Abstract

ijcs

International Journal of Cardiovascular Sciences

Int. J. Cardiovasc. Sci.

2359-4802 2359-5647

Sociedade Brasileira de Cardiologia

vjVzDSKCcVbB7SF6jB5Jn7p

S2359-56472018000400393

10.5935/2359-4802.20180036

Original Articles

Superior Cardiovascular Effect of the Periodized Model for Prescribed Exercises as Compared to the Conventional one in Coronary Diseases

Macedo

Rafael Michel de

1 2 Macedo

Ana Carolina Brandt de

3 Faria-Neto

Jose R.

2 Costantini

Costantino R.

1 Costantini

Costantino O.

1 Olandoski

Marcia

2 Sebastião

Flavio

Neto 1 Silveira

Rafael P. da

1 Carvalho

Katherine A. Teixeira de

4 Guarita-Souza

Luiz Cesar

1 Hospital Cardiológico Costantini

Curitiba PR

Brazil Hospital Cardiológico Costantini, Curitiba, PR - Brazil 2 Pontifícia Universidade Católica do Paraná

Curitiba PR

Brazil Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, PR - Brazil 3 Universidade Federal do Paraná

Curitiba PR

Brazil Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR - Brazil 4 Hospital Pequeno Príncipe

Curitiba PR

Brazil Hospital Pequeno Príncipe, Curitiba, PR - Brazil

Mailing Address: Rafael Michel de Macedo Rua Pedro Collere, 890. Postal Code: 80320-320, Vila Izabel, Curitiba, PR - Brazil. E-mail: rafael.macedo@hospitalcostantini.com.br, acbrandt@bol.com.br

Author contributions

Conception and design of the research and analysis and interpretation of the data: Macedo RM; Acquisition of data: Macedo RM, Sebastião Neto F; Statistical analysis: Macedo RM, Macedo ACB, Olandoski M; Obtaining financing:Macedo RM, Guarita-Souza LC, Silveira RP; Writing of the manuscript: Macedo RM, Macedo ACB, Faria-Neto JR, Costantini CR, Costantini CO, Guarita-Souza LC, Carvalho KAT; Critical revision of the manuscript for intellectual content: Macedo RM, Macedo ACB, Faria-Neto JR, Guarita-Souza LC.

Potential Conflict of Interest

No potential conflict of interest relevant to this article was reported.

Jul-Aug 2018

31 4 393 404 25 07 2017 27 11 2017 19 12 2017

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.

Abstract Background:

Physical exercise improves the survival and quality of life of coronary patients, but the ideal way of prescribing these exercises is still controversial.

Objective:

To create a new periodized model for the prescription of exercises for coronary patients and compare it with a conventional model.

Methods:

62 coronary patients under pharmacological treatment were randomized into two groups: conventional (NPG, n = 33) and periodized (PG, n = 29) training. The two groups were submitted to the same exercises during the 36 sessions making up the program, but prescribed in different ways. All patients underwent an evaluation consisting of: medical admission consultancy, cardiopulmonary endurance testing, 1 maximum repetition test (1MR) and body composition evaluation.

Results:

The VO₂ peak improved in both groups, although more effectively in the PG (4% against 1.7%, p < 0.001). In addition, the functional capacity of this group improved by 13%, and there was a significant reduction in the percent body fat (2.1%, p < 0.005) and body weight (1.9 kg, p < 0.005). The muscle strength of both groups improved as diagnosed by the 1RM test for six different muscle groups (quadriceps, hamstrings, brachial biceps, brachial triceps, pectoral and large dorsal), and showed no significant difference between the groups, evidencing that the two models had the same efficiency.

Conclusions:

The present study showed that periodization of the training of cardiac patients can improve their cardiorespiratory capacity and reduce the percent body fat more effectively than the conventional one.

Keywords: Coronary Artery Disease / physiopathology Exercise Exercise Therapy Exercise Movement Techniques Percutaneous Coronary Intervention

Introduction

According to the World Health Organization, cardiovascular disease is responsible for 33% of all deaths occurring in the world per year.1 In Brazil, more than 900,000 deaths of individuals over the age of 30 years were registered in 2011.2 Despite this, the number of patients over the age of 60 years who survive a cardiovascular event and require secondary care is increasing every year.2 Therefore, the regular practice of physical exercise and/or of cardiac rehabilitation has become fundamental for the reduction in mortality and comorbidities associated with cardiovascular disease.3^,4 Exercise training in coronary artery disease (CAD) patients include improvements in cardiovascular and skeletal muscle functions, endurance, inflammation, quality of life, and cognitive functions, and relieved clinical symptoms (dyspnea, sleep disorders, stress and depressive symptoms).5^,6

Guidelines which involve physical exercise as a form of treatment for CAD respect a relationship of equilibrium between safety and effect of training,7^,8 and recommend that resistance training (RT) be performed in combination with aerobic exercise training (AT).5^,6 For RT, they provide recommendations concerning the maximum load limits during training, such as 50% of intensity in the one repetition maximum (1RM) test.7^-9 For AT, the ventilatory threshold measured during maximum cardiopulmonary exercise test (CPT) is often used in CAD patients. For beginners with low physical function/greater cardiac risk, the guidelines recommend 40% to 50% of maximum oxygen consumption (VO₂ peak), and for CAD patients with higher fitness level or less cardiac risk, 50% to 75% of VO₂ peak.5^,6 However, none of those documents describe the way in which the prescription of the exercises should be organized by time. The maximum load limits for training allow for the elaboration of an exercise session but not for a progressive training program. Such organization, which should involve the type of stimulus according to the training phase (continuous and/or with intervals), the form of load progression (volume and/or intensity),10 the frequency (session/week) and the evaluation and reevaluation dates, is known as periodization.11

Periodization has been used in sport training since the 1990s,12 and its inclusion in rehabilitation has been recently debated.13^-15 The training can be described in more detail using periodization, emphasizing its basic principles as: specificity, overload and reversibility. Periodization is the process of manipulating training variables to prevent overtraining, maximize training adaptations, and attain overcompensation or a training effect.9 The classical approach to periodization is linear periodized training which appears in exercise guidelines for cardiac patients.8 This type consists of initial high-volume and low-intensity. For this reason, the clinical and physical results obtained from periodized physical training in cardiopulmonary and metabolic rehabilitation programs could be improved, improving the quality of life of the patients involved.

Therefore, the objective of this study was to create a periodization model for the prescription of exercises aimed at patients with CAD in phase II of the cardiac rehabilitation program, and compare the results with those of patients submitted to a non-periodized program.

Method Subjects

After approval of the project by the Ethics in Research of the Parana Pontific Catholic University (434/2010), 534 patients referred to the rehabilitation service of the Hospital Cardiológico Costantini (HCC) were evaluated.

The inclusion criterion was: men undergoing a percutaneous coronary intervention (angioplasty) or post-acute myocardial infarction with a left ventricular ejection fraction ≥ 50% (evaluated by transthoracic echocardiography) and stratified as of low or moderate risk for the practice of exercise according to the American Association of Cardiopulmonary Rehabilitation and Prevention.16 The exclusion criteria were: musculoskeletal injuries induced by exercise, failure to complete the 36 sessions and/or cardiovascular complications that lead to stop the exercise program. Patients stratified as at low or moderated risk according to the American College of Sports Medicine (ACSM)10 were submitted to a medical admission consultancy (MAC).

After evaluation, 62 patients who met the inclusion criterion were selected.

Outcomes of the measures Cardiopulmonary exercise test

Cardiopulmonary exercise test was carried out by a doctor from the HCC using a gas analyzer (Cortex, model Metalyzer3B), an electric treadmill (Inbramed, model Inbrasport Super ATL) and a computer program (Ergo PC Elite). The CPT chosen was an individualized ramp protocol for each patient, measuring blood pressure every 3 minutes with an analogical sphygmomanometer (Missouri) and a stethoscope (BD). In addition, the electrocardiographic tracing was monitored using electrodes (3M) throughout the entire endurance phase and recovery period. The volumes and gases (O₂ and CO₂) were calibrated before the tests. The V-slope method was used to determine the first ventilatory threshold (VT1). The second ventilatory threshold (VT2) was determined by respiratory point compensation, that is, transition between aerobic and anaerobic system in CPT. At this moment, the production of CO₂ loses linearity, exponentially increases and exceeds oxygen consumption (VO₂). This point was considered the VT2. Maximum oxygen consumption was established from the mean measured during the last 30 seconds of exercise.

