destacar que para todas velocidades propostas (6, 8, 10 e 12 km/h) no início do exercício há supressão do tônus vagal para alcançar o steadystate, o que justifica a elevação abrupta da FC até os 300 metros da pista para as velocidades (figura 4). No caso do voluntário analisado, a intensidade de 6km/h não foi o suficiente para estimulação simpática e retirada vagal, influenciando o comportamento da frequência cardíaca nesta velocidade. Além disto, antes do início do exercício já foi documento que os praticantes de atividade física possuem uma resposta antecipatória da frequência cardíaca (BUCHHEIT, 2014).


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Estabelecer uma velocidade média para a volta de 1200 metros levará o indivíduo a treinamentos pelo método contínuo variativo e isto, pode extrapolar as respostas esperadas para uma sessão do método contínuo uniforme. Podem ocorrer falhas metodológicas como momentos de intensidade dos treinamentos acima do limiar anaeróbio quando o objetivo for trabalhar a via oxidativa como predomínio, mesmo mantendo a velocidade constante na volta. No caso de um diabético tipo 2 sedentário com sobrepeso e sem experiência motora isto pode provocar estimulação da atividade adrenérgica e estados de hiperglicemia (ASANO et al., 2014), situação esta que deve ser evitada no início do programa de treinamento para este tipo de população. Os resultados encontrados na tabela 1 sustentam este entendimento, já que a variação do comportamento da frequência cardíaca ocorre nos intervalos de 100 metros da pista.

O voluntário analisado no estudo era indivíduo saudável com boa capacidade aeróbia (VO2máx = 41,1 ml/kg/min-1, Limiar Anaeróbio = 10 km/h-1, FClimiar = 155 bpm-1, FCmáxima = 186 bpm-1; FCrepouso = 56 bpm-1) praticante sistemático de atividade física. Neste caso, conhecendo o comportamento da frequência cardíaca em intervalos de 100 metros em intensidades constantes do indivíduo (figura 3), como proposto no presente estudo, o profissional poderia prescrever diversas possibilidades de sessões de treinamento aeróbio. Por exemplo, o método intervalado extensivo com intensidade crescente na mesma velocidade poderia ser prescrito da seguinte forma: 6x400 m à 10 km/h com 2’ de recuperação passiva (realizados no intervalo de 0-400 metros da pista; FC de 130 à 150 bpm) +6x400m à 10km/h com 2’ de recuperação passiva (realizados no intervalo de 400-800 metros da pista; FC de 150 à 170 bpm).

Como implicação prática do presente trabalho foi possível estabelecer uma relação de causa e efeito entre a frequência cardíaca em diferentes intensidades e características da pista analisada,contribuindo para os profissionais de educação física que trabalham no local com prescrição de exercícios de caminhada/corrida. No caso da pista do jardim botânico municipal de Americana/SP, somente a velocidade do exercício poderá implicar em erros metodológicos na prescrição do treinamento aeróbio, já que a condição fisiológica dos indivíduos não se mantém em estado de equilíbrio devido a variação de altitude em alguns pontos da pista. Porém, cabe destacar que esta variedade de terreno também pode ser utilizada a favor do profissional, desde que o mesmo considere isto ao traçar o objetivo do treinamento, caso do método contínuo variativo. Neste sentido, além da velocidade, seria interessante adotar algum índice fisiológico para a prescrição do exercício, monitorando a carga interna de treinamento (CIT), sendo a frequência cardíaca como um método simples, válido e de fácil acesso para prescrição treinos aeróbios e monitoramento da CIT em praticantes de atividade física.

Considerações FinaisOs resultados permitem concluir que o ponto de maior altitude da pista ocorre no intervalo dos 700 aos 800 metros e menor dos 100 aos 200 metros. Isto implica no comportamento da frequência cardíaca quando mantida constante a intensidade. Nas velocidades de 6 e 8km/h foram encontradas diferenças significativas em intervalos de 100 metros no início (0-400m) e meio da pista (700-900m), enquanto que para 10 e 12 km/h somente no início (100 a 400m), demonstrando que em maiores velocidades, apesar da variação da altimetria, a frequência cardíaca tende a encontrar seu platô e manter estado de equilíbrio. Por fim, os dados descritos neste estudo são de um estudo de caso, havendo a necessidade de caracterizar as respostas fisiológicas da frequência cardíaca em pesquisas com maior poder amostral e diferentes populações.

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