Optimising high-intensity treadmill training using the running speed at maximal O-2 uptake and the time for which this can be maintained

The aim of this study was to compare the effects of two high-intensity, treadmill interval-training programs on 3000-m and 5000-m running performance. Maximal oxygen uptake ((V) over dot O-2max), the running speed associated with (V) over dot O-2max (nu (V) over dot O-2max), the time for which nu (V) over dot O-2max can be maintained (T-max), running economy (RE), ventilatory threshold (VT) and 3000-m and 5000-m running times were determined in 27 well-trained runners. Subjects were then randomly assigned to three groups; (1) 60% T-max (2) 70% T-max and (3) control. Subjects in the control group continued their normal training and subjects in the two T-max groups undertook a 4-week treadmill interval-training program with the intensity set at nu (V) over dot O-2max and the interval duration at the assigned T-max. These subjects completed two interval-training sessions per week (60% T-max = six intervals/session, 70% T-max group = five intervals/session). Subjects were re-tested on all parameters at the completion of the training program. There was a significant improvement between pre- and post-training values in 3000-m time trial (TT) performance in the 60% T-max group compared to the 70% T,,a, and control groups [mean (SE); 60% T-max = 17.6 (3.5) s, 70% T-max = 6.3 (4.2) s, control = 0.5 (7.7) s]. There was no significant effect of the training program on 5000-m TT performance [60% T-max = 25.8 (13.8) s, 70% T-max = 3.7 (11.6) s, control = 9.9 (13.1) s]. Although there were no significant improvements in (V) over dot O-2max, nu (V) over dot (2max) and RE between groups, changes in (V) over dot O-2max and RE were significantly correlated with the improvement in the 3000-m TT. Furthermore, VT and T-max were significantly higher in the 60% Tmax group post-compared to pre-training. In conclusion, 3000-m running performance can be significantly improved in a group of well-trained runners, using a 4-week treadmill interval training program at nu (V) over dot O-2max with interval durations of 60% T-max.

A comparison of the cycling performance of cyclists and triathletes

The aim of this study was to compare the cycling performance of cyclists and triathletes. Each week for 3 weeks, and on different days, 25 highly trained male cyclists and 18 highly trained male triathletes performed: (1) an incremental exercise test on a cycle ergometer for the determination of peak oxygen consumption ((V) over dot O-2peak), peak power output and the first and second ventilatory thresholds, followed 15 min later by a sprint to volitional fatigue at 150% of peak power output; (2) a cycle to exhaustion test at the (V) over dot O-2peak power output; and (3) a 40-km cycle time-trial. There were no differences in (V) over dot O-2peak, peak power output, time to volitional fatigue at 150% of peak power output or time to exhaustion at (V) over dot O-2peak power output between the two groups. However, the cyclists had a significantly faster time to complete the 40-km time-trial (56:18 +/- 2:31 min:s; mean +/- s) than the triathletes (58:57 +/- 3:06 min:s; P < 0.01), which could be partially explained (r = 0.34-0.51; P < 0.05) by a significantly higher first (3.32 +/- 0.36 vs 3.08 +/- 0.36 l . min(-1)) and second ventilatory threshold (4.05 +/- 0.36 vs 3.81 +/- 0.29 l . min(-1); both P < 0.05) in the cyclists compared with the triathletes. In conclusion, cyclists may be able to perform better than triathletes in cycling time-trial events because they have higher first and second ventilatory thresholds.

Avaliação dos níveis de atividade física e capacidade aeróbia estimada em estudantes universitários

Mestrado em Fisioterapia

Medidas antropométricas segundo aptidão cardiorrespiratória em militares da ativa, Brasil

