FUNDAMENTO: O controle das respostas cardiovasculares durante exercício resistido (ER) é importante para a segurança do paciente. OBJETIVO: Investigar a influência do número de repetições máximas (RM) e dos intervalos de recuperação entre séries (IR) sobre a frequência cardíaca (FC), pressão arterial sistólica (PAS) e duplo produto (DP) durante ER. MÉTODOS: Vinte sujeitos saudáveis (26 ± 5 anos) realizaram protocolos de ER envolvendo três séries do leg press (6 e 12 RM) e IR proporcional ao tempo de contração (1:3 e 1:5). Aferiu-se a FC continuamente com cardiofrequencímetro e a PAS foi verificada ao final das séries, por meio de protocolo validado com método auscultatório. RESULTADOS: A FC sofreu influência da carga (p = 0,008) e das séries (p < 0,001), mas não do IR (p = 0,087). A PAS sofreu efeito isolado do número de séries (p < 0,001) e do IR (p = 0,017), mas não da carga (p = 0,95). O DP elevou-se em relação direta com a carga (p = 0,036) e com as séries (p < 0,001), mas inversamente ao IR (p = 0,006). Nos protocolos de 6 RM, a variação da FC foi maior para IR = 1:3 (Δ = 11,2 ± 1,1 bpm) do que para IR = 1:5 (Δ = 4,5 ± 0,2 bpm; p = 0,002), mas não houve diferença para 12 RM (Δ 1:3 = 21,1 ± 2,2 bpm; Δ 1:5 = 18,9 ± 2,0 bpm, p = 0,83). O IR influenciou a variação da PAS em todas as cargas (6 RM - Δ 1:3 = 10,6 ± 0,9 mmHg, Δ 1:5 = 6,6 ± 0,7 mmHg; p = 0,02 e 12 RM - Δ 1:3 = 15,2 ± 1,1 mmHg, Δ 1:5 = 8,4 ± 0,7 mmHg; p = 0,04). O DP elevou-se proporcionalmente à carga (p = 0,036) e para séries (p < 0,001), mas inversamente ao IR (p = 0,006). Com IR = 1:3, houve diferença de DP para 6 RM (Δ = 2.892 ± 189 mmHg.bpm) e 12 RM (Δ = 4.587 ± 300 mmHg.bpm; p = 0,018), mas não com IR = 1:5 (6 RM: Δ = 1.224 ± 141 mmHg.bpm, 12 RM: Δ = 2.332 ± 194 mmHg.bpm; p = 0,58). CONCLUSÃO: Independentemente da carga, um maior IR associou-se a menores respostas cardiovasculares durante ER, especialmente de PAS.
ARTIGO ORIGINAL
FISIOLOGIA
IPrograma de Pós-Graduação em Ciências da Atividade Física - Universidade Salgado de Oliveira, Niterói, RJ - Brasil
IIInstituto de Educação Física e Desportos - Laboratório de Atividade Física e Promoção da Saúde - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ - Brasil
O treinamento resistido acarreta elevação importante da frequência cardíaca (FC) e pressão arterial (PA)1,2. A manipulação de variáveis do treinamento pode controlar essas respostas, modificando a sobrecarga cardiovascular durante os exercícios2,3. Estudos prévios investigaram a influência de diversas variáveis, como a velocidade de movimento4, o número de séries5, a intensidade e o número de repetições2,6, a massa muscular envolvida2,7, os tipos de exercício1 ou o estado de treinamento8.
No entanto, são escassas as informações sobre a influência do intervalo de recuperação entre séries e exercícios. Apenas um estudo investigou especificamente a influência de tal variável sobre os valores de FC e PA9, identificando maior resposta pressórica em sessões com intervalos mais curtos. Ratamess e cols.10 não mediram especificamente a PA, mas não identificaram diferenças significativas nas respostas de FC a exercício feito com diferentes intervalos de recuperação. Todavia, o aumento progressivo da pulsação ao longo das séries foi mais evidente para intervalos mais curtos.
Vale ressaltar que esses estudos9,10 aplicaram intervalos de recuperação fixos. Assim, não consideraram o efeito cumulativo da fadiga muscular no decorrer das séries. Na prática, percebe-se que diferentes exercícios necessitam de tempo de execução variável, seja pela complexidade ou pela amplitude requerida do movimento. Pode-se cogitar, por exemplo, que, se o intervalo de recuperação fosse proporcional ao tempo de execução do exercício, ocorreria uma menor razão do decréscimo da carga em virtude de menor fadiga acumulada.
Estratégias de recuperação com tempo fixo podem não permitir plena recuperação em séries consecutivas, o que pode potencializar o aumento de PA e FC5,9,11. Fixar o intervalo de recuperação com base no tempo de execução do exercício (ou tempo de tensão) pode ser mais adequado, dependendo da sobrecarga com que se trabalha. Infelizmente, não foi possível localizar estudos que tenham confirmado essa hipótese, o que seria especialmente importante no âmbito de programas de treinamento para pacientes com risco de intercorrência cardiovascular.
Desse modo, o presente estudo investigou a influência de dois intervalos de recuperação, estabelecidos com base no tempo de tensão, em séries múltiplas de exercício resistido, realizado com diferentes repetições máximas, por indivíduos normotensos, sobre as respostas agudas de FC e PA sistólica (PAS) e, consequentemente, do duplo-produto (DP).
Vinte voluntários (26 ± 5 anos; 70,9 ± 8,1 kg; 173,9 ± 7,0 cm), com experiência prévia de 6-12 meses em treinamento resistido, participaram do estudo.
Os seguintes critérios de exclusão foram observados: a) utilização de drogas que pudessem influenciar as respostas cardiovasculares no repouso ou exercício; b) limitações osteomioarticulares que contraindicassem a realização dos exercícios; c) diagnóstico de hipertensão, doença cardíaca ou outro comprometimento cardiovascular que contraindicasse a realização dos exercícios ou influenciasse nos resultados.
O estudo foi aprovado por comitê de ética institucional e todos os participantes assinaram termo de consentimento livre e esclarecido, conforme recomendado pelo Conselho Nacional de Saúde (Resolução 196/96).
Foram necessárias 4 visitas para a realização dos testes que estabeleceram as cargas associadas à execução de 6 RM e 12 RM no
Antes da realização dos testes de RM, foi realizado aquecimento específico, que consistiu na execução de 12 repetições com carga equivalente a 30% da carga máxima predita. Em cada dia, os sujeitos tiveram até 5 tentativas para concluir com êxito os testes, com intervalo de 5 min entre cada tentativa.
Os testes de 6 RM e 12 RM foram realizados em dias diferentes, espaçados por pelo menos 48 h. Estímulos verbais foram fornecidos para manter elevado o nível de estimulação durante os exercícios. Os pesos utilizados foram previamente aferidos em balança de precisão. Caso não fosse possível estabelecer a carga associada às 6 RM ou 12 RM até a 5ª tentativa, uma nova data era marcada, respeitando-se igualmente um intervalo de pelo menos 48 h. A reprodutibilidade dos testes de RM foi testada pelo coeficiente de correlação intraclasse, revelando-se satisfatória (ICC 6 RM = 0,89; p < 0,01 e ICC 12 RM = 0,85; p < 0,01).
Uma vez determinadas as cargas de 6 RM e 12 RM, os sujeitos realizaram 4 protocolos aleatórios de exercícios, em ordem definida de forma contrabalanceada. Cada sessão teve lugar em dia específico, perfazendo-se um total de mais 4 visitas ao laboratório, espaçadas por intervalos de 48 horas. Todos os sujeitos executaram os seguintes procedimentos: a) três séries de 6 RM com intervalo de 1:3; b) três séries de 6 RM com intervalo de 1:5; c) três séries de 12 RM com intervalo de 1:3; e d) três séries de 12 RM com intervalo de 1:5.
Os sujeitos foram instruídos a respeitar as seguintes recomendações antes das sessões de exercícios: a) não praticar qualquer tipo de atividade física nas 48 h precedentes; b) abstinência de bebidas alcoólicas, com cafeína ou estimulantes por 24 h; e c) realizar o mínimo de esforço no deslocamento até o laboratório.
Antes da execução dos protocolos, os sujeitos permaneciam 10 min sentados, em ambiente calmo e silencioso. A FC e a PA em repouso eram então aferidas, registrando-se a média dos últimos dois minutos para a FC, e a média de duas medidas realizadas no mesmo período para a PA. Em seguida, era feito um aquecimento de 12 repetições com 30% da carga prevista para a sessão. Após o aquecimento, os sujeitos descansavam por 5 minutos e iniciavam o exercício.
A aferição das variáveis cardiovasculares foi feita nas condições de repouso e em exercício, com auxílio dos mesmos equipamentos, conforme descrito a seguir:
a)
b)
Em linhas gerais, a abertura da válvula ocorria antes do término da série, de forma a registrar-se o valor sistólico entre a penúltima e a última repetição. Uma aferição piloto era feita para determinar o valor de pico da PAS, a fim de que se elevasse a pressão do manguito a um valor aproximado de 30 mmHg maior antes da abertura da válvula. O esvaziamento do manguito deu-se a uma taxa aproximada de 6 mmHg/s. Os sujeitos foram orientados a não contrair os braços, mantendo o braço esquerdo utilizado para a medida na posição de supinação, com cotovelo levemente flexionado e apoiado em suporte próprio. As medidas foram feitas sempre pelo mesmo avaliador treinado, que não tinha conhecimento dos objetivos do presente estudo.