One repetition maximum test

The 1RM test was carried out by one of the instructors from the HCC rehabilitation service. It was defined as the heaviest weight that can be moved in an exercise with no more than one repetition. Before starting the test, all subjects performed a 5-minute general warm-up of cycling and, after that, they carried out 10 repetitions with no additional load to adjust the speed and angle of movement. First, the instructor explained how to carry out each movement. The 1RM test was done encompassing the large muscle groups (quadriceps, hamstrings, pectoral, biceps, triceps and large dorsal), and the weight was increased by 5 kg at every repetition, with 3-5 minutes of rest between lifts after three to four subsequent attempts. The test was interrupted when the patient was unable to complete the one repetition with the proposed load, and, in this case, the previous load was considered the ideal one. The MEGAMOVEMENT station was used for the test in the following positions: extensor chair, leg curl, hip adduction and abduction, bench press, biceps and triceps curl, and high pulley rear.

Body composition evaluation

The body composition (Bc) was evaluated by a rehabilitation instructor. The Faulkner protocol was composed of six circumference measures (calf, thigh, arm, forearm, hip, and abdomen) and four skinfold measures (abdomen, suprailiac, subscapular and triceps).15

A tape measure (Wiso model R88) was used combined with an adipometer (Cescorf). Fat percentages, ideal body mass, lean and fat masses were calculated using the Faulkner equation.17

The volunteers were reevaluated after 36 sessions (MAC + CPT + 1MR + Bc).

Experimental design

This study was a randomized controlled trial, in which 62 male patients were included and randomly assigned to two groups: a non-periodized training group (NPG, n = 33) and a periodized exercise training group (PG, n = 29). Blinded scaled envelopes were prepared with papers named PG and NPG and kept secure by an independent person (Figure 1).

Figure 1 Study design.

PG: periodized exercise training group; NPG: non-periodized exercise training group; LEVF: left ventricular ejection fraction; RM: maximum resistance.

Training protocols

All subjects of both groups carried out AT and RT for 12 weeks, 3 sessions per week (36 sessions) on non-consecutive days.

The AT was carried out on a treadmill (Movement models RT250, LX160 and LX150), while, in the RT, ankle weights, dumbbells, and a muscle toning machine (MEGAMOVEMENT II station) were used.

Resistance protocol

The RT was made in upper and lower limbs, being two sessions for lower limbs and one session for upper limbs. Hence, 24 sessions of AT were carried out on a treadmill and with lower resistance exercise (LRE), whereas, in the other 12 sessions, the treadmill and upper resistance exercise (URE) were used. Thus, every two consecutive sessions of treadmill + LRE were followed by one of treadmill + URE.

The exercise selection for RT was similar in the two groups and included: leg extension, leg curl, hip flexion, knee flexion, hip abduction and adduction, ankles planti-flexion and hip flexion associated with knee flexion, elbow flexion and extension, shoulder abduction, scapular adduction, shoulders anterior flexion, pendulum exercise for the decoaptation of the shoulder joint, bench press, lat pulldown, biceps and triceps curl and pulley. The two groups carried out three sets of 15 repetitions of each exercise and the intensity of the RT varied from 30% to 50% of the loads obtained in the 1RM test. The difference between the two groups was that, in the PG, the intensity was increased progressively in each microcycle (four weeks) and, in the NPG, the intensity was increased according to patient’s resilience (Table 1). According to the ACSM,10 the rest intervals between sets were of 1 to 2 minutes.

Table 1 Resistance and aerobic training programs for NPG and PG

Training periods	Sets	Repetitions	Load (%1RM)
Resistance training
NPG
Weeks 1 - 12	3	15	30-50%
GP
Weeks 1 - 4	3	15	30%
Weeks 5 - 8	3	15	40%
Weeks 9 - 12	3	15	50%
Endurance training	Intensity
NPG
Weeks 1 - 12	HRVT1 to HRVT2
GP
Weeks 1 - 6	HRVT1
Weeks 7 - 12	Interval training (2 min HVT1+AHR, 1 min HRVT2)

PG: periodized exercise training group; NPG: non-periodized exercise training group; HRVT1: heart rate ventilatory threshold 1; HRVT2: heart rate ventilatory threshold 2; AHR: average heart rate.

Aerobic protocol

The intensity of the AT on the electric treadmill for the two groups was defined from the result obtained in the CPT. The heart rate (HR) corresponding to the VT1 was defined as the lower limit training (HRVT1), whereas the HR corresponding to the VT2 was defined as the upper limit training (HRVT2). The interval between HRVT1 and HRVT2 corresponded to the ideal training intensity for each patient, known as the target zone (TZ).3

The two groups began the AT program with 25 minutes of activity divided into 5 minutes of warm-up, 15 minutes of training in the TZ and the 5 final minutes of cool down. After every three sessions, 5 extra minutes of training within the TZ were added. From the 10^th to the 36^th session, the total work time was of 40 minutes, 30 of which were within the TZ. The 5 minutes of warm up and cool down each were maintained throughout the 36 sessions.

The NPG trained along the 36 sessions within the TZ range proposed prescribed by HR (corresponding to the VT1 and VT2 of the CPT) without a predict load progression. The patient chose the training intensity, provided it was within the TZ (Figure 2A).

Figure 2 Periodized exercise prescription model. A, B- Heart rate variation in aerobic training. C- Exercise prescription model.

RM: maximal resistance; HRVT1: heart rate ventilatory 1; HRVT2: heart rate ventilatory 2

The AT of PG was divided in two microcycles of 18 sessions. First the average of HR (AHR) was determined between HRVT1 and HRVT2, obtained from the formula: AHR = (HRVT2-HRVT1)/2. The training intensity until the 18th session was determined by HRVT1 + AHR. This was designated as target zone 1 (TZ1). The second target zone (TZ2) was determined by the interval between HRVT1 + AHR and HRVT2. For instance, if the patient displayed HR in VT1 of 100 bpm and 130 bpm in VT2, the TZ1 was the interval between 100 and 115 bpm, and the TZ2 between 115 to 130 bmp. After the 18^th session, the interval training commenced, corresponding to 2 minutes of intensity in AHR and 1 minute in HRVT2.

Thus, the difference between the models of the AT proposed was based on the progression of load, that is, pre-determined in PG (18^th session), regulated by the increase of HR of training and change within the TZ (TZ1 for TZ2), whereas in NPG, the intensity was regulated only by patient, always between TZ1 and TZ2 (Table 1). The patients of NPG and PG trained with a conventional HR monitor (Oregon model HR102). Additionally, the instructors check regularly the HR with finger oximeters (Nonin). It is important to emphasize that coronary patients at low risk for the practice of exercises were reminded to train between the ventilatory thresholds, following the recommendation of the Brazilian Society of Cardiology.3

Throughout the 36 training sessions of the NPG, the safety criteria for training and the intensity limits were respected, the loads for RT varied from 30% to 50% of the 1RM test, and the TZ limits for AT were also respected. Moreover, the volume of training was maintained, carrying out three sets of 15 repetitions for each localized exercise and a maximum time of 40 minutes of AT after the 10^th session. These limits were presented to the patients, who defined their ideal training loads themselves according to their comfort zone and received orientation from the instructor regarding the implementation of the movements.

In the PG the prescription of their exercises was periodized. This group performed the same volume of training with the same intensity intervals prescribed for the NPG, but with the prescription organized by time. Thus, three training macrocycles were created, the first known as adaptation (MAD), the second as fundamental (MFU) and the third as specific (MSP). Each macrocycle, which presented a different objective, was composed of 12 microcycles and each microcycle was defined as a group of three classes or training sessions. The objective of MAD was to improve neuromuscular coordination and cardiopulmonary adaptation. The objective of MFU was to improve the ventilatory threshold and muscle fiber recruitment. And the objective of MSP was to improve VO₂ peak (Figure 2) and resistance strength.

Data analysis

The results obtained in this study were expressed as means, medians, minimum and maximum and standard deviations (quantitative variables) or frequencies and percentages (qualitative variables). The data were tested through normal distribution using the Kolmogorov-Smirnov test. The groups were compared regarding the quantitative variables using Student t test for dependent samples or Mann-Whitney nonparametric test. Regarding the qualitative variables, the comparisons were made considering Fisher exact test or chi-square test. Student t test was used to compare the moments of evaluation in the case of paired samples or nonparametric Wilcoxon test. In order to compare the groups and the evaluation moments (initial x final), a variance analysis model with a repeated measurements factor (split-plot) was considered. All variables which presented significant interaction between group and evaluation moment were analyzed by comparing the groups at each moment, and the evaluation moments within each group, where values for p < 0.05 indicated statistical significance. The data were analyzed using the Statistica V 8.0 program.

Results Baseline characteristics

One NPG patient and another from the PG did not complete the 36 exercise sessions. As a consequence, a total of 60 patients (NPG n = 32 and PG n = 28) were reevaluated.

Table 2 provides the baseline characteristics of the 60 patients who met the inclusion criteria. All variables evaluated had a normal distribution (Kolmogorov-Smirnov test, p > 0.05) (Table 2).

