OBJETIVO: O presente estudo objetivou comparar os valores de freqüência cardíaca máxima (FCmáx) medidos durante um teste de esforço progressivo (TEP), com os obtidos através de equações de predição, em idosas brasileiras. MÉTODOS: Um TEP máximo sob o protocolo modificado de Bruce, realizado em esteira, foi utilizado para obtenção dos valores de referência da freqüência cardíaca máxima (FCmáx), em 93 mulheres idosas (67,1±5,16 anos). Os valores obtidos foram comparados aos estimados pelas equações "220 - idade" e a de Tanaka e cols., através da ANOVA, para amostras repetidas. A correlação e a concordância entre os valores medidos e os estimados foram testadas. Adicionalmente, a correlação entre os valores de FCmáx medidos e a idade das voluntárias foi examinada. RESULTADOS: Os resultados foram os seguintes: 1) a média da FCmáx atingida no TEP foi de 145,5±12,5 batimentos por minuto (bpm); 2) as equações "220 - idade" e a de Tanaka e cols. (2001) superestimaram significativamente (p < 0,001) a FCmáx por uma diferença média de 7,4 e 15,5 bpm, respectivamente; 3) a idade se relacionou significativamente (p < 0,001) e inversamente com a FCmáx medida. CONCLUSÃO: Baseado nesses resultados, pode-se concluir que ambas as equações de predição da FCmáx superestimam significativamente os valores obtidos durante um TEP máximo em brasileiras idosas, fato que pode ter implicações relevantes ao se prescrever intensidade de exercícios para essa população. Foi também observado que a FCmáx relacionou-se inversamente com a idade das voluntárias, sugerindo que a reserva cronotrópica continua a declinar após os 60 anos de idade.
Freqüência cardíaca máxima em idosas brasileiras: uma comparação entre valores medidos e previstos
Universidade Católica de Brasília, Departamento de Endocrinologia, Universidade de São Paulo – Brasília, DF – São Paulo, SP
A freqüência cardíaca é uma variável mensurada de forma fácil e não-invasiva, tornando ampla sua utilização para avaliar respostas cardiovasculares ante o exercício e sua recuperação, o estresse, bem como para estudar reatividade simpato-adrenal durante testes cognitivos1. Durante o exercício de intensidade incremental, os valores de freqüência cardíaca (FC) aumentam progressivamente e de forma proporcional ao trabalho que está sendo realizado2, até ser atingido um valor máximo, o qual não pode ser superado a despeito de aumentos subseqüentes na carga do exercício. Esse ponto é denominado freqüência cardíaca máxima (FCmáx) e é usualmente considerado o limite superior do sistema cardiovascular central3.
A FCmáx é uma importante variável fisiológica utilizada como um dos critérios para se verificar o esforço máximo durante um teste ergométrico progressivo4 (TEP). Adicionalmente, a citada variável é provavelmente a mensuração de maior utilização como base para se prescrever intensidades em programas de exercícios físicos, sendo geralmente expressa em porcentual da máxima ou da freqüência cardíaca de reserva (FCmáx – FC de repouso3,5). Embora a reserva cronotrópica seja notadamente influenciada pela idade, relacionando-se inversamente, outros fatores também interferem nessa variável, como tipo de ergômetro utilizado, FC de repouso, tabagismo, gênero do avaliado e composição corporal6,7,8.
Em adendo, o uso de medicamentos com ação cronotrópica negativa, especialmente os betabloqueadores, interfere significativamente na FCmáx medida em jovens9,10 e em idosos11. A influencia dessas variáveis dificulta uma abordagem precisa para estimar a FCmáx, o que pode ter implicações ao se prescrever exercícios baseado em valores preditos para idade, especialmente para indivíduos idosos, os quais apresentam maior prevalência de doenças cardiovasculares.
