Frontiers in Physiology

Introduction

Treinamento de intensidade e volume são preditores de desempenho em maratonistas (Schmid et al., 2012). Uma tarefa diária no contexto do treino é correr com uma intensidade óptima de modo a obter as adaptações fisiológicas desejadas, tais como o aumento da velocidade no limiar anaeróbico e a absorção máxima de oxigénio (Lepers and Stapley, 2016). Se a intensidade for inadequada, falta o estímulo para estas adaptações. Por outro lado, se a intensidade exceder o nível ideal, aumenta o risco de sobretreinamento (O’Connor, 2007). Assim, é importante avaliar com precisão a intensidade do exercício, que se baseia em medidas objetivas como freqüência cardíaca (FC), absorção de oxigênio e lactato, e métodos subjetivos como a taxa de percepção de esforço (Foster et al., 2017). Quando a FC é usada como medida de intensidade, geralmente é expressa em função da FC máxima (FCmax) (Vesterinen et al., 2017).

HRmax pode ser medida usando um teste de exercício graduado (GXT) em laboratório ou no campo (Cleary et al., 2011; Nikolaidis, 2015). Entretanto, ocasionalmente não é desejável realizar um GXT (por exemplo, para evitar a fadiga induzida pelo teste de exercício máximo próximo a uma corrida ou o custo financeiro associado). Neste caso, uma alternativa é prever a FCmáx a partir de uma equação baseada na idade, considerando a relação inversamente proporcional entre idade e FCmáx. As fórmulas mais utilizadas são as de Fox, Naughton e Haskell (Fox-HRmax = 220 – idade) (Fox et al., 1971) e de Tanaka, Monahan, e Seals (Tanaka-HRmax = 208 – 0,7 × idade) (Tanaka et al., 2001). Estas equações têm sido examinadas extensivamente em categorias específicas da população adulta como saudável (Nes et al., 2012), sedentária (Sarzynski et al., 2013), sobrepeso (Franckowiak et al., 2011) e atletas (Faff et al., 2007).

Onde os estudos acima mencionados têm abordado muitas questões com relação à validade destas equações populares de FCmax, há alguns aspectos que necessitam de mais pesquisas. Por exemplo, os atletas de resistência (por exemplo, maratonistas) e especialmente os atletas mestres estão subrepresentados neste corpo de pesquisa. Uma comparação entre atletas e não-atletas revelou uma menor FCmax no primeiro grupo (Lester et al., 1968). Em um estudo recente, foi demonstrado que atletas de velocidade/potência esportiva tinham medidores semelhantes-HRmax com atletas de resistência e ambos tinham valores menores do que aqueles que não estavam treinados (Kusy e Zielinski, 2012). A diminuição da FCmax induzida pelo treinamento de endurance pode ser explicada pelo acompanhamento da expansão do volume plasmático, melhora da função barorreflexa, alteração da eletrofisiologia do nó sinoatrial e diminuição do número e densidade do receptor beta-adrenérgico (Zavorsky, 2000). Como a FCmax medida difere, é razoável supor que a mesma equação de FCmax não se encaixa tanto em atletas quanto em não-atletas. Esta diferença entre atletas e não-atletas destaca a necessidade de examinar melhor as equações de predição populares em mais amostras de atletas. Considerando o número crescente de participantes em maratonas (Jokl et al., 2004), o conhecimento da validade das populares equações baseadas na idade tem aplicação prática para um grande número de corredores de maratonas recreativas. Além disso, a previsão baseada na idade da FCmax é um grande interesse para fisiologistas de exercício ao administrar um GXT, onde a realização de uma determinada percentagem da FCmax prevista pode ser necessária para considerar os valores finais como máximos (Schaun, 2017). Portanto, o objetivo do presente estudo foi examinar a validade da Fox-HRmax e Tanaka-HRmax em uma grande amostra de corredores de maratona recreativa. A hipótese da pesquisa foi que estas equações, que tinham sido desenvolvidas em nãoatletas, superestimariam a FCmax em maratonistas de recreio devido a sua esperada menor FCmax em comparação com nãoatletas (Lester et al, 1968; Zavorsky, 2000; Kusy e Zielinski, 2012).