Table 2 Baseline characteristics of the study population

Sample characteristic	PG	NPG
n (men)	28 (100%)	32 (100%)
Age ± SD, years	55.89 ± 8.2	62.4 ± 11.8
Left ventricular ejection fraction, ** %	65.57 ± 5.5	66.09 ± 5.7
Body mass index	28.2 ± 3.5	28.9 ± 4.4
Abdominal circumference	100.7 ± 9.0	101.0 ± 10.6
Positive family history / cardiovascular disease	20 (71.5%)	24 (80%)
Dyslipidemia	27 (96.7%)	32 (100%)
Obesity	12 (42.8%)	22 (68.75%)
Sedentary life style	22 (78.5%)	25 (78.1%)
Stress	25 (89.2.8%)	22 (68.75%)
Smoking habit	4 (14.2%)	8 (25%)
Diabetes mellitus	5 (17.8%)	3 (9.3%)
High blood pressure	12 (42.8%)	15 (46.8%)
Stratification of risk for exercises
Low risk	21 (75%)	25 (78.1%)
Moderate risk	8 (21.6%)	3 (8.1%)
Anatomic location of injuries
Right coronary	5 (14.2%)
Posterior descending	0
Left main coronary	2 (7.1%)
Anterior descending	18 (64.2%)
Diagonal	5 (17.8%)
Circumflex	6 (21.4%)
Marginal	0
Arteries with stent implants
Right coronary
1 stent	4 (14.2%)
2 stents	1 (3.5%)
3 stents	0
Posterior descending
1 stent	1 (3.5%)
Left main coronary
1 stent	2 (7.1%)
Anterior descending
1 stent	16 (57.1%)
Diagonal
1 stent	1 (2.7%)
Circumflex
1 stent	6 (21.4%)
2 stents	6 (21.4%)
Marginal
1 stent	0
Incomplete revascularization of myocardium	1 (3.5%)
Prior surgery for revascularization of myocardium	2 (7.1%)
Prior angioplasties	5 (14.2%)
Medications,^{† %}
Antiplatelet agents	28 (100%)
Anticoagulant	28 (100%)
Antihypertensive	13 (46.4%)
Beta-blockers	26 (92.8%)

PG: periodized exercise training group. NPG: non-periodized exercise training group;

Obtained by transthoracic echocardiography;

†

Standard dose of medication.

Adverse events during treatment period

No significant adverse events were registered during the training period.

Body composition parameters

No significant differences were observed between groups. However, there was a significant difference within the groups in all variables in PG and only in %fat above ideal in NPG (Table 3).

Table 3 Body composition parameters

Group	PG (n = 28)		p	NPG (n = 32)		p
Group	Pre	Post	p	Pre	Post	p
Body fat (%)	24.0 ± 3.5	21.9 ± 3.6	0.03*	23.9 ± 4.4	22.9 ± 4.1	0.34
Fat above ideal (%)	6.7 ± 3.2	4.8 ± 2.9	0.02*	5.6 ± 5.7	4.5 ± 5	0.42
Body mass (kg)	85.9 ± 11.7	77.4 ± 9.7	0.02*	83.9 ± 15.1	83.2 ± 14.9	0.84

PG: periodized exercise training group; NPG: non-periodized exercise training group.

p < 0.05 (Student t test) within-group differences.

Cardiopulmonary testing

There was no significant difference between baseline values for all cardiopulmonary variables between the two groups. However, significant post-training changes were observed in functional capacity (FCR) reached, VO₂ peak and VO₂ for the VT1 and VT2, with superior training effect for PG. In addition, there was a significant difference within groups in FCR, VO₂ peak, VO₂VT1, VO₂VT2, VT2 speed in both groups compared pre- and post-training. A significant difference was noted in maximum speed reached in PG and VT1 and VT2 inclination in NPG in the comparison between groups (Table 4).

Table 4 Cardiopulmonary testing

Group	PG (n = 28)		p	NPG (n = 32)		p
Group	Pre	Post	p	Pre	Post	p
FCR (% of predicted value)	88.7 ± 12.4	101.9 ± 13.8^†	0.00*	80.2 ± 15.3	86.5 ± 12.2^†	0.00*
VO₂ peak (mL/kg/min^-1)	27.2 ± 6.3	31.5 ± 7.3^†	0.00*	22.9 ± 5.7	24 ± 6^†	0.00*
VO₂ VT2	23.64 ± 4.8	27.7 ± 3^†	0.00*	19.9 ± 5.4	21.6 ± 5.4^†	0.04*
VO₂ VT1	17.0 ± 2.3	20.7 ± 2.3^†	0.00*	15.8 ± 3.5	16.4 ± 3.4^†	0.23
HR maximum reached	159.7 ± 22	162.6 ± 18.5	0.30	138.3 ± 18.3	136.1 ± 18.6	0.33
HR VT2	169.9 ± 21	141.9 ± 20.5	0.39	119.2 ± 16.2	118.8 ± 15.8	0.86
HR VT1	110 ± 14.5	114.3 ± 15.7	0.10	100 ± 15.6	96.1 ± 20.6	0.29
Maximum speed reached (km/h)	8.2 ± 2.4	8.8 ± 2.4	0.05*	6.8 ± 1.9	7.2 ± 1.9	0.19
Speed VT2 (km/h)	7.1 ± 1.8	7.9 ± 1.8	0.05*	5.7 ± 1.5	6.3 ± 1.3	0.02*
Speed VT1 (km/h)	5.4 ± 1.4	6 ± 1.9	0.06	4.5 ± 1.3	4.8 ± 1	0.12
% max inclination (degrees)	13 ± 6.1	14.3 ± 6.1	0.12	12.3 ± 4.4	13.8 ± 4.3	0.12
% inclination VT2 (degrees)	12 ± 5.4	12.5 ± 6.6	0.45	10.3 ± 4	12.2 ± 3.3	0.01*
% inclination VT1 (degrees)	8.4 ± 4.2	9.6 ± 5.2	0.14	7.4 ± 3.2	8.7 ± 3	0.05*

PG: periodized exercise training group; NPG: non-periodized exercise training group; FCR: functional capacity reached; HR: heart rate;

Intra-group difference (Student t test for dependent samples, p ≤ 0.05);

†

Difference between groups (Student t test, p < 0.05).

Skeletal muscle function

The evaluation of the muscle strength parameters within groups, compared pre- and post-training, showed a significant improvement. In a comparison made between the groups, no significant difference could be found (Table 5).

Table 5 Intra & intergroup comparison of muscle strength

Group	PG		p	NPG		p
Group	Pre	Post	p	Pre	Post	p
Extensor chair (kg)	13.5 ± 5.5	24.0 ± 8.3	0.00*	10.4 ± 5	20.6 ± 8.4	0.00*
Leg curl (kg)	7.9 ± 3.3	14.1 ± 4.3	0.00*	6.5 ± 3	11 ± 6.5	0.00*
Bench press	12.6 ± 4.5	21.2 ± 6.5	0.00*	9.7 ± 5	18.2 ± 6.9	0.00*
Triceps	8.9 ± 3.6	15.5 ± 4.4	0.00*	7.2 ± 3.5	12.3 ± 3.5	0.00*
Biceps	8.4 ± 2.5	13.3 ± 3.4	0.00*	7.2 ± 3.1	11.4 ± 3.6	0.00*
High pulley rear	15.5 ± 5.7	28.5 ± 7.9	0.00*	11.8 ± 7.2	23.9 ± 11.4	0.00*

Intra-group difference (Student t test for dependent samples, p < 0.05)

Discussion

This study ascertained the following outcomes: superior improvement of body fat, fat above ideal and body mass, VO₂ peak and VO₂ at VT1-2 in the PG; muscle strength improvement in both groups. Periodization training is suggested in most recent guidelines.5^-8 However, the superiority of periodized training (RT and AT) has been poorly studied in CAD patients.

The main finding of this study was that the periodized exercise prescription program was superior to the conventional one with respect to the increase in VO₂ peak for coronary patients taking part in a rehabilitation program. VO₂ peak is closely associated with morbidity and mortality in cardiac patients.18 This information is very important since periodization is still not in the rehabilitation programs of CAD patients.19 In addition, VO₂ peak is recognized as being the best indicator of survival for this population.20^-22 Therefore, the inclusion of periodization as a fundamental basis for exercise prescription in cardiac rehabilitation programs could improve the results in VO₂ peak.

Cardiopulmonary testing

The two training groups showed improvements in VO₂ peak and in the VO₂ of the VT2, but only the PG showed a significant increase in the VO₂ of the VT1. VO₂ peak is an independent predictor of mortality and morbidity in CAD patients.6 In the comparison between groups, the PG showed a significant effect compared to the NPG. Also, both groups improved their functional capacity (% of the predicted value), with most significant differences in favor of PG, which were attributed to the better structuring of the load progression in this group. The classical approach to periodization is the linear periodized training that appears in exercise training guidelines for cardiac patients,6^,8 but has never been compared to non-periodized training in this population. Linear periodized training has superior cardiac and musculoskeletal function as compared to non-periodized training for athletes and healthy subjects10^,23 and with respect to cardiometabolic risk in obese adolescents.24 Ribeiro et al.25 have described that, for beginners, walking programs remain the most prescribed modality for CAD patients because they are safe, controlled, and can be performed anywhere.