Para a determinação da confiabilidade da medida da PA em repouso, foram feitas duas aferições da PA, com intervalo de 10 minutos, em 20 sujeitos (ICC = 0,93 para PAS intra-avaliador; ICC = 0,86 para PAS inter-avaliador). A confiabilidade da medida durante o exercício foi testada em duas sessões separadas por 48 h, nos mesmos 20 sujeitos (ICC = 0,84 e p = 0,03 para PAS intra-avaliador; ICC = 0,82 e p = 0,022 para PAS inter-avaliador).
Em estudo prévio de validação14, constatou-se uma elevada correlação entre as medidas tomadas por auscultação e fotopletismografia, tanto no repouso quanto em diferentes repetições máximas para exercício de membros inferiores (p < 0,05) (repouso: r = 0,89; 6 RM: r = 0,85; 15 RM: r = 0,88). Além disso, o percentual de concordância na classificação em tercis das medidas em todas as situações ficou sempre acima de 60%, chegando a 75% para a PAS durante o exercício. A associação não paramétrica entre os métodos, considerando os níveis de classificação por tercis no repouso, 6 RM e 12 RM, também produziu elevados coeficientes de correlação de Gamma e Kruskall (γ = 0,77 - 0,97, p < 0,05).
A duração dos intervalos de recuperação entre séries levou em consideração a duração destas últimas. A execução do exercício era cronometrada e o resultado multiplicado por três ou 5, para a determinação de um intervalo que respeitasse, respectivamente, proporções de 1:3 ou 1:5, entre tempo de execução e tempo de recuperação. Para a obtenção do tempo de execução das séries, foi utilizado cronômetro digital com função progressiva. O cronômetro foi acionado no momento em que havia deslocamento da plataforma de apoio dos pés e era interrompido quando esta tocava em sua base ao final da série.
O cronômetro permitia reiniciar a medida de forma simples, com o mesmo botão de sua interrupção, o que permitiu que se estipulassem intervalos precisos. Para facilitar a visualização do período de recuperação (1:3 ou 1:5) e minimizar a chance de erro no cálculo do intervalo, foi utilizada tabela de conversão previamente elaborada.
O teste de Shapiro-Wilk foi utilizado para verificar a normalidade dos dados e o teste de Levene para confirmação da homogeneidade de variâncias. A estabilidade dos valores de FC e PAS aferidos durante o repouso, em cada uma das sessões, foi testada com auxílio de ANOVA de uma entrada. A influência isolada e combinada dos fatores observados (RM, séries e intervalos) sobre DP, FC e PAS foi testada com ANOVA de três entradas, seguida de testes
Não houve diferença significativa entre os valores de FC e PAS de repouso aferidos em cada uma das sessões de exercícios (F = 2,02; p = 0,78). Para fins de análise, portanto, foram adotados os menores valores obtidos para essas variáveis nos períodos de repouso pré-exercício. Os valores de FC e PAS durante as séries revelaram-se sempre significativamente superiores às medidas tomadas durante o repouso (F = 1,41 a 2,56; p = 0,027 a p = 0,039).
Vale ressaltar ainda que o dobro do número de repetições máximas (6 RM e 12 RM) não esteve relacionado com a mesma proporção de variação na carga absoluta de trabalho (peso em kg). A razão entre as cargas de 6 e 12 RM foi de apenas 12%, ou, em termos absolutos, 7,5 ± 0,8 kg.
O impacto das variáveis manipuladas foi diverso sobre FC e a PAS. Assim, a FC sofreu influência significativa do efeito isolado do número de repetições máximas (F = 7,33; p = 0,008) e do número de séries (F = 77,65; p < 0,001), mas não do intervalo de recuperação (F = 3,00; p = 0,087). O efeito combinado das séries com os intervalos, contudo, revelou-se significativo (F = 4,87; p = 0,02). Quanto à PAS, o efeito isolado estatisticamente mais forte residiu no número de séries (F = 63,33; p < 0,001), seguido do intervalo de recuperação (F = 5,97; p = 0,017). A variável intensidade não teve efeito independente significativo (F = 0,042; p = 0,95).
As
Também foram comparadas as variações absolutas em cada situação, considerando os valores de pico registrados entre a primeira e a terceira séries. No tocante à FC, para os protocolos de 6 RM, a variação nas séries com intervalo de 1:3 foi significativamente maior do que a observada em 1:5 (Δ = 11,2 ± 1,1 bpm
Os resultados para a PAS mostraram-se mais sensíveis à manipulação das três variáveis do treinamento, tomadas isolada ou combinadamente. Isso repercutiu sobre o comportamento do DP, numa relação diretamente proporcional ao número de repetições máximas (F = 4,57; p = 0,036) e ao número de séries (F = 141,38; p < 0,001), enquanto inversamente proporcional ao intervalo entre as séries (F = 5,38; p = 0,006).
A
A variação entre a primeira e a terceira séries realizadas com intervalo de 1:3 foi de 2.892 ± 189 mmHg.bpm para 6 RM e de 4.587 ± 300 mmHg.bpm para 12 RM (F = 4,17; p = 0,018). Quando se aplicou o intervalo de maior duração (1:5), a variação do DP para a carga de 6 RM foi de 1.224 ± 141 mmHg.bpm, ao passo que para 12 RM obteve-se um delta de 2.332 ± 194 mmHg.bpm (F = 0,56; p = 0,58).
O presente estudo comparou as respostas de FC, PAS e DP, durante séries consecutivas de exercício resistido, realizado com diferentes números de repetições máximas e intervalos de recuperação, estes últimos estabelecidos com base no tempo total de execução de cada série.
Tanto a FC quanto a PAS elevaram-se significativamente no decorrer das séries, independentemente da intensidade e intervalo de recuperação. Entretanto, as respostas cardiovasculares associadas ao
É interessante notar que o valor médio para a PAS de pico na última série do estudo de Gotshall e cols.5, mensurada por fotoplestimografia, foi de 293 ± 21 mmHg, bem superior ao valor registrado na última série do presente estudo (181 ± 16 mmHg para o protocolo de 12 RM com intervalo progressivo na proporção 1:3). Essa diferença pode ser atribuída ao tempo de tensão em cada série (um minuto no estudo de Gotshall e cols.5
Os estudos que se aprofundaram na observação da influência do intervalo de recuperação entre séries e exercícios sobre o comportamento da PA e FC são relativamente escassos. Não foi possível localizar pesquisas que tivessem investigado a questão em uma abordagem similar à presentemente aplicada.
Polito e cols.9 submeteram jovens normotensos a 4 séries de 8 RM, separadas por intervalos fixos de um e dois minutos, também observando valores mais elevados de pressão arterial para a sequência com menor intervalo. As respostas cardiovasculares mais pronunciadas a curtos intervalos de recuperação podem associar-se a uma menor recuperação sistêmica do estresse gerado pelo exercício. O acúmulo de metabólitos, com consequente estimulação nervosa via receptores químicos e mecânicos, pode potencializar essas respostas16.
Nesse sentido, Ratamess e cols.10 observaram os efeitos de diferentes intervalos fixos de recuperação (30s, um, dois, três e 5 minutos) sobre as respostas cardiovasculares e metabólicas durante a realização de 5 séries em duas intensidades de treinamento (5 RM e 10 RM) no exercício supino reto. Não se constataram diferenças entre os intervalos de recuperação, considerando os valores de FC de pico em ambas as intensidades de treinamento. Entretanto, houve aumento da FC à medida que as séries eram executadas (p < 0,05), principalmente para intervalos de recuperação mais curtos. A produção de lactato foi igualmente maior para intervalos de recuperação mais curtos, o que é sugestivo da relação entre fadiga acumulada devido à recuperação insuficiente e às respostas cardiovasculares.
Os presentes resultados indicaram que a carga de trabalho também pode influenciar de forma independente as respostas de FC e PAS. Em comparação com o protocolo com carga de 12 RM, as séries feitas com 6 RM apresentaram menor impacto sobre as respostas cardiovasculares para intervalos de recuperação similares. É possível que o tempo de tensão (6 RM = 17 ± 3 s
No presente estudo, também ocorreu um efeito cumulativo das séries sobre as respostas de FC e PAS, com maior elevação a partir da segunda série, principalmente para um menor intervalo esforço-recuperação. De forma similar, Gotshall e cols.5 aplicaram três séries de 10 RM no
Dois fatores podem estar na origem dos resultados referentes ao efeito cumulativo das séries consecutivas sobre as respostas cardiovasculares. O primeiro decorreria da fadiga acumulada em virtude do menor tempo de recuperação18. O segundo leva em consideração o tempo de tensão: o exercício dinâmico resistido ocasiona oclusão dos vasos e pode, dependendo de sua intensidade e duração, levar a uma resposta barorreflexa compensatória, o que é mais frequente em exercícios executados até a fadiga19,20.
As respostas hemodinâmicas ao trabalho muscular em exercícios resistidos também podem estar atreladas a um aumento da atividade simpática e à diminuição da atividade parassimpática, pela maior ativação de comando central e mecanorreceptores musculares e articulares16. O mecanismo central envolve o envio de impulsos do córtex motor para o centro de controle cardiovascular. Já o mecanismo periférico consiste em uma via de reflexo com diversas bases de controle21. O aumento da resistência vascular periférica, causado pela oclusão parcial do fluxo sanguíneo, contribui com um desequilíbrio entre oferta e demanda de O2 no tecido. De fato, a partir de 15% da contração voluntária máxima, verifica-se impedimento progressivo do fluxo sanguíneo muscular22. Com isso, dificulta-se a remoção de metabólitos (lactato, hidrogênio, fosfato, adenosina, potássio etc), estimulando-se os quimiorreceptores no sentido de aumentar a atividade nervosa simpática16.
