FUNDAMENTO: O exercício físico aeróbico é importante aliado no combate aos fatores de risco cardiovascular. No entanto, os efeitos de exercícios de alta intensidade sobre tais fatores ainda são pouco conhecidos. OBJETIVO: Comparar os efeitos de protocolos de exercícios aeróbico e anaeróbico sobre fatores associados ao risco cardíaco. MÉTODOS: Vinte e dois indivíduos com idade média de 40±8 anos foram alocados nos grupos: controle (CO), treinamento de endurance (ET) e treinamento intermitente (IT). Os protocolos tiveram duração de 12 semanas, três vezes por semana; e intensidades de 10% abaixo e 20% acima do limiar anaeróbico (LAn). Foram medidas: massa corporal total (MCT), índice de massa corporal (IMC), circunferências de cintura (CINT) e quadril (QUA) e a composição corporal, além das concentrações plasmáticas de glicose (GLI), colesterol total (CHO) e triglicérides (TG); ainda foram calculados a razão cintura-quadril (PCCQ) e o índice de conicidade (Índice C). RESULTADOS: As variáveis de MCT, IMC, CINT, GLI e a composição corporal apresentaram alterações significativas nos grupos ET e IT. Os valores de CHO e QUA foram significativamente reduzidos no grupo ET, enquanto a PCCQ mostrou redução significativa no grupo IT. O LAn e o índice C, no grupo IT foram significativamente diferentes em relação a ET. CONCLUSÃO: Tendo em vista as diferenças encontradas nas respostas das variáveis estudadas, em razão do treinamento empregado, concluímos que um programa de exercício que contemple atividades de alta e baixa intensidades seja mais completo para garantir a redução de maior número de variáveis de risco cardíaco.
ARTIGO ORIGINAL
CARDIOLOGIA DO ESPORTE
Faculdade Social da Bahia, Salvador, BA - Brasil
Há dados evidenciando o benefício do exercício físico em todos os fatores associados à síndrome metabólica em adultos, mostrando ainda que a inatividade se relaciona de forma positiva com todos os fatores de risco componentes dessa síndrome1. Nesse sentido, vários órgãos de saúde, tais como o Colégio Americano de Medicina do Esporte2, Sociedade Brasileira de Cardiologia3,
O modelo de exercício tradicionalmente utilizado possui como características baixas intensidades e longos períodos de tempo de execução, de predominância aeróbica. De fato, as adaptações bioquímicas induzidas pelo exercício contínuo são estudadas desde o final da década de 19605, e, efetivamente, provou-se que esse tipo de atividade física induz aumento na capacidade oxidativa muscular, pelo aumento na atividade de enzimas chaves da beta-oxidação6, via metabólica específica de oxidação dos ácidos graxos, além de também sinalizar e aumentar a velocidade de outras vias metabólicas do metabolismo oxidativo de ressíntese de ATP, tais como o ciclo de Krebs7 e da cadeia respiratória mitocondrial8.
Estudos recentes demonstram também que o exercício intermitente se mostra eficiente em determinadas situações na redução do porcentual de gordura e dos níveis de lipídeos plasmáticos em adolescentes9,10. Nesse sentido, em recente e ampla revisão, Stiegler e Cunliffe11, analisando estratégias de restrição calórica associada ou não a vários tipos de protocolos de exercício físico, não citam nenhum estudo que se utilizou de um protocolo de atividade de alta intensidade na redução da composição corporal e parâmetros de perfil lipídico plasmático em indivíduos adultos. Portanto, o objetivo deste estudo foi comparar as alterações desses parâmetros induzidas por dois protocolos de atividade física, sendo um deles executado em baixa intensidade e outro, de alta intensidade de esforço em adultos obesos.