The intensity of the AT of the NPG was moderate, between VT1 and VT2, that is, between the minimum and maximum stable phases of lactate production.19 Therefore, they trained during almost the whole period (36 sessions) predominantly using the aerobic system as their energy source, without generating acidosis, and metabolic recovery was not necessary during the session, allowing for the maintenance of continuous training. Jolliffe et al.1 have carried out a meta-analysis involving 8,440 patients with 32 randomized and controlled studies. They concluded that AT was safe, improved the aerobic capacity and reduced mortality, confirming the findings of the present study for PG.

The volunteers in the PG trained in the same interval of intensity as the NPG (between the HRVT1 and HRVT2). A training TZ was created for both groups corresponding to the HR interval for VT1 and VT2, but a load progression was organized for the PG. The intensity of AT was limited to the AHR up to the 18th session and this interval training was defined as the ideal to improve aerobic performance.22 The improvement of the VO₂ of the VT2 in the PG was attributed to this specificity of the training, which did not occur in NPG. As from the 19^th session (half of the fundamental macrocycle), the volunteers started training above the AHR up to the HR corresponding to the VT2. Due to the increased intensity of training, interval training started in PG. From the 5^th minute of walking on the treadmill, the patient trained 2 minutes close to the HRVT1 followed by 1 minute close to the HRVT2, and maintained this alternating scheme until completing 30 minutes of workout. Due to its specificity, this training intensity promoted a greater increase in the VO₂ of the VT2, a fact confirmed by the findings of the present study. It is important to highlight that this AT with intervals, limited by the maximum stable lactate phase, has already been proven. Cornish et al.26 have published a meta-analysis involving 213 patients with seven randomized studies, which demonstrated the need for more studies in order to determine the risks and benefits of interval training above the VT2. In addition, the authors have noted different prescription methodologies, with the patients starting the exercise program with sets of high intensity training with intervals in the majority of cases.27 We believe that periodization allows for a greater chance of standardizing the prescriptions.

Body composition

The volunteers in the PG showed reductions in their fat mass, weight of fat above the ideal value and in their body weight. Increments in body mass and body fat are associated with several chronic diseases, such as diabetes and cardiovascular disease.28

Studies have shown that moderate AT promotes an improvement in body composition.29^,30 This was important because obesity is considered to be an important modifiable cardiovascular risk factor.31 A simple improvement in food habits is not sufficient for a rapid and appropriate decrease in fat mass. Therefore, the physical exercise association was fundamental for body weight decrease and long-term maintenance of these changes.31 Studies28^,32^,33 have recognized aerobic exercise as the most suitable form of training by providing positive effects on glucose and lipids and decrease on body fat and the strength exercises. Inoue et al.24 have shown that the association of strength and AT was more effective than only AT to improve lipid profile and insulin resistance sensitivity on obese adolescents.

The improvement in aerobic capacity or exercise tolerance results in a greater consumption of calories to maintain the activity and, consequently, burning more fat.24 Lira et al.34 have studied the effects of intensity and type of exercise on lipoprotein profiles and highlighted the higher energy expenditure achieved by associating volume and intensity. This fact justifies the finding that the PG, with its greater cardiopulmonary evolution and tolerance to exercise, presented greater body fat decrease. This is because improving the aerobic capacity increases the caloric expenditure per session, since the patient is walking more within a same time interval.

Skeletal muscle function

Both training groups presented a significant improvement in strength after the training period. In this case, the PG showed no advantage.

During MAD the patients worked with loads equivalent to 30% of the maximum determined in the 1RM test, in the MFU, with 40%, and in the MSP, with 50%. This organized progression of the load was not more effective than the random progression used for the NPG. This could be attributed to the fact that these low training loads did not recruit different energy sources and/or types of muscle fibers. In addition, in the first 12 weeks of training, the increase in strength occurs due to neural adaptation and not to hypertrophy, which is independent of the load.8^,11 The increase in strength noted in both groups could have contributed to the improvement in the VO₂ peak, in the walking speed and in the inclination reached during the treadmill test.27

Therefore, the training study is extremely important to both athletes, to reach high performance, and patients, such as those with heart disease, to reduce the risk of mortality, which has great social relevance.

Conclusion

The present study showed that, within the cardiac rehabilitation programs for coronary disease patients, periodization of the training can improve the results as compared to the conventional model, when considering the following variables: VO₂ peak, VO₂ for the VT2, VO₂ for the VT1, %fat and body weight. These findings are very important for future studies involving physical training and cardiac rehabilitation.

We believe that, at the present moment, before evolving into comparative studies between continuous exercises of moderate intensity versus high intensity exercises with intervals, periodization should be included as a prescription tool aimed at improving the results of the intervention or treatment of those with coronary disease with physical exercise.

Study limitations

Some of the study limitations were the small size of the sample and not using the Faulkner protocol to evaluate body composition. In addition, inflammatory biomarkers, oxidative stress analysis and drug reduction for hypertension were not performed.

Sources of Funding

There were no external funding sources for this study.

Study Association

This article is part of the thesis of Post Doctoral submitted by Rafael Michel de Macedo, from Pontifícia Universidade Católica do Paraná.

Ethics approval and consent to participate

This study was approved by the Ethics Committee of the Pontifícia Universidade Católica do Paraná under the protocol number 434/2010. All the procedures in this study were in accordance with the 1975 Helsinki Declaration, updated in 2013. Informed consent was obtained from all participants included in the study.

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Artigos Originais

Efeito Cardiovascular Superior do Modelo Periodizado para Prescrição de Exercícios Comparado ao Convencional em Coronariopatias

Macedo

Rafael Michel de

1 2 Macedo

Ana Carolina Brandt de

3 Faria-Neto

Jose R.

2 Costantini

Costantino R.

1 Costantini

Costantino O.

1 Olandoski

Marcia

2 Sebastião

Flavio

Neto 1 Silveira

Rafael P. da

1 Carvalho

Katherine A. Teixeira de

4 Guarita-Souza

Luiz Cesar

1 Hospital Cardiológico Costantini, Curitiba, PR - Brasil 2 Pontifícia Universidade Católica do Paraná, Curitiba, PR - Brasil 3 Universidade Federal do Paraná, Curitiba, PR - Brasil 4 Hospital Pequeno Príncipe, Curitiba, PR - Brasil

Correspondência: Rafael Michel de Macedo Rua Pedro Collere, 890. CEP: 80320-320, Vila Izabel, Curitiba, PR - Brasil. E-mail: rafael.macedo@hospitalcostantini.com.br, acbrandt@bol.com.br

Contribuição dos autores

Concepção e desenho da pesquisa e análise e interpretação dos dados: Macedo RM; Obtenção de dados: Macedo RM, Sebastião Neto F; Análise estatística: Macedo RM, Macedo ACB, Olandoski M; Obtenção de financiamento: Macedo RM, Guarita-Souza LC, Silveira RP; Redação do manuscrito:Macedo RM, Macedo ACB, Faria-Neto JR, Costantini CR, Costantini CO, Guarita-Souza LC, Carvalho KAT; Revisão crítica do manuscrito quanto ao conteúdo intelectual importante: Macedo RM, Macedo ACB, Faria-Neto JR, Guarita-Souza LC.

Potencial conflito de interesses

Declaro não haver conflito de interesses pertinentes.

Resumo Fundamentos:

O exercício físico melhora a sobrevida e a qualidade de vida de pacientes coronarianos, mas a maneira ideal de prescrevê-lo é ainda controversa.

Objetivo:

Criar um modelo periodizado para prescrição de exercícios para pacientes coronarianos e compará-lo com o modelo convencional.

Métodos:

Randomização de 62 pacientes coronarianos em tratamento farmacológico em dois grupos: treinamento convencional, não periodizado (GNP, n = 33) e periodizado (GP, n = 29). Os dois grupos foram submetidos aos mesmos exercícios durante as 36 sessões do programa, mas prescritos de maneira diferente. Todos os pacientes foram submetidos à seguinte avaliação: consulta médica admissional, teste de esforço cardiopulmonar, teste de 1 repetição máxima (1RM) e avaliação da composição corporal.

Resultados:

O VO₂ pico melhorou nos dois grupos, embora de maneira mais efetiva no GP (4% versus 1,7%, p < 0,001). Além disso, a capacidade funcional do GP aumentou em 13%, tendo havido significativa redução no percentual de gordura corporal (2,1%, p < 0,005) e no peso corporal (1,9 kg, p < 0,005). A força muscular nos dois grupos melhorou como diagnosticado pelo teste de 1RM para seis diferentes grupos musculares (quádriceps, isquiotibiais, bíceps, tríceps braquial, peitoral e grande dorsal), mas sem diferença significativa entre os grupos, tendo os dois modelos a mesma eficiência.