OBJETIVO: Analisar as diferenças no índice de massa corporal (IMC) e no perímetro da cintura segundo a aptidão cardiorrespiratória em militares do sexo masculino. MÉTODOS: A amostra constituiu-se de 50.523 homens da ativa do exército brasileiro. Os dados antropométricos (massa corporal, estatura e perímetro da cintura) e de consumo máximo de oxigênio (VO2max), estimado por meio do teste de corrida de 12 minutos, foram obtidos no teste de aptidão física do ano 2001. RESULTADOS: A idade variou de 18 a 52 anos, porém foi composta em sua maioria por indivíduos jovens (média + DP = 25,8 + 6,6 anos de idade). A faixa de aptidão cardiorrespiratória variou de 22,2 a 82,5 mL O2.kg-1.min-1. Os valores médios do perímetro da cintura foram significativamente menores nos grupos de melhor aptidão cardiorrespiratória, quando comparados com os grupos com menor aptidão (p<0,001). Esse padrão se manteve mesmo após o ajuste pela idade, pelo IMC e por ambos. CONCLUSÕES: Para um mesmo valor do IMC, indivíduos com melhor aptidão cardiorrespiratória possuem valores significativamente menores de perímetro da cintura quando comparados com sujeitos de mais baixa aptidão. Esses achados sugerem acúmulo reduzido de gordura abdominal nos militares mais bem condicionados.

Volume da Aurícula Esquerda: um "Velho" Cálculo Ecocardiográfico com uma Importância Prognóstica Renovada. Um Estudo em Doentes com Miocardiopatia Dilatada

Recentemente, surgiram alguns trabalhos que ressaltaram a importância do cálculo do volume da aurícula esquerda (VAE) como um marcador de eventos cardíacos adversos. Foi objectivo deste estudo avaliar a importância prognóstica deste parâmetro em doentes (dts) com deficiente função ventricular esquerda e correlacioná-lo com outros parâmetros clássicos de prognóstico – consumo de O2 (VO2 max) e pro-BNP (pBNP). Métodos: Analisou-se o volume da aurícula esquerda (VAE) por método de Simpson, numa população de 35 dts com cardiopatia dilatada (idiopática e isquémica) com fracção de ejecção (FE) 31±9,6% doentes (dts) eram de sexo masculino e a média de idades foi de 50,5±10,5 anos. Toda a população efectuou estudos de ecocardiografia convencional (incluindo avaliação por M-mode, bidimensional e Doppler), prova cardiorespiratória (VO2max) e doseamento de pro-BNP. O tempo médio de seguimento foi de 24 ± 4 meses, tendo-se considerado como eventos cardíacos (EC): internamento por insuficiência cardíaca, transplante e morte. Resultados: Dos parâmetros da ecocardiografia - o diâmetro da AE foi de 46,6±5,7mm, as dimensões do VE em diástole – 73,5±10mm e em sístole -58,9±11mm, a média da fracção de ejecção foi de 31±9,6%, o VAE foi de 78,6±33 ml, os volumes do VE foram de 214±82ml em diástole e de 153±75ml em sístole, 15 dts tinham padrão restritivo de enchimento ventricular (E/A>2), a média da área (Doppler cor) da insuficiência mitral foi de 4±3,3cm2, 14 dts tinham E/E’>15. O VO2 max médio foi de 20±5,8ml/kg/min e o pro-BNP de 3146±4629pg/mL. Para além da correlação de outros parâmetros clássicos ecocardiográficos com o prognóstico (volumes VE, FE e E/E’), o VAE e o volume indexado da AE (VAE/SC) mostraram uma correlação com o prognóstico (EC) com r=0,4 (p=0,02) que não se verificou para o diâmetro da AE (p=ns). Em relação à tolerância ao esforço, houve uma correlação inversa entre o diâmetro, o volume e o volume indexado da AE e o VO2max, com maior significado estatístico para o VAE e VAE/SC com r=-0,48, p=0,008. Quanto ao pro-BNP, quer o diâmetro, quer o VAE (ou volume indexado) tiverem o mesmo nível de significado estatístico (r=0,43; p=0,02). O valor predictivo de eventos (curvas ROC) para o VAE foi de 70ml e de 37ml/m2 para o VAE/m2. Conclusão: O volume da aurícula esquerda/volume indexado é um parâmetro ecocardiográfico com significado prognóstico em dts com deficiente função ventricular esquerda, correlacionando-se com a tolerância ao esforço e pro-BNP.