A equação de predição "220 – idade" é provavelmente o método mais comumente utilizado para estimar a FCmáx e os relatos originais propondo-a parecem ter sido de Fox e cols12. Essa equação tem sido extensamente utilizada em idosos brasileiros, embora sua precisão e aplicabilidade necessitem de futuros estudos envolvendo uma amostra dessa população. Mais recentemente, Tanaka e cols.13 desenvolveram um outro modelo de regressão (208 – 0,7 x idade) para estimar a mesma variável, a qual apresenta valores que diferem consideravelmente da equação tradicional. Quando ambas as equações são comparadas, observa-se que a tradicional superestima a FCmáx em adultos jovens, se iguala aos valores obtidos pela regressão de Tanaka em indivíduos com 40 anos e, a partir dessa idade, subestima os resultados quando comparada à equação "208 – 0,7 x idade".
Em idosas brasileiras, ambas as equações precisam ser melhor estudadas; portanto, sua aplicação tem sido questionada. Nesse sentido, os objetivos do presente estudo foram comparar os valores de freqüência cardíaca máxima (FCmáx) medidos durante um TEP, com os obtidos através das citadas equações de predição, em idosas brasileiras, e correlacionar a idade das voluntárias com a FCmáx medida.
As participantes assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido, o qual continha informações sobre a natureza voluntária da amostra, riscos e benefícios dos procedimentos e o direito de abandonar a pesquisa a qualquer momento. O protocolo adotado na coleta de dados foi aprovado pelo comitê de ética em pesquisa da Universidade. As características físicas, tempo até a exaustão e VO2 máximo estimado da amostra estudada, estão apresentados na
Os valores de referência da FCmáx para todos os voluntários foram mensurados através de um TEP, o qual foi realizado em uma esteira rolante (modelo Super ATL, Imbramed, Brasil) controlada eletronicamente, sob a supervisão de um médico cardiologista. As participantes do estudo se abstiveram de cafeína e exercício físico por um período de 12 horas e 24 horas, respectivamente, antes da visita ao laboratório. Exaustão voluntária foi estabelecida como sendo o critério para finalização do TEP e encorajamentos verbais foram oferecidos às voluntárias durante os instantes finais do exame. A FC foi monitorada continuamente através de eletrocardiografia (ECG Digital, Micromed, Brasil) obedecendo à seguinte seqüência lógica: repouso (12 derivações padrão), durante toda a realização do esforço (três derivações: CM5, D2M e V2M) e seis minutos de recuperação, sendo os valores expressos em batimentos por minuto (bpm). A derivação CM5 foi definida como canal de ritmo.
A determinação do valor da FC foi feita, automaticamente, através do cálculo da média móvel dos intervalos R-R dos oito últimos complexos, atualizado a cada sístole. Resumidamente, a FC média dos oito últimos batimentos = 1 / (R-R)m x 60, onde (R-R)m é a média dos últimos oito intervalos, em segundos. O
O teste foi conduzido de acordo com o protocolo de Bruce modificado (dois estágios de 2,7 km/h a 0% e 5% seguidos do protocolo de Bruce padrão), o qual iniciava após anamnese, avaliação cardiovascular (ECG e pressão arterial) de repouso e um aquecimento composto por exercícios de alongamento e caminhada de um minuto a 1,5 quilômetros por hora. O protocolo é composto por estágios de três minutos e incrementos de intensidade conforme a
Estimativa dos valores de FCmáx - Para identificar os valores previstos de FCmáx foram utilizadas as equações "220 – idade" e "208 – 0.7 x idade"13, as quais foram escolhidas pela ampla utilização e por questionamentos acerca da aplicabilidade. A equação "220 – idade" é geral e erroneamente citada em conexão à referência de Karvonen e cols.6; entretanto, sua publicação original não é totalmente conhecida. Essa é provavelmente a estratégia mais empregada para predizer a FCmáx, inclusive em estudos envolvendo indivíduos idosos de ambos os sexos15-18.