Materiais e Métodos

Desenho do Estudo e Participantes

Cento e oitenta e cinco maratonistas recreativos, a maioria da área de Atenas, voluntariaram-se para participar deste estudo, que tinha sido anunciado através de sites populares para corredores de enduro. Durante setembro e outubro de 2017, os participantes visitaram o laboratório onde realizaram um GXT em uma esteira. Este estudo foi realizado de acordo com as recomendações do Comitê de Revisão Institucional do Laboratório de Fisiologia do Exercício Nikaia com o consentimento informado por escrito de todos os participantes. Todos os participantes deram o consentimento informado por escrito de acordo com a Declaração de Helsinque. O protocolo foi aprovado pela Comissão de Revisão Institucional do Laboratório de Fisiologia do Exercício Nikaia. Um participante se retirou do estudo durante o GXT, enquanto quatro participantes não alcançaram os critérios de realização do VO2max e, conseqüentemente, seus dados foram excluídos de análises posteriores. Portanto, incluímos 180 participantes da amostra inicial. Com relação à sua experiência esportiva, o número mediano da maratona completada no passado foi de 3 e o intervalo interquartílico foi de 2-6. O registro pessoal foi de 4:09 ± 0:45 h:min.

Protocolos e Equipamentos

Anthropometria

Altura, massa corporal e dobras cutâneas foram medidas com os participantes em roupas mínimas e pés descalços. Uma balança eletrônica (HD-351; Tanita, Arlington Heights, IL, EUA) foi empregada para a medição da massa corporal (a 0,1 kg), um estadiômetro portátil (SECA Leicester, Reino Unido) para altura (0,001 m), e um calibrador (Harpenden, West Sussex, Reino Unido) para dobras cutâneas (0,2 mm). O índice de massa corporal foi calculado como o quociente entre a massa corporal (kg) e a altura ao quadrado (m2), e a gordura corporal (BF) foi estimada a partir das dobras cutâneas (Parizkova, 1978).

Teste de Exercício Gradeado

Uma versão modificada do teste Conconi foi usada para avaliar o VO2max (Conconi et al., 1982). Em resumo, após um aquecimento de 20 minutos incluindo exercícios de jogging e alongamento, os participantes realizaram um GXT em uma esteira usando uma inclinação de +1%. A velocidade inicial foi definida em 8 km/h e foi aumentada a cada minuto em 1 km/h até a exaustão (Chrismas et al., 2017). Durante as etapas finais do teste, os participantes foram aplaudidos vigorosamente para que fizessem o máximo esforço. A HRmax medida foi definida como o valor mais alto alcançado durante o teste. A FC foi registrada continuamente durante o teste pela Team2 Pro (Polar Electro Oy, Kempele, Finlândia). A ventilação por minuto e o VO2 foram registrados por um analisador de gases (Fitmate Pro, Cosmed, Roma, Itália). O limiar anaeróbico foi identificado a partir do limiar ventilatório, ou seja, a relação entre a ventilação minuto e a absorção de oxigénio. Plateau de VO2 (critério primário), lactato sanguíneo, FCmax e RPE (critério secundário) foram utilizados como critérios de VO2máx (Howley et al., 1995). O RPE desejado foi ≥8 na escala 0-10 de Borg (Borg, 1988). As amostras de sangue foram coletadas 5 min após o término do teste, e a concentração de lactato foi analisada (Accutrend, Roche, Alemanha). A concentração de lactato foi empregada como critério de realização do VO2máx (valores aceitos > 9 mmol/L) (Todd et al., 2017). A freqüência cardíaca máxima prevista foi calculada pela fórmula de Tanaka (Tanaka et al., 2001) – como a fórmula de Fox pode superestimar a FCmáx (Nikolaidis, 2015) – e foi empregada como critério de realização do VO2máx (valores aceitos mediram a FCmáx ≥ 95% de Tanaka-HRmáx).

