fp
Fisioterapia e Pesquisa
Fisioter. Pesqui.
1809-2950
2316-9117
Universidade de São Paulo
RESUMEN
Evaluar el rendimiento de los músculos respiratorios en practicantes de ejercicios utilizando el método Reformer de Pilates después de un entrenamiento de 12 sesiones. Este estudio se realizó con 24 voluntarios, adultos jóvenes, sanos, no fumadores y no deportistas regulares, siendo divididos en grupo control (GC) y grupo entrenado (GE). El GE participó en un programa de entrenamiento ejecutando 6 ejercicios en el aparato Reformer. Ambos grupos se sometieron a evaluaciones iniciales y finales para analizar el rendimiento de los músculos respiratorios mediante la manovacuometría y la electromiografía del músculo recto abdominal. La prueba de Shapiro-Wilk se utilizó para verificar la normalidad de los datos. Se utilizó el análisis de varianza two-way para las comparaciones entre los grupos (GE y GC) y los momentos (inicial y final). Para comparaciones múltiples, se utilizó la prueba post-hoc de Scheffé. El GC y el GE se emparejaron por edad e IMC mediante la prueba t pareada. Se consideró el valor de significación p<0,05. Se observó una diferencia significativa (p=0,039) entre los valores iniciales (116,6 ± 12,8) y finales (120 ± 12,8) de PImax en el grupo entrenado, así como entre los valores de iniciales (75,3 ± 12,4) y finales (89,3 ± 13,7) de PEmax en el mismo grupo (p=0,0005). En la electromiografía, se observó una diferencia significativa (p=0,03) entre los momentos inicial (42,1 ± 15,8) y final (76,7 ± 37,1) del GE para el músculo recto abdominal izquierdo. Se concluye que las 12 sesiones de Pilates utilizando el aparato Reformer mejoran el rendimiento de los músculos respiratorios, aumentando la fuerza muscular inspiratoria y espiratoria.
INTRODUÇÃO
O Método Pilates (MP), desenvolvido por Joseph Pilates, que o chamava de “Contrologia”, é um sistema de condicionamento físico que possui seis princípios: concentração, controle, precisão, centramento, respiração e movimento fluido1.
O MP pode ser desenvolvido no solo ou com auxílio de aparelhos, sendo um deles o Reformer, que tem estrutura retangular sobre a qual se desliza um carrinho, uma barra de altura regulável para apoio dos pés ou das mãos e cinco molas responsáveis por oferecer resistência ao movimento2.
Durante os exercícios do MP, o treino da musculatura respiratória é constante, trabalhando tanto resistência quanto força3. O método prioriza a expansão lateral da caixa torácica e, assim, influencia os volumes pulmonares4. Consegue agir na mobilidade tóraco-abdominal, por meio do padrão respiratório adotado5, promovendo intenso recrutamento do músculo transverso do abdome e do músculo oblíquo interno, principalmente quando associado o padrão respiratório ao movimento de tronco6.
O MP vem se popularizando, mas a literatura ainda é escassa no que diz respeito a seus benefícios para o sistema respiratório. Trata-se de investigação relevante, mediante o enfoque dado para o controle respiratório nessa metodologia de exercícios físicos7. Salvadeo et al. (5 propõem, também, que pesquisas voltadas para o entendimento da fisiologia da prática do MP nos diferentes sistemas corporais devem ser realizadas, ratificando a ascensão e o destaque de tal metodologia.
Acredita-se que a realização de um protocolo de exercícios físicos baseado no MP proporcione incremento no desempenho muscular respiratório. Portanto, o objetivo deste estudo foi analisar esse desempenho e a atividade elétrica do músculo reto abdominal em praticantes de exercícios que utilizaram o aparelho Reformer do MP após 12 sessões.
METODOLOGIA
Delineamento do estudo
Trata-se de um estudo de abordagem quantitativa, com delineamento longitudinal e descritivo.
Sujeitos
A amostra foi não probabilística, composta por 24 voluntárias do sexo feminino, idades entre 21 e 34 anos, saudáveis, não tabagistas, não praticantes de exercício físico regular e iniciantes no MP.
