Endurance muscular inspiratória em indivíduos obesos e eutróficos

La resistencia muscular inspiratoria en individuos obesos y eutróficos

RESUMO

O objetivo deste estudo foi comparar a endurance muscular inspiratória e as respostas hemodinâmicas de indivíduos obesos e eutróficos. Trata-se de um estudo transversal com amostra composta por 20 indivíduos obesos (31±6 anos, 10 homens, 37,5±4,7 kg/m2) e 20 indivíduos eutróficos (29±8 anos, 10 homens, 23,2±1,5 kg/m2). A força muscular inspiratória e expiratória foi mensurada por manovacuometria, através da determinação da pressão inspiratória máxima e da pressão expiratória máxima. A endurance muscular inspiratória foi determinada por meio de exercício inspiratório com carga progressiva, iniciado com carga de 50% da pressão inspiratória máxima por 3 minutos, seguidos de incremento de 10% a cada 3 minutos até que o indivíduo fosse incapaz de continuar o teste. Verificou-se que os indivíduos obesos (470 ± 326 seg) apresentaram endurance muscular inspiratória reduzida em comparação com os eutróficos (651 ± 215 seg). A força muscular inspiratória e expiratória não diferiu entre os grupos. O teste de exercício progressivo induziu aumento da pressão arterial sistólica, diastólica e média e da frequência cardíaca, semelhante em indivíduos obesos e eutróficos. Foi possível concluir que embora a endurance muscular inspiratória de indivíduos obesos seja menor que a de eutróficos, as respostas hemodinâmicas induzidas pelo teste de endurance muscular inspiratória foram semelhantes nos dois grupos.

Descritores
Obesidade; Volume de Reserva Inspiratória; Hemodinâmica; Pressão Arterial

RESUMEN

Este estudio pretende comparar la resistencia muscular inspiratoria con las respuestas hemodinámicas de individuos obesos y eutróficos. Se trata de un estudio transversal con la muestra formada por 20 individuos obesos (31±6 años, 10 hombres, 37,5±4,7 kg/m²) y 20 individuos eutróficos (29±8 años, 10 hombres, 23,2±1,5 kg/m²). La fuerza muscular inspiratoria y espiratoria se midió por manovacuometría, por medio de la evaluación de la presión inspiratoria máxima y la presión espiratoria máxima. Se evaluó la resistencia muscular inspiratoria mediante el ejercicio inspiratorio con carga progresiva, que se inició con un 50 % de carga de la presión inspiratoria máxima durante 3 minutos, siendo aumentada en un 10 % cada 3 minutos hasta que el individuo no pudiese continuar la prueba. Se encontró que los individuos obesos (470±326 seg) tuvieron menor resistencia muscular inspiratoria comparados a los eutróficos (651±215 seg). La fuerza muscular inspiratoria y espiratoria no difirió entre los grupos. La prueba de esfuerzo progresiva provocó el aumento de la presión arterial sistólica, diastólica y media, así como de la frecuencia cardíaca, tanto en los individuos obesos como en los eutróficos. Se concluyó que, aunque había sido menor la resistencia muscular inspiratoria en los individuos obesos comparados a los eutróficos, las respuestas hemodinámicas de la prueba de resistencia muscular inspiratoria fueron similares en ambos grupos.

Palabras clave
Obesidad; Volumen de Reserva Inspiratoria; Hemodinámica; Presión Arterial

ABSTRACT

The objective of this study was to compare inspiratory muscle endurance and hemodynamic responses between obese and eutrophic individuals. In this cross-sectional study participated 20 obese individuals (31±6 years old, 10 men, 37.5±4.7 kg/m²) and 20 healthy subjects (29±8 years old, 10 men, 23.2±1.5 kg/m²). Inspiratory and expiratory muscle strength were measured by a manovacuometry through the determination of the maximum inspiratory pressure (MIP) and the maximum expiratory pressure (MEP), respectively. Inspiratory muscle endurance was determined by na incremental test with an initial load of 50% MIP and increments of 10% MIP every 3 minutes until the individual was unable to continue the test. Obese (470±326 sec) showed a reduction in inspiratory muscle endurance compared to eutrophic individuals (651±215 sec). Inspiratory and expiratory muscle strength did not differ between groups. Inspiratory muscle endurance test induced a similar increase in systolic, diastolic and mean arterial pressure, as well as in heart rate in obese and eutrophic individuals. In conclusion, obese show reduction of inspiratory muscle resistance compared to eutrophic individuals, but the hemodynamic responses induced by inspiratory muscle resistance test did not differ between obese and eutrophic patients.