Enfim, o aumento da pressão arterial também poderia sofrer influência do número de unidades motoras solicitadas. Nesse caso, mecanorreceptores musculares e articulares, sensíveis ao aumento da força voluntária (recrutamento de unidades motoras) e à carga sobre as articulações, informam o centro de controle cardiovascular sobre a necessidade de modificar as respostas cardiovasculares para a regulação do fluxo23.
O aumento da resistência vascular periférica associado à oclusão arterial durante o exercício é outro fator a ser considerado. O
As respostas cardiovasculares ao exercício resistido, portanto, podem associar-se a uma adaptação central frente à maior resistência periférica. A maior necessidade de perfusão estaria diretamente relacionada à capacidade inotrópica do coração, já que modificações na FC tendem a ocorrer de forma mais lenta do que na PAS25. Aliás, essa sobrecarga pressórica associada ao exercício resistido pode ser benéfica sob o ponto de vista profilático, principalmente para portadores de doenças cardiovasculares crônicas e usuários de medicação anti-hipertensiva26. Alguns estudos têm relatado que coronariopatas, sob tratamento farmacológico, podem realizar exercícios resistidos de intensidade moderada e os resultados dessa prática incluem a melhora da função global do ventrículo esquerdo, especialmente da fração de ejeção26,27.
Quanto à elevação da FC, o tempo de tensão muscular parece exercer importante influência. Hunter e cols.28 compararam as respostas metabólicas e da frequência cardíaca a 10 exercícios feitos com duas velocidades de contração, uma 'tradicional' (2 séries de 8 repetições com 65% de um RM, velocidade de execução de um segundo para a fase concêntrica e excêntrica, um minuto de recuperação) e 'super
Kleiner e cols.4 estudaram a resposta cardiovascular aguda no exercício isocinético em 6 sujeitos que realizaram extensão de joelhos com três velocidades de execução (50, 100 e 200º/s) até a fadiga (70% do pico de torque). Não foram encontradas diferenças significativas entre os valores de FC, PAS, PAD e DP. Contudo, nas velocidades programadas, os valores de FC variaram entre 163,3 ± 28,4 bpm (50º/s) e 183,5 ± 16,8 bpm (200°/s). Contrariamente, os valores de PAS foram superiores para uma menor velocidade angular (PAS = 348,2 ± 18,1 mmHg para 50º/s
Como os protocolos com maior velocidade oferecem menor resistência, e, uma vez tendo produzido quantidade expressivamente maior de repetições, a execução do exercício teria se aproximado do que se encontra em exercícios dinâmicos contínuos de longa duração, com maior repercussão sobre a FC. Por outro lado, a elevação da PAS para menores velocidades estaria relacionada a uma maior produção de força, em comparação com as maiores velocidades angulares.
Extrapolar resultados obtidos em exercícios isocinéticos para dinâmicos do tipo 'isotônico' não é, em geral, prudente. No entanto, não se pode deixar de notar que o efeito do tempo de tensão sobre a FC é ratificado pelos resultados de Kleiner e cols.4, bem como fica nítido que os valores da PAS são sensíveis à tensão produzida, com forte influência sobre o DP.
Outro exemplo é encontrado em Kawano e cols.29, que submeteram normotensos jovens e de meia-idade a uma série no exercício de
Depreende-se desses resultados que a aferição única da FC pode não ser suficiente para avaliar adequadamente a sobrecarga cardiovascular imposta pelo exercício resistido. Estimula-se, portanto, a mensuração da PA quando do delineamento de programas de treinamento da força, sobretudo para sujeitos nos quais manter essas respostas sob controle é desejável (pacientes em reabilitação cardíaca, por exemplo). Para isso, o protocolo de aferição da pressão arterial, durante exercícios resistidos através do método auscultatório, proposto por Polito e Farinatti13 e posteriormente validado14, parece ser uma opção viável e acessível à maior parte dos centros de treinamento.
Em conclusão, séries múltiplas de exercício resistido para membros inferiores acarretaram elevação significativa e cumulativa das respostas cardiovasculares, especialmente de PA, com impacto sobre o DP. O nível de estresse cardiovascular associado ao exercício não dependeu apenas da carga de trabalho definida em termos de repetições máximas, mas também das demais variáveis do treinamento, principalmente o número de séries. Por outro lado, intervalos de recuperação mais longos entre as séries contribuíram significativamente para a redução das respostas de FC, PA e DP, mantendo-se a carga e volume de treinamento. A proporção entre tempo de estímulo e tempo de recuperação, por si só, acarretou modificações significativas nas respostas cardiovasculares, independentemente do número de repetições máximas executado. Desse modo, o planejamento dos intervalos de recuperação no contexto da elaboração de sessões de treinamento resistido parece ser um aspecto clinicamente importante para o aumento da segurança em sua prática, especialmente em populações com maior risco cardiovascular.
Estudos adicionais devem ser conduzidos, comparando as respostas hemodinâmicas associadas a diferentes estratégias para a relação esforço-recuperação (intervalos fixos, intervalos progressivos, fracionamento de séries, alternância de segmentos etc). Investigações em tal sentido são importantes para estabelecer o método mais efetivo para minimizar a sobrecarga cardiovascular associada a séries múltiplas de exercícios resistidos, ao mesmo tempo em que se mantém elevado o volume de trabalho nas sessões de treinamento.
Esse estudo foi parcialmente financiado pelo CNPq (processo 305729/2006-3) e pela FAPERJ (processo E26/102.916/2008).
Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.
O presente estudo foi parcialmente financiado pelo CNPq e pela FAPERJ.
Não há vinculação deste estudo a programas de pós-graduação.
Paulo T. V. Farinatti Universidade Salgado de Oliveira Rua Marechal Deodoro 211, Bloco C, 1º andar 24030-060 - Centro - Niterói, RJ - Brasil E-mail:
Artigo recebido em 01/08/09; revisado recebido em 17/03/10; aceito em 11/05/10.
BACKGROUND: The control of cardiovascular responses during resistance exercise (RE) is important for patient safety. OBJECTIVE: To investigate the influence of repetition maximum (RM) and rest interval between sets (RI) on heart rate (HR), systolic blood pressure (SBP) and rate-pressure product (RPP) during RE. METHODS: Twenty healthy subjects (26 ± 5 years of age) underwent RE protocols involving three sets of leg press (6 and 12 RM) and RI proportional to the contraction time (1:3 and 1:5). The HR was checked on a continuous basis by using a cardiotachometer and the SBP was checked at the end of the sets, via a protocol validated by the auscultatory method. RESULTS: The HR was influenced by the workload (p = 0.008) and sets (p < 0.001), but not by the RI (p = 0.087). The SBP suffered from the isolated effect of the number of sets (p < 0.001) and RI (p = 0.017), but not from the workload (p = 0.95). The RPP rose in direct proportion to the workload (p = 0.036) and sets (p < 0.001), but in inverse proportion to the RI (p = 0.006). In 6 RM protocols, the variation in the HR was higher for RI = 1:3 (Δ = 11.2 ± 1.1 bpm) than for RI = 1:5 (Δ = 4.5 ± 0.2 bpm; p = 0.002), but there was no difference for 12 RM (Δ 1:3 = 21.1 ± 2.2 bpm; Δ 1:5 = 18.9 ± 2.0 bpm, p = 0.83). The RI influenced the variation in SBP in all loads (6 RM - Δ 1:3 = 10.6 ± 0.9 mmHg, Δ 1:5 = 6.6 ± 0.7 mmHg; p = 0.02 and 12 RM - Δ 1:3 = 15.2 ± 1.1 mmHg, Δ 1:5 = 8.4 ± 0.7 mmHg; p = 0.04). The RPP rose in proportion to the workload (p = 0.036) and to the sets (p < 0.001), but in inverse proportion to the RI (p = 0.006). With RI = 1:3, there was difference in RPP for 6 RM (Δ = 2,892 ± 189 mmHg.bpm) and 12 RM (Δ = 4,587 ± 300 mmHg.bpm; p = 0.018), but not with RI = 1:5 (6 RM: Δ = 1,224 ± 141 mmHg.bpm, 12 RM: Δ = 2,332 ± 194 mmHg.bpm; p = 0.58). CONCLUSION: Regardless of the workload, an increased RI was associated with lower cardiovascular responses during RE, especially of SBP.
IPrograma de Pós-Graduação em Ciências da Atividade Física - Universidade Salgado de Oliveira, Niterói, RJ - Brazil
IIInstituto de Educação Física e Desportos - Laboratório de Atividade Física e Promoção da Saúde - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ - Brazil
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Resistance training causes significant increase in heart rate (HR) and blood pressure (BP)1,2. The adjustment of training variables can control these responses and change the cardiovascular overload during exercise2,3. Previous studies investigated the influence of several variables, such as speed of movement4, number of sets5, the intensity and number of repetitions2,6, the muscle mass involved2,7, the types of exercise1 or training status8.