O trabalho seguiu todos os preceitos éticos, sendo aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM), sob número 2406.
As participantes foram distribuídas em dois grupos, sendo eles Grupo Treinado (GT, n=12) e Grupo Controle (GC, n=12). A distribuição ocorreu com a ordem do aceite de participação no estudo alternando entre GT e GC. O estudo foi conduzido em um laboratório da UFTM.
Coleta de dados
Foram aferidos os valores da massa corporal (kg) e da estatura (m) e calculado o valor do índice de massa corporal (IMC, em kg/m2). Para isso, utilizou-se balança digital da marca Balmak, classe III, com capacidade de 150kg e divisão de 50g para massa corporal, capacidade de 2 metros e divisão de 0,5 metros para estatura.
Os dois grupos foram submetidos a avaliações iniciais e finais. Foi mensurada a pressão inspiratória máxima (PImáx) e a pressão expiratória máxima (PEmáx), por meio do manovacuômetro analógico da marca Comercial Médica com escala de -120 a +120cmH2O e divisão de 4cmH2O. Todas as medidas foram coletadas pelo mesmo pesquisador e realizadas sob comando verbal homogêneo, com as voluntárias sentadas, os pés apoiados, as narinas ocluídas por uma pinça nasal para evitar o escape de ar, e mantendo um bocal entre os lábios8. A medida da PImáx ocorreu durante esforço iniciado a partir do volume residual, e a da PEmáx a partir da capacidade pulmonar total. Cada voluntária executou três esforços de inspiração e expiração máximos, tecnicamente satisfatórios, considerando para a análise desse estudo o maior valor obtido9)- (11). Os valores previstos de PImáx e PEmáx foram calculados segundo Neder et al. (12.
Para a análise da atividade elétrica do músculo reto abdominal, utilizou-se eletromiógrafo Miotool 400USB (Miotec®) de quatro canais, sensores ativos diferenciais, eletrodos de Ag/AgCl de forma quadrangular com 1cm de diâmetro (MAXICOR®), ganho de 1000x por canal, conversor A/D 14Bits, taxa de aquisição de 1000Hz por canal, taxa de rejeição de modo comum de 110db, nível de ruído <2 LSB (Low Significative Bit) e impedância de entrada de 1010Ohm//2pF. O sinal foi tratado com auxílio do software Miograph (Miotec®), sendo filtrado por filtro passa-banda de 20-500hz, Butterworth de 4ª ordem.
Para a colocação dos eletrodos, o preparo da pele foi realizado segundo as recomendações do Surface Electromyography for the Non-Invasive Assessment of Muscles (SENIAM) (13. Os eletrodos foram posicionados no ventre muscular bilateralmente, no sentido das fibras musculares, 1cm acima do umbigo e a 2cm da linha abdominal média14. As voluntárias foram posicionadas em decúbito dorsal sobre uma maca, com os joelhos semifletidos, e orientadas a realizarem flexão voluntária isométrica máxima do tronco contra resistência manual imposta pelo examinador na região dos ombros, impedindo a elevação do tronco, mantida por 6 segundos, e registrada pelo eletromiógrafo para posterior análise. Foram analisados os valores de RMS (Root Means Square) e normalizados pela CIVM (contração isométrica voluntária máxima).
As avaliações foram realizadas por uma pesquisadora devidamente capacitada e a aplicação dos exercícios por outra pesquisadora habilitada no MP.
Intervenção
O protocolo de exercícios ocorreu três vezes por semana, com duração de 50 a 60 minutos por sessão, sendo realizada uma série de 10 repetições para cada exercício, totalizando 12 sessões.
Anteriormente às 12 sessões propostas, foi realizada uma sessão para familiarização com o aparelho Reformer, os exercícios selecionados e os princípios do método.
O GT foi, inicialmente, submetido à sessão de preparação muscular global realizada no solo através de autoalongamentos, realizados em três séries, com manutenção de 20 segundos cada.
