abc Arquivos Brasileiros de Cardiologia Arq. Bras. Cardiol. 0066-782X 1678-4170 Sociedade Brasileira de Cardiologia - SBC São Paulo, SP, Brazil KZrgmNspYCXZFQXx9WszmzG 00007 S0066-782X2009001200007 S0066-782X(09)09300607 10.1590/S0066-782X2009001200007 Artigos Originais Escala de VO2pico em adolescentes obesos e não-Obesos por diferentes métodos Milano Gerusa Eisfeld Rodacki André Radominski Rosana Bento Leite Neiva Curitiba Paraná Universidade Federal do Paraná Brazil 12 2009 93 6 598 602 14 05 2009 25 09 2008 02 03 2009 This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.

FUNDAMENTO: O consumo de oxigênio de pico (VO2pico) pode ser definido como a maior taxa de consumo de oxigênio durante exercício exaustivo ou máximo. A avaliação da aptidão aeróbica pode ser expressa como relativa à massa corporal, mas esse procedimento pode não remover completamente as diferenças quando indivíduos pesados são avaliados. Assim, o procedimento com escala alométrica é uma estratégia atraente para comparar indivíduos com grandes diferenças em massa corporal. OBJETIVO: Investigar o VO2pico em indivíduos obesos e não-obesos usando o método de correção de massa corporal (convencional) e escala alométrica (método alométrico) e, como esses métodos são aplicados quando indivíduos de ambos os sexos se exercitam em uma esteira ergométrica. MÉTODOS: O VO2pico relativo ao peso corporal e pelo método alométrico foi comparado em 54 adolescentes obesos e 33 não-obesos (10 a 16 anos). Calorimetria indireta foi usada para avaliar o VO2pico durante um teste máximo. O expoente alométrico foi calculado levando-se em consideração a massa corporal individual. Então o VO2pico foi corrigido pelo expoente alométrico. As comparações foram realizadas usando-se two-way ANOVA para medidas repetidas (p<0,05). RESULTADOS: O VO2pico absoluto foi maior (p<0,05) em meninas obesas (2,80±0,69) quando comparadas às não-obesas (2,00±0,24), mas essa relação desapareceu nos indivíduos do sexo masculino (p>0,05). Entretanto, o VO2pico calculado pelo método convencional foi maior (p<0,05) entre indivíduos não-obesos para ambos os sexos (meninas: 41,45±3,85; meninos: 49,81±7,12) em comparação com os obesos (meninas: 32,11±4,48; meninos: 37,54±6,06). O VO2pico alométrico foi similar (p>0,05) entre os grupos. CONCLUSÃO: Indivíduos obesos apresentaram VO2pico mais baixo do que os não-obesos, quando avaliados pelo método convencional. Entretanto, quando o método da escala alométrica foi aplicado, as diferenças desapareceram.

 Obesidade Criança Adolescente Exercício Aptidão Física 05 05 2010

ARTIGO ORIGINAL

CARDIOLOGIA DO ESPORTE

Escala de VO2pico em adolescentes obesos e não-Obesos por diferentes métodos

Gerusa Eisfeld Milano; André Rodacki; Rosana Bento Radominski; Neiva Leite

Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR, Brasil

Correspondência

RESUMO

FUNDAMENTO: O consumo de oxigênio de pico (VO2pico) pode ser definido como a maior taxa de consumo de oxigênio durante exercício exaustivo ou máximo. A avaliação da aptidão aeróbica pode ser expressa como relativa à massa corporal, mas esse procedimento pode não remover completamente as diferenças quando indivíduos pesados são avaliados. Assim, o procedimento com escala alométrica é uma estratégia atraente para comparar indivíduos com grandes diferenças em massa corporal.

OBJETIVO: Investigar o VO2pico em indivíduos obesos e não-obesos usando o método de correção de massa corporal (convencional) e escala alométrica (método alométrico) e, como esses métodos são aplicados quando indivíduos de ambos os sexos se exercitam em uma esteira ergométrica.

MÉTODOS: O VO2pico relativo ao peso corporal e pelo método alométrico foi comparado em 54 adolescentes obesos e 33 não-obesos (10 a 16 anos). Calorimetria indireta foi usada para avaliar o VO2pico durante um teste máximo. O expoente alométrico foi calculado levando-se em consideração a massa corporal individual. Então o VO2pico foi corrigido pelo expoente alométrico. As comparações foram realizadas usando-se two-way ANOVA para medidas repetidas (p<0,05).

RESULTADOS: O VO2pico absoluto foi maior (p<0,05) em meninas obesas (2,80±0,69) quando comparadas às não-obesas (2,00±0,24), mas essa relação desapareceu nos indivíduos do sexo masculino (p>0,05). Entretanto, o VO2pico calculado pelo método convencional foi maior (p<0,05) entre indivíduos não-obesos para ambos os sexos (meninas: 41,45±3,85; meninos: 49,81±7,12) em comparação com os obesos (meninas: 32,11±4,48; meninos: 37,54±6,06). O VO2pico alométrico foi similar (p>0,05) entre os grupos.

CONCLUSÃO: Indivíduos obesos apresentaram VO2pico mais baixo do que os não-obesos, quando avaliados pelo método convencional. Entretanto, quando o método da escala alométrica foi aplicado, as diferenças desapareceram.

Palavras chave: Obesidade, Criança, Adolescente, Exercício, Aptidão Física.

Introdução

A prevalência de obesidade em crianças e adolescentes tem aumentado nos últimos anos1. A falta de exercícios físicos2,3 e o aumento na ingestão de calorias4 têm sido associados com a obesidade na infância. Essas modificações têm resultado em hábitos inadequados, redução de gasto calórico e nível mais baixo de aptidão cardiorrespiratória3.