Keywords
Obesity; Inspiratory Reserve Volume; Hemodynamics; Arterial Pressure

INTRODUÇÃO

A obesidade pode estar relacionada à redução da força muscular inspiratória, levando ao aumento do esforço inspiratório, do consumo de oxigênio e do gasto energético¹, que pode contribuir com elevados índices de fadiga diafragmática². Entretanto, estudos sobre a força muscular respiratória (FMR) em obesos mórbidos têm apresentado resultados conflitantes³. Uma pesquisa indicou que o excesso de massa corporal não altera a mecânica muscular respiratória⁴, enquanto outra descreveu não haver associação entre FMR e índice de massa corporal (IMC) ⁽⁵. Além disso, a força muscular inspiratória e expiratória de obesos encontrava-se dentro dos limites de normalidade quando comparada a indivíduos eutróficos⁵. Em contrapartida, dois estudos apontam um aumento da FMR em obesos mórbidos^{6), (7}.

Além da falta de consenso sobre a influência da obesidade na FMR, aparentemente a endurance muscular inspiratória permanece sem investigação em obesos. Há apenas um estudo, recentemente publicado, que mostrou associação significativa entre o peso corporal e a endurance muscular inspiratória avaliada através do exercício inspiratório resistido em crianças e adolescentes eutróficos⁸.

Em indivíduos saudáveis, o exercício inspiratório resistido eleva a pressão arterial e a frequência cardíaca^{9)- (11}. Essas respostas hemodinâmicas ao exercício inspiratório resistido podem se alterar em várias condições clínicas, como na insuficiência cardíaca crônica (ICC) ^{(12), (13)} e no diabetes mellitus¹⁴_.

Os efeitos da obesidade sobre a endurance muscular inspiratória e as respostas hemodinâmicas ao exercício inspiratório resistido ainda carecem de investigação em indivíduos obesos. Partindo da hipótese de que a endurance muscular inspiratória e as respostas hemodinâmicas encontram-se alteradas em indivíduos obesos, o objetivo desta pesquisa foi comparar a reação de indivíduos obesos e eutróficos ao exercício inspiratório resistido.

METODOLOGIA

Trata-se de estudo transversal, com amostra de conveniência composta por indivíduos obesos (n=20) e eutróficos (n=20) recrutados através de divulgação dos critérios de inclusão e exclusão nas redes sociais, nas estratégias de saúde da família e em clínicas especializadas no tratamento da obesidade. Todos os voluntários eram sedentários, não fumantes, livres de doenças cardiovasculares, pulmonares, neuromusculares e infecciosas. Foram incluídos indivíduos obesos com IMC>30kg/m² e eutróficos com IMC≥18,5 e <25kg/m², com idade entre 18 e 46 anos. Os indivíduos eutróficos foram pareados por sexo e idade em relação aos obesos. Foram excluídos os indivíduos com problemas de saúde agudos ou reclamações emergentes no último mês (infecções virais ou bacterianas, acidentes, reações alérgicas), doenças do sistema nervoso ou condições que afetassem o entendimento e a participação no estudo, gravidez, diabetes mellitus tipo I, doença arterial coronariana sintomática, disfunção ventricular esquerda, asma brônquica, doença pulmonar obstrutiva crônica, neuropatias crônicas e uso de drogas como corticosteroides ou broncodilatadores.

Materiais e procedimentos

Em dias distintos, os indivíduos foram submetidos a coleta sanguínea para os exames laboratoriais, avaliação da força muscular inspiratória e expiratória e teste de endurance muscular inspiratória.

Exames laboratoriais

Após 12 horas de jejum, foram coletados aproximadamente 8ml de sangue dos indivíduos para análise laboratorial da glicemia, dos triglicerídeos e do colesterol total, HDL-C, LDL-C. As amostras foram processadas no mesmo dia da coleta, sendo utilizado o soro para as análises, pelo método enzimático, por meio do aparelho Analisador Automático Biosystems A-25¹⁵.