Em seguida, as voluntárias foram submetidas aos exercícios do MP (Footwork toes, Leg series one leg (Figura 1), Hundred - variação, Arms up and down, Arms pulling e Bridge) realizados no aparelho Reformer. O exercício Hundred, que originalmente deve ser repetido 100 vezes (10 séries de 10 repetições), foi adaptado e executado uma série de 10 repetições. Essa variação foi utilizada pelo fato de as voluntárias serem iniciantes no método e, também, para padronizar o volume de treinamento em todos os exercícios.
Figura 1
Execução do exercício Leg series one leg no aparelho Reformer
Fonte: Arquivo Pessoal da Autora.
Como forma de resfriamento, ao final, realizaram-se exercícios respiratórios posicionadas em decúbito dorsal, no solo. O GC não participou do programa de treinamento com exercícios do MP e não praticou outra modalidade de exercício físico regular no período da pesquisa.
Análise estatística
Na análise estatística os dados foram analisados pela média e desvio padrão para cada variável. Utilizou-se o teste de Shapiro-Wilk para verificar a normalidade dos dados. A análise de variância two-way (ANOVA) foi empregada para as comparações entre os grupos (GT e GC) e os momentos (inicial e final). Para comparações múltiplas, utilizou-se o teste post-hoc de Scheffé, a fim de identificar as diferenças específicas nas variáveis em que os valores de F foram superiores ao critério de significância estatística determinado (p<0,05). Para verificação de diferenças entre idade e IMC, entre os grupos, utilizou-se o teste t pareado.
RESULTADOS
Os grupos Controle e Treinado foram pareados para idade e IMC. As médias da idade e os dados antropométricos iniciais para os dois grupos (GC e GT) estão descritos na Tabela 1. Não houve diferença significante entre os grupos para as variáveis analisadas.
Tabela 1
Valores iniciais de antropometria e de idade dos grupos (média ± desvio padrão)
Grupos
Massa Corporal (kg)
Estatura (m)
IMC (kg/m²)
Idade (anos)
Controle
66,0 ± 8,3
1,64 ± 0,04
24,5 ± 3,2
28,4 ± 4,1
Treinado
63,4 ± 8,3
1,67 ± 0,05
22,7 ± 2,9
29,6 ± 4,0
p
0.1500
0.4919
p< 0,05: valores de significância
Na Tabela 2, estão descritos os valores de PImáx e PEmáx obtidos e preditos. A média inicial dos valores obtidos já estava acima da média dos valores preditos para a população analisada. Houve diferença significante (p=0,039) entre os valores iniciais (116,6 ± 12,8) e finais (120 ± 12,8) de PImáx no Grupo Treinado, assim como entre os valores iniciais (75,3 ± 12,4) e finais (89,3 ± 13,7) de PEmáx nesse mesmo grupo (p=0,0005).
Tabela 2
Valores das pressões inspiratórias e expiratórias máximas obtidos (média ± desvio padrão)
Grupos
PImáx (cmH2O)
PEmáx (cmH2O)
Inicial
Final
p
Inicial
Final
p
Controle
115,0 ± 13,8
115,8 ± 12,8
0,750
78,3 ± 20,6
79 ± 20,6
0,79
Treinado
116,6 ± 12,8
120 ± 00,0
0,039*
75,3 ± 12,4
89,3 ± 13,7
0,0005*
p
0,65
0,12
0,52
0,34
* p< 0,05: valores de significância
Média dos valores preditos para a população avaliada (cmH₂O): PImáx 95,9 e PEmáx 97,5.
Na Tabela 3, estão descritos os resultados da eletromiografia. Foi utilizado o valor médio de RMS de cada grupo e entre os grupos, comparando o momento inicial e final. Houve diferença significante (p=0,03) entre o momento inicial (42,1 ± 14,3) e final (76,7 ± 28,1) do GT para o músculo reto abdominal esquerdo e tendência à significância (p=0,062) para o músculo reto abdominal direito (momento inicial: 39,1 ± 21, momento final: 73,3 ± 42,4).