Muitos pesquisadores têm considerado o consumo de oxigênio de pico (VO2pico) como um dos melhores indicadores de aptidão cardiovascular e nível de aptidão física5,6.Os valores do VO2pico relativos ao peso corporal são expressos por ml.kg-1.min-1 e são geralmente mais baixos em indivíduos obesos do que nos não-obesos7-10. Por outro lado, os valores absolutos de VO2pico em indivíduos obesos (isto é, com superfície corporal maior), tem sido reportados como sendo similares em alguns estudos9-10 e mais altos em outros estudos4-7, quando comparados àqueles dos indivíduos não-obesos.

A avaliação da aptidão aeróbica é tipicamente expressa como sendo relativa à massa corporal e tem sido questionada por alguns pesquisadores11-13. O ajuste dos valores pelo peso corporal pode não ser efetivo para remover as diferenças de massa corporal em indivíduos muito pesados9. Assim, alguns autores têm aplicado o método da escala alométrica para comparar indivíduos com grandes variações de massa corporal9,14, a fim de minimizar tais influencias. O método alométrico parece ser um bom indicador para comparar indivíduos com diferenças em peso corporal e altura.

Assim, alguns pesquisadores têm utilizado o método alométrico para relacionar e comparar o VO2pico entre indivíduos de diferentes tamanhos corporais, ou crianças e adultos13, meninos e meninas14. Até agora, apenas um estudo foi encontrado na literatura9, no qual o VO2pico foi avaliado em indivíduos obesos e não-obesos através de ambos os métodos (peso corporal e escala alométrica). Infelizmente, esse estudo avaliou apenas meninas e reforça a necessidade de dados que avaliem a influencia do peso corporal sobre os parâmetros cardiorrespiratórios, usando o método convencional (VO2pico-conv) e o alométrico (VO2pico-alo), em adolescentes obesos e não-obesos. Além disso, o efeito do sexo ao usar esses métodos ainda não foi descrito.

O objetivo desse estudo foi comparar os valores de VO2pico obtidos em uma esteira ergométrica usando o método convencional (correção por peso corporal) e pela escala alométrica (correção alométrica) em adolescentes de ambos os sexos obesos e não-obesos.

Métodos

Indivíduos

Oitenta e quatro voluntários de ambos os sexos com idade de 10 a 16 anos participaram do estudo. Eles foram divididos em 2 grupos de acordo com o Índice de Massa Corporal (IMC), como proposto pelo Center for Disease Control and Prevention (CDC)15: Assim, um grupo foi formado por indivíduos obesos (Grupo Obeso; n=54; 23 meninos e 31 meninas) e o outro por indivíduos não-obesos (Grupo Não-obeso; n=33; 16 meninos e 31 meninas). Os participantes e os pais (ou tutores) assinaram o Termo de Consentimento Livre e Informado, autorizando a participação dos adolescentes no estudo. Os procedimentos do presente estudo foram aprovados pelo Comitê de Ética da Universidade Federal do Paraná.

Procedimentos

1) Avaliação antropométrica - A massa corporal foi medida com a ajuda de uma balança antropométrica usando uma resolução de 0,1 kg para massa corporal e 0,01 m para altura. O Índice de Massa Corporal (IMC) foi calculado pela divisão da massa corporal (em kg) pelo quadrado da altura (em m). Os indivíduos foram classificados de acordo com seu IMC como proposto pelo CDC15.

2) Avaliação clínica - A avaliação clínica foi realizada por um profissional da área pediátrica para determinar a presença de distúrbios cardiovasculares e avaliar o nível de maturação sexual16. Todos os indivíduos com contra-indicação aos procedimentos usados nos testes foram excluídos do estudo, bem como indivíduos pré-púberes17. Indivíduos que participavam de programas de atividade física regular também foram excluídos.

3) Aptidão aeróbica (VO2pico) - A aptidão aeróbica (VO2pico) foi determinada em uma esteira ergométrica, usando o protocolo modificado proposto por Balke. A velocidade inicial foi estabelecida em 3,25 mph, a uma inclinação de 6%, que foi aumentada de 2% a cada 3 min até a completa exaustão18.

A análise de aptidão aeróbica foi realizada usando-se um analisador de gás direto (Vista XT sistema metabólico, EUA), que forneceu informações sobre a captação de oxigênio (VO2), produção de gás carbônico (VCO2), ventilação pulmonar (VP), e razão de troca respiratória (RER = VCO2/VO2). Essas variáveis foram monitoradas a cada 15 s. A frequência cardíaca foi monitorada através de um monitor de frequência cardíaca (Polar - modelo A1, São Paulo, SP, Brasil). A fim de assegurar que o VO2 máximo fosse atingido, pelo menos dois dos seguintes critérios foram observados: a) exaustão ou incapacidade de manter a velocidade requerida; b) RER > 1,0; c) frequência cardíaca (FC) máxima > 190 bpm. Não foi permitido aos participantes se segurarem no suporte frontal da esteira durante o teste.

Os procedimentos propostos por Welsman e cols.19 foram usados para calcular o coeficiente da escala alométrica, após a determinação do VO2 e massa corporal. As médias dos dados de cada grupo e sexo foram logaritmicamente transformadas; VO2 (litros por minuto), massa corporal (kg), e estatura (m) foram usados. A seguinte equação foi usada para calcular o VO2 com expoentes alométricos: Log Y = Log a + b Log X19, com "Y" sendo o valor da média de VO2pico relativa à massa corporal (ml.kg-1.min-1), "a" o valor médio de VO2pico em termos absolutos (l.min-1), "X" a massa corporal média (kg), e "b" o expoente alométrico.

Análise Estatística

Estatística descritiva padrão (média ± DP) foi calculada. O teste de Kolmogorov-Smirnov foi aplicado e confirmou a normalidade dos dados. Uma Análise de Variância (ANOVA) fatorial foi usada para determinar a influencia do sexo (masculino e feminino), grupos (obeso e não-obeso) e métodos (convencional e alométrico) na determinação de VO2pico. A análise estatística foi realizada com o software Statistica 6.0 e o nível de significância foi estabelecido como p<0,05.