Conclusões:

O presente estudo mostrou que a periodização do treinamento de pacientes cardíacos pode melhorar a capacidade cardiorrespiratória e reduzir a porcentagem de gordura corporal mais efetivamente do que o modelo convencional.

Palavras-chave: Doença da Artéria Coronariana / fisiopatologia Exercício Terapia por Exercício Técnicas de Exercício e Movimento Intervenção Coronária Percutânea

Introdução

Segundo a Organização Mundial da Saúde, a doença cardiovascular é responsável por 33% de todas as mortes que ocorrem no mundo por ano.1 No Brasil, em 2011, foram registradas mais de 900 mil mortes de indivíduos com mais de 30 anos.2 A despeito disso, o número de pacientes com mais de 60 anos que sobrevive a um evento cardiovascular e necessita de atenção secundária cresce a cada ano.2 A prática regular de exercício físico e/ou de reabilitação cardíaca tornou-se fundamental para a redução da mortalidade e das comorbidades associadas à doença cardiovascular.3^,4 O treinamento físico de pacientes com doença arterial coronariana (DAC) acompanha-se de melhora das funções cardiovascular e musculoesquelética, da resistência, da inflamação, da qualidade de vida e das funções cognitivas, além de alívio de sintomas clínicos (dispneia, distúrbios do sono, estresse e sintomas depressivos).5^,6

As diretrizes que incluem exercício físico como uma forma de tratamento para DAC respeitam a relação de equilíbrio entre segurança e efeito do treinamento,7^,8 e recomendam a combinação de treinamento de resistência (TR) com treinamento aeróbio (TA).5^,6 Para o TR, indicam limites de carga máxima durante o treinamento, como 50% da intensidade no teste de uma repetição máxima (1RM).7^-9 Para o TA, o limiar ventilatório medido durante o teste de esforço cardiopulmonar (TECP) máximo é usado com frequência em pacientes com DAC. Para iniciantes com baixa aptidão física/maior risco cardíaco, as diretrizes recomendam 40% a 50% de consumo máximo de oxigênio (VO₂ pico), e para pacientes com DAC e maior nível de aptidão física ou menor risco cardíaco, 50% a 75% do VO₂ pico.5^,6 Entretanto, nenhum desses documentos descreve como a prescrição de exercícios deve ser organizada no tempo. Os limites de carga máxima para treinamento permitem a elaboração de uma sessão de exercício, mas não de um programa de treinamento progressivo. Tal programa, que deve envolver o tipo de estímulo de acordo com a fase do treinamento (contínuo e/ou intervalado), a forma de progressão da carga (volume e/ou intensidade),10 a frequência do treinamento (sessão/semana) e as datas de avaliação e reavaliação, é conhecido como periodização.11

A periodização é usada no treinamento esportivo desde a década de 1990,12 e a sua inclusão na reabilitação foi recentemente debatida.13^-15 O treinamento pode ser mais detalhado através do uso da periodização, enfatizando seus princípios básicos de especificidade, sobrecarga e reversibilidade. A periodização é o processo de manipular as variáveis do treinamento para evitar excessos, maximizar as adaptações ao treinamento e alcançar supercompensação ou um efeito do treinamento.9 A abordagem clássica para a periodização é o treinamento periodizado linear, que aparece nas diretrizes de exercício para pacientes cardíacos.8 Esse tipo consiste em alto volume inicial e baixa intensidade. Portanto, os resultados clínicos e físicos obtidos através do exercício físico periodizado nos programas de reabilitação cardiopulmonar e metabólica poderiam ser aperfeiçoados, melhorando a qualidade de vida dos pacientes envolvidos.

Este estudo visou criar um modelo de periodização para a prescrição de exercícios destinados a pacientes com DAC na fase II do programa de reabilitação cardíaca, e comparar os resultados àqueles de pacientes submetidos a um programa não periodizado.

Métodos Pacientes

Após aprovação do projeto pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidad Católica Pontifica do Paraná (434/2010), 534 pacientes encaminhados para o serviço de reabilitação do Hospital Cardiológico Costantini (HCC) foram avaliados.

O critério de inclusão foi: homens submetidos a intervenção coronariana percutânea/angioplastia ou após infarto agudo do miocárdio com fração de ejeção ventricular esquerda ≥ 50% (avaliada por ecocardiografia transtorácica) e estratificados como de baixo ou moderado risco para a prática de exercício de acordo com a Sociedade Americana de Reabilitação Cardiopulmonar e Prevenção.16 Os critérios de exclusão foram: lesões musculoesqueléticas induzidas por exercício, falha em completar as 36 sessões e/ou complicações cardiovasculares que levem à interrupção do programa de exercício. Os pacientes estratificados como de baixo ou moderado risco segundo o Colégio Americano de Medicina Esportiva,10 foram submetidos a uma consulta médica admissional.

Após avaliação, 62 pacientes que atenderam ao critério de inclusão foram selecionados.

Resultados das medidas Teste de esforço cardiopulmonar

O TECP foi realizado por médico do HCC usando um analisador de gases (Cortex, modelo Metalyzer3B), uma esteira elétrica (Inbramed, modelo Inbrasport Super ATL) e um programa de computador (Ergo PC Elite). O TECP escolhido foi um protocolo de rampa individualizado para cada paciente, com medida de pressão arterial a cada 3 minutos com esfigmomanômetro analógico (Missouri) e estetoscópio (BD). Além disso, o traçado eletrocardiográfico foi monitorado com eletrodos (3M) durante toda a fase de resistência e o período de recuperação. Os volumes e gases (O₂ e CO₂) foram calibrados antes dos testes. O método V-slope foi usado para determinar o primeiro limiar ventilatório (LV1). O segundo limiar ventilatório (LV2) foi determinado pelo ponto de compensação respiratória, isso é, a transição entre os sistemas aeróbio e anaeróbio no TECP. Nesse momento, a produção de CO₂ perde a linearidade, aumenta exponencialmente e excede o consumo de oxigênio (VO₂). Esse ponto foi considerado o LV2. Consumo máximo de oxigênio foi estabelecido a partir da média obtida durante os últimos 30 segundos do exercício.

Teste de uma repetição máxima

O teste de 1RM foi realizado por um dos instrutores do serviço de reabilitação do HCC. Foi definido como a carga mais pesada que pode ser movida em um exercício com apenas uma repetição. Antes de iniciar o teste, todos os indivíduos realizaram um aquecimento geral de 5 minutos pedalando e, então, fizeram dez repetições sem carga adicional para ajustar a velocidade e o ângulo do movimento. Primeiro, o instrutor explicou como executar cada movimento. O teste de 1RM foi realizado utilizando os grandes grupos musculares (quádriceps, isquiotibiais, peitoral, bíceps, tríceps e grande dorsal), aumentando-se o peso em 5 kg a cada repetição, com 3-5 minutos de descanso entre as elevações após três a quatro tentativas subsequentes. O teste foi interrompido quando o paciente não conseguiu completar uma repetição com a carga proposta, sendo, nesse caso, a carga anterior considerada a ideal. A estação de musculação Movement Mega II foi usada para o teste nas seguintes posições: cadeira extensora, flexão de perna, adução e abdução do quadril, supino plano, rosca bíceps e tríceps e pulley alto costas.

Avaliação da composição corporal

A composição corporal (CC) foi avaliada por um instrutor de reabilitação. O protocolo Faulkner foi composto pela medida de seis circunferências (panturrilha, coxa, braço, antebraço, quadril e abdome) e quatro pregas cutâneas (abdominal, suprailíaca, subescapular e tricipital).15

Usou-se uma trena antropométrica (Wiso modelo R88) combinada a um adipômetro (Cescorf). A porcentagem de gordura, a massa corporal ideal e as massas magra e gorda foram calculadas usando a equação de Faulkner.17

Os voluntários foram reavaliados após 36 sessões (consulta médica admissional + TECP + 1RM + CC).

Desenho do experimento

Trata-se de estudo randomizado e controlado, incluindo 62 pacientes do sexo masculino aleatoriamente designados para dois grupos: grupo de treinamento não periodizado (GNP, n = 33); e grupo de treinamento periodizado (GP, n = 29). A designação dos pacientes para os grupos deu-se às cegas, utilizando-se envelopes com papéis onde se liam GP ou GNP, mantidos em segurança por um indivíduo independente (Figura 1).

Figura 1 Desenho do estudo.

GP: grupo de treinamento periodizado; GNP: grupo de treinamento não periodizado; FEVE: fração de ejeção ventricular esquerda; RM: repetição máxima.

Protocolos de treinamento

Todos os indivíduos dos dois grupos foram submetidos a TA e TR por 12 semanas, com 3 sessões por semana (36 sessões) em dias não consecutivos.