Iniciaram este estudo 30 indivíduos saudáveis; no entanto, durante o desenvolvimento, em razão da desistência de alguns voluntários, o estudo encerrou com a participação de 22 indivíduos (Homens n= 8 e Mulheres n=14), com média de idade de 40±8 anos, sendo os critérios de inclusão para participação no estudo o indivíduo apresentar IMC superior a 25, já se situando na faixa de sobrepeso12, estar sedentário por pelo menos dois anos e não apresentar contra-indicação médica para prática de atividade física, tais como hipertensão arterial grave ou cardiopatias. A avaliação médica foi conduzida por médicos particulares e após a liberação médica para atividade física os indivíduos foram incorporados em um dos grupos experimentais. Este estudo foi aprovado pelo comitê de ética da Faculdade de Medicina da Universidade Federal da Bahia e, após serem amplamente informados dos possíveis riscos e desconfortos associados aos procedimentos, os voluntários assinaram um termo de consentimento livre e esclarecido.
Os indivíduos foram alocados aleatoriamente e em iguais proporções entre homens e mulheres em um dos três grupos experimentais; controle sedentário (CO) o qual não foi submetido a nenhum tipo de exercício, grupo de treinamento de endurance (ET) e o grupo de treinamento intermitente (IT). Nos grupos ET e IT, todas as variáveis foram medidas antes (PRE) e após (POS) os protocolos de exercício, exceção feita à estatura. Para o grupo CO, as variáveis foram medidas no mesmo período das avaliações PÓS-treinamento dos grupos ET e IT. Todas as medidas de um mesmo período foram executadas num prazo máximo de sete dias entre elas.
Os programas de atividade física tiveram duração total de 12 semanas e foram executados em ciclo ergômetro, em que os sujeitos iniciaram com duração de 20 minutos na primeira semana, com progressão de 10 minutos por semana, até atingir duração total de 60 minutos por sessão na quarta semana, com freqüência de três vezes semanais para ambos os grupos ET e IT.
O grupo ET perfazia a atividade de forma contínua sem pausa em intensidade 10% abaixo do limiar anaeróbico individual, enquanto o padrão da atividade do grupo IT foi intermitente, isto é, os esforços eram intercalados por pausas regenerativas para que os indivíduos pudessem completar as sessões. No grupo IT, a intensidade de esforço foi 20% acima do limiar anaeróbico individual com duração em todas as sessões similar à do grupo ET, sendo a relação esforço/pausa de 2:1 minutos. A intensidade foi controlada pela freqüência cardíaca, utilizando monitores de freqüência cardíaca marca Polar, modelo S610 I.
Dado que o objetivo deste trabalho é analisar o efeito de diferentes tipos de atividade física na redução dos parâmetros de risco cardiovascular, excluímos a redução na ingestão calórica como possível variável interveniente; para tanto, os voluntários foram fortemente instruídos a manter o padrão de alimentação habitual. O desenho experimental dos protocolos de atividade física está representado na
O gasto energético por sessão foi estimado utilizando a equação que segue, proposta pelo Colégio Americano de Medicina do Esporte (ACSM)13 e atualizado por Swain14.
A estatura foi medida com auxílio de estadiômetro profissional Sanny com precisão de 0,1 cm, a medida foi executada com os sujeitos descalços e com os glúteos e ombros apoiados em encosto vertical. A massa corporal total (MCT) foi aferida com balança digital Filizola com precisão de 100 gramas, com os sujeitos utilizando apenas calção e "top" no caso das mulheres. As circunferências da cintura e do quadril foram aferidas por fita antropométrica de metal Sanny com precisão de 0,1 cm. A partir desses dados foram calculados o índice de massa corporal (IMC). Ainda foram calculados a razão cintura/quadril (PCCQ) e o índice de conicidade (Índice C) que estabelece inter-relações entre a MCT, estatura e a circunferência da cintura e foi calculado pela equação que segue, segundo Pitanga e Lessa15.
A composição corporal foi medida por bioimpedância elétrica (BIA), a resistência e a reactância corporal foram medidas utilizando-se um analisador de composição corporal (HBF-306, Omron, Canadá). Para realização dessa medida os voluntários foram orientados a permanecerem em jejum de dez horas, ingerirem pelo menos dois litros de água, não executar nenhum tipo de atividade física e não ingerir álcool no dia anterior.