Resultados

A Tabela 1 mostra as características físicas dos 54 participantes obesos (23 meninos e 31 meninas) e dos 33 não-obesos (16 meninos e 17 meninas). A idade era similar entre os grupos (p>0,05; obesos vs. não-obesos) e sexos (p>0,05; meninos e meninas). Todos os participantes eram púberes. A massa corporal média era maior no grupo obeso do que no grupo não-obeso (p<0,001) independente do sexo, como conseqüência dos critérios aplicados para compor os grupos experimentais no presente estudo. A altura média e o gasto energético diário médio não diferiram (p>0,05) entre os sexos e os grupos (Tabela 1).

Os parâmetros obtidos durante o teste cardiorrespiratório máximo na esteira ergométrica mostraram que a FCmax e a RER não diferiram entre os gêneros (p>0,05) e grupos (p>0,05). A duração média do teste foi maior no grupo não-obeso (p < 0,05) do que no obeso.

O VO2pico-abs foi maior (p<0,05) entre as meninas obesas do que nas não-obesas, mas nenhuma diferença foi observada entre os meninos dos dois grupos (p>0,05). Nenhuma diferença significante em VO2pico-abs foi observada quando o sexos foram considerados (Tabela 2).

O método da escala alométrica produziu um índice similar para meninos (0,57) e meninas obesos (0,59). O grupo não-obeso mostrou coeficientes de 0,78 e 0,73 para meninas e meninos, respectivamente.

Finalmente, o VO2pico-conv foi 22,5% mais baixo no grupo de meninas obesas em comparação com as não-obesas. O VO2pico-conv dos meninos obesos foi 25,1% mais baixo do que sua contraparte não-obesa. O VO2pico -alo foi maior nos meninos do que nas meninas (p<0,05).

Discussão

No presente estudo, o VO2pico -abs foi mais alto nas meninas obesas do que nas não-obesas (p<0,05), embora não houvesse diferença entre os meninos (p>0,05). Meninas obesas mostraram um VO2pico-abs 27% maior do que as não-obesas. Os indivíduos obesos estavam sujeitos à maiores demandas metabólicas devido à sua maior massa corporal durante o teste que resultava em um valor de VO2pico absoluto maior. Outros estudos relataram que o VO2pico-abs, está diretamente relacionado com o tamanho corporal. De fato, vários estudos relataram valores maiores de VO2pico-abs em adolescentes obesos do que naqueles não-obesos6-7,20, enquanto outros encontraram valores comparáveis em ambos os grupos9,10. Ekelund e cols.7, argumentou que o VO2pico-abs encontrado em in indivíduos obesos denota uma capacidade funcional preservada. De fato, a equação de Fick, que relaciona o oxigênio circulante capturado pelos tecidos, mostrou uma quantia adequada de oxigênio disponível para os músculos. O VO2pico era mais baixo nos indivíduos obesos independente do sexo (p<0,05). Quando o VO2pico era expresso relativo à massa corporal, os indivíduos obesos apresentavam valore menores do que os não-obesos6-10,21.

A avaliação cardiorrespiratória convencional é influenciada pelo tamanho corporal14. A fim de minimizar a influencia da massa corporal sobre o VO2pico, autores têm sugerido o uso da escala alométrica9,12,22. A normalização dos dados usando a escala alométrica é um método eficiente quando grandes diferenças de massa corporal estão presentes. Tem sido sugerido que ela pode produzir um valor de VO2pico mais realista. O expoente da escala alométrica diminui o consumo de oxigênio ao corrigir a massa corporal do indivíduo (isto é, como se o indivíduo fosse mais magro). Surpreendentemente, o estudo de Loftin e cols.9 foi o único a comparar meninas obesas e não-obesas9. Os autores relataram um coeficiente de escala alométrica de 0,48 e 0,92 para os grupos obeso e não-obeso, respectivamente. A escala alométrica aplicada por Loftin e cols.9 produziu um maior impacto no grupo obeso do que aquele que foi aplicado no presente estudo. Dessa forma, não é possível comparar nossos resultados com aqueles apresentados por Loftin e cols.9. Provavelmente os indivíduos obesos estudados por Loftin e cols.9 eram mais pesados do que os estudados por nós.

A escala alométrica foi similar quando o sexo foi comparado no grupo não-obeso, indicando que o sexo tem um efeito pequeno (~ 1,6%).

As diferenças no fator da escala alométrica entre os grupos (obeso e não-obeso) indicaram que o grupo obeso apresentava um consumo de oxigênio aproximadamente 30% maior do que o grupo não-obeso. O uso do fator da escala alométrica para calcular o VO2pico produziu consumo de oxigênio de pico similar entre os grupos. Não é possível determinar se o fator da escala alométrica subestimou ou superestimou o VO2pico. A fase de maturação e a comparação dos indivíduos com grande massa corporal (isto é, obesos vs. não-obesos) reforça os argumentos em favor da correção pela escala alométrica. Embora seja difícil apontar um VO2pico preciso, as discrepâncias foram muito menores quando a correção alométrica foi aplicada, em comparação com o método convencional. Os resultados do presente estudo estão de acordo com outros9,13,20,23 que propuseram o fator da escala alométrica como uma estratégia atraente para corrigir o VO2pico quando grandes diferenças de massa corporal estão presentes.

Em resumo, os valores de VO2pico obtidos pelo método convencional foram mais baixos entre os participantes obesos do que nos não-obesos, mas quando o VO2pico foi expresso pelo método alométrico, as diferenças entre os grupos desapareceram. Dessa forma, o uso da escala alométrica parece ser um método mais apropriado para comparar o VO2pico em adolescentes obesos e não-obesos de ambos os sexos.

Potencial Conflito de Interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Fontes de Financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação Acadêmica

Este artigo é parte de dissertação de mestrado de Gerusa Eisfeld Milano pela Universidade Federal do Paraná.