Importância Prognóstica do Doppler Tecidular nos Doentes com Miocardiopatia Dilatada

Previous studies have shown that a ratio of early transmitral flow velocity to early diastolic velocity of the mitral annulus (E/E') of > 15, obtained by tissue Doppler imaging (TDI), correlates with left ventricular filling pressure. OBJECTIVE: The aim of our study was to assess whether E/E' provides prognostic information in patients with dilated cardiomyopathy. METHODS: We studied 33 patients with dilated cardiomyopathy and mean ejection fraction of 31%. All the patients underwent routine two-dimensional and Doppler echocardiographic examination and TDI to determine early peak velocity of the mitral annulus. Pro-B-type natriuretic peptide (pro-BNP) and peak oxygen consumption (VO2max) were also measured. Patients were divided into two groups according to the value of E/E': Group I (n = 15 patients) with E/E' > or = 15 and Group II (n = 18 patients) with E/E' < 15. Patients were followed for 12+/-4 months; new hospital admission due to heart failure, heart transplantation and death were considered as cardiac events. RESULTS: There were significant differences between the two groups in conventional two-dimensional echocardiographic measurements (dimensions and ejection fraction) and Doppler parameters (mitral inflow). With regard to mitral annular velocities obtained by TDI at two different points (septum and lateral wall), the E', A' and S' velocities differed significantly between the two groups, with lower velocities in Group I. Systolic velocity measured in the lateral portion of the mitral annulus showed the most significant difference: Group I - 4.46 cm/sec versus Group II - 7.19 cm/sec, p < 0.00001. Pro-BNP was 5622 pg/ml in Group I, and 1254 pg/ml in Group II, p = 0.004. VO2 max was significantly different between the two groups: Group I - 17.6 ml/kg/min versus Group II - 22.8 ml/kg/min, p = 0.004. During follow-up, events were more common in Group I, with 9 patients (60%) having events, while in Group II, the event rate was 11.1% (2 patients), p = 0.004. CONCLUSION: The ratio of early transmitral flow velocity to early diastolic velocity of the mitral annulus is a powerful predictor of clinical outcome. Lower velocities of mitral annulus on TDI are expected in patients with E/E' > or = 15. Systolic velocities of under 5 cm/sec measured in the lateral portion of the mitral annulus appeared to be strongly related to prognosis.

Capacidade funcional máxima e função diastólica em portadores de cardiomiopatia chagásica sem insuficiência cardíaca congestiva

OBJETIVO: Identificar disfunções cardíacas precoces em pacientes assintomáticos com cardiomiopatia chagásica. MÉTODOS: Foram estudados 38 indivíduos masculinos, sendo o grupo controle constituído de 20 indivíduos sedentários normais e o grupo Chagas de 18 pacientes assintomáticos, portadores da doença de Chagas, com eletrocardiograma alterado e fração de encurtamento (DD) normal ao ecocardiograma. Ambos os grupos foram submetidos à avaliação da capacidade funcional máxima, com medidas do consumo máximo de oxigênio (VO2max), índice de pulso de oxigênio (PO2max), ventilação máxima (VE max), freqüência cardíaca máxima (FC max), e limiar anaeróbio do VO2max (LA-VO2). A função diastólica do ventrículo esquerdo foi avaliada pelo ecocardiograma convencional (ondas E e A além da relação E/A). RESULTADOS: Não ocorreram diferenças significativas entre os dois grupos em relação ao DD (p=0,212) e a idade média (p=0,060). Houve diferença significativa (p<0,001) em relação aos parâmetros VO2max, PO2max, VE max, FC max, LA-VO2, onda E e relação E/A. Não houve significância (p=0,520) em relação a onda A. CONCLUSÃO: O comprometimento na função ventricular pode contribuir para as diferenças acima mencionadas, como conseqüência de disfunção sistólica e diastólica.

Distribuição de gordura corporal, pressão arterial e níveis de lipídios-lipoproteínas plasmáticas