Avaliação da força muscular respiratória

A força muscular inspiratória e expiratória foi determinada pela pressão inspiratória máxima (PImáx) e pela pressão expiratória máxima (PEmáx), medidas com um manovacuômetro analógico (Famabras, Brasil), calibrado em cmH₂O com limite operacional de +/-300cmH₂O. As manobras respiratórias foram repetidas até encontrar seis medidas com variação menor que 10%. O maior valor obtido foi utilizado como PImáx e como PEmáx¹⁶. Os valores preditos de PImáx e PEmáx para o sexo e a idade foram calculados através da equação de Neder et al. ⁽¹⁷.

Avaliações antropométricas

O IMC foi calculado pelo peso (kg) dividido pela altura elevada ao quadrado (m²), conforme preconizado pela Organização Mundial da Saúde (OMS) ⁽¹⁸. O peso foi mensurado com uma balança (Plenna Slim Digital, Brasil) e a altura com um estadiômetro (Compacto E210 - Wiso^®, Brasil).

As circunferências da cintura e do quadril foram mensuradas com uma fita métrica com escala de 0 a 250 centímetros. O índice cintura-quadril foi calculado dividindo a circunferência da cintura pela circunferência do quadril. As medições foram realizadas com os indivíduos na postura ortostática¹⁹.

Avaliação da endurance muscular inspiratória

Primeiramente, foi determinada a PImáx. Após 15 minutos de repouso, os indivíduos se sentaram para a mensuração da pressão arterial, da frequência cardíaca e da saturação de oxigênio arterial. O teste de endurance muscular inspiratória foi realizado com os participantes usando um clipe nasal, enquanto respiravam continuamente através de um bocal conectado a uma resistência inspiratória linear (POWERbreathe, Southam, Reino Unido) de 50% da PImáx com incremento de 10% da PImáx a cada três minutos, até o momento em que o indivíduo se mostrasse incapaz de continuar o teste. Os indivíduos deviam manter uma frequência respiratória de 15 respirações por minuto, seguindo um sinal auditivo distinto para inspiração e expiração, proveniente de um metrônomo. Foram utilizados como medida da endurance muscular inspiratória o maior valor de pressão inspiratória sustentada por no mínimo 60 segundos (Pthmax), expresso como percentual da PImáx (Pthmax/PImáx) ^{(20), (21}, e a duração do teste expressa em segundos.

As variáveis hemodinâmicas foram mensuradas em repouso e ao final do teste de endurance muscular inspiratória. A pressão arterial foi medida no braço não dominante com um esfigmomanômetro (Unilet^®, Brasil). O manguito foi posicionado de 2 a 3cm acima da fossa cubital, e o estetoscópio sem compressão excessiva sobre a artéria braquial. A pressão arterial sistólica foi estimada pela ausculta do primeiro som (fase I de Korotkoff) e a pressão arterial diastólica pelo desaparecimento dos sons (fase V de Korotkoff) ⁽²². A frequência cardíaca e a saturação de oxigênio arterial foram mensuradas por um oxímetro de pulso (Fingertip Pulse Oximeter, China).

Os dados foram analisados, expressos como média e desvio-padrão e distribuídos conforme determinado pelo teste de Kolmogorov-Smirnov. Para análise dos resultados, utilizou-se o software SPSS 22.0. A força e a endurance muscular inspiratória foram comparadas entre obesos e eutróficos por meio do teste t de Student para amostras independentes. A análise de variância para medidas repetidas (ANOVA) foi utilizada para avaliar os efeitos do teste de endurance muscular inspiratória sobre as variáveis hemodinâmicas em indivíduos obesos e eutróficos. A associação entre as variáveis foi analisada através da correlação de Pearson. Foi considerado significativo p<0,05.

RESULTADOS

Em relação à avaliação clínica, os grupos não diferiram quanto a idade e gênero. Já na avaliação antropométrica, apesar de os indivíduos obesos, conforme esperado, apresentarem maior peso corporal, maior IMC e maiores medidas de circunferência da cintura e do quadril do que os eutróficos, o índice cintura-quadril não diferiu entre os grupos. Os indivíduos obesos foram estratificados em graus de obesidade: 6 deles como obesos grau I, 9 como obesos grau II e 5 como obesos grau III. A avaliação laboratorial apontou glicemia, triglicerídeos e colesterol total superiores nos indivíduos obesos em comparação com indivíduos eutróficos (Tabela 1).