O LAn foi determinado em ciclo ergômetro com tração mecânica (CEFISE/BIOTEC 2100). Para determinação do LAn, utilizamos um protocolo descontínuo de esforço progressivo. Após aquecimento de 5 minutos no próprio ciclo ergômetro em que seria conduzido o teste com carga de 15 Watts (W), os indivíduos pedalaram a uma velocidade constante de 28 km.h-1 com carga inicial de 25 W e incrementadas em 25 W a cada 3 minutos. Ao final de cada estágio de 3 minutos a freqüência cardíaca (FC) era aferida por meio de monitor cardíaco Polar (S610 I) e uma amostra de 50 µl de sangue era coletada do lóbulo da orelha em tubos capilares heparinizados. Enquanto o voluntário iniciava um novo estágio de esforço, a amostra era submetida a análise da concentração de lactato em lactímetro portátil Accutrend lactate (Roche)16, sendo esse procedimento inferior a 30 segundos. Ao atingir concentração igual ou superior a 4 mM, o teste era interrompido. Dessa forma, para cada carga foram observadas a FC e a concentração de lactato plasmático e, por meio de interpolação linear, foram encontradas a intensidade (Watts) e a FC correspondentes a 4 mM de lactato, assumindo essa intensidade aos valores de LAn17.
Para medida de glicose (GLI), colesterol total (CHO) e triglicérides plasmáticos (TG), os voluntários foram instruídos a permanecer em jejum por dez horas antes de executar a coleta da amostra. Para medida desses parâmetros foram coletadas amostras de 50 µL do lóbulo da orelha em tubos capilares heparinizados, e o sangue depositado em fitas reativas específicas para cada uma das dosagens executadas por aparelho portátil Accutrend GCT (Roche)18.
O tamanho da amostra foi calculado utilizando o software PIFACE19. Utilizando o
Os valores iniciais das variáveis estudadas nos grupos CO, ET e IT não mostraram, na maioria dos casos, nenhuma diferença estatisticamente significativa entre elas, demonstrando satisfatória homogeneidade entre os grupos no momento PRE exercício.
A potência aeróbica, mensurada aqui pelo LAn, mostrou aumento significativo (p<0,05) para os grupos ET e IT comparados ao grupo CO e ao momento PRE, o protocolo de treinamento intervalado mostrou-se ainda mais eficiente em aumentar o LAn que o protocolo de endurance, dados evidenciados pela diferença significativa (p<0,05) entre os valores de ET e IT no momento POS (
A
As circunferências da cintura e quadril além da MCT sofreram redução significativa (p<0,05) em relação ao grupo CO e também ao momento pré para ambos os protocolos de treinamento. A medida do quadril apresentou ainda diferença significativa (p<0,05) no momento PÓS entre os grupos ET e IT.
O IMC no grupo ET PRÉ era estatisticamente (p<0,05) menor, comparado ao grupo CO. No entanto, após o protocolo de treinamento de endurance, foi verificada uma diferença significante no grupo ET entre os momentos PRÉ e PÓS e embora não tenha apresentado diferença significativa em relação ao grupo CO, o valor de p obtido na comparação entre o grupo ET PÓS e o grupo CO foi de p=0,06, mostrando uma tendência de redução em relação a esse grupo.
Para a PCCQ, foi encontrada redução significativa (p<0,05) no grupo IT, o grupo ET embora tenha mostrado uma tendência de queda em relação à linha de base não alcançou diferença significativa, mostrando o valor de p=0,08.
Em relação ao índice C, ambos os protocolos foram eficientes em reduzir significativamente (p<0,05) seus valores em relação aos respectivos momentos PRÉ. O grupo IT mostrou redução ainda maior (p<0,05) quando comparado ao grupo ET. No que diz respeito à composição corporal, os grupos ET e IT reduziram de maneira significante (p<0,05) o porcentual de gordura corporal e ainda aumentaram significativamente a massa isenta de gordura em ambos os grupos.