However, there is scarce information about the influence of the rest interval between sets and exercises. Only one study specifically investigated the influence of this variable on HR and BP values9, identifying greater pressure response in sessions with shorter intervals. Ratamess et al10 did not specifically measure the BP, but they did not find significant differences in HR responses to exercise done with different rest intervals. However, the gradual increase in pulse rate throughout the sets was more evident for shorter intervals.
It is worth highlighting that these studies9,10 applied fixed rest intervals. So, they did not consider the cumulative effect of muscle fatigue in the course of the sets. In practice, it is possible to notice that different exercises require different execution times, either due to their complexity or due to the required range of motion. We could argue, for example, that if the rest interval were proportional to the exercise execution time, there would be a smaller ratio of decrease in workload due to lower accumulated fatigue.
Rest strategies with fixed time may not allow full recovery in consecutive sets, and this may intensify the increase in BP and HR5,9,11. It may be more appropriate to establish the rest interval according to the exercise execution time (or time under tension), depending on the overload with one is working. Unfortunately, it was not possible to find studies that have confirmed this hypothesis, which would be especially important in the context of training programs for patients at risk of cardiovascular complications.
Thus, this study investigated the influence of two rest intervals established according to the time under tension, in multiple sets of resistance exercise, performed with different repetition maximums, by normotensive individuals, on acute responses of HR and systolic BP (SBP) and, consequently, of the rate-pressure product (RPP).
Twenty volunteers (26 ± 5 years; 70.9 ± 8.1 kg, 173.9 ± 7.0 cm), with 6 to 12 months of experience in resistance training, participated in this study.
The following exclusion criteria were observed: a) use of drugs that could influence cardiovascular responses at rest or during exercise, b) musculoskeletal limitations that would cause the exercises to be contraindicated c) diagnosis of hypertension, heart disease or other cardiovascular problem that would cause the exercises to be contraindicated or which would influence the results.
The study was approved by the Institutional Ethics Committee and all participants signed an informed consent form, as recommended by the National Health Council (Resolution 196/96).
Four visits were required for conducting the tests that established the workloads associated with the execution of 6 RM and 12 RM on the leg press, as well as for checking the reliability of the results obtained. The horizontal leg press was chosen because it involves large groups of muscles and, therefore, it supposedly has greater impact on blood pressure values. Moreover, it is an exercise that is easy to do, which is often included in exercise routines prescribed for patients with cardiovascular disease.
Before the RM tests were conducted, the subjects performed a specific warm-up, which consisted in the execution of 12 repetitions with workload equivalent to 30% of the maximum workload predicted. Every day, the subjects could make up to 5 attempts to successfully complete the tests, with an interval of 5 min between each attempt.
The tests of 6 RM and 12 RM were conducted on different days, with an interval of at least 48 h in between. The subjects were verbally stimulated so as to keep the high level of stimulation during the exercises. The weights used were previously weighed on a precision scale. If it was not possible to determine the workload associated with 6 RM or 12 RM by the 5th attempt, a new date was scheduled, also after an interval of at least 48 h. The reproducibility of the RM tests was tested by the intraclass correlation coefficient (ICC), and it proved to be satisfactory (6 RM ICC = 0.89; p < 0.01 and 12 RM ICC = 0.85; p < 0.01).
Once the 6 RM and 12 RM workloads had been determined, the subjects underwent 4 random protocols of exercises, in an order defined in a counterbalanced way. Each session took place on a specific day, with a total of other 4 visits to the laboratory, with intervals of 48 hours in between. All subjects performed the following procedures: a) three "6 RM" sets with interval of 1:3; b) three "6 RM" sets with interval of 1:5; c) three "12 RM" sets with interval of 1:3; and d) three "12 RM" sets with interval of 1:5.
The subjects were instructed to observe the following recommendations before the exercise sessions: a) not to do any type of physical activity within 48 hours before the test; b) abstain from alcohol, caffeinated drinks or stimulants for 24 hours; c) make as little effort as possible during the trip to the laboratory.
Before performing the protocols, the subjects remained seated for 10 minutes, in a calm and quiet environment. Then, the HR and BP at rest were measured and the average HR of the last two 2 minutes was recorded, and the average of two measurements of BP made in the same period was also recorded. Then, the subjects performed a warm-up of 12 repetitions with 30% of the expected workload for the session. After the warm-up, the subjects rested for 5 minutes and started the exercise.
The cardiovascular variables were measured at rest and during the exercise, by using the same equipment, as described below:
a)
b)
In general, the valve opened before the end of the set, in order to record the systolic value between the last but one repetition and last repetition. A pilot measurement was made to determine the SBP peak value, so as to increase the pressure of the cuff to an approximate value of 30 mmHg higher, before the opening of the valve. The cuff was deflated at a rate of approximately 6 mmHg/s. The subjects were instructed not to curl their arms and to keep the left arm, used for the measurement, in supination, with elbows slightly flexed and supported on proper support. The measurements were made by the same trained observer, who was unaware of the purposes of this study.
To determine the reliability of the BP measurement at rest, two measurements of BP were made, 10 minutes apart from each other, in 20 subjects (ICC = 0.93 for intra-observer SBP; ICC = 0.86 for inter-observer SBP). The reliability of the measurement during exercise was tested in two sessions, 48 hours apart from each other, in the same 20 subjects (ICC = 0.84 and p = 0.03 for intra-observer SBP; ICC = 0.82 and p = 0.022 for inter-observer SBP).
In a previous study of validation14, there was evidence of a high correlation between the measurements made by auscultation and PPG, both at rest and in different repetition maximums for exercise of the lower limbs (p <0.05) (rest: r = 0.89; 6 RM: r = 0.85; 15 RM: r = 0.88). Moreover, the percentage of match in the classification into tertiles of the measurements in all situations was always above 60%, reaching 75% for SBP during the exercise. The non-parametric association between the methods, considering the levels of classification by tertiles at rest, 6 RM and 12 RM, also produced high correlation coefficients of Gamma and Kruskall (γ = 0.77 - 0.97, p < 0.05).
The duration of rest intervals between sets took into account the duration of the sets. The execution of the exercise was timed and the result was multiplied by three or 5, for determining an interval that would be in accordance, respectively, with the ratios of 1:3 or 1:5, between the execution time and rest time. To determine the execution time of the set, a progressive digital timer was used. The timer was started when the feet support platform moved and the timer was stopped when the platform touched its base at the end of the set.
The timer allowed restarting the measurement in a simple way, by using the same button used to interrupt such timer, thereby allowing the definition of precise intervals. To make it easier to view the rest period (1:3 or 1:5) and to minimize the chance of error in the interval calculation, a previously prepared conversion table was used.
The Shapiro-Wilk test was used to verify the normality of the data and the Levene's test was used to confirm the equality of variances. The stability of SBP and HR values measured at rest, in each one of the sessions, was tested by means of a one-way ANOVA. The isolated and combined influence of factors observed (RM, sets and intervals) on RPP, HR and SBP was tested by means of a three-way ANOVA, followed by Fisher's post-hoc test, with the adoption of p
There was no significant difference between the values of HR and SBP at rest measured in each one of the exercise sessions (F = 2.02; p = 0.78). Therefore, for analysis purposes, we adopted the lowest values obtained for these variables during the rest periods prior to exercise. The HR and SBP values during the sets proved to be always significantly higher than measurements taken at rest (F = 1.41 to 2.56; p = 0.027 to p = 0.039).
It is also important to highlight that the double of repetitions maximum (6 RM and 12 RM) was not related to the same proportion of variation in the absolute work load (weight in kg). The ratio between the loads of 6 and 12 RM was only 12% or, in absolute terms, 7.5 ± 0.8 kg.
The impact of the manipulated variables was different on HR and SBP. Thus, HR was significantly influenced by the isolated effect of the number of repetitions maximum (F = 7.33; p = 0.008) and the number of sets (F = 77.65; p < 0.001), but not by the rest interval (F = 3.00; p = 0.087). However, the combined effect of the sets with the intervals proved to be significant (F = 4.87; p = 0.02). As for the SBP, the isolated and statistically stronger effect resided in the number of sets (F = 63.33; p < 0.001), followed by the rest interval (F = 5.97; p = 0.017). The variable intensity had no significant independent effect (F = 0.042; p = 0.95).
We also compared the absolute variations in each situation, considering the peak values recorded between the first and third sets. With regard to HR, for 6 RM protocols, the variation in the sets with an interval of 1:3 was significantly higher than that the one observed in 1:5 (Δ = 11.2 ± 1.1 bpm
The results for SBP proved to be more sensitive to manipulation of the three training variables, considered separately or in combination. This reflected on the behavior of the RPP, in direct proportion to the number of repetitions maximum (F = 4.57, p = 0.036) and number of sets (F = 141.38, p <0.001), and in inverse proportion to the interval between sets (F = 5.38, p = 0.006).
The variation between the first and third sets performed with an interval of 1:3 was of 2,892 ± 189 mmHg.bpm for 6 RM and 4,587 ± 300 mmHg.bpm for 12 RM (F = 4.17; p = 0.018). When we applied a longer interval (1:5), the variation in RPP for the 6 RM load was 1,224 ± 141 mmHg.bpm, while for 12 RM we obtained a delta of 2,332 ± 194 mmHg.bpm (F = 0.56; p = 0.58).
This study compared the responses of HR, SBP and RPP during consecutive sets of resistance exercise, performed with different numbers of repetitions maximum and rest intervals, considering that these rest intervals were based on the total execution time of each set.