O TEP foi inicialmente realizado por 144 indivíduos, mas apenas 93 foram considerados para as analises subseqüentes. As demais voluntárias foram excluídas em razão dos seguintes motivos: 15 delas tinham menos de 60 anos de idade; quatro apresentaram indícios de isquemia do miocárdio; duas, hiper-reatividade pressórica (Pressão Arterial Sistólica > 220 mmHg); e uma, arritmia ventricular complexa durante a realização do esforço. Nove outras voluntárias estavam fazendo uso de betabloqueadores e uma referiu dor torácica durante o exame. Quatro apresentaram IMC < 20 kg/m2, e 15 delas, IMC > 35 kg/m2. A análise exploratória dos dados revelou que todas as variáveis demonstraram uma distribuição normal e nenhum
A
Os resultados de comparação entre os valores medidos no TEP com os das equações de predição são apresentados na
A relação entre a idade das voluntárias com a FC máxima medida está ilustrada na
Os critérios de exclusão adotados no presente delineamento objetivaram minimizar a interferência de fatores secundários sobre a variável em estudo. Por exemplo, o tipo de ergômetro utilizado, tabagismo, o gênero do avaliado, o uso de medicamentos com ação cronotrópica negativa (especialmente os betabloqueadores) e a composição corporal afetam significativamente a FCmáx medida6-8,11. Nesse sentido, empenho foi demandado para delimitar a amostra, padronizar as condições de realização dos exames e excluir das análises os indivíduos passíveis de influência secundária.
A FC das voluntárias aumentou de forma progressiva e concomitante ao aumento da intensidade do esforço durante o TEP, iniciando com um valor médio de 69,1 bpm (repouso) e atingindo uma média de 145,5 bpm no momento da exaustão. Esse comportamento de FC durante o exercício incremental é bem estabelecido na literatura, tanto em jovens como em idosos15,16. Alguns fatores influenciam a elevação da FC durante o exercício físico, o que de fato apresenta grande importância para o aumento do débito cardíaco com a finalidade de atender a demanda de oxigênio para a musculatura ativa20. O exercício induz notáveis adaptações autonômicas de forma aguda, as quais influenciam sobremaneira o sistema cardiovascular, incluindo a função cronotrópica21,22. De acordo com Araújo22, durante os primeiros segundos de exercício, independentemente da intensidade, o aumento da FC é mediado primordialmente por uma inibição vagal (menor nível de ativação parassimpática), enquanto uma maior ativação simpática no coração assume um papel mais pronunciado nos momentos subseqüentes21. Mecano e metaborreceptores musculares, bem como barorreceptores arteriais são vias aferentes para o centro de controle cardiovascular localizado no bulbo ventrolateral, e apresentam papel relevante na modulação da atividade cronotrópica cardíaca durante o exercício incremental16.
Com base nos resultados encontrados, verificou-se que os valores de FCmáx medidos no TEP foram significativamente inferiores quando comparados aos obtidos através das equações de predição, apresentando uma diferença média de 7,4 bpm e 15,5 bpm para as equações "220 – idade" e Tanaka, respectivamente. O achado pode ter importantes implicações ao se prescrever a intensidade de programas de exercícios físicos voltados para essa população. Baseado em valores de FCmáx identificados através das equações, a prescrição de exercício pode impor um estresse cardiovascular e metabólico excessivo. Além de auxiliar a identificação de anormalidades cardiovasculares4, a importância da realização de um teste ergométrico antes de indivíduos idosos ingressarem em programas de exercícios físicos é reforçada com os presentes resultados.
Em conjunto com o fato de que a FC baseada em testes ergométricos convencionais superestima a intensidade de treinamento de jovens23 e de idosos24 quando comparados à prescrição a partir de testes ergoespirométricos, o resultado do presente estudo sugere que a intensidade baseada em equações de predição é ainda mais superestimada; logo, deve ser observada com cautela. Importante conseqüência clínica desse achado é o fato de que o duplo produto tende a aumentar desproporcionalmente em intensidades relativas elevadas25, aumentando, portanto, o risco de intercorrências cardiovasculares durante as sessões de exercício físico.