Os resultados dos parâmetros plasmáticos estão apresentados nas
A
O fato de a oxidação dos lipídeos acontecer exclusivamente no interior das mitocôndrias pelas vias oxidativas20, aliado à predominância da utilização de ácidos graxos como substrato energético e ainda às adaptações crônicas de natureza oxidativa observadas em exercícios de longa duração, executados em baixa intensidade21, levou à crença de que apenas esse tipo de exercício seria eficiente em reduzir o porcentual de gordura corporal, enquanto se supunha que exercícios realizados em alta intensidade, por oxidarem predominantemente carboidratos como substrato energético não seriam eficientes para esse mesmo fim. De fato, dados consistentes da literatura mostram a eficiência do exercício de endurance na redução do porcentual de gordura corporal e, conseqüentemente, da MCT11, além de seu efeito protetor no que diz respeito ao risco cardiovascular, uma vez que esse tipo de exercício também contribui para a manutenção de níveis adequados dos lipídeos e lipoproteínas plasmáticas22.
Demais estudos demonstraram que o exercício de alta intensidade também é eficiente em induzir adaptações significativas na capacidade oxidativa23; no entanto, poucos dados se encontram disponíveis na literatura acerca dos efeitos induzidos por exercício anaeróbico de alta intensidade sobre variáveis antropométricas e o perfil de lipídeos plasmáticos relacionados ao risco cardíaco.
Nossos resultados para o grupo ET, como esperado, corroboram os dados da literatura demonstrando alterações modestas, porém estatisticamente significativas em relação aos controles nos principais marcadores antropométricos e plasmáticos de risco cardíaco, além da capacidade funcional, avaliada aqui pela capacidade aeróbica, mensurada por meio do LAn24-27.
Com relação ao exercício anaeróbico, aplicado no grupo IT, a determinação de sua intensidade foi baseada nos dados obtidos por Silveira e Denadai28, os quais demonstraram que a maior inibição na via glicolítica durante esforços intervalados de alta intensidade ocorria em intensidades relativas a 120% a 130% do LAn.
Nossos dados obtidos em adultos com sobrepeso mostraram respostas similares aos obtidos em adolescentes obesos, em relação aos parâmetros de MCT, IMC, porcentuais de massa gorda, massa isenta de gordura, GLI plasmática e na medida da circunferência da cintura9,10,29, nos quais não foram detectadas diferenças significativas entre os tipos de exercício, porém ambos se mostraram eficientes em reduzir os níveis dessas variáveis e ainda aumentar de forma significativa a massa isenta de gordura em comparação aos valores obtidos antes dos protocolos de exercício. Apesar dos tipos de exercícios utilizados neste estudo não se constituírem na principal forma para aumentar a massa muscular, os resultados observados se deveram provavelmente ao baixo nível de aptidão física demonstrada pelos participantes do estudo.
De forma similar ao obtido em outros estudos, aqui o CHO se mostrou diminuído apenas em resposta ao protocolo de exercício aeróbico, no grupo ET10,30.
Estudos transversais e longitudinais demonstraram a influência do gasto energético induzido pelo exercício sobre a maioria das variáveis citadas anteriormente31 e, portanto, a semelhança nas respostas, aqui obtidas para esses parâmetros, pode ser explicada pelo gasto energético estimado induzido pelos protocolos de treinamento, o qual não mostrou diferença significativa entre os grupos ET e IT.
No que diz respeito ao LAn, nossos dados corroboram outros estudos que também demonstraram efeitos mais significativos induzidos por esforços de maior intensidade no aumento dessa variável tanto em indivíduos sedentários quanto em atletas de competição32,33. Embora os mecanismos intracelulares que regulam tais adaptações não sejam completamente conhecidos, acredita-se que maiores níveis de intensidade de esforço seriam mais eficientes para ativar o mecanismo responsável pelo controle na expressão das proteínas mitocondriais34.
Com relação ao índice C, nossos dados são inéditos, uma vez que nenhum outro estudo analisou, até o momento, o efeito do exercício físico sobre esse parâmetro. O índice C estabelece um parâmetro mais amplo de distribuição da gordura corporal e demonstrou alto índice de afinidade e especificidade com o risco cardíaco, na população de Salvador15. Nossos dados mostram que ET e IT foram eficientes em reduzir os níveis de tal índice, efeito ocasionado provavelmente pela redução nas circunferências da cintura e, em especial, do quadril. Assim como para o índice C, a PCCQ também mostrou redução significativa apenas no grupo IT, respondendo de forma efetiva especificamente ao IT. O fato de o grupo IT induzir uma ação mais eficiente especificamente para esses dois índices pode se dever à maior secreção de adrenalina em esforços mais intensos, o que elevaria os níveis de lipólise no tecido adiposo intra-abdominal e principalmente subcutâneos localizados na região do quadril35-37.