Tabela 1
Características clínicas dos indivíduos obesos e eutróficos

	Obesos	Eutróficos	p
	(n=20)	(n=20)
Idade (anos)	31,40±6	29,45±8	0,389
Gênero (masculino/feminino)	10 Masculino	10 Masculino	______
Peso (kg)	107,3± 18,7	66,0±8,8	0,001*
Altura (m)	1,68±0,8	1,68±0,1	0,879
IMC (kg/m²)	37,5±4,7	23,2±1,5	0,001*
Circunferência Cintura (cm)	112,8±10	81,7±8,7	0,001*
Circunferência quadril (cm)	121,8±10,3	89,4±8,1	0,001*
Índice cintura-quadril	0,92±0,09	0,91±0,07	0,610
Glicemia jejum (mg/dL)	92,6±12,6	75,65±7,4	0,001*
Triglicerídeos (mg/dL)	128±53	91±32	0,013*
Colesterol (mg/dL)	166±32	147±23	0,046*

• IMC: índice de massa corporal. *p=0,05

A Tabela 2 mostra que a força muscular inspiratória, representada pela PImáx, e a força muscular expiratória, representada pela PEmáx, não apresentaram diferenças significativas entre indivíduos obesos e eutróficos, tanto para os valores absolutos quanto para os preditos para o sexo e idade segundo a equação proposta por Neder et al. ⁽¹⁷. A duração do teste de endurance muscular inspiratória de indivíduos eutróficos (651±215seg) foi maior do que entre os obesos (470±326seg p=0,04), porém a PImáx atingida no final do teste não diferiu significativamente entre os grupos (obesos=77±24cmH₂O; eutróficos=84±26cmH₂O, p=0,88). Em repouso, os indivíduos obesos apresentaram pressão arterial sistólica e diastólica e frequência cardíaca maior do que a dos eutróficos. Porém, o aumento da pressão arterial sistólica e diastólica e da frequência cardíaca foi semelhante em ambos os grupos ao final do teste de endurance muscular inspiratória. Já a saturação periférica do oxigênio não foi alterada pelo teste (Tabela 3).

Tabela 2
Valores da força muscular respiratória na amostra

	Obesos	Eutróficos
(n=20)	(n=20)
PImáx (cmH2O)	120,1± 45,1	118,0±31,3
% PImáx predita	105,5±26,1	103,7±25,7
PEmáx (cmH2O)	113,5±41,4	121,0±26,0
% PEmáx predita	96,3±24,2	102,2±18,3

• PImáx: pressão inspiratória máxima (p=0,814); % PImáx predita: percentual da pressão inspiratória máxima predita para o sexo e idade (p=0,670); PEmáx: pressão expiratória máxima (p=0,496); % PEmáx predita: percentual da pressão expiratória máxima predita para o sexo e idade (p=0,395)

Tabela 3
Respostas hemodinâmicas durante o teste de endurance muscular inspiratória

	Obesos		Eutróficos		p	p
	(n=20)		(n=20)
	Pré	Pós	Pré	Pós	Obesos vs. Eutróficos	Pré vs. Pós
PAS (mmHg)	133±12†	143±2*	117±12	127±15*	0,001	0,001
PAD (mmHg)	84±12†	93±14*	77±8	81±8*	0,004	0,001
FC (bpm)	84±15†	92±22*	79±9	87±10*	0,001	0,003
SpO2 (%)	97±1,5†	97±3,6	98 ±1,0	98±1,5	0,021	0,907

• PAS: pressão arterial sistólica; PAD: pressão arterial diastólica; FC: frequência cardíaca; SpO₂: saturação periférica oxigênio; *p<0,05 vs. repouso; †p<0,05 vs. não obesos

A duração do teste de endurance muscular inspiratória foi inversamente associada com o IMC (r=-0,37; p=0,020). Porém, não houve associação significativa entre o percentual da PImáx, atingida no teste de endurance muscular inspiratória, com o IMC (r=-0,13; p=0,41), nem correlação entre a PImáx atingida no teste de endurance inspiratória progressiva com o IMC (r=-0,013; p=0,93).