Análises estatísticas

Análises estatísticas foram realizadas utilizando IBM SPSS v.20.0 (SPSS, Chicago, IL, EUA). A normalidade foi examinada utilizando o teste Kolmogorov-Smirnov e inspeção visual dos gráficos Q-Q normais. Os dados foram expressos como média e desvio padrão (SD). Um teste t independente examinou as diferenças de sexo em características antropométricas e fisiológicas. Para examinar as diferenças entre a FCmax medida e a FCmax prevista, foi utilizada a análise de variância (ANOVA) e um teste post-hoc Bonferroni subseqüente (se houvesse diferenças entre os grupos). Foram calculados intervalos de confiança (IC) de 95% das diferenças médias. Para interpretar os ES para diferenças estatísticas na ANOVA, utilizamos o quadrado eta classificado como pequeno (0,010 < η2 ≤ 0,059), médio (0,059 < η2 ≤ 0,138), e grande (η2 > 0,138) (Cohen, 1988). A análise de Bland-Altman foi utilizada para examinar a precisão e variabilidade das equações de previsão (Bland e Altman, 1986). As associações entre a FCmáx medida e a idade foram determinadas usando o coeficiente de correlação de momento do produto de Pearson (r). Magnitude dos coeficientes de correlação foi considerada trivial se r ≤ 0,10, pequena se 0,10 ≤ r < 0,30, moderada se 0,30 ≤ r < 0,50, grande se 0,50 ≤ r < 0,70, muito grande se 0,70 ≤ r < 0,90, quase perfeita se r ≥ 0,90, e perfeita se r = 1,00 (Batterham e Hopkins, 2006). Além disso, usamos a regressão linear para modelar a previsão da FCmax a partir da idade na amostra total e em cada sexo. A regressão linear foi qualificada para esta análise ao invés da regressão não linear, pois foram mostradas diferenças mínimas entre as equações linear, quadrática e polinomial (Ozemek et al., 2017). O nível de significância foi definido em α = 0,05.

Resultados

Tabela 1. Características descritivas dos participantes.

Figura 1. Relação entre freqüência cardíaca máxima medida e idade.

Figura 2. Lotes de Bland-Altman da taxa máxima medida em relação à fórmula da Fox.

Figura 3. Lotes de Bland-Altman da taxa máxima medida em relação à fórmula de Tanaka.

Discussão

O presente estudo abordou a questão se as equações de previsão baseadas na idade amplamente utilizadas da FCmax, da Fox de 220 anos ou da Tanaka de 208-0,7 × idade, são válidas em maratonistas de recreação, uma vez que nenhum estudo examinou anteriormente este tópico. Hipotecamos que essas equações superestimariam a FCmáx em nossa amostra, devido a sua esperada menor FCmáx em comparação com os não-atletas (Zavorsky, 2000). Os principais achados foram que (a) Fox-HRmax e Tanaka-HRmax superestimaram a FCmáx em ~5 bpm nas mulheres, (b) Fox-HRmax subestimou a FCmáx em ~3 bpm nos homens, (c) Tanaka-HRmax foi semelhante à FCmáx medida nos homens, e (d) o principal efeito dos métodos de avaliação sobre a FCmáx foi maior nas mulheres do que nos homens.

A superestimação da FCmáx nas mulheres por equações previstas com base na idade estava de acordo com os achados anteriores (Esco et al, 2015). Por exemplo, as fórmulas Fox e Tanaka forneceram estimativas significativamente mais altas de 7-13 bpm em comparação com a FC máxima observada em atletas colegiadas femininas (Esco et al., 2015). Considerando que a escolha do método de avaliação teve maior magnitude nas mulheres do que nos homens, a superestimação da FCmáx nas mulheres maratonistas é uma questão que pesquisas futuras devem abordar e desenvolver uma equação de predição específica do esporte.