E finalmente, em relação aos TG, embora demais estudos tenham demonstrado redução nos níveis plasmáticos dessa variável para jovens e adultos em reposta ao exercício9,10,31, o grupo ET apresentou apenas uma tendência de queda. No entanto, não foram detectadas diferenças significativas, provavelmente em razão do alto coeficiente de variabilidade observado nos grupos, ocasionado por um alto teor de lipídeos na dieta dos indivíduos.
Baseados em nossos dados, concluímos que MCT, circunferência de cintura, porcentuais de massa gorda e massa isenta de gordura, IMC e GLI parecem responder de forma similar aos protocolos de treinamento ET e IT. É possível que tal semelhança esteja ligada especificamente ao gasto calórico imposto pelo exercício, independentemente de sua intensidade. Nossos dados corroboram tal conclusão, uma vez que o gasto calórico exigido tanto pelo ET quanto pelo IT não diferiu significativamente. Os níveis de CHO apresentaram redução significativa especificamente ao protocolo de ET, enquanto a circunferência do quadril, PCCQ, o índice C e o LAn sofrem alterações mais pronunciadas no grupo IT comparado ao ET. Esses dados sugerem, portanto, que um programa de exercício que contemple atividades com características aeróbicas e anaeróbicas nos parece mais completo para atuar sobre um número maior de variáveis relacionadas ao risco cardíaco em adultos com sobrepeso.
Os autores agradecem aos voluntários participantes deste estudo, e à Profa. Aldema Menine Trindade pela revisão de língua portuguesa. À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB) pelo apoio financeiro. Mônica M. Medeiros é bolsista IC FAPESB.
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo foi parcialmente financiado por Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado da Bahia (FAPESB).
Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.
Cláudio Cesar Zoppi Prédio de Ciências da Saúde Av. Oceânica 2717, Ondina 40170-010, Salvador, BA - Brasil E-mail:
Artigo enviado em 13/10/2007; revisado recebido em 19/01/2008; aceito em 22/01/2008.
BACKGROUND: Aerobic exercise is an important ally in the fight against cardiovascular risk factors. However, the effects of high-intensity exercise on these factors are still poorly known. OBJECTIVE: To compare the effects of aerobic and anaerobic exercise protocols on cardiac risk factors. METHODS: 22 individuals with mean age of 40±8 years were distributed into the following groups: control (CO), endurance training (ET) and interval training (IT). The protocols lasted 12 weeks, three times a week, with intensities of 10% below and 20% above the anaerobic threshold (AnT). The following measurements were taken: total body mass (TBM), body mass index (BMI), waist circumference (WC), hip circumference (HC), and body composition, in addition to plasma concentrations of glucose (GLU), total cholesterol (CHO), and triglycerides (TG). Waist-hip ratio (WHR) and conicity index (C index) were also calculated. RESULTS: The TBM, BMI, WC, GLU, and body composition variables showed significant changes in the ET and IT groups. CHO and HC values were significantly reduced in the ET group, whereas WHR showed a significant reduction in the IT group. AnT and C index in the IT group were significantly different in relation to ET. CONCLUSION: In view of the differences found in the results of the variables studied in relation to the training performed, we conclude that an exercise program that includes both high and low-intensity activities is more efficient to ensure the reduction of a greater number of cardiac risk variables.
Faculdade Social da Bahia, Salvador, BA - Brazil
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There is evidence showing both the beneficial effects of physical exercise on all the factors associated with metabolic syndrome in adults and the positive correlation of inactivity with all the risk factors that comprise this syndrome1. In this sense, several health organizations such as the American College of Sports Medicine2, the Brazilian Society of Cardiology3, and the American Diabetes Association4 recommend the use of physical activity as a therapy for the risk factors associated with obesity.