OBJETIVO: Investigar associações entre distribuição do tecido adiposo e níveis de pressão arterial e concentrações de lipídios-lipoproteínas plasmáticas, mediante controle de indicadores, quanto à quantidade de gordura corporal e à prática da atividade física. MÉTODOS: Estudo de 62 indivíduos com idades entre 20 e 45 anos. A distribuição do tecido adiposo foi determinada baseando-se na relação circunferência de cintura/quadril (CCQ), e como indicador da quantidade de gordura corporal recorreu-se às informações do índice de massa corporal (IMC), enquanto o nível de prática da atividade física foi estabelecido mediante estimativas do consumo máximo de oxigênio (VO2max). As associações entre CCQ e níveis de pressão arterial e de lipídios-lipoproteínas plasmáticas, com os efeitos do IMC e do VO2max controlados estatisticamente, foram estabelecidas pelo coeficiente de correlação parcial. RESULTADOS: Após correção pelo IMC verificou-se significativa correlação parcial entre a distribuição centrípeta do tecido adiposo e os níveis de pressão arterial, LDL-C e triglicerídios plasmáticos. Entretanto, controlando-se o VO2max, não foram constatadas associações significativas entre CCQ e qualquer variável sangüínea e pressão arterial.CONCLUSÃO: A distribuição centrípeta do tecido adiposo, independente da quantidade de gordura corporal, foi relacionada com concentrações de lipídios-lipoproteínas plasmáticas e níveis de pressão arterial em ambos os sexos. A prática da atividade física parece ser um importante modulador dessa associação, enfatizando seu papel no controle dos fatores de risco predisponentes às doenças cardiovasculares.

Capacidade funcional máxima, fração de ejeção e classe funcional na cardiomiopatia chagásica: existe relação entre estes índices?

OBJETIVO: Avaliar a potencial associação entre a capacidade funcional máxima (VO2max), fração de ejeção do ventrículo esquerdo (FEVE) e a classe funcional (CF) pela NYHA em pacientes com cardiomiopatia chagásica. MÉTODOS: Foram estudados 104 homens, com idade média de 40.3± 9.0 anos (variação: de 18 a 65), com diagnóstico estabelecido de cardiomiopatia chagásica. A FEVE e VO2max foram classificadas em três categorias: FEVE <0.30, 0.30< FEVE <0.50, e FEVE > 0.50 e VO2max <10, 10<VO2max <20, e VO2max >20 ml.kg-1.min-1, respectivamente. RESULTADOS: Do total, 31 (29.8%) pacientes estavam em CF II, 41 (39.4%) em classe funcional III, e 32 (30.8%) em CF IV. Os valores correspondentes do VO2max e da FEVE para CF II, III e IV foram 21.5±4.0 ml.kg-1.min-1, 18.3±5.8 ml.kg-1.min-1 e 14.7±4.9 ml.kg-1.min-1 e 0.50±0.6, 0.35±0.9 e 0.29±0.7, respectivamente. FEVE <0.30 e VO2max <10 ml.kg-1.min-1 foram encontradas na grande maioria dos pacientes em CF IV. Inversamente, pacientes em CF II foram relacionados com FEVE >0.50 como também VO2max >20 ml.kg-1.min-1. CONCLUSÃO: Existe uma boa associação entre a classe funcional, a capacidade funcional máxima e a fração de ejeção do ventrículo esquerdo em pacientes com cardiomiopatia chagásica. Dados que podem ser úteis no manuseio da insuficiência cardíaca, em chagásicos.

Relação do tamanho do átrio esquerdo com a capacidade de exercício na endomiocardiofibrose

OBJETIVO: Avaliar se a capacidade de exercício está relacionada à dimensão atrial esquerda (DAE) em pacientes com endomiocardiofibrose biventricular. MÉTODOS: Estudaram-se 38 pacientes sendo 25 mulheres, com idade média 37,5 ± 11,5 anos (variação de 11 a 59 anos), todos em ritmo sinusal, divididos nos grupos A (12 pacientes) e B (26 pacientes) de acordo com a classe funcional da NYHA na internação. Todos os pacientes foram submetidos à ergoespirometria para a obtenção do consumo máximo de oxigênio (VO2 max) e tiveram a dimensão atrial esquerda determinada pela ecocardiografia. RESULTADOS: VO2 max de 21,8±4,8 ml.kg-1.min-1 e 13,7±3,5 ml.kg.-1. min-1, e dimensão atrial esquerda de 3,7±0,7cm e 4,4± 0,7cm para os grupos A e B, respectivamente. Foi encontrada correlação significativa e inversa entre VO2max e a DAE nos grupos estudados. CONCLUSÃO: O aumento da dimensão do átrio esquerdo acha-se associado ao comprometimento da capacidade de exercício em pacientes com endomiocardiofibrose. Nossos achados levam a permitir a utilização da dimensão atrial esquerda para estimar um índice de capacidade funcional, mais complexo e difícil de avaliar, como o VO2max.