Fazendo uma comparação entre os resultados obtidos através da equação de Tanaka e cols. com os valores identificados pela "220 – idade", foi observado que a primeira superestimou significativamente a FCmáx da amostra. De fato, esses achados foram relatados por Tanaka e cols.13 no artigo em que a equação utilizada no presente estudo foi proposta. Em indivíduos com 40 anos de idade, ambas as equações fornecem resultados idênticos; entretanto, em idades superiores, a equação do Tanaka apresenta estimativa com valores mais altos de FCmáx. Dessa forma, a FCmáx identificada no TEP se aproximou mais da equação tradicional, embora o tratamento estatístico tenha revelado diferença significativa. Utilizando a mesma abordagem de predição, relatos prévios apontaram para uma superestimativa da FCmáx medida durante testes ergoespirométricos máximos realizados por brasileiros jovens23 e idosos24. Nesse sentido, se for lembrado que a fórmula "220 – idade" apresenta um erro padrão de 10 a 12 bpm26 e que a diferença média entre a medida e a predita foi de 7,4 bpm, as pacientes do estudo estão incluídas nos limites esperados da equação. A quantidade de idosas que tiveram seus valores sub ou superestimados através da equação "220 – idade" e Tanaka e cols.13 é mais claramente apresentada nas
A FC atingida no momento da exaustão foi, em média, 95,12% da máxima prevista (220 – idade), achados que são similares aos observados para uma amostra de 100 brasileiros idosos submetidos a teste ergométrico sintoma-limitante, em um estudo conduzido por Vacanti e cols.17, no qual a FCmáx observada situou-se em 95,7% da prevista. Wajngarten e cols.24 avaliaram idosos através do teste cardiopulmonar realizado em bicicleta ergométrica e relataram que a FCmáx medida foi, em média, 95% da prevista. Tal resultado é considerado de acordo com o presente estudo, uma vez que Araújo e Pinto27 demonstraram não haver diferenças significativas de FCmáx medidas em testes de exercício em esteira rolante e em cicloergômetro de membros inferiores. Os resultados revelaram que a precisão de ambas as equações foi questionável, nas brasileiras idosas da presente amostra, corroborando os achados de Kindermann e cols.28, os quais postularam que a predição da FCmáx pela idade é apenas um padrão para estimar o nível de intensidade durante o teste ergométrico, e não necessariamente idêntico aos valores de FC atingidos durante o exercício máximo.
Uma invariável conseqüência do processo de envelhecimento é o declínio do desempenho cardiovascular, ou seja, o débito cardíaco, o volume sistólico, a FCmáx e o consumo máximo de oxigênio sofrem redução29,30. De fato, a FCmáx foi demonstrada relacionar-se inversamente com a idade durante um teste ergométrico em esteira rolante realizado por 95 indivíduos com idade compreendida entre 19 e 69 anos15. Os resultados do presente estudo confirmam essa redução do cronotropismo, já que uma correlação negativa e significante foi observada entre essa variável e a idade das voluntárias. Os achados demonstram que, mesmo após os 60 anos de idade, a taquicardia induzida pelo esforço continua apresentando um progressivo declínio. Com o envelhecimento, o controle autonômico da função cardíaca parece estar deprimido, ocorrendo redução da resposta cardíaca à estimulação simpatoadrenérgica e conseqüente diminuição da reserva cronotrópica30.
O menor grau de taquicardia ao esforço explica em parte a reduzida capacidade de gerar debito cardíaco máximo observada nos idosos quando comparados a jovens saudáveis30. Esse processo tem como conseqüência uma concomitante redução da capacidade aeróbia máxima31, notada mesmo em idosos que continuam engajados em programas de treinamento de
Nós reconhecemos algumas limitações no presente estudo. O TEP foi conduzido utilizando-se a ergometria convencional e não um teste de esforço cardiopulmonar. As medidas ventilatórias durante o teste de esforço possibilitam o acesso a informações que são importantes para assegurar que o avaliado realmente atingiu o ponto de intensidade máxima e conseqüentemente a FCmáx. A presença de um platô no consumo de oxigênio (VO2), a despeito de subseqüentes incrementos na carga de trabalho e uma elevada taxa de troca respiratória (R > 1,15), é parâmetro identificado durante o teste ergoespirométrico que, em associação com a sensação subjetiva de esforço e variáveis cardiovasculares, indica que o esforço foi realmente máximo35. Para minimizar a possibilidade de os voluntários avaliados não terem atingido o esforço máximo, encorajamentos verbais foram oferecidos nos momentos próximos à exaustão, e a percepção de esforço14 foi sistematicamente monitorada durante o exame. Em contrapartida, os resultados observados apresentam aplicação clínica importante, uma vez que a grande maioria das clínicas cardiológicas no Brasil emprega testes ergométricos convencionais para avaliar os pacientes, bem como para prescrever intensidades de programas de exercícios físicos para eles25,36.