Gerusa Eisfeld Milano

Rua Voluntários da Pátria, 499 - Centro

83005-020 - São José dos Pinhais, PR, Brazil

E-mail:

gerusamilano@hotmail.com

Artigo recebido em 25/09/08; revisado recebido em 02/03/09; aceito em 14/05/09

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FUNDAMENTO: El consumo pico de oxígeno (VO2pico) puede ser definido como la mayor tasa de consumo de oxígeno durante ejercicio exhaustivo o máximo. La evaluación de aptitud aeróbica puede expresarse como relativa a la masa corporal, pero ese procedimiento puede no resolver completamente las diferencias cuando se evalúan individuos pesados. Por ello, el procedimiento con escala alométrica es una estrategia atractiva para comparar individuos con grandes diferencias en la masa corporal. OBJETIVO: Investigar el VO2pico en individuos obesos y no obesos usando el método de corrección de masa corporal (convencional) y la escala alométrica (método alométrico) y cómo esos métodos se aplican cuando individuos de ambos sexos se ejercitan en una cinta ergométrica. MÉTODOS: El VO2pico relativo al peso corporal y por el método alométrico fue comparado en 54 adolescentes obesos y 33 no obesos (10-16 años). Para evaluar el VO2pico durante un test máximo se utilizó calorimetría indirecta. El exponente alométrico fue calculado considerando la masa corporal individual. Así, el VO2pico fue corregido mediante el exponente alométrico. Las comparaciones se realizaron utilizando two-way ANOVA para medidas repetidas (p<0,05). RESULTADOS: El VO2pico absoluto fue mayor (p<0,05) en niñas obesas (2,80±0,69) comparado a las no obesas (2,00±0,24), pero esa relación desapareció en los individuos de sexo masculino (p>0,05). Sin embargo, el VO2pico calculado por el método convencional fue mayor (p<0,05) en los individuos no obesos de ambos sexos (niñas: 41,45±3,85; niños: 49,81±7,12) que en los obesos (niñas: 32,11±4,48; niños: 37,54±6,06). El VO2pico alométrico fue similar (p>0.05) entre los grupos. CONCLUSIÓN: Los individuos obesos presentaron VO2pico más bajo que los no obesos, al ser evaluados mediante el método convencional. Sin embargo, las diferencias desaparecieron cuando se aplicó el método de la escala alométrica.

 Obesidad niño adolescente ejercicio aptitud física

ARTÍCULO ORIGINAL

Gerusa Eisfeld Milano; André Rodacki; Rosana Bento Radominski; Neiva Leite

Universidad Federal de Paraná, Curitiba, PR, Brasil

Correspondencia

RESUMEN

FUNDAMENTO: El consumo pico de oxígeno (VO2pico) puede ser definido como la mayor tasa de consumo de oxígeno durante ejercicio exhaustivo o máximo. La evaluación de aptitud aeróbica puede expresarse como relativa a la masa corporal, pero ese procedimiento puede no resolver completamente las diferencias cuando se evalúan individuos pesados. Por ello, el procedimiento con escala alométrica es una estrategia atractiva para comparar individuos con grandes diferencias en la masa corporal.

OBJETIVO: Investigar el VO2pico en individuos obesos y no obesos usando el método de corrección de masa corporal (convencional) y la escala alométrica (método alométrico) y cómo esos métodos se aplican cuando individuos de ambos sexos se ejercitan en una cinta ergométrica.

MÉTODOS: El VO2pico relativo al peso corporal y por el método alométrico fue comparado en 54 adolescentes obesos y 33 no obesos (10-16 años). Para evaluar el VO2pico durante un test máximo se utilizó calorimetría indirecta. El exponente alométrico fue calculado considerando la masa corporal individual. Así, el VO2pico fue corregido mediante el exponente alométrico. Las comparaciones se realizaron utilizando two-way ANOVA para medidas repetidas (p<0,05).

RESULTADOS: El VO2pico absoluto fue mayor (p<0,05) en niñas obesas (2,80±0,69) comparado a las no obesas (2,00±0,24), pero esa relación desapareció en los individuos de sexo masculino (p>0,05). Sin embargo, el VO2pico calculado por el método convencional fue mayor (p<0,05) en los individuos no obesos de ambos sexos (niñas: 41,45±3,85; niños: 49,81±7,12) que en los obesos (niñas: 32,11±4,48; niños: 37,54±6,06). El VO2pico alométrico fue similar (p>0.05) entre los grupos.

CONCLUSIÓN: Los individuos obesos presentaron VO2pico más bajo que los no obesos, al ser evaluados mediante el método convencional. Sin embargo, las diferencias desaparecieron cuando se aplicó el método de la escala alométrica.

Palabras clave: Obesidad, niño, adolescente, ejercicio, aptitud física.

Introducción

La prevalencia de obesidad en niños y adolescentes ha crecido en los últimos años1. La falta de ejercicios físicos2,3 y el aumento en la ingesta de calorías4 han sido asociados con la obesidad en la infancia. Esas modificaciones han resultado en hábitos inadecuados, reducción de gasto calórico y nivel más bajo de aptitud cardiorrespiratoria3.

Muchos investigadores han considerado el consumo pico de oxígeno (VO2pico) como uno de los mejores indicadores de aptitud cardiovascular y nivel de aptitud física5,6. Los valores del VO2pico relativos al peso corporal se expresan por ml.kg-1.min-1 y son generalmente más bajos en individuos obesos que en no obesos7-10. Por otro lado, los valores absolutos de VO2pico en individuos obesos (esto es, con superficie corporal mayor), han sido reportados como similares en algunos estudios9-10 y más altos en otros4-7, cuando se comparan con los de los individuos no obesos.

La evaluación de la aptitud aeróbica se expresa típicamente como relativa a la masa corporal y viene siendo cuestionada por algunos investigadores11-13. El ajuste de los valores por el peso corporal puede no ser efectivo para eliminar las diferencias de masa corporal en individuos muy pesados9. Así, algunos autores están aplicando el método de la escala alométrica para comparar individuos con grandes variaciones de masa corporal9,14, a fin de minimizar tales influencias. El método alométrico parece ser un buen indicador para comparar individuos con diferencias en peso corporal y altura.