A influência do genótipo da ECA sobre a aptidão cardiovascular de jovens do sexo masculino moderadamente ativos

FUNDAMENTO: O gene da enzima conversora de angiotensina (gene ECA) tem sido amplamente estudado em relação a fenótipos de aptidão cardiorrespiratória, contudo a associação do genótipo da ECA com corridas de meia-distância tem sido pouco investigada. OBJETIVO: O presente estudo investigou a possível influência da enzima conversora de angiotensina (ECA) (I/D) sobre a aptidão cardiovascular e o desempenho em corridas de meia-distância por parte de brasileiros jovens do sexo masculino. A validade da previsão de VO2max em relação ao genótipo da ECA também foi analisada. MÉTODOS: Um grupo homogêneo de homens jovens moderadamente ativos foi avaliado em um teste de corrida (V1600 m; m.min-1) e em um teste adicional em esteira ergométrica para a determinação de VO2max. Posteriormente, o [(0,177*V1600m) + 8.101] VO2max real e previsto foi comparado com os genótipos da ECA. RESULTADOS: O VO2max e V1600m registrados para os genótipos DD, ID e II foram 45,6 (1,8); 51,9 (0,8) e 54,4 (1,0) mL.kg-1.min-1 e 211,2 (8,3); 249,1 (4,3) e 258,6 (5,4 ) m.min-1, respectivamente e foram significativamente mais baixos para os genótipos DD (p < 0,05). O VO2max real e previsto não diferiram entre si, apesar do genótipo da ECA, mas o nível de concordância entre os métodos de VO2max real e estimado foi menor para o genótipo DD. CONCLUSÃO: Concluiu-se que existe uma possível associação entre o genótipo da ECA, a aptidão cardiovascular e o desempenho em corridas de média distância de jovens do sexo masculino moderadamente ativos e que a precisão da previsão do VO2max também pode ser dependente do genótipo da ECA dos participantes.

An Equation for the Prediction of Oxygen Consumption in a Brazilian Population

Background: The equations predicting maximal oxygen uptake (VO2max or peak) presently in use in cardiopulmonary exercise testing (CPET) softwares in Brazil have not been adequately validated. These equations are very important for the diagnostic capacity of this method. Objective: Build and validate a Brazilian Equation (BE) for prediction of VO2peak in comparison to the equation cited by Jones (JE) and the Wasserman algorithm (WA). Methods: Treadmill evaluation was performed on 3119 individuals with CPET (breath by breath). The construction group (CG) of the equation consisted of 2495 healthy participants. The other 624 individuals were allocated to the external validation group (EVG). At the BE (derived from a multivariate regression model), age, gender, body mass index (BMI) and physical activity level were considered. The same equation was also tested in the EVG. Dispersion graphs and Bland-Altman analyses were built. Results: In the CG, the mean age was 42.6 years, 51.5% were male, the average BMI was 27.2, and the physical activity distribution level was: 51.3% sedentary, 44.4% active and 4.3% athletes. An optimal correlation between the BE and the CPET measured VO2peak was observed (0.807). On the other hand, difference came up between the average VO2peak expected by the JE and WA and the CPET measured VO2peak, as well as the one gotten from the BE (p = 0.001). Conclusion: BE presents VO2peak values close to those directly measured by CPET, while Jones and Wasserman differ significantly from the real VO2peak.