Em síntese, os resultados do presente estudo sugerem que, em idosas, as equações de predição da FCmáx "220-idade" e a de Tanaka e cols.13 apresentam valores significativamente maiores quando comparados aos medidos durante um TEP, devendo ser observados com cautela ao se realizar testes ergométricos e prescrever exercícios físicos para essa população. Por sua vez, a fórmula "220 – idade" apresentou valor clínico relevante, uma vez que a FC observada esteve dentro dos limites esperados da equação; entretanto, o elevado desvio padrão limita sua precisão e avaliação da individualidade fisiológica. Futuros estudos são necessários para confirmar esses achados, os quais devem empregar preferencialmente o teste de esforço cardiopulmonar. Finalmente, os resultados indicam que a reserva cronotrópica continua a declinar após os 60 anos de idade.
Correspondência: Ricardo Jacó de Oliveira Qs 07, Lote 01, Prédio São João Bosco, Sala 119 71996-700 – Taguatinga, DF E-Mail:
Artigo recebido em 19/08/06; revisado recebido em 28/9/06; aceito em 10/11/06.
OBJECTIVE: This study sought to compare maximum heart rate (HRmax) values measured during a graded exercise test (GXT) with those calculated from prediction equations in Brazilian elderly women. METHODS: A treadmill maximal graded exercise test in accordance with the modified Bruce protocol was used to obtain reference values for maximum heart rate (HRmax) in 93 elderly women (mean age 67.1 ± 5.16). Measured values were compared with those estimated from the "220 - age" and Tanaka et al formulas using repeated-measures ANOVA. Correlation and agreement between measured and estimated values were tested. Also evaluated was the correlation between measured HRmax and volunteers’ age. RESULTS: Results were as follows: 1) mean HRmax reached during GXT was 145.5 ± 12,5 beats per minute (bpm); 2) both the "220 - age" and Tanaka et al (2001) equations significantly overestimated (p < 0.001) HRmax by a mean difference of 7.4 and 15.5 bpm, respectively; 3) age was significantly (p < 0,001) and inversely related to measured HRmax. CONCLUSION: Based on these results, it can be concluded that both prediction equations significantly overestimated HRmax measured during maximal GXT in Brazilian elderly women, a finding that may have important implications when prescribing exercise intensity for this population. In addition, HRmax was inversely related to the volunteers’ age, suggesting that the chronotropic reserve continues to decline after age 60.
Maximum heart rate in brazilian elderly women: comparing measured and predicted values
Universidade Católica de Brasília, Departamento de Endocrinologia, Universidade de São Paulo – Brasília, DF – São Paulo, SP, Brazil
Heart rate can be easily and non-invasively measured, which makes it widely used to assess cardiovascular responses to exercise and its recovery from stress, as well as to study sympathoadrenal reactivity during cognitive tests1. During a graded exercise test, HR rises progressively and proportionally to the amount of work performed2, until a maximum value is reached that cannot be surpassed despite subsequent increases in workload. This point is called maximum heart rate (HRmax), and is usually regarded as the upper limit of the central cardiovascular system3.
