ijcs International Journal of Cardiovascular Sciences Int. J. Cardiovasc. Sci. 2359-4802 2359-5647 Sociedade Brasileira de Cardiologia WCgHpMjGJTvTPVZxXmFNr6R S2359-56472018000400318 10.5935/2359-4802.20180042 Editorials Can Cardiopulmonary Exercise Test Contribute to Train Soccer Players? Mendes Miguel Centro Hospitalar de Lisboa Ocidental Hospital de Santa Cruz Lisbon Portugal Hospital de Santa Cruz/Centro Hospitalar de Lisboa Ocidental, Lisbon - Portugal Mailing Address: Miguel Mendes Hospital de Santa Cruz - Av. Prof. Reynaldo dos Santos, s/n. 2790-134 - Carnaxide, Portugal. E-mail: miguel.mendes.md@gmail.com Jul-Aug 2018 31 4 318 319 This is an Open Access article distributed under the terms of the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, distribution, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited. Keywords: Exercise Football / trends Spirometry / methods Athletic Performance

Soccer, which draws crowds and moves huge sums of money, has not been dissociated from science, being frequently approached in studies conducted by the academy or upon request of technical teams, aimed at optimizing the sports outcomes.

A training plan is used to prepare for the soccer competition and comprises purely physical, psychological, technical (p. ex.: pass, dribble, feint, leaps) and tactical components. In the preseason and during the competitive season, coaches measure and monitor different variables of the training.

The players of a soccer team, although having the same baseline physical fitness, face different physical challenges depending on their field position in the game. From the goalkeeper, exceptional capacity of instantaneous reaction, impulsion, flexibility and motor coordination, particularly of the upper limbs, are required. Field soccer players, however, must have good baseline aerobic conditioning associated with the capacity to repeatedly sprint during 2 to 4 seconds, every 90 seconds, covering distances that can range from 5 m to 40 m, in the case of lateral defenders and attackers, or be shorter, in the case of central-defenders and midfielders. During the 90 minutes of the game, elite soccer players walk or run approximately 10 km at a mean intensity similar to that achieved at the anaerobic threshold, with multiple explosive efforts, namely sprints, corresponding to as much as 11% of the distance covered during the game.1

The intermittent nature of soccer games requires the use of three types of energy substrates. The aerobic pathway supports the periods of walking or slow running (90% of game duration), while phosphocreatine and the anaerobic pathway are the sources of energy used in repeated explosive efforts, frequently carried out at a velocity superior to that achieved at the maximal effort of exercise testing and that the athlete will be able to repeat only after properly restoring the different energy substrates to the muscles.

The study by Souza e Silva et al.,2 published in this IJCS issue, assessed, for the first time in athletes, the cardiorespiratory optimal point (COP) determined in a maximal cardiopulmonary exercise test (CPX), performed on a treadmill according to the ramp protocol in 198 soccer players of a major team of a Carioca club, between January 2005 and December 2016. They concluded that COP values do not differ according to the soccer players’ field positions.

The COP is the minimum value of the ventilatory equivalent for oxygen (ratio between ventilation per minute and oxygen consumption: VE/VO2) during a CPX. It represents the effort with the lowest ventilation per liter of oxygen consumed, considered the best integration point between respiration and circulation.

The COP occurs at the initial phase of the CPX, at 30 - 50% of maximal oxygen consumption, correlated with neither maximal oxygen consumption nor anaerobic threshold. It is easily determined in incremental tests, independently of the observer or the athlete’s motivation, seeming useful for the assessment of healthy or ill individuals unable to achieve their maximum effort because of physical, psychological or other limitations.

This new parameter has shown an inverse relationship with all-cause mortality of healthy and ill individuals aged 40 to 85 years, as well as an ability to estimate mortality.3

In the discussion of their article, Souza e Silva et al.2 hypothesized that the low COP values of those elite soccer players could represent a physiological advantage for sports practice, which, although logical, lacks confirmation.

The consideration of COP, a parameter that occurs before the anaerobic threshold, to assess or guide the training of athletes, namely soccer players, raises doubts because the most intense and eventually discriminative efforts of soccer players occur at intensities close to the maximal effort.

Psotta et al.,4 studying young soccer players, have reported that the ability to perform sets of 10 repeated sprints can be predicted based on the mean velocity obtained in a 20-m sprint and in a 2-km race, suggesting the need for high-level anaerobic and aerobic abilities to properly respond to the demands of the game.

Edwards et al.5 have reported that training brings the values of oxygen consumption at the anaerobic threshold and at the ventilatory threshold close to the values of oxygen consumption at peak effort, but it does not change the latter, as if the maximal oxygen consumption had already been optimized. The values of oxygen consumption at the anaerobic threshold and at maximal effort specifically reflect the ability to perform aerobic efforts. The COP should be studied in the context of sports training to assess whether it identifies athletes with excellent aerobic capacity at submaximal level or whether it can assess and monitor training during the competitive season.