Tabela 3
Valores de RMS de reto abdominais para os diferentes grupos (média ± desvio padrão)
Grupos
Reto abdominal direito
Reto abdominal esquerdo
Inicial
Final
p
Inicial
Final
p
Controle
48,3 ± 18,9
55,8 ± 18,6
0,38
46,5 ± 20,9
57,8 ± 18,1
0,23
Treinado
39,1 ± 21
73,3 ± 42,4
0,062
42,1 ± 14,3
76,7 ± 28,1
0,03*
p
0,34
0,25
0,63
0,16
* p< 0,05: valores de significância
DISCUSSÃO
Este estudo analisou o efeito de 12 sessões do MP utilizando o aparelho Reformer sobre a força da musculatura respiratória e a atividade elétrica do músculo reto abdominal. Observou-se o aumento de PImáx e PEmáx, com diferença significante na atividade elétrica apenas do músculo reto abdominal esquerdo após o protocolo, confirmando parcialmente nossa hipótese.
Um dos aparelhos utilizados foi a manovacuômetro, que é simples, prático e preciso na avaliação da força muscular respiratória15, de fácil manuseio, com possibilidade de calibração5 e utilizado por diversos estudos16)- (19.
Outro aparelho foi o eletromiógrafo, que fornece resultados de grande interesse clínico, além de constituir-se em um método cientificamente consagrado e aceito20. A análise eletromiográfica realizada neste estudo foi pré e pós a realização do protocolo de exercícios, diferente de outros estudos que fizeram essa análise durante a execução de posições/exercícios específicos do MP21)- (23. O método de avaliação proposto objetivou verificar a hipótese de obter uma melhor ativação muscular abdominal, como o ocorrido no GT, o que significaria um ganho de controle motor.
O resultado significante no músculo reto abdominal esquerdo e não significante no direito pode estar relacionado ao posicionamento do avaliador no momento da avaliação. Em todas as avaliações este ficou localizado ao lado esquerdo das participantes, lado no qual ficaram também dispostos o equipamento de eletromiografia e o monitor do computador. Porém, houve tendência a valores significantes do lado direito, sendo necessário, talvez, um maior número de sessões ou de participantes para evidenciar o ganho da ativação muscular.
Neste estudo, foi utilizado protocolo de duração diária de 50 a 60 min, semelhante ao de outros autores18), (24) e que ocorre na maioria dos trabalhos de intervenção com o MP25. As 12 sessões propostas caracterizam um protocolo de exercício físico de curto prazo, que é o que comumente ocorre na prática clínica - nas primeiras quatro a oito semanas de exercícios ocorrem principalmente adaptações neuromusculares26. Na revisão sistemática realizada por Cadore et al. (27, que investigaram as adaptações neuromusculares decorrentes do treinamento resistido em idosos, observou-se que a melhora na força muscular máxima pode ser explicada por adaptações neurais e morfológicas. As principais adaptações neurais ao exercício físico resistido são o aumento no recrutamento das unidades motoras e na frequência de disparo dessas unidades.
Alguns estudos corroboram e outros divergem dos nossos resultados em relação à PImáx e PEmáx no GT. Rafael et al. (28 avaliaram jovens saudáveis em 10 sessões de Pilates no solo, e eles obtiveram aumento significante apenas da PImáx. Santos et al. (3 utilizaram um protocolo mais extenso, de 20 sessões de Pilates no solo, e detectaram aumento de PImax e PEmáx. O presente estudo obteve esse mesmo resultado, demonstrando que 12 sessões foram suficientes para evidenciar ganho de força muscular respiratória. Porém, há estudos com divergências dos resultados encontrados, como de Jesus et al. (7, no qual não houve diferença significante nos valores de PImáx e PEmáx em 24 sessões. Ressalta-se que os trabalhos encontrados voltam-se para a prática do MP no solo, diferindo deste trabalho que utilizou um aparelho específico, o Reformer, que permite trabalhar praticamente o corpo inteiro através do fortalecimento e do alongamento dos músculos25. Esse aparelho foi escolhido pela diversidade de exercícios físicos que podem ser realizados nele e pela facilidade de ajustes manuais possíveis para adaptá-lo às particularidades físicas de cada indivíduo.