HRmax is an important physiological variable used as a criterion to assess maximal exertion during graded exercise tests4 (GXT). Moreover, this variable is likely to be the most used measure as a basis for prescribing exercise intensities, and it is usually expressed in percentage of maximal heart rate or heart rate reserve (HRmax minus resting HR3,5). Even though chronotropic reserve is markedly influenced by age, being inversely related to it, this variable is also affected by other factors, such as the type of ergometer used, resting HR, smoking status, gender, and body composition6,7,8.
Additionally, the use of drugs with negative chronotropic action, especially beta-blockers, decreases significantly HRmax in young people9,10 and adults alike11. The influence of these variables makes it difficult to establish an accurate approach to estimate HRmax, which may have implications for prescribing exercises based on age-predicted values, particularly for elderly subjects, because cardiovascular diseases are more prevalent in old age.
The "220 - age" prediction equation is probably the most commonly method used to estimate HRmax and seems to be originally reported by Fox et al12. It has been extensively used in elderly Brazilians, albeit its accuracy and applicability warrant further studies involving a sample of this population. More recently, Tanaka et al13 developed another regression model (208 - 0.7 x age) to estimate the same variable, the values of which differ significantly from the traditional equation. When both equations are compared, the traditional "220 - age" equation overestimates HRmax in young adults, yields the same values as those obtained by Tanaka’s regression in forty-year old subjects and, from that age on, underestimates HRmax as compared with the "208 - 0.7 x age" equation. Both formulas need to be better studied in Brazilian elderly women; consequently, its application has been called into question. The aim of this study is two-fold: to compare maximum heart rate (HRmax) values measured during graded exercise testing (GXT) with those derived from the above-mentioned prediction equations in Brazilian elderly women and to correlate the volunteers’ age with measured HRmax.
All participants signed an informed consent including information about the voluntary nature of their participation, the risks and benefits of the procedures, and the right to withdraw from the study at any moment. The protocol for data collection was approved by the University’s Research Ethics Committee. Study sample physical characteristics, time to exhaustion, and estimated VO2max are summarized in
Volunteers’ HRmax reference values were measured during a GXT performed on an electronic treadmill (Super ATL, Imbramed, Brazil) under the supervision of a cardiologist. All study participants abstained from caffeine and physical exercise for 12 and 24 hours, respectively, prior to reporting to the laboratory. Volitional exhaustion was established as the criterion for GXT termination, and toward the end of examination the volunteers were given verbal encouragement. Heart rate was continuously monitored by electrocardiography (Digital ECG, Micromed, Brazil) according to the following logical sequence: at rest (standard 12-lead ECG), throughout the exercise and six-minute recovery period (three-lead ECG: leads CM5, D2M e V2M); values were expressed in beats per minute (bpm). Lead CM5 was defined as rhythm lead.
Heart rate was determined automatically by calculating the moving mean of RR intervals of the eight last complexes, updated at every systole. In short, mean HR of the last eight beats = 1 / (R-R)m x 60, where (R-R)m is the mean value of the last eight intervals in seconds. Electrocardiographic monitoring was performed using the Ergo PC for Windows (Micromed, Brasil) software, which controlled treadmill speed and grade through a computer interface. After checking for potential interferences in ECG tracings and extrasystoles, maximum heart rate was defined as the highest value recorded during the test.
Treadmill testing was performed according to the modified Bruce protocol (two stages of 2.7 km/h with 0% and 5% grades, respectively, followed by the standard Bruce protocol), after history taking, cardiovascular evaluation (resting ECG and blood pressure), and a warm-up period including stretching exercises and a one-minute walk at 1.5 km/h. The protocol consists of three-minute stages and increments in exercise intensity, as shown in
Cardiorespiratory fitness was evaluated by estimating maximal oxygen uptake (VO2max) relative to body weight, through the workload achieved during GXT and according to the walking equation proposed by the American College of Sports Medicine4, in which VO2 (ml.kg-1.min-1) = 0.1 x Speed (in meters per minute) + 1.8 x Speed x Grade + 3,5. All participants were verbally informed about GXT procedures and instructed to exercise until they felt unable to continue.
