http://dx.doi.org/10.1016/j.rbce.2017.08.002
Flor Fusia
Luciana Carlettia
Deborah Sauera
Roberto Fares Simão Juniorb c
Anselmo Pereza *
aUniversidade Federal do Espírito Santo (UFES), Centro de Educação Física e Desportos (CEFD), Laboratório de Fisiologia do Exercício (Lafex), Vitória, ES, Brasil
bUniversidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), Escola de Educação Física e Desportos, Rio de Janeiro, RJ, Brasil
cBolsista de Produtividade em Pesquisa do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) - Nível 1D, Brasil
Com o objetivo de comparar o consumo de oxigênio (VO2) e a frequência cardíaca (FC) alcançados nos exercício swing e clean com kettlebell (KB), em relação ao máximo e ao limiar anaeróbio ventilatório (LAV), foram avaliadas 12 mulheres treinadas em KB (idade 31 ± 7; %G 21 ± 7; VO2máx. 43,5 ± 6,8; FCmáx. 183 ± 7). Foram feitos o teste cardiopulmonar em esteira ergométrica (TCPE) e dois testes de cinco minutos com KB. Não houve diferença significativa entre swing e clean para qualquer das variáveis. O VO2 atingiu valores acima do encontrado no LAV do TCPE, tanto para o swing quanto para o clean, 75% e 77% do VO2máx.(ml.kg–1.min–1) e 93% e 95% da FCmáx (bpm), respectivamente. Os resultados sugerem uma exigência aguda do sistema aeróbio suficiente para possíveis adaptações cardiovasculares em resposta aos exercícios com KB.
PALAVRAS-CHAVE Consumo de oxigênio; Força muscular; Kettlebell; Educação física e treinamento
In order to compare the oxygen consumption (VO2) and heart rate (HR) reached the swing exercise and clean with Kettlebell (KB), relative to the maximum and the ventilatory anaerobic threshold (VAT), were evaluated 12 women trained in KB (Age 31 ± 7; %BF 21 ± 7; VO2máx. 43,5 ± 6,8; HRmax 183 ± 7). Cardiopulmonary exercise testing on a treadmill (CPET) and two five-minute tests were performed with KB. There was no significant difference between swing and clean for the variables. VO2 reached values higher than those found in LAV CPET for both the swing and to the clean, 75% and 77% of VO2max. (ml.kg–1.min–1) and 93% to 95% HRmax (bpm), respectively. The results suggest an acute requirement of sufficient aerobic system for possible cardiovascular adaptations in response to exercise with KB.
KEYWORDS Oxygen consumption; Muscle strength; Kettlebell; Physical education and training
Con el fin de comparar el consumo de oxígeno (VO2) y la frecuencia cardíaca (FC) alcanzados en el ejercicio de swing y clean con kettlebell (KB) en relación con el umbral anaeróbico ventilatorio (UAV) y máximo, se evaluó a 12 mujeres entrenadas en KB (edad: 31 ± 7; %G: 21 ± 7; VO2máx.: 43,5 ± 6,8; FCmáx.: 183 ± 7). Se fazeron una prueba de esfuerzo cardiopulmonar (PECP) en cinta sin fin y dos pruebas de 5 minutos con KB. No hubo diferencia considerable entre swing y clean en ninguna de las variables. El VO2 alcanzó valores superiores a los que se hallaron en UAV y PECP, tanto en swing como en clean, es decir, el 75 y el 77% de VO2máx. (ml.kg–1.min–1) y el 93 y el 95% de FCmáx. (lpm), respectivamente. Los resultados sugieren un fuerte requerimiento del sistema aeróbico, suficiente para posibles adaptaciones cardiovasculares en respuesta al ejercicio con KB.
PALABRAS CLAVE Consumo de oxígeno; Fuerza muscular; Kettlebell; Educación física y entrenamiento
O kettlebell (KB) é uma ferramenta usada pelos treinadores a fim de melhorar a força, potência muscular e flexibilidade, recruta múltiplos grupamentos musculares com um movimento integrado e gera uma força instável que o corpo deve aprender a controlar, são requisitadas mobilidade e estabilização simultaneamente (Tsatsouline, 2001; O'Hara et al., 2012, Lieberson, 2011).