The characteristics of the model of exercise traditionally used are low intensities, long sessions, and predominance of aerobic exercises. In fact, the biochemical adaptations induced by continuous exercise have been studied since the late 60's5, and this type of physical activity was effectively proven to induce increased muscle oxidative capacity by increasing the activity of key enzymes of beta oxidation6, which is a specific metabolic pathway of fatty acid oxidation, in addition to signaling and increasing the velocity of other metabolic pathways of the ATP resynthesis oxidative metabolism such as the Krebs cycle7 and mitochondrial respiratory chain8.
Recent studies also demonstrate that interval exercise is efficient in reducing fat percentage and plasma lipid levels in adolescents under certain circumstances9,10. In this sense, Stiegler and Cunliffe11 made a recent and thorough review analyzing calorie restriction strategies associated or not with several types of physical exercise protocols and did not mention any study using a high-intensity activity protocol in the reduction of body composition and parameters of plasma lipid profile in adult individuals. Therefore, the objective of this study was to compare changes in these parameters induced by two physical activity protocols, one of them performed at low intensity and the other at high intensity in obese adults.
Thirty healthy individuals were enrolled in this study. However, some of them dropped out and the study ended with the participation of 22 individuals (men, n = 8 and women, n = 14) with mean age of 40±8 years. The inclusion criteria were: BMI higher than 25, already situated in the overweight range12, sedentary lifestyle for at least two years, and no medical contraindication, such as severe hypertension or heart diseases, for the practice of physical activities. Medical evaluation was performed by private physicians; after the patients were released for physical activities they were included in one of the experimental groups. This study was approved by the ethics committee of University of
The subjects were randomly assigned in equal proportions of men and women to one of the three experimental groups: sedentary control (CO), which did not perform any type of exercise; endurance training group (ET); and interval training group (IT). In the ET and IT groups, all variables, except for height, were measured before (PRE) and after (POST) the exercise protocols. For the CO group all variables were measured in the same period of the POST training assessments of the ET and IT groups. All measurements of the same period were taken within a seven-day interval at most.
The physical activity programs lasted 12 weeks and were performed in a cycle ergometer. The initial duration was 20 minutes in the first week, with increments of 10 minutes per week until a total of 60 minutes per session was reached in the fourth week. The frequency was three times a week for both the ET and the IT groups.
The ET group performed the activity continuously, without pause, at an intensity 10% lower than the individual anaerobic threshold, whereas the activity pattern of the IT group was intermittent, that is, the exercises were alternated with regenerative pauses so that the subjects could complete the sessions. In the IT group, the exercise intensity was 20% above the individual anaerobic threshold and the duration of the sessions was similar to that of the ET group, with an exercise/pause ratio of 2:1 minutes. The intensity was controlled by heart rate using Polar model S610 l heart rate monitors.
Since the objective of this study was to analyze the effect of different types of physical activity on the reduction of cardiovascular risk parameters, we excluded the calorie intake reduction as a possible intervenient variable, so that the volunteers were strongly encouraged to keep their usual eating pattern. The experimental design of the physical activity protocols is shown in
Energy expenditure per session was estimated using the following equation proposed by the American College of Sports Medicine (ACSM)13 and updated by Swain14.
VO2 = 7 + 1.8(Watts)/M
Where
Height was measured using a Sanny professional stadiometer to the nearest 0.1 cm, with the subjects barefoot leaning their buttocks and shoulders against a vertical back. Total body mass (TBM) was measured using a Filizola digital scale to the nearest 100g, with the subjects wearing only shorts and top, in the case of women. Waist and hip circumferences were taken using a Sanny metal anthropometric tape measure to the nearest 0.1 cm. Body mass index (BMI) was calculated based on these data. We also calculated the waist/hip ratio (WHR) and the conicity index (C index), which establishes relations between TBM, height and waist circumference. The C index was calculated using the following equation, according to Pitanga and Lessa15:
Body composition was measured using bioelectrical impedance analysis (BIA). Resistance and body reactance were measured using a body composition analyzer (HBF-306, Omron, Canada). For these measurements, the volunteers were instructed to remain fasted for 10 hours, to drink at least 2 liters of water, not to perform any kind of physical activity and not to drink alcoholic beverages the day before the measurements were taken.