Así, algunos investigadores han utilizado el método alométrico para relacionar y comparar el VO2pico entre individuos de diferentes tamaños corporales, o niños y adultos13 o niños y niñas14. Hasta ahora, en la literatura sólo se encontró un estudio9, en el que el VO2pico fue evaluado en individuos obesos y no obesos mediante ambos métodos (peso corporal y escala alométrica). Infelizmente, ese estudio evaluó sólo a niñas y refuerza así la necesidad de datos que evalúen la influencia del peso corporal sobre los parámetros cardiorrespiratorios, usando el método convencional (VO2pico-conv) y el alométrico (VO2pico-alo), en adolescentes obesos y no obesos. Además, aún no ha sido descrita la influencia del sexo con la utilización de esos métodos.

El objetivo de este estudio fue comparar los valores de VO2pico obtenidos en una cinta ergométrica usando el método convencional (corrección por peso corporal) y el de la escala alométrica (corrección alométrica) en adolescentes de ambos sexos, obesos y no obesos.

Métodos

Individuos

Ochenta y cuatro voluntarios de ambos sexos con edades de 10 a 16 años participaron del estudio. Fueron divididos en 2 grupos de acuerdo con el Índice de Masa Corporal (IMC), como lo proponen los Centers for Disease Control and Prevention (CDC)15: De esta manera, un grupo estuvo formado por individuos obesos (Grupo Obeso; n=54; 23 niños y 31 niñas) y el otro por individuos no obesos (Grupo No obeso; n=33; 16 niños y 31 niñas). Los participantes y sus padres (o tutores) firmaron el Formulario de Consentimiento Informado, autorizando a la participación de los adolescentes en el estudio. Los procedimientos del presente estudio fueron aprobados por el Comité de Ética de la Universidad Federal de Paraná.

Procedimientos

1) Evaluación antropométrica - Se midió la masa corporal con ayuda de una balanza antropométrica, utilizando una resolución de 0,1 kg para masa corporal y 0,01 m para altura. El Índice de Masa Corporal (IMC) fue calculado dividiendo la masa corporal (en kg) por el cuadrado de la altura (en m). Los individuos fueron clasificados de acuerdo a su IMC, según lo propuesto por los CDC15.

2) Evaluación clínica - La evaluación clínica fue realizada por un profesional del área pediátrica para determinar la presencia de trastornos cardiovasculares y evaluar el nivel de maduración sexual16. Todos los individuos con alguna contraindicación para los procedimientos utilizados en los tests, así como individuos prepúberes, fueron excluidos del estudio17. También fueron excluidos los individuos que participaban en programas de actividad física regular.

3) Aptitud aeróbica (VO2pico) - La aptitud aeróbica (VO2pico) fue determinada en una cinta ergométrica, usando el protocolo modificado propuesto por Balke. La velocidad inicial se estableció en 3,25 mph, a una inclinación del 6%, que fue aumentada del 2% cada 3 minutos, hasta el agotamiento completo18.

El análisis de aptitud aeróbica se realizó usando un analizador de gas directo (Vista XT sistema metabólico, EUA), que proporcionó informaciones sobre la captación de oxígeno (VO2), producción de gas carbónico (VCO2), ventilación pulmonar (VP), y cociente de intercambio respiratorio (RER = VCO2/VO2). Esas variables fueron monitoreadas cada 15s. La frecuencia cardiaca fue controlada con un monitor de frecuencia cardiaca (Polar - modelo A1, São Paulo, SP, Brasil). A fin de asegurar que se alcanzara el VO2 máximo, se observaron al menos dos de los siguientes criterios: a) agotamiento o incapacidad de mantener la velocidad requerida; b) RER > 1,0; c) frecuencia cardiaca (FC) máxima > 190 bpm. No se permitió a los participantes aferrarse al soporte frontal de la cinta durante el test.

Para calcular el coeficiente de la escala alométrica, tras la determinación del VO2 y la masa corporal, se utilizaron los procedimientos propuestos por Welsman et al.19. Los promedios de los datos de cada grupo y sexo se transformaron por logaritmos; se utilizaron VO2 (litros por minuto), masa corporal (kg), y estatura (me). Para calcular el VO2 con exponentes alométricos, se utilizó la siguiente ecuación: Log Y = Log a + b Log X19, siendo "Y" el valor del promedio de VO2pico relativo a la masa corporal (ml.kg-1.min-1), "a" el valor promedio de VO2pico en términos absolutos (l.min-1), "X" la masa corporal promedio (kg), y "b" el exponente alométrico.

Análisis estadístico

Se calculó la estadística descriptiva estándar (promedio ± DE). Se aplicó El test de Kolmogorov-Smirnov y se confirmó la normalidad de los datos. Para determinar la influencia de sexo (masculino y femenino), grupos (obeso y no obeso) y métodos (convencional y alométrico) en la determinación de VO2pico, se utilizó un Análisis de Variancia (ANOVA) factorial. El análisis estadístico se realizó con el software Statistica 6.0 y el nivel de significancia fue establecido como p<0,05.

Resultados

La Tabla 1 muestra las características físicas de los 54 participantes obesos (23 niños y 31 niñas) y de los 33 no obesos (16 niños y 17 niñas). La edad era similar entre los grupos (p>0,05; obesos vs. no obesos) y sexos (p>0,05; niños y niñas). Todos los participantes eran púberes. La masa corporal promedio en el grupo de obesos era mayor que en el grupo de no obesos (p<0,001) independientemente del sexo, como consecuencia de los criterios aplicados para armar los grupos experimentales en el presente estudio. La altura promedio y gasto energético diario promedio no difirieron (p>0,05) entre los sexos y los grupos (Tabla 1).