Os exercícios swing e clean são comumente usados em protocolos com KB, são naturalmente rítmicos e envolvem uma grande quantidade de massa muscular. Nossa hipótese é que quando feitos com cargas submáximas, parece que poderão apresentar respostas cardiopulmonares em estado estável (steady state) e com o consumo de oxigênio suficiente para atender à faixa de intensidade recomendada pelo American College of Sports Medicine (ACSM, 2006; Garber et al., 2011; Gaskill et al., 2001) com vistas à melhoria da aptidão cardiorrespiratória (50-85% VO2máx.).
Figura 1 Descrição dos testes swing e clean com kettlebell (KB) com medida direta do consumo de oxigênio. (A) Swing: pés paralelos na largura dos ombros. Flexiona quadris e joelhos, mantém coluna em posição neutra: segura KB com as duas mãos. Joelhos ligeiramente flexionados (∼10-15°). O sujeito balança vigorosamente o KB entre as coxas e rápidamente na direção invertida com uma extensão explosiva dos quadris; o KB é impulsionado na altura do tórax; quadris e joelhos são estendidos até posição de pé, na posição vertical. (B) Clean: posição inicial igual ao swing, segura KB com uma mão (unilateral); quadris e joelhos são estendidos e KB, entre as coxas, é impulsionado para cima, trazido até a altura do peito, com flexão de cotovelo. A alternância de mão é aleatória nesse caso (descrição nossa).
Para informações sobre a prática de exercício e o nível de treinamento foi aplicado o questionário internacional de atividade física na versão curta (International Physical Activity Questionary [IPAQ]) (Matsudo et al., 2001), que permitiu a classificação do nível de atividade física das participantes. A avaliação antropométrica foi feita no laboratório de fisiologia do exercício da Ufes (Lafex), constituída de peso, estatura (balança e estadiômetro da marca Marte, modelo LC 200, 2009, Santa Rita do Sapucaí, Brasil), de onde foi possível obter o índice de massa corporal (IMC – kg/altura2), a perimetria (fita antropométrica Sanny medical, 2m) e as dobras cutâneas (adipômetro Cescorf, Mitutoyo com precisão de 0,1 mm) por meio do protocolo das sete dobras cutâneas (Jackson et al., 1980). Para calcular o gasto calórico foi usada a média do gasto calórico total, multiplicada pelo tempo do teste (no caso cinco minutos) e pelo equivalente calórico de 5 kcal.lO2 –1 (McArdle et al., 2008).
Foram usados o sistema metabólico Córtex Metamax 3B (Leipzig, Alemanha) e a esteira Super ATL (Inbra Sport, Porto Alegre). Após um eletrocardiograma (ECG) de repouso, nas 12 derivações convencionais, executado pelo médico cardiologista, e com a participante em pé na esteira, era acoplada uma máscara facial de silicone ajustada ao rosto, permitia a respiração pela boca e pelo nariz, e essa era conectada a uma turbina para medida do fluxo de ar e análise dos gases expirados. O protocolo usado no teste foi o de rampa, com 1% de inclinação, velocidade inicial de 5 km/h e estimativa final de 12 a 13 km/h em 10 minutos; a participante era instruída parar o teste por exaustão voluntária, tinha encorajamento verbal no fim do teste. O ambiente era climatizado com temperatura mantida em torno de 22 °C.
Os critérios para aceitar o teste como máximo seguiram orientação do proposto na literatura e incluíram: a) exaustão voluntária; b) FCmáx. atingida no teste estar pelo menos a 90% da prevista para idade (220-idade); c) uma razão de troca respiratória (RTR) igual ou acima de 1,1; d) consumo máximo de oxigênio (VO2 pico), considerado o VO2 mais alto atingido durante esforço presumido máximo para um teste por exercício incremental (Basset e Howley, 2000; Howley et al., 1995).
O LAV foi determinado sempre pelos mesmos dois avaliadores e em caso de discordância um terceiro parecer era solicitado, com o uso como critério do método visual da perda da linearidade da relação entre o consumo de oxigênio e a produção de dióxido de carbono (V-slope) (Beaver et al., 1986). Para apoiar a confirmação do LAV pelo V-slope também foi usado como critério o ponto mais baixo do equivalente ventilatório de oxigênio (VE/VO2) antes da elevação sustentada, sem aumento concomitante do equivalente ventilatório de dióxido de carbono (VE/VCO2) (Wasserman et al., 2005).