AnT was determined in a cycle ergometer with mechanical transmission (CEFISE/BIOTEC 2100). In order to determine the AnT, we used a discontinuous graded exercise protocol. After a 5-minute warm-up in the same cycle ergometer where the test would be conducted with a 15-Watt (W) load, the individuals pedaled at a constant speed of 28 Km.h-1 with an initial load of 25 W, which was increased by 25 W every three minutes. At the end of each 3-minute stage, the heart rate (HR) was measured with a Polar (S610 I) cardiac monitor and a 50-µL blood sample was collected from the ear lobe in heparinized capillary tubes; while the volunteer started the next exercise stage, the sample's lactate concentration was determined using an Accutrend portable lactate analyzer (Roche)16. The duration of this procedure was shorter than 30 seconds. When a greater than or equal to 4 mM concentration was reached, the test would be interrupted. Thus, for each load, HR and plasma lactate concentration were observed. Using linear interpolation, the intensity (Watts) and HR corresponding to 4 mM of lactate were found and this intensity was assumed as the AnT17.
For measurement of plasma glucose (GLU), total cholesterol (CHO) and triglyceride (TG) levels the volunteers were instructed to remain fasted for ten hours before having their blood sample drawn. For determination of these parameters, 50-µL blood samples were drawn from the earlobe in heparinized capillary tubes and the blood was deposited in specific reagent strips for each determination performed in the Accutrend GCT portable instrument (Roche)18.
The sample size was calculated using the PIFACE software19. Using the GraphPad Instat software (San Diego, CA), the data were applied to the Kolmogorov-Smirnov normality test and to the homoscedasticity test (Bartlett's test). After the descriptive analysis of the sample, the statistical tests that best suited the sample distribution were applied for the analysis of the intra and inter-group variables. These tests are mentioned in the legends of the tables and figures. P values < 0.05 were considered statistically significant.
The baseline values of the variables studied in the CO, ET and IT groups did not show any statistically significant difference between one another in most of the cases, and demonstrated a satisfactory homogeneity between the groups at the PRE exercise time point.
Aerobic power, as measured by AnT, showed a significant increase (p<0.05) for the ET and IT groups in comparison to the CO group and to the PRE time point; the interval training protocol proved even more efficient in increasing AnT than the endurance protocol, as evidenced by the significant difference (p < 0.05) between ET and IT values at the POST time point (
Data of the anthropometric variables and those regarding the estimated energy expenditure of the CO, ET and IT groups are summarized in
Waist and hip circumferences as well as TBM showed a significant reduction (p<0.05) in relation to the CO group and also in relation to the PRE time point for both training protocols. Hip measurement also showed a significant difference (p<0.05) between the ET and IT groups at the POST time point.
BMI in the PRE ET group was statistically lower (p<0.05) in comparison to the CO group. However, after the endurance training protocol, a significant difference was found in the ET group between the PRE and POST time points; eventhough no significant difference had been found in relation to the CO group, the p value obtained in the comparison between the POST ET group and the CO group was 0.06, thus showing a reduction trend in relation to this group.
For WHR, a significant reduction (p<0.05) was found in the IT group. Although the ET group had shown a reduction trend in relation to baseline, it did not reach a significant difference, with a p value of 0.08.
As regards the C index, both protocols were efficient in significantly reducing (p<0.05) its values in relation to the respective PRE time points. The IT group showed an even greater reduction (p<0.05) when compared to the ET group. As regards body composition, both the ET and IT groups had a significant reduction (p<0.05) in body fat percentage and also a significant increase in fat-free mass.
The results of the biochemical parameters are shown in
Data regarding TG concentrations are shown in
The fact that lipid oxidation takes place exclusively inside the mitochondria via oxidative pathways20, in addition to the predominance of the utilization of fatty acids as energy substrate, and also the chronic oxidative adaptations observed in long-duration exercises performed at low intensity21, led to the belief that only this type of exercise would be efficient in reducing body fat percentage, whereas high-intensity exercises were presumed not to be efficient for this purpose, since they oxidize predominantly carbohydrate as the energy substrate. In fact, consistent data from the literature show the efficacy of endurance exercises in reducing body fat percentage and consequently TBM11, in addition to its protective effect regarding the cardiovascular risk, since this type of exercise also contributes to the maintenance of adequate plasma lipid and lipoprotein levels22. On the other hand, other studies demonstrated that high-intensity exercises are also effective in inducing significant adaptations in the oxidative capacity23. However, few data are available in the literature as regards the effects induced by high-intensity anaerobic exercises on anthropometric variables and the plasma lipid profile related to cardiac risk.