O TA foi conduzido em esteira elétrica (Movement modelos RT250, LX160 e LX150), enquanto para o TR, usaram-se caneleiras, alteres e aparelhos de tonificação muscular (estação de musculação Movement Mega II).

Protocolo de resistência

Realizou-se TR com duas sessões para os membros inferiores e uma sessão para os membros superiores. Portanto, o treinamento consistiu de 24 sessões de TA em esteira elétrica e exercício de resistência de membros inferiores, e outras 12 sessões de TA em esteira elétrica e exercício de resistência de membros superiores. Assim, a cada duas sessões consecutivas de esteira + exercício de resistência de membros inferiores seguiu-se uma sessão de esteira + exercício de resistência de membros superiores.

A seleção de exercícios para TR foi similar nos dois grupos e incluiu: extensão de perna, flexão de perna, flexão do quadril, flexão do joelho, adução e abdução do quadril, plantiflexão do tornozelo e flexão do quadril associada a flexão do joelho, flexão e extensão do cotovelo, abdução do ombro, adução das escápulas, flexão anterior do ombro, exercício de pêndulo para decoaptação da articulação do ombro, supino plano, puxador para as costas, rosca bíceps e tríceps e pulley alto costas. Os dois grupos fizeram três séries de 15 repetições de cada exercício, tendo a intensidade do TR variado de 30% a 50% das cargas obtidas no teste de 1RM. A diferença entre os dois grupos foi que, no GP, a intensidade aumentou progressivamente em cada microciclo (quatro semanas) e, no GNP, a intensidade aumentou conforme a resiliência do paciente (Tabela 1). Seguindo a recomendação do Colégio Americano de Medicina Esportiva,10 os intervalos de descanso entre as séries variaram de 1 a 2 minutos.

Tabela 1 Programas de treinamento de resistência e aeróbio no grupo de treinamento não periodizado (GNP) e no grupo de treinamento periodizado (GP)

Períodos de treinamento	Séries	Repetições	Carga (%1RM)
Treinamento de resistência
GNP
Semanas 1 - 12	3	15	30-50%
GP
Semanas 1 - 4	3	15	30%
Semanas 5 - 8	3	15	40%
Semanas 9 - 12	3	15	50%
Treinamento aeróbio	Intensidade
GNP
Semanas 1 - 12	FCLV1 a FCLV2
GP
Semanas 1 - 6	FCLV1
Semanas 7 - 12	Treinamento intervalado (2 min FCLV1+FCM, 1 min FCLV2)

FCLV1: frequência cardíaca no limiar ventilatório 1; FCLV2: frequência cardíaca no limiar ventilatório 2; FCM: frequência cardíaca média.

Protocolo aeróbio

A intensidade do TA na esteira elétrica para os dois grupos foi definida a partir dos resultados obtidos no TECP. A frequência cardíaca (FC) correspondente ao LV1 foi definida como o limite inferior de FC de treino (FCLV1), enquanto a FC correspondente ao LV2 foi definida como o limite superior de FC de treino (FCLV2). O intervalo entre FCLV1 e FCLV2 correspondeu à intensidade ideal de treino para cada paciente, conhecida como zona-alvo (ZA).3

Os dois grupos começaram o programa de TA com 25 minutos de atividade assim divididos: 5 minutos de aquecimento, 15 minutos de treinamento na ZA e 5 minutos finais de cool down. A cada três sessões, adicionavam-se 5 minutos ao treinamento na ZA. Da 10ª à 36ª sessão, o tempo total de trabalho foi de 40 minutos, 30 dos quais na ZA. Os 5 minutos de aquecimento e cool down foram mantidos nas 36 sessões.

O GNP treinou nas 36 sessões dentro da ZA proposta e prescrita conforme a FC (correspondendo a LV1 e LV2 do TECP) sem previsão de progressão de carga. O paciente escolheu a intensidade de treinamento, contanto que estivesse na ZA (Figura 2A).

Figura 2 Modelo de periodização da prescrição de exercício. A, B- Variação da frequência cardíaca no treinamento aeróbio. CModelo de prescrição de exercício.

RM: repetição máxima; FCLV1: limite inferior de frequência cardíaca de treino; FCLV2: Limite superior de frequência cardíaca de treino.

O TA do GP foi dividido em dois microciclos de 18 sessões. Primeiro, determinou-se a FC média (FCM) entre a FCLV1 e a FCLV2, obtida a partir da fórmula: FCM = (FCLV2-FCLV1)/2. A intensidade do treinamento até a 18ª sessão foi determinada por FCLV1 + FCM, sendo designada zona-alvo 1 (ZA1). A segunda zona-alvo (ZA2) foi determinada pelo intervalo entre FCLV1 + FCM e FCLV2. Por exemplo, se o paciente apresentou FC em LV1 de 100 bpm e de 130 bpm em LV2, a ZA1 foi o intervalo entre 100 e 115 bpm, e a ZA2 foi o intervalo entre 115 e 130 bmp. Depois da 18ª sessão, começou o treinamento intervalado, com 2 minutos na intensidade com FCM e 1 minuto com FCLV2.

Portanto, a diferença entre os modelos de TA propostos baseou-se na progressão da carga, isso é, foi predeterminada no GP (18ª sessão), regulada pelo aumento da FC de treino e mudança dentro da ZA (ZA1 para ZA2), enquanto no GNP, a intensidade foi regulada apenas pelo paciente, sempre entre ZA1 e ZA2 (Tabela 1). Os pacientes do GNP e do GP treinaram com um monitor de FC convencional (Oregon modelo HR102). Além disso, os instrutores checaram regularmente a FC com oxímetro digital (Nonin). É importante frisar que pacientes coronariopatas de baixo risco para a prática de exercício foram instruídos a treinar entre os limiares ventilatórios, seguindo a recomendação da Sociedade Brasileira de Cardiologia.3

Ao longo das 36 sessões de treinamento do GNP, os critérios de segurança e os limites de intensidade foram respeitados, com as cargas para o TR variando de 30% a 50% do teste de 1RM, e observando-se os limites da ZA para o TA. Além disso, o volume do treinamento foi mantido, realizando-se três séries de 15 repetições para cada exercício localizado e um tempo máximo de 40 minutos de TA a partir da 10ª sessão. Tais limites foram apresentados aos pacientes, que definiram suas cargas ideais de treinamento de acordo com suas zonas de conforto e foram orientados pelo instrutor quanto à implementação dos movimentos.

No GP, a prescrição dos exercícios foi periodizada. Esse grupo realizou o mesmo volume de treinamento com os mesmos intervalos de intensidade prescritos para o GNP, mas tendo a prescrição organizada por tempo. Assim, criaram-se três macrociclos de treinamento, o primeiro conhecido como adaptação, o segundo como fundamental e o terceiro como específico. Cada macrociclo, que teve um objetivo diferente, foi composto por 12 microciclos, sendo cada microciclo definido como um grupo de três aulas ou sessões de treinamento. O objetivo do macrociclo de adapatação foi melhorar a coordenação neuromuscular e a adaptação cardiopulmonar. O objetivo do macrociclo fundamental foi melhorar o limiar ventilatório e o recrutamento de fibra muscular. E o objetivo do macrociclo específico foi melhorar o VO₂ pico (Figura 2) e a força de resistência.

Análise de dados

Os resultados obtidos neste estudo foram expressos como médias, medianas, valores mínimo e máximo e desvios-padrão (variáveis quantitativas) ou frequências e porcentagens (variáveis qualitativas). Os dados foram avaliados quanto à distribuição normal usando o teste de Kolmogorov-Smirnov. Os grupos foram comparados quanto às variáveis quantitativas usando o teste t de Student para amostras dependentes ou teste não paramétrico de Mann-Whitney. Quanto às variáveis qualitativas, as comparações foram realizadas com o teste exato de Fisher ou o teste qui-quadrado. O teste t de Student ou o teste não paramétrico de Wilcoxon foi usado para comparar os momentos de avaliação no caso de amostras pareadas. Para comparar os grupos e os momentos de avaliação (inicial x final), considerou-se um modelo de análise de variância com um fator de medidas repetidas (split-plot). Todas as variáveis que apresentaram significativa interação entre o grupo e o momento de avaliação foram analisadas comparando-se os grupos em cada momento, e os momentos de avaliação dentro de cada grupo, onde os valores de p < 0,05 indicaram significância estatística. O programa Statistica versão 8.0 foi usado para a análise dos dados.

Resultados Características basais

Um paciente do GNP e outro do GP não completaram as 36 sessões de exercício. Assim, um total de 60 pacientes (GNP n = 32 e GP n = 28) foi reavaliado.

A Tabela 2 mostra as características basais dos 60 pacientes que atenderam ao critério de inclusão. Todas as variáveis avaliadas apresentaram distribuição normal (teste de Kolmogorov-Smirnov, p > 0,05) (Tabela 2).