Após o TCPE foi feito o primeiro teste com kettlebell, também com medida direta do consumo de oxigênio, seguiu-se procedimento semelhante ao citado anteriormente. Foi respeitado um mínimo de 48 horas de intervalo entre todos os três testes. O monitoramento da FC foi feito por meio de um monitor cardíaco (Polar RS-800 cx, China). O peso do KB foi padronizado em 12 kg para todas as participantes, de acordo com o que Lake e Lauder (2012) propõem para pessoa com massa corporal até 70 kg.
Concomitantemente ao início da coleta de gases iniciava-se o registro da FC por dois minutos (pré-esforço), seguido de cinco minutos contínuos de exercício swing, com as duas mãos (Zebis et al., 2012) (fig. 1a). Eram contadas quantas repetições as participantes faziam por minuto, elas eram incentivadas a fazer o máximo de repetições possíveis, num ritmo que conseguisse manter até o fim, sem intervalo.
No terceiro dia, de acordo com os mesmos procedimentos, era feito o exercício clean (fig. 1B) por cinco minutos, podia-se alternar apenas o movimento de braço (trocar aleatoriamente do direito para esquerdo durante a execução).
Por meio da análise de variância de duas vias com medidas repetidas (Anova two way), compararam-se (a cada 20 segundos) o comportamento das variáveis (FC e VO2) estudadas durante os cinco minutos de exercício com KB (swing e clean) e o ritmo de execução (número de repetições), seguida do método post hoc de Tukey. Foi aceito um nível de significância de p < 0,05. Os dados são apresentados em média ± desvio-padrão (DP). Os cálculos estatísticos foram feitos com o programa Sigma Stat, versão 3.5. Usou-se também a correlação de Pearson para relacionar a variável VO2 com FC, por meio do programa Excel.
Tabela 1 Caracterização antropométrica e etária dos sujeitos (n = 12)
Variação (mínima-máxima
Idade (anos) 31 ± 7 24-46
Peso (kg) 64 ± 10 49-83
Estatura (cm) 165 ± 9 155-189
IMC (kg/m2) 24 ± 3 20-29
% Gordura 21 ± 7 15-33
Na tabela 2 visualizam-se as magnitudes percentuais de FC e VO2 nos diferentes exercícios. Não houve diferença significativa entre os dois testes de cinco minutos do swing com o clean para qualquer das variáveis pesquisadas, assim como de cada um em relação à resposta máxima atingida pelas participantes no TCPE. Para o swing e clean foram obtidos valores percentuais de VO2 (ml.kg–1.min–1) respectivamente iguais a 75% e 77%, e de FC (bpm) de 93% e 95%, referentes aos valores máximos do TCPE.
Tabela 2 Valores de VO2 e FC- pico e no LAV no teste cardiopulmonar de exercício (TCPE, n = 12), no teste com swing (n = 12) e no teste com clean (n = 9)
VO2 (ml.kg-1, min-1) 43,5 ± 6,8 29,9 ± 6,7 (69%) 31,3 ± 6,2 (75%) 32,6 ± 6,7 (77%)
FC (bpm) 183 ± 7 148 ± 9,8 (81%) 169 ± 6 (93%)a 173 ± 6 (95%)a
TCPE, teste cardiopulmonar de exercícioValores em média de 20 segundos ± DP. O resultado entre parênteses representa o percentual relativo ao máximo do TCPE. TCPE (pico) refere-se ao maior valor obtido no texto. TCPE (LAV) refere-se ao VO2 e FC no limiar anaeróbio ventilatório (com percentual em relação aos valores máximos).
ap < 0,05 em relação à TCPE LAV.
Figura 2 Comparação da média do consumo de oxigênio dos exercícios swing e clean com o consumo de oxigênio relativo ao LAV do TCPE e as respectivas magnitudes percentuais (%) em relação ao máximo.
Como pode ser observado na tabela 2, houve diferença estatística entre as FC das duas técnicas dos movimentos do kettelbell em relação à FC atingida no LAV durante o TCPE, mas não nos valores do swing e clean, que foram semelhantes. Os resultados atingidos no pico do TCPE podem ser observados como referências ao máximo de resistência cardiorrespiratória atingida pelas mulheres jovens que fizeram parte da amostra. O gasto calórico nos cinco minutos foi de 40,0 ± 0,4 (kcal) para ambos os exercícios.