As expected, our results for the ET group corroborate data from the literature, demonstrating mild but statistically significant changes in the main anthropometric and plasma markers of cardiac risk, in addition to the functional capacity as assessed by the aerobic capacity measured with AnT in relation to the controls24-27.
As regards anaerobic exercises applied to the IT group, their intensity was determined based on data obtained by Silveira and Denadai28, who demonstrated that the greater inhibition of the glycolytic pathway during high-intensity interval exercises occurred at intensities corresponding to 120 to 130% of the AnT.
Our data obtained in overweight adults showed responses similar to those obtained in obese adolescents in relation to TBM, BMI, fat mass percentages, fat-free mass, plasma GLU, and waist circumference measurements9,10,29, where no significant differences were found between the types of exercises. However, both proved efficient in reducing the levels of these variables and also in significantly increasing the fat-free mass in comparison to the values obtained before the exercise protocols. Although the types of exercises used in this study are not the main form of increasing muscle mass, the results observed were probably due to the low physical fitness level of the study participants.
Like in other studies, CHO was reduced only in response to the aerobic exercise protocol in the ET group10,30.
Cross-sectional and longitudinal studies have demonstrated the influence of exercise-induced energy expenditure on the majority of the variables previously mentioned31; therefore, the similar responses obtained for these parameters may be explained by the estimated energy expenditure induced by the training protocols, which did not show a significant difference between the ET and IT groups.
As regards AnT, our data corroborate those of other studies that also demonstrated more significant effects induced by higher intensity exercises on the increase of this variable both in sedentary individuals and in endurance athletes32,33. Although the intracellular mechanisms that regulate these adaptations are not fully understood, higher intensity levels of exercise are believed to be more efficient in activating the mechanism responsible for the control of mitochondrial protein expression34.
As regards the C index, our data are novel, since no other study has analyzed the effect of physical exercise on this parameter to date. The C index establishes a wider parameter of body fat distribution and demonstrated a high degree of affinity and specificity with cardiac risk in the population of Salvador15. Our data showed that ET and IT were efficient in reducing C index levels, which probably resulted from the reduction in waist and mainly hip circumferences. Like for the C index, WHR also showed a significant reduction only in the IT group, thus effectively responding specifically to IT. The fact that the IT group induced a more efficient action specifically for these two indexes may be due to the greater adrenaline secretion in response to more intense exercises, which would increase lipolysis levels in the intra-abdominal and mainly subcutaneous fat tissue located in the hip region35-37. Finally, regarding TG, although other studies have demonstrated reduced plasma levels of this variable in young individuals and adults in response to exercise9,10,31, the ET group presented only a downward trend. However, no significant differences were found, probably due to the high coefficient of variability observed in the groups, which resulted from a high lipid content in the diet of these individuals.
Based on our data, we conclude that TBM, waist circumference, fat-free mass and fat mass percentages, BMI, and GLU seem to have a similar response to the ET and IT training protocols. This similarity may possibly be specifically linked to the calorie expenditure induced by exercise, regardless of its intensity. Our data corroborate this conclusion, since the calorie expenditure demanded both by ET and IT was not significantly different. CHO levels were significantly reduced specifically in response to the ET protocol, whereas hip circumference, WHR, C index and AnT had more significant alterations in the IT group in comparison to the ET group. Therefore, these data suggest that an exercise program including activities with both aerobic and anaerobic characteristics seems more complete to cause an impact on a greater number of variables related to cardiac risk in overweight adults.
The authors would like to thank the participation of the volunteers in this study, Prof. Aldema Menine Trindade for spell checking, and
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
This study was partially funded by
This study is not associated with any graduation program.