Regarding the possibility of parameters provided by an incremental and maximal CPX being capable of identifying the ability to sustain and repeat sudden and intense efforts in anaerobiosis and to recover rapidly, it seems more useful to focus on the parameters present close to the end of the exercise test, after overcoming the 2nd ventilatory threshold, which precedes the phase of exhaustion and defines the intensity of the effort the individual will be able to maintain during a few minutes, being useful to consider the load at which it occurs (e. g., the treadmill velocity).

In addition, it might be useful to study how long an individual can sustain exercise at high lactatemia levels (e.g. > 6 - 8 mmol) or high respiratory quotient (> 1.10), considering the training of soccer players or other sports practitioners with similar physical requirements.

This is a very interesting and challenging field of work and study for the scientific community, which continues committed to produce knowledge that might contribute to enhance the performance of athletes with access to new technologies.

References 1 Stølen T, Chamari K, Castagna C, Wisløff U. Physiology of soccer an update. Sports Med. 2005;35(6):501-36. Stølen T Chamari K Castagna C Wisløff U Physiology of soccer an update Sports Med 2005 35 6 501 536 2 Souza e Silva CG, Castro CL, France JF, Bottino A, Myers J, Araujo CG. Ponto ótimo cardiorrespiratório em futebolistas profissionais: uma nova variável submáxima de exercício. Int J Cardiovasc Sci. 2018;[online].ahead print.PP.0-0 SouzaSilvaCG CastroCL FranceJF BottinoA MyersJ AraujoCG Ponto ótimo cardiorrespiratório em futebolistas profissionais: uma nova variável submáxima de exercício Int J Cardiovasc Sci 2018 online ahead print.PP.0-0 3 Ramos PS, Araújo CG. Cardiorespiratory optimal point during exercise testing as a predictor of all-cause mortality. Rev Port Cardiol. 2017;36(4):261-9. Ramos PS Araújo CG Cardiorespiratory optimal point during exercise testing as a predictor of all-cause mortality Rev Port Cardiol 2017 36 4 261 269 4 Psotta R, Bun V, Hendl J, Tenney D, Heller J. Is repeated-sprint ability of soccer players predictable from field-based or laboratory physiological tests? J Sports Med Phys Fitness. 2011;51(1):18-25. Psotta R Bun V Hendl J Tenney D Heller J Is repeated-sprint ability of soccer players predictable from field-based or laboratory physiological tests? J Sports Med Phys Fitness 2011 51 1 18 25 5 Edwards AM, Clark N, Macfadyen AM. Lactate and ventilatory thresholds reflect the training status of professional soccer players where maximum aerobic power is unchanged. J Sports Sci Med. 2003;2:23-9. Edwards AM Clark N Macfadyen AM Lactate and ventilatory thresholds reflect the training status of professional soccer players where maximum aerobic power is unchanged J Sports Sci Med 2003 2 23 29 Editoriais O Teste de Exercício Cardiopulmonar Pode Contribuir para o Treino de Futebolistas? Mendes Miguel Hospital de Santa Cruz/Centro Hospitalar de Lisboa Ocidental, Lisboa - Portugal Correspondência: Miguel Mendes Hospital de Santa Cruz - Av. Prof. Reynaldo dos Santos, s/n. 2790-134 - Carnaxide, Portugal. E-mail: miguel.mendes.md@gmail.com Palavras-chave: Exercício Futebol/tendências Espirometria/métodos Desempenho Atlético

O futebol, que arrasta multidões e movimenta somas vultuosas, não tem estado alheado da ciência, sendo frequentemente alvo de estudos realizados por iniciativa de acadêmicos ou a pedido das suas equipes técnicas, com vista à otimização dos resultados desportivos.

A competição é preparada através de um plano de treino que integra componentes puramente físicos, psicológicos, técnicos (p. ex.: passe, remate, finta, saltos) e táticos, entre outros. Na pré-temporada e ao longo da época competitiva, os treinadores pretendem medir e monitorizar as diferentes variáveis do treino.

Os jogadores de uma equipe de futebol, embora partilhando uma base comum de condição física, têm exigências distintas consoante a posição que ocupam no terreno de jogo. Ao goleiro exige-se uma capacidade de reação instantânea, impulsão, flexibilidade e coordenação de movimentos excepcionais, particularmente ao nível dos membros superiores, enquanto os jogadores de campo carecem de uma boa condição aeróbia de base, associada à capacidade para realizarem repetidos sprints durante 2 a 4 segundos, a cada 90 segundos, percorrendo distâncias que podem variar entre 5 m e 40 m para os defesas-laterais e para os atacantes e mais curtas para os defesas-centrais (zagueiros) e para os jogadores de meio-campo. Ao longo dos 90 minutos do jogo, os jogadores de elite caminham ou correm cerca de 10 km a uma intensidade média semelhante à atingida no limiar anaeróbio, realizando múltiplos esforços explosivos, nomeadamente sprints que constituem até 11% da distância percorrida durante o jogo.1

Essa natureza intermitente do desporto faz apelo aos três tipos de substratos energéticos. A via aeróbia sustenta os períodos de marcha ou de corrida lenta (realizada em 90% do tempo de jogo) e a fosfocreatina e a via anaeróbia são as fontes da energia utilizada nos esforços explosivos e repetitivos, efetuados frequentemente com velocidade superior à atingida no esforço máximo do teste de exercício e que o atleta só estará apto a repetir após reposição adequada dos diferentes substratos energéticos aos músculos.