Both HR and SBP increased significantly in the course of the sets, regardless of the intensity and rest interval. However, the cardiovascular responses associated with the horizontal leg press were minimized by manipulating the rest time: when the proportion was higher compared to the time under tension, the HR value and especially the SBP value were lower. The longer rest interval was also associated with lower rise in HR and SBP during the sets, in the two pre-determined intensities. Thus, the exercise done with longer rest interval caused less cardiovascular stress for both intensities tested.
Interestingly, the average peak SBP value in the last sets of the study conducted by Gotshall et al5, measured by photoplethysmography, was 293 ± 21 mmHg, which is well above the value recorded in the last set of this study (181 ± 16 mmHg for the 12 RM protocol with progressive interval in the 1:3 ratio). This difference can be attributed to the time under tension in each set (one minute in the study conducted by Gotshall et al5
Studies that examine in detail the influence of rest intervals between sets and exercises on the behavior of BP and HR are relatively scarce. It was not possible to find studies that investigated the matter by adopting an approach similar to the one taken in this study.
Polito et al9 had young normotensive individuals do 4 sets of 8 RM, separated by fixed intervals of one and two minutes, and they also found higher values of blood pressure for the sequence with the shortest interval. The most pronounced cardiovascular responses at short rest intervals can be associated with lower systemic recovery from the stress generated by the exercise. The accumulation of metabolites, with consequent nerve stimulation via mechanical and chemical receptors, may potentiate these responses16.
In this sense, Ratamess et al10 observed the effects of different fixed rest intervals (30s, one, two, three and five minutes) on cardiovascular and metabolic responses throughout the course of 5 sets in two training intensities (5 RM and 10 RM), in the bench press exercise. No difference was found between the rest intervals, considering the peak values of HR in both training intensities. However, there was significant increase in HR as the sets were performed (p < 0.05), mainly for shorter rest intervals. The production of lactate was also higher for shorter rest intervals, which is suggestive of the relationship between accumulated fatigue due to insufficient rest and cardiovascular responses.
Our results indicated that the workload can also independently influence the responses of HR and SBP. By comparison with the protocol with a workload of 12 RM, the sets done with 6 RM had less impact on the cardiovascular responses for similar rest intervals. There may be a relationship between the time under tension (6 RM = 17 ± 3 s
In the present study, there was also a cumulative effect of the sets on HR and SBP responses, with greater increase from the second set onwards, especially for a shorter effort-rest interval. Similarly, Gotshall et al5 had three young and healthy individuals do three sets of 10 RM in the bilateral leg press (fixed rest interval of three minutes; speed of three seconds in the concentric and eccentric phases). At the end of each set, the values of SBP and DBP always proved to be significantly higher than the ones observed in the previous sets. Other studies have demonstrated that there is influence of the number of sets on cardiovascular responses2,17.
Two factors may be in the origin of the results referring to the cumulative effect of consecutive sets on cardiovascular responses. The first one would result from the fatigue accumulated due to the shorter rest time18. The second one takes into account the time under tension: the dynamic resistance exercise causes occlusion of blood vessels and it may, depending on its intensity and duration, lead to a compensatory baroreflex response, which is more common in exercises done until fatigue19,20.
The hemodynamic responses to muscular work in resistance exercises can also be linked to increased sympathetic activity and decreased parasympathetic activity, due to the greater activation of central command and muscle and joint mechanoreceptors16. The central mechanism involves the transmission of impulses from the motor cortex to the cardiovascular control center. On the other hand, the peripheral mechanism consists of a reflex pathway with multiple control bases21. The increased peripheral vascular resistance, caused by partial occlusion of blood flow, contributes to an imbalance between supply and demand of O2 in tissue. In fact, starting from 15% of the maximum voluntary contraction, it is possible to notice progressive obstruction of muscle blood flow22. As a result, the removal of metabolites (lactate, hydrogen, phosphate, adenosine, potassium etc) is hindered, by the stimulation of chemoreceptors to increase sympathetic nervous activity16.
Finally, the increase in blood pressure could also be influenced by the number of motor units requested. In this case, muscle and joint mechanoreceptors, sensitive to the increase in voluntary strength (recruitment of motor units) and the load on the joints, inform the cardiovascular control center about the need to modify the cardiovascular responses to regulate the flow23.
The increased peripheral vascular resistance associated with arterial occlusion during exercise is another factor to be considered. The leg press exercise, besides involving several major muscle groups, is also done in a posture that can hinder the perfusion of blood into active muscles, since the course of the main arteries that irrigate such muscles is changed by the hip flexion24. This problem is even greater during the transition from the concentric phase to the eccentric phase. In this context, the activation of baroreceptors and chemoreceptors may lead to a compensatory blood pressure response, so as to reach a satisfactory cardiac output during exercise.
Therefore, the cardiovascular responses to resistance exercise may be associated with the central adaptation resulting from the greater peripheral resistance. The increased need for perfusion is likely to be directly related to the inotropic capacity of the heart, since changes in HR tend to be slower than changes in SBP25. By the way, this pressure overload associated with resistance exercise can be beneficial from the standpoint of prophylaxis, especially for patients with chronic cardiovascular disease and users of anti-hypertensive medication26. Some studies have reported that coronary patients, under pharmacological treatment, can do resistance exercise of moderate intensity and the results of this practice include the improvement in global left ventricular function, especially of the ejection fraction26,27.
As for the rise in HR, the time under tension seems to exert important influence. Hunter et al28 compared the metabolic responses and heart rate responses to 10 exercises done at two speeds of contraction, a 'traditional' speed (2 sets of 8 repetitions with 65% of one RM, speed of execution of one second for the concentric phase and eccentric phase, one minute of rest) and a 'super slow' speed (2 sets of 8 repetitions with 25% of one RM, execution speed of 10s for the concentric phase and 5s for the eccentric phase, with the same interval and number of exercises). It was found that the 'traditional' protocol led to a significantly higher increase in HR compared to the 'super slow' protocol (143 ± 8 bpm against 113 ± 12 bpm).
Kleiner et al4 studied the acute cardiovascular response in isokinetic exercises in 6 subjects that did knee extension exercises at three execution speeds (50, 100 and 200°/s) until fatigue (70% of peak torque). There were no significant differences in HR, SBP, DBP and RPP values. However, at programmed speeds, the HR values varied between 163.3 ± 28.4 bpm (50º/s) and 183.5 ± 16.8 bpm (200º/s). In contrast, the SBP values were higher for a lower angular speed (SBP = 348.2 ± 18.1 mmHg for 50º/s
As the protocols at higher speed offer less resistance, and, as a significantly greater amount of repetitions was produced, the execution of the exercise would have gotten close to what is found in continuous dynamic exercises of long duration, with greater impact on the HR. On the other hand, the increase in SBP for lower speeds would be related to the greater production of force, compared to the higher angular speeds.
In general, it is not prudent to extrapolate results of isokinetic exercises to dynamic isotonic exercises. However, it is important to note that the effect of 'time under tension' on HR is confirmed by the results of Kleiner et al4, and it is also clear that SBP values are sensitive to the tension produced, with strong influence on the RPP.
Another example is found in the study conducted by Kawano et al29, who had young and middle-aged normotensive patients do a set of leg press exercises at three levels of intensity (40%, 60% and 80% of one RM). There was no difference in the HR values at the levels of intensity tested, in any of the groups. However, the peak pressure values of young subjects was higher than the values of middle-aged subjects, for all intensities, and significantly higher only for the intensity of 80% of one RM (young subjects = 190 mmHg
One may infer from these results that the single measurement of HR may not be sufficient to properly assess the cardiovascular overload produced by the resistance exercise. Therefore, we encourage the measurement of BP during the development of resistance training programs, especially for subjects in whom it is desirable to keep these responses under control (patients in cardiac rehabilitation, for example). That is why the protocol for measuring blood pressure during resistance exercise by the auscultation method, proposed by Polito and Farinatti13 and subsequently validated14, appears to be a viable and accessible option to most training centers.
In conclusion, multiple sets of resistance exercises for lower limbs cause significant and cumulative increase in cardiovascular responses, especially of BP, with an impact on the RPP. The level of cardiovascular stress associated with exercise did not depend only on the workload defined in terms of maximum repetitions, but also on the other training variables, especially the number of sets. On the other hand, longer rest intervals between sets contributed significantly to the reduction in RPP, BP and HR responses, while the workload and volume of training remained unchanged. The ratio between stimulation time and rest time, by itself, caused significant changes in cardiovascular responses, regardless of the maximum number of repetitions performed. Thus, the planning of rest intervals during the preparation of resistance training sessions appears to be a clinically important aspect for improving safety in such practice, especially in populations that are at a higher cardiovascular risk.
Further studies should be conducted to compare the hemodynamic responses associated with different strategies for the effort-rest ratio (fixed intervals, progressive intervals, division of sets, alternation of segments, etc). Such investigations are important to establish the most effective method to minimize the cardiovascular overload associated with multiple sets of resistance exercises, while the workload at training sessions is kept high.
This study was partially funded by CNPq (proceedings number 305729/2006-3) and by FAPERJ (proceedings E26/102.916/2008).
No potential conflict of interest relevant to this article was reported.
This study was partially funded by CNPq and by FAPERJ.
This study is not associated with any post-graduation program.