DISCUSSÃO

O presente estudo demonstrou que a endurance muscular inspiratória de indivíduos obesos é menor em comparação com indivíduos eutróficos. Entretanto, as respostas hemodinâmicas, induzidas pelo exercício inspiratório resistido, foram semelhantes em ambos os grupos.

Partindo do pressuposto de que a endurance muscular inspiratória é importante para a análise das disfunções respiratórias, e que sua avaliação é simples e de fácil aplicabilidade, torna-se relevante o seu estudo na população obesa. Ressalta-se que até o momento não encontramos na literatura nenhum estudo que investigue se a obesidade altera a endurance muscular inspiratória, apenas uma pesquisa com crianças e adolescentes saudáveis, não obesos, que demonstrou a correlação entre desempenho no teste de endurance muscular inspiratória progressiva e peso e altura⁸.

Nosso estudo mostrou que a endurance muscular inspiratória está inversamente associada ao IMC. A obesidade não alterou as respostas hemodinâmicas ao exercício muscular inspiratório resistido, possivelmente devido à preservação da força muscular inspiratória em obesos. Corroborando esse achado, estudos prévios reportaram que a obesidade não altera a força dos músculos inspiratórios²³, a qual pode até se encontrar dentro da faixa de normalidade⁵. Em nossa pesquisa a carga de trabalho durante o teste de exercício inspiratório resistido foi semelhante para indivíduos obesos e eutróficos, entretanto a duração de exercício foi maior nos indivíduos eutróficos, sugerindo maior capacidade de trabalho do que em indivíduos obesos. Possivelmente, essa redução na endurance muscular inspiratória está relacionada ao tipo de fibra muscular e perfil metabólico durante a contração muscular²⁴.

De fato, o teste de endurance inspiratória mantido até a fadiga pode acumular metabólitos que estimulam os metaborreceptores a ativar o sistema nervoso simpático e a vasoconstrição periférica, elevando a pressão arterial^{25), (26), (11}. Apesar das respostas hemodinâmicas durante o exercício inspiratório resistido se assemelharem entre indivíduos obesos e eutróficos, o mecanismo fisiológico pode diferir entre os grupos. Em estudo prévio, o exercício de preensão manual elevou a pressão arterial média em crianças obesas e eutróficas de forma semelhante, porém o aumento da pressão arterial em crianças eutróficas foi mediado pela elevação da resistência vascular periférica, enquanto nas crianças obesas foi induzido pelo aumento no volume sistólico²⁷.

Corroborando pesquisas prévias^{28), (29}, os indivíduos obesos do presente estudo apresentaram adaptações cardiovasculares como elevação da pressão arterial sistólica, diastólica e média e da frequência cardíaca em repouso. Essas alterações podem ser explicadas pelos efeitos do tecido adiposo visceral no aumento da atividade do sistema nervoso simpático³⁰ e da angiotensina II, que associada à disfunção endotelial³¹ repercute na elevação da resistência vascular sistêmica e, portanto, da pressão arterial²⁹.

A relevância clínica desse estudo caracteriza-se pela aplicabilidade da avaliação da endurance muscular inspiratória na população obesa, até então pouco estudada. Além desse aspecto, o achado da diminuição da endurance muscular inspiratória nos indivíduos obesos pode fornecer informações sobre as limitações impostas pela obesidade na capacidade de exercício físico, o que sugere que a força e a endurance muscular inspiratória podem ser utilizadas para determinar objetivos de programas de treinamento físico³².

CONCLUSÃO

Esse estudo mostrou que, em comparação com indivíduos eutróficos, indivíduos obesos apresentam redução da endurance muscular inspiratória, embora as respostas hemodinâmicas induzidas pelo teste de endurance muscular inspiratória sejam semelhantes nos dois grupos.

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• Laboratório de Fisiologia da Universidade de Cruz Alta (Unicruz) - Cruz Alta (RS), Brasil.
• Fonte de financiamento: Nada a declarar
• Aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade de Cruz Alta sob o parecer nº 51573315.7.0000.5322.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  Oct-Dec 2018
• Data do Fascículo
  Dez 2018

Histórico

• Recebido
  25 Fev 2018
• Aceito
  27 Jun 2018