Souza e Silva et al.,2 publicam neste número do IJCS um artigo original onde estudaram, pela primeira vez em atletas, o ponto ótimo cardiorrespiratório (POC) determinado em testes de exercício cardiopulmonares (TECP) máximos, realizados em esteira rolante, segundo um protocolo de rampa em 198 futebolistas de uma equipe carioca da divisão A, entre janeiro de 2005 e dezembro de 2016. Concluíram que o valor de POC não diferencia os futebolistas em função da sua posição no campo.

O POC é o menor valor atingido no equivalente do oxigênio (razão entre ventilação por minuto e consumo de oxigênio - VE/VO2) no decorrer de um TECP. Marca o ponto do esforço em que é mais baixa a ventilação por cada litro de oxigênio consumido, sendo considerado como o momento em que se atinge a melhor integração entre circulação e respiração.

Esse parâmetro ocorre na fase inicial do TECP, a cerca de 30 - 50% do consumo máximo de oxigênio, e não está correlacionado com o consumo máximo de oxigênio nem com o limiar anaeróbio. É fácil de determinar em testes incrementais, independente do observador ou da motivação do atleta, pelo que parece útil para avaliar indivíduos saudáveis ou doentes que não conseguem realizar esforços máximos por limitações físicas, psicológicas ou outras.

Esse novo parâmetro já demonstrou ter relação inversa com a mortalidade global em indivíduos saudáveis e doentes, com idade entre 40 e 85 anos, além de capacidade para estimar a mortalidade.3

Souza e Silva et al.,2 na discussão do artigo, colocam a hipótese de os valores baixos de POC, presentes nesses futebolistas de elevado nível, poderem representar uma vantagem fisiológica para a prática desportiva, o que parece lógico, mas carece de confirmação em estudos futuros.

Considerar que o POC, um parâmetro que ocorre antes do limiar anaeróbio, com interesse para avaliar ou orientar o treino de atletas, nomeadamente de futebolistas, suscita dúvidas porque os esforços mais intensos e eventualmente mais discriminativos entre os jogadores verificam-se a intensidades próximas do esforço máximo.

Psotta et al.,4 estudando jovens futebolistas, verificaram que a capacidade de realizar séries de 10 sprints repetidos pode ser predita pela velocidade média obtida num sprint de 20 m e numa corrida de 2 km, o que sugere ser necessário ter capacidades anaeróbia e aeróbia de bom nível para corresponder adequadamente às solicitações do jogo.

Edwards et al.,5 verificaram que o treino aproxima os valores de consumo de oxigênio do limiar anaeróbio e dos limiares ventilatórios do consumo de oxigênio no pico de esforço, mas não modifica esse valor, como se o consumo máximo de oxigênio já estivesse otimizado. Os valores de consumo de oxigênio no limiar anaeróbio e no esforço máximo refletem especificamente a capacidade para realizar esforços aeróbios. O POC deve ser estudado no contexto do treino desportivo para avaliar se identifica atletas com excelente capacidade aeróbia a nível submáximo ou se tem interesse para avaliar e monitorizar o treino ao longo da época desportiva.

Relativamente à possibilidade de parâmetros fornecidos por um TECP incremental e máximo serem capazes de identificar a capacidade para sustentar e repetir esforços bruscos e intensos em anaerobiose e deles recuperar rapidamente, parece mais útil focar a atenção nos parâmetros que se observam perto do final do teste de exercício, depois de ser ultrapassado o 2º limiar ventilatório (VT2), que antecede a fase de exaustão e define a intensidade de esforço que o indivíduo terá capacidade para manter durante poucos minutos, parecendo útil valorizar a carga (p. ex. a velocidade da esteira) a que ocorre.

Os tempos de exercício que o indivíduo consegue sustentar a níveis elevados de lactatemia (p. ex. > 6 - 8 mmol) ou de quociente respiratório (> 1,10) também poderão ser parâmetros com utilidade para estudar, tendo em vista o treino de futebolistas ou de outros praticantes de desportos com exigências físicas semelhantes.

Trata-se de um campo de estudo e de trabalho muito interessante e desafiante para a comunidade científica, que continua empenhada em produzir conhecimento que possa contribuir para melhorar o desempenho dos atletas com recurso a novas tecnologias.