FUNDAMENTO: El control de las respuestas cardiovasculares durante ejercicio de resistencia (ER) es importante para la seguridad del paciente. OBJETIVO: Investigar la influencia del número de repeticiones máximas (RM) y de los intervalos de recuperación entre series (IR) sobre la frecuencia cardíaca (FC), presión arterial sistólica (PAS) y doble producto (DP) durante ER. MÉTODOS: Veinte sujetos sanos (26 ± 5 años) realizaron protocolos de ER comprendiendo tres series del leg press (6 y 12 RM) y IR proporcional al tiempo de contracción (1:3 y 1:5). Se midió la FC continuamente con cardiofrecuencímetro y la PAS fue verificada al final de las series, por medio de protocolo validado con método auscultatorio. RESULTADOS: La FC sufrió influencia de la carga (p = 0,008) y de las series (p < 0,001), pero no del IR (p = 0,087). La PAS sufrió efecto aislado del número de series (p < 0,001) y del IR (p = 0,017), pero no de la carga (p = 0,95). El DP se elevó en relación directa con la carga (p = 0,036) y con las series (p < 0,001), pero inversamente al IR (p = 0,006). En los protocolos de 6 RM, la variación de la FC fue mayor para IR = 1:3 (Δ = 11,2 ± 1,1 lpm) que para IR = 1:5 (Δ = 4,5 ± 0,2 lpm; p = 0,002), pero no hubo diferencia para 12 RM (Δ 1:3 = 21,1 ± 2,2 lpm; Δ 1:5 = 18,9 ± 2,0 lpm, p = 0,83). El IR influenció la variación de la PAS en todas las cargas (6 RM - Δ 1:3 = 10,6 ± 0,9 mmHg, Δ 1:5 = 6,6 ± 0,7 mmHg; p = 0,02 y 12 RM - Δ 1:3 = 15,2 ± 1,1 mmHg, Δ 1:5 = 8,4 ± 0,7 mmHg; p = 0,04). El DP se elevó proporcionalmente a la carga (p = 0,036) y para series (p < 0,001), pero inversamente al IR (p = 0,006). Con IR = 1:3, hubo diferencia de DP para 6 RM (Δ = 2.892 ± 189 mmHg.lpm) y 12 RM (Δ = 4.587 ± 300 mmHg.lpm; p = 0,018), pero no con IR = 1:5 (6 RM: Δ = 1.224 ± 141 mmHg.lpm, 12 RM: Δ = 2.332 ± 194 mmHg.lpm; p = 0,58). CONCLUSIÓN: Independientemente de la carga, un mayor IR se asoció a menores respuestas cardiovasculares durante ER, especialmente de PAS.
IPrograma de Pós-Graduação em Ciências da Atividade Física - Universidade Salgado de Oliveira, Niterói, RJ - Brasil
IIInstituo de Educação Física e Desportos - Laboratório de Atividade Física e Promoção da Saúde - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, RJ - Brasil
Correspondencia
MÉTODOS: Veinte sujetos sanos (26 ± 5 años) realizaron protocolos de ER comprendiendo tres series del leg press (6 y 12 RM) y IR proporcional al tiempo de contracción (1:3 y 1:5). Se midió la FC continuamente con cardiofrecuencímetro y la PAS fue verificada al final de las series, por medio de protocolo validado con método auscultatorio.
El entrenamiento de resistencia acarrea elevación importante de la frecuencia cardíaca (FC) y presión arterial (PA)1,2. La manipulación de variables del entrenamiento puede controlar esas respuestas, modificando la sobrecarga cardiovascular durante los ejercicios2,3. Estudios previos investigaron la influencia de diversas variables, como la velocidad de movimiento4, el número de series5, la intensidad y el número de repeticiones2,6, la masa muscular comprendida2,7, los tipos de ejercicio1 o el estado de entrenamiento8.
Mientras tanto, son escasas las informaciones sobre la influencia del intervalo de recuperación entre series y ejercicios. Apenas un estudio investigó específicamente la influencia de tal variable sobre los valores de FC y PA9, identificando mayor respuesta presórica en sesiones con intervalos más cortos. Ratamess et al10 no midieron específicamente la PA, pero no identificaron diferencias significativas en las respuestas de FC a ejercicio hecho con diferentes intervalos de recuperación. Sin embargo, el aumento progresivo de la pulsación a lo largo de las series fue más evidente para intervalos más cortos.
Vale resaltar que esos estudios9,10 aplicaron intervalos de recuperación fijos. Así, no consideraron el efecto acumulativo de la fatiga muscular en el transcurso de las series. En la práctica, se percibe que diferentes ejercicios necesitan de tiempo de ejecución variable, ya sea por la complejidad o por la amplitud requerida del movimiento. Se puede pensar, por ejemplo, que, si el intervalo de recuperación fuese proporcional al tiempo de ejecución del ejercicio, ocurriría una menor razón de la disminución de la carga en virtud de menor fatiga acumulada.
Estrategias de recuperación con tiempo fijo pueden no permitir plena recuperación en series consecutivas, lo que puede potencializar el aumento de PA y FC5,9,11. Fijar el intervalo de recuperación con base en el tiempo de ejecución del ejercicio (o tiempo de tensión) puede ser más adecuado, dependiendo de la sobrecarga con que se trabaja. Infelizmente, no fue posible encontrar estudios que hayan confirmado esa hipótesis, lo que sería especialmente importante en el ámbito de programas de entrenamiento para pacientes con riesgo de intercurrencia cardiovascular.
De ese modo, el presente estudio investigó la influencia de dos intervalos de recuperación, establecidos con base en el tiempo de tensión, en series múltiples de ejercicio de resistencia, realizado con diferentes repeticiones máximas, por individuos normotensos, sobre las respuestas agudas de FC y PA sistólica (PAS) y, consecuentemente, del doble producto (DP).
Veinte voluntários (26 ± 5 años; 70,9 ± 8,1 kg; 173,9 ± 7,0 cm), con experiencia previa de 6-12 meses en entrenamiento de resistencia, participaron del estudio.
Los siguientes criterios de exclusión fueron observados: a) utilización de drogas que pudiesen influenciar las respuestas cardiovasculares en reposo o ejercicio; b) limitaciones osteomioarticulares que contraindicasen la realización de los ejercicios; c) diagnóstico de hipertensión, enfermedad cardíaca u otro compromiso cardiovascular que contraindicase la realización de los ejercicios o influenciase en los resultados.
El estudio fue aprobado por comité de ética institucional y todos los participantes firmaron término de consentimiento libre y aclarado, según recomendado por el Consejo Nacional de Salud (Resolución 196/96).
Fueron necesarias 4 visitas para la realización de los tests que establecieron las cargas asociadas a la ejecución de 6 RM y 12 RM en el leg press, así como verificar la confiabilidad de los resultados medidos. La elección del leg press horizontal fue motivada por el hecho de envolver grandes grupos musculares y, por lo tanto, sugerir mayor impacto sobre los valores de presión arterial. Además de eso, se trata de un ejercicio de fácil ejecución, frecuentemente incluido en las rutinas de prescripción de ejercicios para pacientes con enfermedad cardiovascular.
Antes de la realización de los tests de RM, fue realizado calentamiento específico, que consistió en la ejecución de 12 repeticiones con carga equivalente a 30% de la carga máxima predicha. En cada día, los sujetos tuvieron hasta 5 tentativas para concluir con éxito los tests, con intervalo de 5 min. entre cada tentativa.
Los tests de 6 RM y 12 RM fueron realizados en días diferentes, espaciados por por lo menos 48 h. Estímulos verbales fueron usados para mantener elevado el nivel de estimulación durante los ejercicios. Los pesos utilizados fueron previamente medidos en balanza de precisión. En el caso de que no fuese posible establecer la carga asociada a las 6 RM o 12 RM hasta la 5ª tentativa, una nueva fecha era marcada, respetándose igualmente un intervalo de por lo menos 48 h. La reproductibilidad de los tests de RM fue testeada por el coeficiente de correlación intraclase, revelándose satisfactoria (ICC 6 RM = 0,89; p < 0,01 y ICC 12 RM = 0,85; p < 0,01).
Una vez determinadas las cargas de 6 RM y 12 RM, los sujetos realizaron 4 protocolos aleatorios de ejercicios, en orden definido de forma contrabalanceada. Cada sesión tuvo lugar en día específico, realizando un total de 4 visitas más al laboratorio, espaciadas por intervalos de 48 horas. Todos los sujetos ejecutaron los siguientes procedimientos: a) tres series de 6 RM con intervalo de 1:3; b) tres series de 6 RM con intervalo de 1:5; c) tres series de 12 RM con intervalo de 1:3; y d) tres series de 12 RM con intervalo de 1:5.
Los sujetos fueron instruidos a respetar las siguientes recomendaciones antes de las sesiones de ejercicios: a) no practicar ningún tipo de actividad física en las 48 h precedentes; b) abstinencia de bebidas alcohólicas, con cafeína o estimulantes por 24 h; y c) realizar el mínimo de esfuerzo en el desplazamiento hasta el laboratorio.
Antes de la ejecución de los protocolos, los sujetos permanecían 10 min. sentados, en ambiente calmo y silencioso. La FC y la PA en reposo eran entonces medidas, registrándose la media de los últimos dos minutos para la FC, y la media de dos medidas realizadas en el mismo período para la PA. Enseguida, era hecho un calentamiento de 12 repeticiones con 30% de la carga prevista para la sesión. Después del calentamiento, los sujetos descansaban 5 minutos e iniciaban el ejercicio.