Tabela 2 Características basais da população do estudo

Características	GP	GNP
n (homens)	28 (100%)	32 (100%)
Idade ± DP, anos	55,89 ± 8,2	62,4 ± 11,8
Fração de ejeção ventricular esquerda, ** %	65,57 ± 5,5	66,09 ± 5,7
Índice de massa corporal	28,2 ± 3,5	28,9 ± 4,4
Circunferência abdominal	100,7 ± 9,0	101,0 ± 10,6
História familiar positiva/ doença cardiovascular	20 (71,5%)	24 (80%)
Dislipidemia	27 (96,7%)	32 (100%)
Obesidade	12 (42,8%)	22 (68,75%)
Sedentarismo	22 (78,5%)	25 (78,1%)
Estresse	25 (89,2,8%)	22 (68,75%)
Tabagismo	4 (14,2%)	8 (25%)
Diabetes mellitus	5 (17,8%)	3 (9,3%)
Hipertensão	12 (42,8%)	15 (46,8%)
Estratificação de risco para exercícios
risco baixo	21 (75%)	25 (78,1%)
risco moderado	8 (21,6%)	3 (8.1%)
Localização anatômica da lesão
Coronária direita	5 (14,2%)
Descendente posterior	0
Tronco de coronária esquerda	2 (7,1%)
Descendente anterior	18 (64,2%)
Diagonal	5 (17,8%)
Circunflexa	6 (21,4%)
Marginal	0
Artérias com stents implantados
Coronária direita
1 stent	4 (14,2%)
2 stents	1 (3,5%)
3 stents	0
Descendente posterior
1 stent	1 (3,5%)
Tronco de coronária esquerda
1 stent	2 (7,1%)
Descendente anterior
1 stent	16 (57,1%)
Diagonal
1 stent	1 (2,7%)
Circunflexa
1 stent	6 (21,4%)
2 stents	6 (21,4%)
Marginal
1 stent	0
Revascularização miocárdica incompleta	1 (3,5%)
Cirurgia prévia de revascularização miocárdica	2 (7,1%)
Angioplastia anterior	5 (14,2%)
Medicações, ^{† %}
Antiagregantes plaquetários	28 (100%)
Anticoagulantes	28 (100%)
Anti-hipertensivos	13 (46,4%)
Betabloqueadores	26 (92,8%)

GP: grupo de treinamento periodizado; GNP: grupo de treinamento não periodizado; DP: desvio-padrão.

Obtido por ecocardiografia transtorácica;

†

Dose-padrão de medicação.

Eventos adversos durante o período de tratamento

Não foram registraram eventos adversos significativos durante o período de treinamento.

Parâmetros de composição corporal

Não se observou diferença significativa entre os grupos. Dentro de cada grupo, entretanto, houve uma diferença significativa em todas as variáveis do GP, mas apenas na porcentagem de gordura acima do ideal no GNP (Tabela 3).

Tabela 3 Parâmetros de composição corporal

Grupo	GP (n = 28)		p	GNP (n = 32)		p
Grupo	Pré	Pós	p	Pré	Pós	p
Gordura corporal (%)	24,0 ± 3,5	21,9 ± 3,6	0,03*	23,9 ± 4,4	22,9 ± 4,1	0,34
Gordura acima do ideal (%)	6,7 ± 3,2	4,8 ± 2,9	0,02*	5,6 ± 5,7	4,5 ± 5	0,42
Massa corporal (kg)	85,9 ± 11,7	77,4 ± 9,7	0,02*	83,9 ± 15,1	83,2 ± 14,9	0,84

GP: grupo de treinamento periodizado; GNP: grupo de treinamento não periodizado.

p < 0,05 (teste t de Student) diferenças intra-grupo.

Teste de esforço cardiopulmonar

Os dois grupos não diferiram significativamente quanto aos valores basais das variáveis cardiopulmonares. Entretanto, observaram-se alterações significativas após o treinamento na capacidade funcional alcançada, no VO₂ pico e no VO₂ para o LV1 e o LV2, com superior efeito de treinamento para o GP. Além disso, houve diferença significativa dentro dos grupos quanto à capacidade funcional alcançada, ao VO₂ pico, ao VO₂ no LV1, ao VO₂ no LV2 e à velocidade no LV2 nos dois grupos comparando-se os valores antes e depois do treinamento. Na comparação entre os grupos, notou-se diferença significativa na velocidade máxima alcançada no GP e na inclinação no LV1 e no LV2 no GNP (Tabela 4).

Tabela 4 Teste de esforço cardiopulmonar

Grupo	GP (n = 28)		p	GNP (n = 32)		p
Grupo	Pré	Pós	p	Pré	Pós	p
CFA (% do valor previsto)	88,7 ± 12,4	101,9 ± 13,8^†	0,00*	80,2 ± 15,3	86,5 ± 12,2^†	0,00*
VO₂ pico (ml/kg/min^-1)	27,2 ± 6,3	31,5 ± 7,3^†	0,00*	22,9 ± 5,7	24 ± 6^†	0,00*
VO₂ LV2	23,64 ± 4,8	27,7 ± 3^†	0,00*	19,9 ± 5,4	21,6 ± 5,4^†	0,04*
VO₂ LV1	17,0 ± 2,3	20,7 ± 2,3^†	0,00*	15,8 ± 3,5	16,4 ± 3,4^†	0,23
FC máxima alcançada	159,7 ± 22	162,6 ± 18,5	0,30	138,3 ± 18,3	136,1 ± 18,6	0,33
FC LV2	169,9 ± 21	141,9 ± 20,5	0,39	119,2 ± 16,2	118,8 ± 15,8	0,86
FC LV1	110 ± 14,5	114,3 ± 15,7	0,10	100 ± 15,6	96,1 ± 20,6	0,29
Velocidade máxima alcançada (km/h)	8,2 ± 2,4	8,8 ± 2,4	0,05*	6,8 ± 1,9	7,2 ± 1,9	0,19
Velocidade LV2 (km/h)	7,1 ± 1,8	7,9 ± 1,8	0,05*	5,7 ± 1,5	6,3 ± 1,3	0,02*
Velocidade LV1 (km/h)	5,4 ± 1,4	6 ± 1,9	0,06	4,5 ± 1,3	4,8 ± 1	0,12
% inclinação máx (graus)	13 ± 6,1	14,3 ± 6,1	0,12	12,3 ± 4,4	13,8 ± 4,3	0,12
% inclinação LV2 (graus)	12 ± 5,4	12,5 ± 6,6	0,45	10,3 ± 4	12,2 ± 3,3	0,01*
% inclinação LV1 (graus)	8,4 ± 4,2	9,6 ± 5,2	0,14	7,4 ± 3,2	8,7 ± 3	0,05*

GP: grupo de treinamento periodizado; GNP: grupo de treinamento não periodizado; CFA: capacidade funcional alcançada; FC: frequência cardíaca;

Diferença intragrupo (teste t de Student para amostras dependentes, p≤0,05);

†

Diferença entre os grupos (teste t de Student, p < 0,05).

Função musculoesquelética

Comparando-se antes e depois do treinamento, a avaliação dos parâmetros de força muscular dentro dos grupos mostrou uma significativa melhora. A comparação entre os grupos não mostrou diferença significativa (Tabela 5).

Tabela 5 Comparações da força muscular intra- e intergrupo

Grupo	GP		p	GNP		p
Grupo	Pré	Pós	p	Pré	Pós	p
Cadeira extensora (kg)	13,5 ± 5,5	24,0 ± 8,3	0,00*	10,4 ± 5	20,6 ± 8,4	0,00*
Flexão de perna (kg)	7,9 ± 3,3	14,1 ± 4,3	0,00*	6,5 ± 3	11 ± 6,5	0,00*
Supino plano	12,6 ± 4,5	21,2 ± 6,5	0,00*	9,7 ± 5	18,2 ± 6,9	0,00*
Tríceps	8,9 ± 3,6	15,5 ± 4,4	0,00*	7,2 ± 3,5	12,3 ± 3,5	0,00*
Bíceps	8,4 ± 2,5	13,3 ± 3,4	0,00*	7,2 ± 3,1	11,4 ± 3,6	0,00*
Pulley alto costas	15,5 ± 5,7	28,5 ± 7,9	0,00*	11,8 ± 7,2	23,9 ± 11,4	0,00*

Diferença intra-grupo (teste t de Student para amostras dependentes, p < 0,05).

Discussão

Os achados deste estudo foram: melhora superior de gordura corporal, percentual de gordura acima do ideal e massa corporal, VO₂ pico e VO₂ no LV1 e LV2 no GP; e melhora da força muscular nos dois grupos. O treinamento periodizado é sugerido na maioria das diretrizes recentes.5^-8 Entretanto, a superioridade do treinamento periodizado (TR e TA) foi pouco estudada em pacientes com DAC.