Acredita-se que os resultados positivos encontrados no GT desse estudo sejam atribuídos principalmente a dois princípios que norteiam o MP: Respiração e Centralização. O músculo diafragma (principal músculo inspiratório) durante a respiração normal, com o abdome relaxado, tem a sua excursão livre, pois os músculos abdominais e os órgãos internos proporcionam pouca resistência à sua movimentação. Essa dinâmica é alterada durante os exercícios do MP, porque, ao realizar a respiração lateral (respiração característica do método), o músculo diafragma encontra resistência em sua excursão pela contração dos músculos abdominais (princípio de Centralização, que promove contração ativa principalmente dos músculos localizados na região abdominal, durante todo o exercício, para promover a estabilidade da coluna lombar) (29, que impedem o deslocamento dos órgãos, aumentando a pressão intra-abdominal e a tensão do músculo diafragma, o que, possivelmente, gera seu fortalecimento3.
Sabe-se que, no dia a dia clínico e esportivo, é necessário que o condicionamento físico e/ou a reabilitação ocorram a curto prazo. Dessa forma, este trabalho contribui ao mostrar que, com um número menor de sessões, é possível obter ganhos na força da musculatura respiratória e na ativação da musculatura abdominal.
Por se tratarem de participantes jovens e saudáveis, os valores iniciais de PImáx e PEmáx obtidos já estavam acima dos valores preditos para essa população. Uma limitação do estudo é que não foram realizadas avaliações em indivíduos com diagnóstico de disfunção respiratória. A princípio, optou-se por pessoas consideradas saudáveis, a fim de delinear o protocolo de treinamento e avaliação e, posteriormente, idealizar estudos com populações específicas.
Outras limitações do trabalho foram o número pequeno de participantes, a não realização de cálculo amostral e a utilização de apenas um equipamento do MP para a realização dos exercícios físicos propostos, uma vez que a rotina do método consiste na realização de exercícios em aparelhos diversificados e também no solo em uma mesma sessão.
CONCLUSÃO
As 12 sessões de Pilates utilizando o aparelho Reformer melhorou o desempenho muscular respiratório, tanto aumentando a força da musculatura inspiratória (PImáx) quanto o da musculatura expiratória (PEmáx) e promovendo melhora da ativação da musculatura reto abdominal em mulheres saudáveis.
Apesar de o presente estudo avaliar pessoas saudáveis, os resultados alcançados indicam que o MP pode ser importante recurso no tratamento de disfunções musculares respiratórias. Sugere-se que estudos que avaliem o efeito do MP em indivíduos que apresentem algum grau de comprometimento muscular respiratório sejam realizados, afim de evidenciar, de forma complementar, os benefícios do MP.
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Efeitos do método Pilates sobre a função pulmonar, a mobilidade tóraco-abdominal e a força muscular respiratória ensaio clínico não randomizado, placebo controlado
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Internet
2012
2019 Jan 28
22
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Dias
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Werba
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Electrical activity of powerhouse muscles during the teaser exercise of Pilates using different types of apparatus
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Rafael
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Efeitos do método pilates na força muscular respiratória
Anuário da Produção de Iniciação Científica Discente
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Barbosa
AW
Martins
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Vitorino
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Immediate electromyography changes of the biceps brachii and upper rectus abdominis muscles due to the Pilates centering technique
J Bodyw Mov Ther
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10.1016/j.jbmt.2013.01.003
Fonte de financiamento: CAPES; FAPEMIG e CNPq
3
Aprovado pelo Comitê de Ética em Pesquisa (CEP)/UFTM: Protocolo nº 2406.
ORIGINAL RESEARCH
Respiratory muscle performance after 12 sessions of training using the apparatus Reformer of Pilates method
0000-0002-3417-4215
Santos
Núbia Tomain Otoni dos
1
0000-0003-4235-1215
Souza
Lara Andrade
2
0000-0002-8986-079X
Donzeli
Marina Andrade
3
0000-0002-3469-6734
Oliveira
Karoline Cipriano Raimundo de
4
0000-0002-5972-3508
Gasparini
Andréa Licre Pessina
5
0000-0002-4432-4651
Bertoncello
Dernival
6
1
Physical Therapist from the Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba (MG), Brazil. E-mail: nubiatomain@yahoo.com.br.