Los parámetros obtenidos durante el test cardiorrespiratorio máximo en la cinta ergométrica mostraron que la FCmax y la RER no difirieron entre los géneros (p>0,05) y grupos (p>0,05). La duración promedio del test fue mayor en el grupo de no obesos (p < 0,05) que en el de obesos.

El VO2pico-abs fue mayor (p<0,05) entre las niñas obesas que entre las no obesas, pero no se observó diferencia entre los niños de los dos grupos (p>0,05). Cuando se consideraron los sexos, no se observó ninguna diferencia significativa en el VO2pico-abs (Tabla 2).

El método de la escala alométrica produjo un índice similar en los niños (0,57) y niñas obesos (0,59). El grupo de no obesos mostró coeficientes de 0,78 y 0,73 para niñas y niños, respectivamente.

Finalmente, el VO2pico-conv fue un 22,5% más bajo en el grupo de niñas obesas, en comparación con el de las no obesas. El VO2pico-conv de los niños obesos fue un 25,1% más bajo que su contraparte no obesa. El VO2pico -alo fue mayor en los niños que en las niñas (p<0,05).

Discusión

En el presente estudio, el VO2pico -abs fue más alto en las niñas obesas que en las no obesas (p<0,05), aunque no existió diferencia entre los niños (p>0,05). Las niñas obesas mostraron un VO2pico-abs el 27% mayor que las no obesas. Los individuos obesos estaban sujetos a mayores demandas metabólicas durante el test, debido a su mayor masa corporal, lo que resultaba en un valor mayor de VO2pico absoluto. Otros estudios relataron que el VO2pico-abs, está directamente relacionado con el tamaño corporal. De hecho, varios estudios refirieron en adolescentes obesos valores mayores de VO2pico-abs que en aquellos no obesos6-7,20, mientras que otros encontraron valores comparables en ambos grupos9,10. Ekelund et al.7, argumentó que el VO2pico-abs encontrado en individuos obesos denota una capacidad funcional preservada. En efecto, la ecuación de Fick, que relaciona el oxígeno circulante capturado por los tejidos, mostró una cantidad adecuada de oxígeno disponible para los músculos. El VO2pico era más bajo en los individuos obesos, independientemente del sexo (p<0,05). Cuando el VO2pico se expresaba relacionado a la masa corporal, los individuos obesos presentaban valores menores que los no obesos6-10,21.

La evaluación cardiorrespiratoria convencional está influenciada por el tamaño corporal14. A fin de minimizar la influencia de la masa corporal sobre el VO2pico, algunos autores vienen sugeriendo el uso de la escala alométrica9,12,22. La normalización de los datos usando la escala alométrica es un método eficiente cuando existen grandes diferencias de masa corporal. Se está sugeriendo que este método puede producir un valor de VO2pico más real. El exponente de la escala alométrica disminuye el consumo de oxígeno al corregir la masa corporal del individuo (vale decir, como si el individuo fuera más delgado). Sorprendentemente, el estudio de Loftin et al.9 fue el único que comparó niñas obesas y no obesas9. Los autores refirieron un coeficiente de escala alométrica de 0,48 y 0,92 para los grupos de obesos y no obesos, respectivamente. La escala alométrica aplicada por Loftin et al.9 produjo un mayor impacto en el grupo de obesos que la que fue aplicada en el presente estudio. De esta forma, no es posible comparar nuestros resultados con aquellos presentados por Loftin et al.9. Probablemente los individuos obesos estudiados por Loftin et al.9 eran más pesados que los estudiados por nosotros.

La escala alométrica fue similar cuando se comparó el sexo en el grupo no obeso, lo que indica que el sexo tiene un efecto menor (~ 1,6%).

Las diferencias en el factor de la escala alométrica entre los grupos (obeso y no obeso) indicaron que el grupo de obesos presentaba un consumo de oxígeno aproximadamente el 30% mayor que el grupo de no obesos. El uso del factor de la escala alométrica para calcular el VO2pico produjo un consumo pico de oxígeno similar entre los grupos. No es posible determinar si el factor de la escala alométrica subestimó o sobreestimó el VO2pico. La fase de maduración y la comparación de los individuos con gran masa corporal (vale decir, obesos vs. no obesos) refuerza los argumentos en favor de la corrección mediante la escala alométrica. Aun cuando es difícil lograr un VO2pico preciso, las discrepancias fueron mucho menores cuando se aplicó la corrección alométrica, en comparación con el método convencional. Los resultados del presente estudio concuerdan con otros9,13,20,23 que propusieron el factor de la escala alométrica como una estrategia atrayente para corregir el VO2pico cuando existen grandes diferencias de masa corporal.

En resumen, los valores de VO2pico obtenidos por el método convencional fueron más bajos entre los participantes obesos que entre los no obesos, pero cuando el VO2pico se expresó mediante el método alométrico, las diferencias entre los grupos desaparecieron. De esta forma, el uso de la escala alométrica parece ser un método más apropiado para comparar el VO2pico en adolescentes obesos y no obesos de ambos sexos.

Referencias

Original Articles Scale of VO2peak in obese and non-obese adolescents by different methods

BACKGROUND: Peak oxygen uptake (VO2peak) can be defined as the highest oxygen rate consumed during exhaustive or maximal exercise. The evaluation of the aerobic fitness can be expressed as relative to body mass, but this procedure may not fully remove differences when heavy subjects are assessed. Thus, the allometric scaling procedure is an attractive strategy to compare individuals with large differences in body mass. OBJECTIVE: Investigate VO2peak in obese and non-obese individuals using body mass correction (conventional) and allometric scaling (allometric) methods and how these methods apply when subjects of different genders exercise on a treadmill. METHODS: VO2peak relative to body weight and measured by the allometric method were compared in 54 obese and 33 non-obese adolescents (10 a 16 years). Indirect calorimetry was used to assess VO2peak during a maximal test. The allometric exponent was calculated taking into account individual body mass. Then, VO2peak was corrected by the allometric exponent. The comparisons were performed using a repeated measures two-way ANOVA (p<0.05). RESULTS: The absolute VO2peak was higher (p<0.05) in the obese girls (2.80±0.69) compared to non-obese ones (2.00±0.24), but this association was not observed for the male subjects (p>0.05). However, VO2peak calculated by the conventional method was higher (p<0.05) among non-obese individuals in both genders (girls: 41.45±3.85; boys: 49.81±7.12) in comparison to the obese subjects (girls: 32.11±4.48; boys: 37.54±6.06). The allometric VO2peak was similar (p>0.05) between the groups. CONCLUSION: The obese showed lower VO2peak values than non-obese individuals when assessed by the conventional method. However, when the allometric scaling method was applied, differences disappeared.