Sex-Specific Equations to Estimate Maximum Oxygen Uptake in Cycle Ergometry

AbstractBackground:Aerobic fitness, assessed by measuring VO2max in maximum cardiopulmonary exercise testing (CPX) or by estimating VO2max through the use of equations in exercise testing, is a predictor of mortality. However, the error resulting from this estimate in a given individual can be high, affecting clinical decisions.Objective:To determine the error of estimate of VO2max in cycle ergometry in a population attending clinical exercise testing laboratories, and to propose sex-specific equations to minimize that error.Methods:This study assessed 1715 adults (18 to 91 years, 68% men) undertaking maximum CPX in a lower limbs cycle ergometer (LLCE) with ramp protocol. The percentage error (E%) between measured VO2max and that estimated from the modified ACSM equation (Lang et al. MSSE, 1992) was calculated. Then, estimation equations were developed: 1) for all the population tested (C-GENERAL); and 2) separately by sex (C-MEN and C-WOMEN).Results:Measured VO2max was higher in men than in WOMEN: -29.4 ± 10.5 and 24.2 ± 9.2 mL.(kg.min)-1 (p < 0.01). The equations for estimating VO2max [in mL.(kg.min)-1] were: C-GENERAL = [final workload (W)/body weight (kg)] x 10.483 + 7; C-MEN = [final workload (W)/body weight (kg)] x 10.791 + 7; and C-WOMEN = [final workload (W)/body weight (kg)] x 9.820 + 7. The E% for MEN was: -3.4 ± 13.4% (modified ACSM); 1.2 ± 13.2% (C-GENERAL); and -0.9 ± 13.4% (C-MEN) (p < 0.01). For WOMEN: -14.7 ± 17.4% (modified ACSM); -6.3 ± 16.5% (C-GENERAL); and -1.7 ± 16.2% (C-WOMEN) (p < 0.01).Conclusion:The error of estimate of VO2max by use of sex-specific equations was reduced, but not eliminated, in exercise tests on LLCE.

A mathematical model to describe fat oxidation kinetics during graded exercise.

PURPOSE: The purpose of this study was to develop a mathematical model (sine model, SIN) to describe fat oxidation kinetics as a function of the relative exercise intensity [% of maximal oxygen uptake (%VO2max)] during graded exercise and to determine the exercise intensity (Fatmax) that elicits maximal fat oxidation (MFO) and the intensity at which the fat oxidation becomes negligible (Fatmin). This model included three independent variables (dilatation, symmetry, and translation) that incorporated primary expected modulations of the curve because of training level or body composition. METHODS: Thirty-two healthy volunteers (17 women and 15 men) performed a graded exercise test on a cycle ergometer, with 3-min stages and 20-W increments. Substrate oxidation rates were determined using indirect calorimetry. SIN was compared with measured values (MV) and with other methods currently used [i.e., the RER method (MRER) and third polynomial curves (P3)]. RESULTS: There was no significant difference in the fitting accuracy between SIN and P3 (P = 0.157), whereas MRER was less precise than SIN (P < 0.001). Fatmax (44 +/- 10% VO2max) and MFO (0.37 +/- 0.16 g x min(-1)) determined using SIN were significantly correlated with MV, P3, and MRER (P < 0.001). The variable of dilatation was correlated with Fatmax, Fatmin, and MFO (r = 0.79, r = 0.67, and r = 0.60, respectively, P < 0.001). CONCLUSIONS: The SIN model presents the same precision as other methods currently used in the determination of Fatmax and MFO but in addition allows calculation of Fatmin. Moreover, the three independent variables are directly related to the main expected modulations of the fat oxidation curve. SIN, therefore, seems to be an appropriate tool in analyzing fat oxidation kinetics obtained during graded exercise.

Effects of Intermittent Training on Anaerobic Performance and MCT Transporters in Athletes.

This study examined the effects of intermittent hypoxic training (IHT) on skeletal muscle monocarboxylate lactate transporter (MCT) expression and anaerobic performance in trained athletes. Cyclists were assigned to two interventions, either normoxic (N; n = 8; 150 mmHg PIO2) or hypoxic (H; n = 10; ∼3000 m, 100 mmHg PIO2) over a three week training (5×1 h-1h30.week-1) period. Prior to and after training, an incremental exercise test to exhaustion (EXT) was performed in normoxia together with a 2 min time trial (TT). Biopsy samples from the vastus lateralis were analyzed for MCT1 and MCT4 using immuno-blotting techniques. The peak power output (PPO) increased (p<0.05) after training (7.2% and 6.6% for N and H, respectively), but VO2max showed no significant change. The average power output in the TT improved significantly (7.3% and 6.4% for N and H, respectively). No differences were found in MCT1 and MCT4 protein content, before and after the training in either the N or H group. These results indicate there are no additional benefits of IHT when compared to similar normoxic training. Hence, the addition of the hypoxic stimulus on anaerobic performance or MCT expression after a three-week training period is ineffective.