2
Doctoral student in the Graduate Program in Health Care from Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba-MG. E-mail: lara.asouza@yahoo.com.br.
3
PhD student at the Graduation Program in Health Care, Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: marina_donzeli@hotmail.com.
4
Physical Therapist from the Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba (MG), Brazil. E-mail: karol_cipriano@hotmail.com.
5
Adjunct Professor Dr. from Department of Applied Physical Therapy of the Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba-MG. E-mail: andrealicre@gmail.com.
6
PhD Associate Professor from Department of Applied Physical Therapy of the Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba-MG. E-mail: dernival.bertoncello@uftm.edu.br.
Corresponding address: Lara Andrade Souza - Rua Olegário Maciel, 144, apto 1204 - Uberaba (MG), Brazil - Zip Code: 38010-230 - E-mail: lara.asouza@yahoo.com.br
Conflict of Interests: Nothing to declare
ABSTRACT
To analyze respiratory muscle performance in exercise practitioners using the Reformer of Pilates method after a 12-session training. This study was carried out with 24 volunteers, healthy young adults, non-smokers and non-regular exercisers, divided into control group (CG) and trained group (TG). The TG participated in a training program executing 6 exercises in the Reformer apparatus. Both groups were submitted to the initial and final evaluations to analyze the performance of the respiratory muscles through the manovacuometry and electromyography of the rectus abdominis muscle. The Shapiro-Wilk test was used to verify the data normality. Two-way analysis of variance was used for the comparisons between the groups (TG and CG) and moments (Initial and Final). For multiple comparisons, the Scheffé post hoc test was used. The groups Control and Trained were paired by age and BMI by paired t test. P <0.05 was considered for significance. A significant difference (p=0039) was observed between the initial (116.6 ± 12.8) and final (120 ± 12.8) values of MIP in the trained group, as well as between baseline values (75.3 ± 12.4) and final (89.3 ± 13.7) of MEP in the same group (p=0.0005). For electromyography, a significant difference (p=0.03) was observed between the initial (42.1 ± 15.8) and final (76.7 ± 37.1) moments of the TG for the left rectus abdominis muscle. The conclusion is that the 12 Pilates sessions using the Reformer apparatus improve respiratory muscle performance, increasing the inspiratory and expiratory muscle strength.
Keywords
Exercise and Movement Techniques
Respiratory Muscles
Electromyography
INTRODUCTION
The Pilates method (PM), developed by Joseph Pilates, who called it “Contrology”, is a system of physical conditioning that has six principles: concentration, control, precision, centering, breath and fluid movement1.
The PM can be practiced on the ground or using devices, and Reformer is one of them. It has a rectangular structure on which a carriage is pushed, with a riser adjustment knob for supporting the feet or hands and five springs responsible for offering resistance to movement2.
During the PM exercises, the training of the respiratory muscle is constant, working both resistance and strength3. The method prioritizes the lateral expansion of the rib cage and thus influences the lung volumes4. It can act in the abdominal-thoracic mobility, through the breathing pattern set5, promoting intense recruitment of the transversus abdominis muscle and the internal oblique muscle, especially when the breathing pattern is associated with the trunk movement6.
The PM has been growing in popularity, but the literature is still scarce concerning its benefits to the respiratory system. It is a relevant investigation, considering the focus given to the respiratory control in this methodology of physical exercises7. Salvadeo et al. (5 also propose that studies focused on the understanding of the physiology of the PM in different body systems must be carried out, endorsing the rise and prominence of such methodology.
One believes that a protocol of physical exercises based on the PM provides increased respiratory muscle performance. Therefore, this study aimed to analyze the performance and electrical activity of the rectus abdominis muscle in exercise practitioners that used the Reformer apparatus of the PM after 12 sessions.