As participantes fizeram em média 207 ± 15 repetições nos cinco minutos de exercício swing com um ritmo de 40 ± 1 repetições por minuto; já para o exercício clean foram 117 ± 16 repetições nos cinco minutos com ritmo de 24 ± 3 repetições por minuto.
Figura 3 Comportamento do consumo de oxigênio (VO2) durante os cinco minutos de exercício com KB swing e clean.
Figura 4 Comportamento da frequência cardíaca (FC) durante os cinco minutos de exercício com KB swing e clean.
Os valores de tempo de duração do teste são apresentados em média de 20 em 20 segundos. Quando as variáveis são comparadas em relação ao tempo de execução do exercício, observa-se que a partir do primeiro minuto as curvas começam a apresentar estabilidade, o que se torna mais evidente a partir do segundo minuto. Para confirmação dessa tendência, foi feita uma Anova de uma via separada para cada teste e não houve diferença significativa nem para o VO2 e nem para a FC.
Ao fazer a correlação, encontramos coeficientes de determinação entre FC e VO2 que se mostraram positivos e fortes tanto para o exercício KB swing (R2 = 0,79) quanto para o KB clean (R2 = 0,91), como pode ser observado na figura 5.
Figura 5 Correlação entre FC e VO2 nos cinco minutos de exercícios swing e clean.
Na figura 6 está representado o ritmo de execução nos exercícios com KB. As participantes fizeram em média 207 ± 15 repetições nos cinco minutos de exercício swing com um ritmo de 40 ± 1 repetições por minuto (variação de 40 até 43); já para o exercício clean foram 117 ± 16 repetições nos cinco minutos com ritmo de 24 ± 3 repetições por minuto (variação de 21 a 27), houve diferença significativa para o ritmo de execução entre os dois exercícios.
Figura 6 Ritmo de execução nos cinco minutos de exercício KB swing e clean.*P < 0,05 diferença significativa swing vs. clean.
Como pode ser observado na figura 7, a razão de troca respiratória (RTR) assume um comportamento de queda inicial até os 40 segundos de duração para os dois movimentos de KB, eleva-se até os dois minutos com valores acima de 1,1, mantém-se estável nesses valores até o fim dos cinco minutos. A elevação dos valores no clean em relação ao swing aos três minutos não foi significativa.
Figura 7 Comportamento da RTR (razão de troca respiratória) nos exercícios swing e clean.
Assim como Farrar et al. (2010), que também usaram protocolo contínuo de exercício com KB, os nossos resultados mostram uma estabilização das respostas de VO2 e FC logo após o primeiro minuto de exercício, que se mantém constante durante todo o tempo de execução do esforço com o KB, que é ritmado (swing = 40 ± 1 repetições por minuto; clean = 24 ± 3 repetições por minuto). Do mesmo modo se mostrou a relação entre essas duas variáveis, demonstrou-se que a FC pode ser usada como parâmetro identificador da intensidade de esforço para ser usada como controle das sessões de exercício (swing R2 = 0,79); clean R2 = 0,91). No trabalho de Farrar et al. (2010), o swing foi executado por homens com 16 kg durante 12 minutos e em ritmo bem menor, ou seja, 22 ± 6 repetições por minuto, com um significativo r = 0,58 entre %VO2máx. e %FCmax.
Outros trabalhos usaram protocolos descontínuos (com intervalos), como o trabalho de Hulsey et al. (2012), e mostram resultados em resposta a 10 minutos de rotina de swing (35 segundos de exercício por 25 segundos de intervalo) semelhantes aos encontrados no atual estudo. Os homens usaram KB de 16 kg e as mulheres de 8 kg, apresentaram consumo de 73% do VO2máx., e na maioria dos participantes a FC ultrapassou 85% da máxima. Ou seja, os cinco minutos contínuos de exercício swing e clean executados no atual estudo apresentaram respostas (em termos de magnitude) semelhantes aos 10 minutos com intervalos usados por Hulsey et al. (2012), podendo ser usados como parte de um circuito de vários exercícios de musculação para estimular o sistema cardiopulmonar. As mesmas magnitudes foram encontradas por Schnettler et al. (2010), também com protocolo com intervalo (15 segundos de exercício por 15 segundos de intervalo) num total de 20 minutos, só que com o exercício snatch, que usa maior massa muscular quando comparado com o swing e clean (KB de 12, 16 e 20 kg, depende do nível de treinamento individual). Por meio desse protocolo o consumo médio de VO2 foi de 78% do máximo. Ou seja, os exercícios com swing e clean da atual pesquisa apresentaram respostas percentuais de VO2 próximas (75% do VO2máx. para o swing e 77% para o clean) ao obtido por meio dos 20 minutos de exercício snatch.