La medición de las variables cardiovasculares fue hecha en las condiciones de reposo y en ejercicio, con auxilio de los mismos equipamientos, según descripto a seguir:
En líneas generales, la apertura de la válvula ocurría antes del término de la serie, de forma de registrar el valor sistólico entre la penúltima y la última repetición. Una medición piloto era hecha para determinar el valor de pico de la PAS, a fin de que se elevase la presión del manguito a un valor aproximado de 30 mmHg mayor, antes de la apertura de la válvula. El vaciado del manguito se dio a una tasa aproximada de 6 mmHg/s. Los sujetos fueron orientados a no contraer los brazos, manteniendo el brazo izquierdo utilizado para la medida en la posición de supinación, con codo levemente flexionado y apoyado en soporte propio. Las medidas fueron hechas siempre por el mismo evaluador entrenado, que no tenía conocimiento de los objetivos del presente estudio.
Para la determinación de la confiabilidad de la medida de la PA en reposo, fueron hechas dos medidas de la PA, con intervalo de 10 minutos, en 20 sujetos (ICC = 0,93 para PAS intra-evaluador; ICC = 0,86 para PAS inter-evaluador). La confiabilidad de la medida durante el ejercicio fue testeada en dos sesiones separadas por 48 h, en los mismos 20 sujetos (ICC = 0,84 y p = 0,03 para PAS intra-evaluador; ICC = 0,82 y p = 0,022 para PAS inter-evaluador).
En estudio previo de validación14, se constató una elevada correlación entre las medidas tomadas por auscultación y fotopletismografía, tanto en reposo como en diferentes repeticiones máximas para ejercicio de miembros inferiores (p < 0,05) (reposo: r = 0,89; 6 RM: r = 0,85; 15 RM: r = 0,88). Además de eso, el porcentaje de concordancia en la clasificación en terciles de las medidas en todas las situaciones estuvo siempre encima de 60%, llegando a 75% para la PAS durante el ejercicio. La asociación no paramétrica entre los métodos, considerando los niveles de clasificación por terciles en reposo, 6 RM y 12 RM, también produjo elevados coeficientes de correlación de Gamma y Kruskall (γ = 0,77 - 0,97, p < 0,05).
La duración de los intervalos de recuperación entre series tuvo en consideración la duración de estas últimas. La ejecución del ejercicio era cronometrada y el resultado multiplicado por tres o 5, para la determinación de un intervalo que respetase, respectivamente, proporciones de 1:3 o 1:5, entre tiempo de ejecución y tiempo de recuperación. Para la obtención del tiempo de ejecución de las series, fue utilizado cronómetro digital con función progresiva. El cronómetro fue accionado en el momento en que había desplazamiento de la plataforma de apoyo de los pies y era interrumpido cuando esta tocaba en su base al final de la serie.
El cronómetro permitía reiniciar la medida de forma simple, con el mismo botón de su interrupción, lo que permitió que se estipulasen intervalos precisos. Para facilitar la visualización del período de recuperación (1:3 o 1:5) y minimizar la posibilidad de error en el cálculo del intervalo, fue utilizada tabla de conversión previamente elaborada.
El test de Shapiro-Wilk fue utilizado para verificar la normalidad de los datos y el test de Levene para confirmación de la homogeneidad de variancias. La estabilidad de los valores de FC y PAS medidos durante el reposo, en cada una de las sesiones, fue testeada con auxilio de ANOVA de una entrada. La influencia aislada y combinada de los factores observados (RM, series y intervalos) sobre DP, FC y PAS fue testeada con ANOVA de tres entradas, seguida de test post hoc de Fisher, adoptándose como umbral de significancia un valor de p
No hubo diferencia significativa entre los valores de FC y PAS de reposo medidos en cada una de las sesiones de ejercicios (F = 2,02; p = 0,78). Para fines de análisis, por lo tanto, fueron adoptados los menores valores obtenidos para esas variables en los períodos de reposo pre ejercicio. Los valores de FC y PAS durante las series se revelaron siempre significativamente superiores a las medidas tomadas durante el reposo (F = 1,41 la 2,56; p = 0,027 la p = 0,039).
Vale resaltar aun que el doble del número de repeticiones máximas (6 RM y 12 RM) no estuvo relacionado con la misma proporción de variación en la carga absoluta de trabajo (peso en kg). La razón entre las cargas de 6 y 12 RM fue de apenas 12%, o, en términos absolutos, 7,5 ± 0,8 kg.
El impacto de las variables manipuladas fue diverso sobre FC y la PAS. Así, la FC sufrió influencia significativa del efecto aislado del número de repeticiones máximas (F = 7,33; p = 0,008) y del número de series (F = 77,65; p < 0,001), pero no del intervalo de recuperación (F = 3,00; p = 0,087). El efecto combinado de las series con los intervalos, con todo, se reveló significativo (F = 4,87; p = 0,02). En cuanto a la PAS, el efecto aislado estadísticamente más fuerte residió en el número de series (F = 63,33; p < 0,001), seguido del intervalo de recuperación (F = 5,97; p = 0,017). La variable intensidad no tuvo efecto independiente significativo (F = 0,042; p = 0,95).
Las
También fueron comparadas las variaciones absolutas en cada situación, considerando los valores de pico registrados entre la primera y la tercera series. En lo tocante a la FC, para los protocolos de 6 RM, la variación en las series con intervalo de 1:3 fue significativamente mayor que la observada en 1:5 (Δ = 11,2 ± 1,1 lpm
Los resultados para la PAS se mostraron más sensibles a la manipulación de las tres variables del entrenamiento, tomadas aislada o combinadamente. Eso repercutió sobre el comportamiento del DP, en una relación directamente proporcional al número de repeticiones máximas (F = 4,57; p = 0,036) y al número de series (F = 141,38; p < 0,001), mientras que inversamente proporcional al intervalo entre las series (F = 5,38; p = 0,006).
La
La variación entre la primera y la tercera series realizadas con intervalo de 1:3 fue de 2.892 ± 189 mmHg.lpm para 6 RM y de 4.587 ± 300 mmHg.lpm para 12 RM (F = 4,17; p = 0,018). Cuando se aplicó el intervalo de mayor duración (1:5), la variación del DP para la carga de 6 RM fue de 1.224 ± 141 mmHg.lpm, al tiempo que para 12 RM se obtuvo un delta de 2.332 ± 194 mmHg.lpm (F = 0,56; p = 0,58).
El presente estudio comparó las respuestas de FC, PAS y DP, durante series consecutivas de ejercicio de resistencia, realizado con diferentes números de repeticiones máximas e intervalos de recuperación, estos últimos establecidos con base en el tiempo total de ejecución de cada serie.
Tanto la FC como la PAS se elevaron significativamente en el transcurso de las series, independientemente de la intensidad e intervalo de recuperación. Mientras tanto, las respuestas cardiovasculares asociadas al leg press horizontal fueron minimizadas por la manipulación del tiempo de recuperación: cuando la proporción fue mayor en relación al tiempo de tensión, los valores de FC y, principalmente, de PAS, fueron inferiores. El mayor intervalo de recuperación también se asoció a una menor elevación de la FC y PAS en el transcurso de las series, en ambas intensidades programadas. Así, el ejercicio realizado con mayor intervalo de recuperación ocasionó menor estrés cardiovascular en las dos intensidades testeadas.
Es interesante notar que el valor medio para la PAS de pico en la última serie del estudio de Gotshall et al5, medida por fotoplestimografía, fue de 293 ± 21 mmHg, bien superior al valor registrado en la última serie del presente estudio (181 ± 16mmHg para el protocolo de 12 RM con intervalo progresivo en la proporción 1:3). Esa diferencia puede ser atribuida al tiempo de tensión en cada serie (un minuto en el estudio de Gotshall et al5
Los estudios que profundizaron en la observación de la influencia del intervalo de recuperación entre series y ejercicios sobre el comportamiento de la PA y FC son relativamente escasos. No fue posible encontrar pesquisas que hubiesen investigado la cuestión en un abordaje similar al presentemente aplicado.
Polito et al9 sometieron jóvenes normotensos a 4 series de 8 RM, separadas por intervalos fijos de uno y dos minutos, también observando valores más elevados de presión arterial para la secuencia con menor intervalo. Las respuestas cardiovasculares más pronunciadas a cortos intervalos de recuperación pueden asociarse a una menor recuperación sistémica del estrés generado por el ejercicio. La acumulación de metabolitos, con consecuente estimulación nerviosa vía receptores químicos y mecánicos, puede potencializar esas respuestas16.
En ese sentido, Ratamess et al10 observaron los efectos de diferentes intervalos fijos de recuperación (30s, uno, dos, tres y 5 minutos) sobre las respuestas cardiovasculares y metabólicas durante la realización de 5 series en dos intensidades de entrenamiento (5 RM y 10 RM) en el ejercicio supino recto. No se constataron diferencias entre los intervalos de recuperación, considerando los valores de FC de pico en ambas intensidades de entrenamiento. Mientras tanto, hubo aumento de la FC a medida que las series eran ejecutadas (p < 0,05), principalmente para intervalos de recuperación más cortos. La producción de lactato fue igualmente mayor para intervalos de recuperación más cortos, lo que es sugestivo de la relación entre fatiga acumulada debido a la recuperación insuficiente y a las respuestas cardiovasculares.