 Obesity Child Adolescent Exercise Physical Fitness

ORIGINAL ARTICLE

Gerusa Eisfeld Milano; André Rodacki; Rosana Bento Radominski; Neiva Leite

Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR, Brazil

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ABSTRACT

BACKGROUND: Peak oxygen uptake (VO2peak) can be defined as the highest oxygen rate consumed during exhaustive or maximal exercise. The evaluation of the aerobic fitness can be expressed as relative to body mass, but this procedure may not fully remove differences when heavy subjects are assessed. Thus, the allometric scaling procedure is an attractive strategy to compare individuals with large differences in body mass.

OBJECTIVE: Investigate VO2peak in obese and non-obese individuals using body mass correction (conventional) and allometric scaling (allometric) methods and how these methods apply when subjects of different genders exercise on a treadmill.

METHODS: VO2peak relative to body weight and measured by the allometric method were compared in 54 obese and 33 non-obese adolescents (10 to 16 years). Indirect calorimetry was used to assess VO2peak during a maximal test. The allometric exponent was calculated taking into account individual body mass. Then, VO2peak was corrected by the allometric exponent. The comparisons were performed using a repeated measures two-way ANOVA (p<0.05).

RESULTS: The absolute VO2peak was higher (p<0.05) in the obese girls (2.80±0.69) compared to non-obese ones (2.00±0.24), but this association was not observed for the male subjects (p>0.05). However, VO2peak calculated by the conventional method was higher (p<0.05) among non-obese individuals in both genders (girls: 41.45±3.85; boys: 49.81±7.12) in comparison to the obese subjects (girls: 32.11±4.48; boys: 37.54±6.06). The allometric VO2peak was similar (p>0.05) between the groups.

CONCLUSION: The obese showed lower VO2peak values than non-obese individuals when assessed by the conventional method. However, when the allometric scaling method was applied, differences disappeared.

Key words: Obesity; child; adolescent; exercise; physical fitness.

Introduction

The prevalence of obesity in children and adolescents has increased in last years1. The absence of physical exercise2,3 and the increase in calorie intake4 have been associated with obesity in childhood. These modifications have resulted in inadequate habits, reduction in calorie expenditure and lower level of cardiorespiratory fitness3.

Many researchers have considered peak oxygen uptake (VO2peak) as one of the best indicators of cardiorespiratory fitness and level of physical aptitude5,6. The VO2peak values relative to body weight are expressed by ml.kg-1.min-1 and are generally lower in obese than in non-obese individuals7-10. On the other hand, the absolute VO2peak values in obese individuals (i.e., with larger body surfaces), have been reported to be similar in some studies9-10 and higher than in the non-obese individuals in others4-7.

The aerobic fitness assessment is typically expressed as relative to body mass and has been called into question by some researchers11-13. The adjustment of the values by body weight may not be effective to remove body mass differences in very heavy subjects9. Thus, some authors have applied the allometric scaling method to compare individuals with large body masse variations9,14 in an attempt to minimize such influences. The allometric scaling method appears to be a good indicator to compare individuals with differences in body weight and height.

Thus, some researchers have used the allometric scale method to associate and compare the VO2peak between individuals with different body sizes, or children and adults13, boys and girls14. To date, only one study was found in the literature9, in which VO2peak was assessed in obese and non-obese individuals by both methods (body weight and allometric scaling). Unfortunately, that study assessed only girls and reinforces the need for data that assesses the influence of body weight over cardiorespiratory parameters, using the conventional (VO2peak-conv) and allometric (VO2peak-allo) methods, in obese and non-obese teenagers. In addition, the effect of gender when using these methods has not been described.

The aim of this study was to compare the VO2peak values obtained on treadmill using conventional (body weight correction) and allometric scaling (allometric correction) methods in obese and non-obese male and female teenagers.

Methods

Subjects

Eighty-four volunteers of both genders and aged 10 to 16 years participated in the study. They were divided in two groups according to their body mass index (BMI) as proposed by the Center for Disease Control and Prevention (CDC)15: Thus, a group was formed by obese (Obese group; n=54; 23 males and 31 females) and the other by non-obese individuals (Non-Obese group; n= 33; 16 males and 31 females). Participants and parents (or caregivers) signed a consent form authorizing their participation in the study. The present study procedures were approved by the Ethical Committee of the Federal University of Paraná.

Procedures

1) Anthropometric assessment - Body mass was measured with the help of an anthropometric scale using a resolution of 0.1 kg for body mass and 0.01 m for height assessments. Body mass index was calculated by dividing body mass (in kg) by the square of the height (in m). Subjects were classified according to their body mass index (BMI) as proposed by the Centers for Disease Control and Prevention (CDC)15.

2) Clinical assessment - The clinical assessment was performed by a professional in the pediatric field to determine cardiovascular disorders and sexual maturation level16. All individuals who had any contraindication to the procedures used in the tests were not included in the study, as well as prepubertal individuals17. Individuals that participated in regular physical exercise programs were also excluded.

3) Aerobic Fitness (VO2peak) - The aerobic fitness (VO2peak) was determined in a treadmill, using the modified protocol proposed by Balke. Initial speed was set at 3.25 mph and a 6% inclination, which was increased by 2% every 3 min until complete exhaustion was achieved18.