Initially, 144 subjects underwent graded exercise testing, but only 93 were eligible for the subsequent analyses. The others were excluded for the following reasons: fifteen were younger than 60; four showed evidence of myocardial ischemia, two had blood pressure hyperreactivity (systolic blood pressure > 220 mmHg), and one experienced complex ventricular arrhythmia during exercise. Nine other volunteers were on beta-blockers, and one reported thoracic pain during examination. Four volunteers had BMI < 20 kg/m2, and 15 other had BMI > 35 kg/m2. Exploratory data analysis revealed that all variables were normally distributed, and no outlier was detected (z-scores < ± 3.0).Accordingly, the 93 volunteers were included in the subsequent analyses. In this study, all tests were terminated due to exhaustion, and no complications were observed either during the exertion or recovery phase.
Comparison between measured HRmax and those produced by prediction equations are shown in
The exclusion criteria adopted in this study aimed at minimizing any interference of secondary factors in the variable under study. For example, the type or ergometer used, smoking status, gender, use of drugs with negative chronotropic action (especially beta-blockers), and body composition significantly affect measured HRmax6-8,11. Therefore, efforts were made to delimit the sample, standardize test conditions, and exclude subjects sensitive to secondary influences.
Volunteers’ heart rate increased progressively and concomitantly according to increasing exercise intensity during GXT, beginning with a mean value of 69.1 bpm (at rest) and reaching 145.5, on average, at exhaustion. This HR behavior during graded exercise is well-established in the literature, both in young and elderly subjects15,16. Some factors influence HR increase during physical exercise, which is indeed all-important for enhancing cardiac output to meet active muscle oxygen demand20. Exercise induces considerable acute autonomic adaptations, which greatly affect the cardiovascular system, including the chronotropic function21,22. According to Araújo22, the HR increase observed during the first seconds of exercise, regardless of exercise intensity, is primarily mediated by vagal inhibition (lower level of parasympathetic activity), whereas cardiac sympathetic activity enhances subsequently21. Muscle mechano- and metaboreceptors, as well as arterial baroreceptors, are afferent pathways for the cardiovascular control center located in the ventrolateral medulla and play a major role in modulating cardiac chronotropic activity during graded exercise16.
In our study, HRmax values measured during GXT were significantly lower when compared with those from prediction equations, with a mean difference of 7.4 bpm and 15.5 bpm for the "220-age" and Tanaka’s equations, respectively. This finding may have important implications for prescribing exercise intensity for this population. Based on HRmax determined by prediction equations, exercise prescription may cause excessive cardiovascular and metabolic stress. In addition to identifying cardiovascular abnormalities4, the importance of performing exercise stress testing in elderly subjects before they engage in any exercise program is emphasized by these results. Together with the fact that HR based on standard exercise stress tests overestimates training intensity in young23 and elderly subjects alike24 when compared with exercise prescription from ergospirometric tests, our results suggest that exercise intensity based on prediction equations is even more overestimated and, thereby, should be viewed cautiously. An important clinical consequence of this finding is the fact that the double product tends to rise disproportionately in relatively high intensities25, thus increasing the risk of cardiovascular events during physical exercise sessions.
Comparing the results obtained from Tanaka and "220 - age" equations in this sample, the first was found to overestimate HRmax significantly. In fact, these findings were reported by Tanaka et al13 in the article in which this equation was proposed. In forty-year old subjects, both equations produce identical results; however, at older ages, Tanaka’s equation showed higher values for HRmax. Therefore, HRmax identified during GXT was closer to the traditional equation, although a significant statistical difference was found. Using the same prediction approach, earlier reports have pointed to an overestimate of HRmax measured during maximal spiroergometric tests in young23 and elderly Brazilians24. In this regard, considering that the "220 - age" formula has a standard error of 10 a 12 bpm26 and the mean difference between measured and predicted HRmax was 7.4 bpm, study patients are within the expected limits for this equation. The number of elderly women whose values were under- or overestimated by the "220 - age" and Tanaka’s equations is more clearly presented in
Heart rate at exhaustion was, on average, 95.12% of the predicted maximum (220 - age), a finding similar to that of a sample of 100 elderly Brazilians who underwent symptom-limited exercise stress test in a study carried out by Vacanti et al17, in which HRmax was 95.7 of the age-predicted maximum. Wajngarten et al24 assessed elderly subjects by cardiopulmonary exercise testing (CPET) using a bicycle ergometer and reported that measured HRmax was, on average, 95% of the age-predicted maximum. Such result is consistent with that of the present study, since Araújo and Pinto27 demonstrated that there are no significant differences between HRmax measured during treadmill exercise tests and lower-extremity cycle ergometer tests. Their results revealed that accuracy of both equations was questionable in the elderly Brazilians of this sample, corroborating Kindermann et al findings28, which postulated that age-predicted HRmax is only a standard to estimate the degree of intensity during exercise stress testing and not necessarily identical to HR values reached during maximal exercise.