A concordância entre a medida e Tanaka observada nos homens maratonistas estava em linha com pesquisas anteriores em homens jovens fisicamente ativos (Barboza et al., 2016), mas não com um estudo em adultos sedentários que mostrou que Fox e Tanaka-HRmax superestimaram a FCmax em adultos sedentários por 2-4 bpm (Camarda et al., 2008). Camarda et al. (2008) descobriram que Tanaka-HRmax superestimou a FCmax apenas em 1 bpm em homens. Tanaka-HRmax forneceu valores mais próximos da FCmax do que Fox-HRmax em adultos acima do peso (Franckowiak et al., 2011) e jovens fisicamente ativos (Barboza et al., 2016). Por outro lado, Fox-HRmax subestimou a FCmax em adultos mais velhos (Whaley et al., 1992). Em adultos do sexo masculino, Tanaka-HRmax subestimou a FCmax em 5 bpm, enquanto não houve diferença entre Fox-HRmax e Measured-HRmax (Nikolaidis, 2015). As diferenças entre os resultados do presente estudo e os da pesquisa anterior devem ser atribuídas às adaptações fisiológicas crônicas dos corredores de maratona recreativa para o treinamento de resistência. Zavorsky (2000) destacou que o treinamento de endurance resulta em diminuição da FCmáx devido a fatores extrínsecos/autonômicos (por exemplo, expansão do volume plasmático) e intrínsecos/não-autonômicos (por exemplo, alteração da eletrofisiologia do nó sinoatrial).

A interação do sexo moderado × método de avaliação na FCmáx indicou que o sexo deve ser considerado na previsão da FCmáx. As mulheres maratonistas eram mais jovens em 3,6 anos e tinham uma FCmáx medida 4,1 bpm menor do que os homens, indicando uma FCmáx relativamente menor se os sexos tivessem a mesma idade. Esta observação estava de acordo com um estudo anterior mostrando diferença na FCmáx entre os sexos (Hakki et al., 1983).

A FCmáx medida está de acordo com os achados anteriores sobre humanos com idade compatível (Arena et al., 2016); entretanto a variação em nossa amostra foi menor, o que deve ser atribuído à homogeneidade da amostra. Por outro lado, as inclinações das regressões lineares sugeriram que a FCmáx diminui mais rapidamente nos homens do que nas mulheres, o que estava em desacordo com um estudo anterior sobre adultos saudáveis mostrando a tendência oposta (Shargal et al., 2015). Uma explicação para esta discrepância pode ser a característica das diferentes amostras (idade e esporte).

A limitação do presente estudo foi que ele se concentrou na predição da FCmáx somente a partir da idade excluindo outros parâmetros que poderiam melhorar a precisão da predição. Por exemplo, Barboza et al. (2017) recomendaram uma equação incluindo a idade e FC a 150 W, que foi elaborada durante um GXT em um cicloergômetro em homens adultos jovens e saudáveis. Em outro estudo, modo de exercício, nível de aptidão física, continente e idade foram preditores de FCmax (Londeree e Moeschberger, 1982). Além disso, é necessário cuidado para generalizar os valores obtidos no GXT em laboratório para outros ambientes, por exemplo, testes de campo, treinamento e competição, pois estes últimos podem induzir valores mais altos (Coutinho et al., 2017). No entanto, a força do presente estudo foi sua novidade, pois foi o primeiro a ser contatado nos maratonistas de recreação. Considerando o número crescente de participantes em maratonas, os nossos resultados são de grande valor prático para efeitos de teste e treino. Apesar dos diferentes cenários em laboratório e em campo, estudos comparativos observaram não (Krautgasser et al., 2011; Alemdaroglu et al., 2012) ou diferença praticamente insignificante (Meyer et al., 2003) na FCmax entre estas duas condições. Portanto, os resultados do presente estudo poderiam ser aplicados tanto em laboratório como em campo, por exemplo, em sessões de treinamento ao ar livre. Além disso, fisiologistas que realizam testes de exercício físico devem se beneficiar de tal conhecimento para avaliar corretamente a FC como critério de realização do VO2max.

Conclusões

Baseado nos presentes achados, recomendamos o uso adicional da fórmula de Tanaka em maratonistas recreativos masculinos com características de treinamento semelhantes às dos participantes do presente estudo. Além disso, fisiologistas do exercício e cientistas do esporte devem considerar as diferenças observadas entre os vários métodos de avaliação ao realizar testes de exercício ou prescrever programas de treinamento com FC.

Contribuições dos autores

PN realizaram as análises laboratoriais, as análises estatísticas e redigiram o manuscrito; TR e BK ajudaram na elaboração do manuscrito.

Conflict of Interest Statement

BK foi empregado por Medbase St. Gallen Am Vadianplatz.

Os outros autores declaram que a pesquisa foi conduzida na ausência de quaisquer relações comerciais ou financeiras que pudessem ser interpretadas como um potencial conflito de interesses.