Ao comparar as respostas obtidas com o exercício com KB e as obtidas com circuito, Beckham e Earnest (2000) apresentam como resposta ao circuito com pesos (14 minutos de exercício com halteres) um consumo de 30-47% do VO2máx. e 62-76% da FCmáx., o que está abaixo do encontrado por Farrar et al. (2010), Hulsey et al. (2012) e Schnettler et al. (2010), até da atual pesquisa.
Considerando o gasto calórico, não houve diferença significativa entre o swing e o clean. Os nossos dados são inferiores aos encontrados por Hulsey et al. (2012) e Schnettler et al. (2010), em função do menor tempo total (cinco minutos vs. 10 e 20, respectivamente). Já Wilmore et al. (1978), em circuito com peso (22 minutos), mostraram um gasto calórico de 202 kcal para homens e de 138 kcal para as mulheres, durante a rotina, com 30 segundos de exercício por 15 segundos de intervalo com 15 a 18 repetições a 40% de 1RM, foi feito com uma intensidade referente a 84% da FCmáx. e 45% do VO2máx. Meirelles e Gomes (2004), num estudo de revisão a respeito dos efeitos agudos da atividade contrarresistência sobre o gasto calórico, apontam que o volume e a intensidade são as variáveis de maior impacto sobre o gasto calórico durante exercício, o que corrobora o proporcional gasto calórico obtido nos testes de swing e clean, já que são feitos com alto volume e intensidade nas rotinas de treino.
A semelhança desses comportamentos nos remete a comparar com a proposta de Wasserman et al. (2005), que dividem a cinética das trocas gasosas em três fases: a primeira representa o aumento imediato na troca gasosa ao início do exercício, com duração aproximada de 15 segundos; a segunda, após o início do exercício por aproximadamente três minutos, reflete o período de maior aumento na respiração celular e pode coincidir com o início do estado de equilíbrio, caso a taxa de trabalho esteja abaixo do LAV; e a terceira é o estado de equilíbrio eventualmente alcançado entre a respiração interna e externa. No atual estudo, caracterizado por um esforço misto aeróbio/anaeróbio, foi possível observar que a fase correspondente ao que os autores denominam de fase II, ou moderada, ocorre mesmo antes dos três minutos de exercício, como observado em outros trabalhos com exercícios cíclicos e contínuos como corrida (Bernard et al., 1998; Billat et al., 2000; Borrani et al., 2001; Brittain et al., 2001; Carter et al., 2002), ciclismo (Bailey et al., 2011; Henson et al., 1989; Özyener et al., 2001), ou ambos (Caputo et al., 2003), e já apresentavam o início de estabilização nessa fase, embora a taxa de trabalho tenha atingido valores acima dos respectivos limiares anaeróbios. Essa observação, apesar de não ter sido feita por método de cinética do oxigênio, não descarta o fato de identificação do platô do consumo de oxigênio e da frequência cardíaca como um importante estímulo cardiopulmonar. Além disso, considerando o estado estável atingido, pode-se inferir, pelas respostas de RTR acima de 1,0, que o exercício, predominantemente, apoiava-se no uso de carboidratos como substrato principal (McArdle et al., 2008). Segundo Astrand e Rodahl (1980), o estado estável (steady state) denota uma situação de trabalho na qual a captação de oxigênio se iguala à necessidade de oxigênio por parte dos tecidos, portanto nessa situação a frequência cardíaca, o débito cardíaco e a ventilação pulmonar teriam alcançado níveis razoavelmente constantes. O lento aumento na captação de oxigênio no início da fase de equilíbrio se deve, segundo os autores, a uma lenta ajustagem da respiração e da circulação, ou seja, do sistema transportador de oxigênio necessário para o trabalho.
Assim, os resultados sugerem uma exigência aguda do sistema aeróbio suficiente para possíveis adaptações cardiovasculares crônicas em resposta aos exercícios com KB (swing e clean), considerou-se que as participantes obtiveram VO2 e FC acima do LAV em ambos os exercícios. Além disso, infere-se que os estímulos possam ser considerados como suficientes para incremento no VO2máx. e com esforço considerado forte de acordo com o ACSM (2006).
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