An invariable consequence of aging is a decline in cardiovascular performance, that is, cardiac output, stroke volume, HRmax, and maximal oxygen uptake decrease29,30. In fact, HRmax has shown to be inversely related to age during exercise treadmill test performed by 95 subjects between 19 and 69 years of age15. The results of the present study confirm this chronotropism decrease, since a negative and significant correlation was observed between this variable and volunteers’ age. These findings demonstrate that even after age 60, exercise-induced tachycardia declines progressively. With aging, cardiac autonomic control seems to be depressed, with a decreasing occurring in cardiac response to sympathoadrenergic stimulation and, consequently, in chronotropic reserve30.
The lesser degree of exertional tachycardia explains, in part, the reduced capacity to attain maximal cardiac output by the elderly compared with healthy young subjects30. This process leads to a concomitant decline in maximal aerobic capacity31, even in elderly subjects that remain engaged in regular vigorous endurance exercise training32. Actually, the estimated mean maximal oxygen uptake found in this sample (22.24 ml.kg-1.min-1) is lower than that reported for a group of Caucasian and Hispanic young women (34.1 ml.kg-1.min-1), yet similar to that of women 60 years or older33 (21,5 ml.kg-1.min-1). According to the cardiorespiratory fitness classification proposed by the American Heart Association34, most participants of the present study fall into the regular category, suggesting that estimated VO2 max was within the range expected for women of the same age group.
We acknowledge some limitations of the present study. Graded exercise testing was performed using standard ergometry, rather than cardiopulmonary stress testing. The ventilatory measures obtained during treadmill exercise yielded relevant information to ensure that the subject being evaluated had indeed reached maximal intensity and, therefore, HRmax. The presence of an oxygen uptake (VO2) plateau in spite of subsequent increments in workload and high respiratory exchange ratio (R > 1.15) are parameters identified during the ergospirometric test that, coupled with subjective perceived exertion and cardiovascular variables, all indicate that exertion had indeed been maximal35. To minimize the possibility of volunteers not reaching maximal exertion, verbal encouragement was given when they neared exhaustion, and perceived exertion14 was systematically monitored throughout the examination. Conversely, our results provide an important clinical application, since most cardiac clinics in Brazil use conventional exercise stress testing for assessing patients, as well as prescribing exercise intensities25,36.
In sum, the results of the present study suggest that, in elderly women, the "220 – age" and Tanaka al at13 prediction equations yield significantly higher HRmax values when compared with those measured during graded exercise testing; hence, they should be viewed with caution when performing exercise stress tests and prescribing physical exercise for this population. On the other hand, the "220 – age" formula has shown relevant clinical value, because predicted HR was within the expected limits for this equation; yet, the elevated standard deviation limits both its accuracy and assessment of physiological individuality. Further studies, preferably using cardiopulmonary exercise testing, are neede to substantiate these findings. Finally, our results also indicate that chronotropic reserve continues to decline after age 60.
Ricardo Jacó de Oliveira Qs 07, Lote 01=, Prédio São João Bosco, Sala 119 71996-700 – Taguatinga, DF - Brazil E-Mail:
Manuscript received August 19, 2006; revised manuscript received September 28, 2006; accepted November 10, 2006.