O principal achado deste estudo foi que o programa de exercício periodizado foi superior ao convencional em relação ao aumento do VO₂ pico para coronariopatas participando de um programa de reabilitação. O VO₂ pico acha-se intimamente associado com morbimortalidade em cardiopatas.18 Essa informação é muito importante, pois a periodização ainda não é parte dos programas de reabilitação de pacientes com DAC.19 Além disso, o VO₂ pico é reconhecidamente o melhor indicador de sobrevida nessa população.20^-22 Logo, a inclusão da periodização como fundamental para a prescrição de exercício em programas de reabilitação cardíaca pode melhorar os resultados do VO₂ pico.

Teste de esforço cardiopulmonar

Os dois grupos de treinamento mostraram melhoras no VO₂ pico e no VO₂ do LV2, mas apenas o GP apresentou significativo aumento no VO₂ do LV1. O VO₂ pico é um preditor independente de morbimortalidade em pacientes com DAC.6 Na comparação entre grupos, o GP mostrou um significativo efeito em comparação ao GNP. Os dois grupos apresentaram melhora em sua capacidade funcional (% do valor previsto), com diferenças mais significativas em favor do GP, atribuídas à melhor estruturação da progressão da carga nesse grupo. A abordagem clássica para a periodização é o treinamento periodizado linear, que aparece nas diretrizes de treinamento para pacientes cardíacos,6^,8 mas nunca foi comparado ao treinamento não periodizado nessa população. O treinamento periodizado linear apresenta função cardíaca e musculoesquelética superior se comparado ao treinamento não periodizado para atletas e indivíduos saudáveis10^,23 e com relação ao risco cardiometabólico em adolescentes obesos.24 Ribeiro et al.,25 descreveram que, para iniciantes, os programas de caminhada continuam sendo a modalidade mais prescrita para pacientes com DAC, pois são seguros, controlados e podem ser realizados em qualquer lugar.

A intensidade do TA do GNP foi moderada, entre LV1 e LV2, isso é, entre as fases estáveis mínima e máxima da produção de lactato.19 Portanto, treinaram durante quase todo o período (36 sessões) usando predominantemente o sistema aeróbio como fonte de energia, sem gerar acidose, não sendo necessária a recuperação metabólica durante a sessão, permitindo a manutenção do treinamento contínuo. Jolliffe et al.,1 realizaram uma meta-análise envolvendo 8.440 pacientes com 32 estudos randomizados e controlados. Concluíram que o TA era seguro, melhorava a capacidade aeróbia e reduzia a mortalidade, confirmando os achados do presente estudo para o GP.

Os pacientes no GP treinaram no mesmo intervalo de intensidade que aqueles do GNP (entre FCLV1 e FCLV2). Criou-se uma ZA de treinamento para os dois grupos correspondendo ao intervalo de FC para o LV1 e o LV2, mas a progressão da carga foi organizada para o GP. A intensidade do TA foi limitada à FCM até a 18ª sessão, sendo esse treinamento intervalado definido como o ideal para melhorar o desempenho aeróbio.22 A melhora do VO₂ do LV2 no GP foi atribuída a essa especificidade do treinamento, que não ocorreu no GNP. A partir da 19ª sessão (metade do macrociclo fundamental), os pacientes iniciaram o treinamento acima da FCM até a FC correspondente ao LV2. Devido ao aumento da intensidade de treino, iniciou-se o treinamento intervalado no GP. A partir do 5º minuto de caminhada na esteira, o paciente treinou por 2 minutos próximo à FCLV1, seguindo-se 1 minuto próximo à FCLV2, mantendo-se esse esquema alternado até completar 30 minutos de treino. Devido à sua especificidade, tal intensidade de treino causou maior aumento no VO₂ do LV2, um fato confirmado pelos achados do presente estudo. É importante salientar que esse TA intervalado, limitado pela fase estável máxima da produção de lactato, já foi comprovado. Cornish et al.,26 publicaram uma meta-análise envolvendo 213 pacientes de sete estudos randomizados, demonstrando a necessidade de mais estudos para determinar os riscos e benefícios do treinamento intervalado acima do LV2. Além disso, os autores ressaltaram as diferentes metodologias de prescrição, com pacientes iniciando o programa de exercício com séries de treinamento intervalado de alta intensidade na maioria dos casos.27 Acreditamos que a periodização permita maior padronização das prescrições.

Composição corporal

Os participantes do GP apresentaram redução da massa gorda, da percentagem de gordura acima da ideal e do peso corporal. Incrementos na massa corporal e gordura corporal estão associados com várias doenças crônicas, como diabetes e doença cardiovascular.28

Estudos mostraram que o TA moderado promove melhora da composição corporal.29^,30 Isso é importante uma vez que a obesidade é considerada um relevante fator de risco cardiovascular modificável.31 A simples melhora dos hábitos alimentares não é suficiente para uma diminuição rápida e apropriada da massa gorda. Logo, a associação de exercício físico é fundamental para a redução do peso corporal e a manutenção de longo prazo dessas alterações.31 Estudos,28^,32^,33 reconheceram o exercício aeróbio como a forma de treinamento mais adequada, pois promove efeitos positivos no metabolismo da glicose e dos lipídeos e diminuição da gordura corporal, em associação com exercícios de fortalecimento. Inoue et al.,24 mostraram que a associação de força e TA foi mais eficiente do que apenas o TA para melhorar o perfil lipídico e a resistência insulínica em adolescentes obesos.

A melhora na capacidade aeróbia ou tolerância ao exercício resulta em maior consumo de calorias para manter a atividade, queimando, consequentemente, mais gordura.24 Lira et al.,34 estudaram os efeitos da intensidade e do tipo de exercício nos perfis de lipoproteínas, enfatizando o maior gasto de energia obtido com a associação de volume e intensidade. Isso justifica o achado de que o GP, com sua maior evolução cardiopulmonar e tolerância ao exercício, apresentou maior redução da gordura corporal. Isso resulta do fato de que a melhora da capacidade aeróbia aumenta o gasto calórico por sessão, pois o paciente caminha mais no mesmo intervalo de tempo.

Função musculoesquelética

Os dois grupos de treinamento apresentaram significativa melhora na força depois do período de treinamento. Nesse caso, o GP apresentou vantagem.

Durante o período de adaptação, os pacientes trabalharam com cargas equivalentes a 30% do máximo determinado no teste de 1RM. No período fundamental, trabalharam com cargas equivalentes a 40%, e, no período específico, com 50%. Essa progressão organizada da carga foi mais efetiva do que a progressão aleatória usada para o GNP. Isso poderia ser atribuído ao fato de que tais cargas de treinamento baixas não recrutariam diferentes fontes de energia e/ou tipos de fibras musculares. Além disso, nas primeiras 12 semanas de treinamento, o aumento da força ocorre devido à adaptação neural e não à hipertrofia, que independe da carga.8^,11 O aumento da força observada nos dois grupos pode ter contribuído para melhorar o VO₂ pico, a velocidade da caminhada e a inclinação alcançada durante o TECP.27

Portanto, o estudo do treinamento é extremamente importante para que os atletas alcancem alto desempenho e os pacientes, como os cardiopatas, reduzam o risco de mortalidade, o que tem alta relevância social.

Conclusão

O presente estudo mostrou que, nos programas de reabilitação cardíaca para pacientes com DAC, a periodização do treinamento pode melhorar os resultados se comparado ao modelo convencional, ao se considerar as seguintes variáveis: VO₂ pico, VO₂ para o LV2, VO₂ para o LV1, porcentagem de gordura e peso corporal. Esses achados são muito importantes para futuros estudos envolvendo treinamento físico e reabilitação cardíaca.

Acreditamos que, no presente momento, antes de passar para estudos comparativos entre exercícios contínuos de intensidade moderada versus exercícios intervalados de alta intensidade, deve-se incluir a periodização como ferramenta de prescrição para aprimorar os resultados da intervenção ou tratamento com exercício físico para indivíduos com DAC.

Limitações do estudo

O pequeno número de pacientes avaliados e o uso do protocolo de Faulkner para avaliar composição corporal são limitações deste estudo. Não foram avaliados os marcadores inflamatórios nem o estresse oxidativo, nem realizada a redução dos medicamentos para hipertensão.

Fontes de financiamento

O presente estudo não teve fontes de financiamento externas.

Vinculação acadêmica

Este artigo é parte de tese de Pós-Doutorado de Rafael Michel de Macedo pela Pontifícia Universidade Católica do Paraná.

Aprovação ética e consentimento informado

Este estudo foi aprovado pelo Comitê de Ética da Pontifícia Universidade Católica do Paraná sob o número de protocolo 434/2010. Todos os procedimentos envolvidos nesse estudo estão de acordo com a Declaração de Helsinki de 1975, atualizada em 2013. O consentimento informado foi obtido de todos os participantes incluídos no estudo.