Los presentes resultados indicaron que la carga de trabajo también puede influenciar de forma independiente las respuestas de FC y PAS. En comparación con el protocolo con carga de 12 RM, las series hechas con 6 RM presentaron menor impacto sobre las respuestas cardiovasculares para intervalos de recuperación similares. Es posible que el tiempo de tensión (6 RM = 17 ± 3s
En el presente estudio, también ocurrió un efecto acumulativo de las series sobre las respuestas de FC y PAS, con mayor elevación a partir de la segunda serie, principalmente para un menor intervalo esfuerzo-recuperación. De forma similar, Gotshall et al5 aplicaron tres series de 10 RM en el leg press bilateral en jóvenes sanos (intervalo de recuperación fijo de tres minutos; velocidad de tres segundos en las fases concéntrica y excéntrica). Al término de cada una de las series, los valores de PAS y PAD se revelaron siempre significativamente superiores al observado en la serie precedente. Otros estudios han demostrado que hay influencia del número de series sobre las respuestas cardiovasculares2,17.
Dos factores pueden estar en el origen de los resultados referentes al efecto acumulativo de las series consecutivas sobre las respuestas cardiovasculares. El primero resultaría de la fatiga acumulada en virtud del menor tiempo de recuperación18. El segundo tiene en consideración el tiempo de tensión: el ejercicio dinámico de resistencia ocasiona oclusión de los vasos y puede, dependiendo de su intensidad y duración, llevar a una respuesta barorrefleja compensatoria, lo que es más frecuente en ejercicios ejecutados hasta la fatiga19,20.
Las respuestas hemodinámicas al trabajo muscular en ejercicios de resistencia también pueden estar conectadas a un aumento de la actividad simpática y a la disminución de la actividad parasimpática, por la mayor activación de comando central y mecanorreceptores musculares y articulares16. El mecanismo central envuelve el envío de impulsos del córtex motor para el centro de control cardiovascular. El mecanismo periférico consiste en una vía de reflejo con diversas bases de control21. El aumento de la resistencia vascular periférica, causado por la oclusión parcial del flujo sanguíneo, contribuye a un desequilibrio entre oferta y demanda de O2 en el tejido. De hecho, a partir de 15% de la contracción voluntaria máxima, se verifica impedimento progresivo del flujo sanguíneo muscular22. Con eso, se dificulta la remoción de metabolitos (lactato, hidrógeno, fosfato, adenosina, potasio etc.), estimulándose los quimiorreceptores en el sentido de aumentar la actividad nerviosa simpática16.
En fin, el aumento de la presión arterial también podría sufrir influencia del número de unidades motoras solicitadas. En ese caso, mecanorreceptores musculares y articulares, sensibles al aumento de la fuerza voluntaria (reclutamiento de unidades motoras) y a la carga sobre las articulaciones, informan al centro de control cardiovascular sobre la necesidad de modificar las respuestas cardiovasculares para la regulación del flujo23.
El aumento de la resistencia vascular periférica asociada a la oclusión arterial durante el ejercicio es otro factor a ser considerado. El leg press, además de envolver diversos y grandes grupos musculares, también es hecho en una postura que puede dificultar la perfusión de sangre hacia los músculos activos, una vez que las principales arterias que los irrigan tienen su curso modificado por la flexión de la cadera24. Ese problema es aun mayor durante el período de transición entre las fases concéntrica y excéntrica. En ese contexto, la activación de barorreceptores y quimiorreceptores puede provocar respuesta presórica compensatoria, para que se alcance un débito cardíaco satisfactorio durante los ejercicios.
Las respuestas cardiovasculares al ejercicio de resistencia, por lo tanto, pueden asociarse a una adaptación central frente a la mayor resistencia periférica. La mayor necesidad de perfusión estaría directamente relacionada a la capacidad inotrópica del corazón, ya que modificaciones en la FC tienden a ocurrir de forma más lenta que en la PAS25. Esa sobrecarga presórica asociada al ejercicio de resistencia puede ser benéfica desde el punto de vista profiláctico, principalmente para portadores de enfermedades cardiovasculares crónicas y usuarios de medicación antihipertensiva26. Algunos estudios han relatado que coronarios, bajo tratamiento farmacológico, pueden realizar ejercicios de resistencia de intensidad moderada y los resultados de esa práctica incluyen la mejora de la función global del ventrículo izquierdo, especialmente de la fracción de eyección26,27.
En cuanto a la elevación de la FC, el tiempo de tensión muscular parece ejercer importante influencia. Hunter et al28 compararon las respuestas metabólicas y de la frecuencia cardíaca a 10 ejercicios hechos con dos velocidades de contracción, una 'tradicional' (2 series de 8 repeticiones con 65% de un RM, velocidad de ejecución de un segundo para la fase concéntrica y excéntrica, un minuto de recuperación) y 'super slow' (2 series de 8 repeticiones con 25% de un RM, velocidad de ejecución de 10s para la fase concéntrica y 5s para la fase excéntrica, con mismo intervalo y número de ejercicios). Se verificó que el protocolo 'tradicional' indujo elevación significativamente superior de la FC en comparación con el 'super slow' (143 ± 8 lpm contra 113 ± 12 lpm).
Kleiner et al4 estudiaron la respuesta cardiovascular aguda en el ejercicio isocinético en 6 sujetos que realizaron extensión de rodillas con tres velocidades de ejecución (50, 100 y 200°/s) hasta la fatiga (70% del pico de torque). No fueron encontradas diferencias significativas entre los valores de FC, PAS, PAD y DP. Con todo, en las velocidades programadas, los valores de FC variaron entre 163,3 ± 28,4 lpm (50º/s) y 183,5 ± 16,8 lpm (200º/s). Contrariamente, los valores de PAS fueron superiores para una menor velocidad angular (PAS = 348,2 ± 18,1 mmHg para 50º/s
Como los protocolos con mayor velocidad ofrecen menor resistencia, y, una vez habiendo producido cantidad significativamente mayor de repeticiones, la ejecución del ejercicio se habría aproximado a lo que se encuentra en ejercicios dinámicos continuos de larga duración, con mayor repercusión sobre la FC. Por otro lado, la elevación de la PAS para menores velocidades estaría relacionada a una mayor producción de fuerza, en comparación con las mayores velocidades angulares.
Extrapolar resultados obtenidos en ejercicios isocinéticos para dinámicos del tipo 'isotónico' no es, en general, prudente. Mientras tanto, no se puede dejar de notar que el efecto del tiempo de tensión sobre la FC es ratificado por los resultados de Kleiner et al4, así como aparece nítido que los valores de la PAS son sensibles a la tensión producida, con fuerte influencia sobre el DP.
Otro ejemplo es encontrado en Kawano et al29, que sometieron normotensos jóvenes y de media edad a una serie en el ejercicio de leg press con tres intensidades (40%, 60% y 80% de un RM). No hubo diferencia para los valores de FC en las intensidades testeadas, en cualquiera de los grupos. Mientras tanto, los jóvenes presentaron mayores valores presóricos de pico que los sujetos de media edad en todas las intensidades, aunque de forma significativa apenas para la intensidad de 80% de un RM (jóvenes = 190 mmHg
Se desprende de esos resultados que la medición única de la FC puede no ser suficiente para evaluar adecuadamente la sobrecarga cardiovascular impuesta por el ejercicio de resistencia. Se estimula, por lo tanto, la medida de la PA en el delineamiento de programas de entrenamiento de la fuerza, sobre todo para sujetos en los cuales mantener esas respuestas bajo control es deseable (pacientes en rehabilitación cardíaca, por ejemplo). Para eso, el protocolo de medición de la presión arterial, durante ejercicios de resistencia a través del método auscultatorio, propuesto por Polito y Farinatti13 y posteriormente validado14, parece ser una opción viable y accesible a la mayor parte de los centros de entrenamiento.
En conclusión, series múltiples de ejercicio de resistencia para miembros inferiores acarrearon elevación significativa y acumulativa de las respuestas cardiovasculares, especialmente de PA, con impacto sobre el DP. El nivel de estrés cardiovascular asociado al ejercicio no dependió apenas de la carga de trabajo definida en términos de repeticiones máximas, sino también de las demás variables del entrenamiento, principalmente el número de series. Por otro lado, intervalos de recuperación más largos entre las series contribuyeron significativamente a la reducción de las respuestas de FC, PA y DP, manteniéndose la carga y volumen de entrenamiento. La proporción entre tiempo de estímulo y tiempo de recuperación, por sí sólo, acarreó modificaciones significativas en las respuestas cardiovasculares, independientemente del número de repeticiones máximas ejecutado. De ese modo, el planeamiento de los intervalos de recuperación en el contexto de la elaboración de sesiones de entrenamiento de resistencia parece ser un aspecto clínicamente importante para el aumento de la seguridad en su práctica, especialmente en poblaciones con mayor riesgo cardiovascular.
Estudios adicionales deben ser conducidos, comparando las respuestas hemodinámicas asociadas a diferentes estrategias para la relación esfuerzo-recuperación (intervalos fijos, intervalos progresivos, fraccionamiento de series, alternancia de segmentos, etc). Investigaciones en tal sentido son importantes para establecer el método más efectivo para minimizar la sobrecarga cardiovascular asociada a series múltiples de ejercicios de resistencia, al mismo tiempo en que se mantiene elevado el volumen de trabajo en las sesiones de entrenamiento.
Ese estudio fue parcialmente financiado por el CNPq (proceso 305729/2006-3) y por la FAPERJ (proceso E26/102.916/2008).
Declaro no haber conflicto de intereses pertinentes.
El presente estudio fue financiado por el CNPq y parcialmente financiado por la FAPERJ.
No hay vinculación de este estudio a programas de post-grado.