The aerobic fitness analysis was performed using a direct gas analyzer (Vista XT metabolic system, USA), which provided information on oxygen uptake (VO2), carbon dioxide production (VCO2), pulmonary ventilation (LV), and ratio of respiratory exchange (RER = VCO2/VO2). These variables were monitored every 15 seconds. Heart rate was monitored using a heart rate monitor (Polar - model A1, São Paulo, SP, Brazil). In order to ensure that a maximum VO2 was attained, at least two of the following criteria were observed: a) exhaustion or inability to maintain the required speed; b) RER >1.0; c) maximum heart rate (HR) >190 bpm. Participants were not allowed to hold the frontal support of the treadmill during the test.

The procedures proposed by Welsman et al19 were used to calculate the allometric scaling coefficient, after determining VO2 and body mass. The average data of each group and gender were logarithmically transformed; VO2 (liters per minute), body mass (kg), and height (me) were used. The following equation was used to calculate the VO2 with allometric exponents: Log Y = Log a + b Log X19, with "Y" being the value of the mean VO2peak relative to the body mass (ml.kg-1.min-1), "a" the mean value of VO2 peak in absolute terms (l.min-1), "X" the mean body mass (kg), and "b" the allometric exponent.

Statistical analysis

Standard descriptive statistics (mean ± SD) were calculated. The Kolmogorov-Smirnov test was applied and confirmed data normality. A factorial ANOVA was used to determine the influence of gender (male and female), groups (obese and non-obese) and methods (conventional and allometric) on VO2peak determination. The statistical analysis was performed using the software Statistica 6.0 and the significance level was set at p<0.05.

Results

Table 1 shows the physical characteristics of the 54 obese (23 boys and 31 girls) and 33 non-obese (16 boys and 17 girls) participants. Age was similar between groups (p>0.05; obese vs. non-obese) and genders (p>0.05; males and females). All participants were pubertal. Mean body mass and BMI were higher in the obese than in the non-obese group (p < 0.001) irrespective of gender, as a consequence of the criteria applied to compose the experimental groups in the present study. The mean height and daily energy expenditure did not differ (p>0.05) between genders and groups (Table 1).

The parameters obtained during the maximal cardiorespiratory test on the treadmill showed that the HRmax and the RER did not differ between genders (p>0.05) and groups (p>0.05). The mean duration of the test was longer in the non-obese (p < 0.05) than in the obese group.

The VO2peak-abs were higher (p<0.05) in the obese than in the non-obese females, but no differences were found between males in the two group (p>0.05). No significant differences in VO2peak-abs were observed when gender was considered (Table 2).

The allometric scaling method produced a similar index for obese boys (0.57) and girls (0.59). The non-obese group showed coefficients of 0.78 and 0.73 for females and males, respectively.

Finally, the VO2peak-conv was 22.5% lower in the obese girls in comparison to the non-obese group. The VO2peak-conv of the obese boys was 25.1% lower than their non-obese counterparts. The VO2peak -alo was higher in boys than in girls (p<0.05).

Discussion

In the present study, VO2peak -abs was higher in the obese than in the non-obese girls (p<0.05), although the boys showed no differences (p>0.05). Obese girls showed a VO2peak -abs 27% higher than the non-obese ones. The obese individuals were subject to a higher metabolic demand due to their higher body mass during the test, which resulted in a higher absolute VO2peak value. Other studies reported that the VO2peak-abs, is directly related to body size. In fact, a number of studies reported greater VO2peak-abs in obese than in non-obese teenagers6-7,20, while others have found comparable values in both groups9,10. Ekelund et al7, have stated that VO2peak-abs found in obese individuals denotes a preserved functional capacity. Indeed, Fick's equation, which relates the circulating oxygen captured by the tissues, showed an adequate amount of oxygen available to the muscles.

VO2peak was lower in the obese subjects irrespective of gender (p<0.05). When VO2peak was expressed relative to body mass, obese individuals presented lower values than the non-obese ones6-10,21.

The conventional cardiorespiratory assessment is influenced by body size14. In order to minimize the influence of body mass on VO2peak, authors have suggested the use of allometric scaling9,12,22. Normalizing the data using allometric scaling has been proposed as an efficient method when large body mass differences are present. It has been advocated that it may produce a more realistic VO2peak value. The allometric scaling exponent decreases oxygen consumption by correcting subject's body mass (i.e., as if they were slimmer). Surprisingly, Loftin et al9 was the only study that compared obese and non-obese girls9. They reported an allometric scaling coefficient of 0.48 and 0.92 for the obese and non-obese groups, respectively. The allometric scaling applied by Loftin et al9 produced a greater impact in the obese group than that applied in the present study. Therefore, it is not possible to compare our results with those presented by Loftin et al9. Probably the obese subjects studied by Loftin et al9 were heavier than ours.

The allometric scaling was similar when gender was compared in the non-obese group, indicating that gender has a small effect (~ 1.6%).

The differences in the allometric scaling factor between groups (obese and non-obese) indicated that the obese presented an approximately 30% higher oxygen consumption than the non-obese group. Using the allometric scaling factor to calculate the VO2peak produced similar peak oxygen uptake between groups. It is not possible to determine if the allometric scaling factor has underestimated or overestimated VO2peak. The maturation phase and the comparison of subjects with large body mass (i.e., obese vs. non-obese), reinforces the arguments in favor of allometric scaling correction. Although it is difficult to point a precise VO2peak, discrepancies were much smaller when the allometric correction was applied in comparison to the conventional method. The results of the present study are in agreement with others9,13,20,23 who have proposed the allometric scaling factor as an attractive strategy to correct VO2peak when large body mass differences are present.

In summary, the VO2peak values obtained by the conventional method were lower in the obese than in the non-obese participants, but when VO2peak was expressed by the allometric scaling method, differences between groups disappeared. Therefore, the use of allometric scaling seems to be a more suitable method to compare VO2peak in obese and non-obese teenagers of both genders.

References