METHODOLOGY
Study Design
This is a quantitative study, with a longitudinal and descriptive design.
Subjects
The non-probability sample was composed of 24 female volunteers, aged between 21 and 34 years, healthy, non-smokers, non-regular exercisers and beginners in the PM.
This study followed all ethical precepts, being approved by the Research Ethics Committee of the Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM), under number 2406.
The participants were divided into two groups: trained group (TG, n=12) and control group (CG, n=12). The distribution followed the order of acceptance of participation in the study, alternating between TG and CG. The study was conducted in a lab from UFTM.
Data Collection
The body mass (kg) and height (m) were measured, and the value of body mass index was calculated (BMI, in kg/m2). For this purpose, a Balmak digital scale, class III, with a capacity of 150 kg and division of 50g for body mass, capacity of 2 m and 0.5 m for height, was used.
Both groups were subjected to initial and final assessments. The maximum inspiratory pressure (MIP) and the maximum expiratory pressure (MEP) were measured, using a digital manovacuometer, brand Comercial Médica, with a scale from -120 to + 120cmH2O and division of 4cmH2O. All measures were taken by the same researcher and carried out through homogeneous verbal command, with the volunteers sitting, their feet on the ground, their nose occluded by a nose clip to prevent the air from escaping, and keeping a mouthpiece between their lips8. The MIP was measured during effort started from the residual volume, and the MEP from the total lung capacity. Each volunteer performed three efforts of inspiration and expiration, technically satisfactory, considering the largest value obtained for the analysis of this study9)- (11). The values of MIP and MEP predicted were calculated according to Neder et al. (12.
For analyzing the electrical activity of the rectus abdominis muscle, a Miotool 400USB four-channel electromyography (Miotec®), differential active sensors, Ag/AgCl square electrodes with 1 cm in diameter (MAXICOR®), 1000 x gain per channel, a 14-bit A/D converter, an acquisition rate of 1000 Hz per channel, common mode rejection ratio of 110db, noise level of <2 LSB (Low Significative Bit), and input impedance of 1010Ohm//2pF were used. The signal was processed using the Miograph software (Miotec®), being filtered by a 20-500hz band-pass filter, 4th order Butterworth.
For the placement of electrodes, the skin preparation was carried out according to the recommendations of Surface Electromyography for the Non-Invasive Assessment of Muscles (SENIAM) (13. The electrodes were placed in the muscle belly bilaterally, in the direction of the muscle fibers, 1 cm above the navel and 2 cm to the abdomen midline14. The volunteers were put in supine position on a stretcher, with their knees semi-flexed, and told to make maximum voluntary isometric flexion of trunk against manual resistance imposed by the examiner in the shoulder region, preventing the trunk from raising, maintained for 6 seconds, and recorded by an electromyograph for further analysis. RMS (Root Means Square) values were analyzed and normalized by the MVIC (maximum voluntary Isometric Contraction).
The evaluations were made by a duly qualified researcher; and the application of the exercises, by another researcher qualified in PM.
Intervention
The exercise program occurred three times a week, lasting from 50 to 60 minutes per session, being performed a series of 10 repetitions for each exercise, with a total of 12 sessions.
Before the 12 sessions proposed, one session was held for familiarization with the Reformer apparatus, the exercises selected and the principles of the method.
The TG was initially submitted to a global muscle preparation session held on the ground through self-stretching, performed in three series, maintaining each one for 20 seconds.
Then, the volunteers were subjected to the PM exercises (Footwork toes, Leg series one leg (Figure 1), Hundred - variation, Arms up and down, Arms pulling and Bridge) carried out on the Reformer apparatus. The Hundred exercise, which originally should be repeated 100 times (10 series of 10 repetitions), was adapted, and a series of 10 repetitions was performed. This variation was used because the volunteers were beginners in the method and, also, to standardize the training volume in all exercises.
Figure 1
Application of the exercise Leg series one leg in the Reformer apparatus
Source: Author’s personal archive.
For cooling down, at the end, respiratory exercises were performed in supine position on the ground. The CG did not participate in the training program with the PM exercises and did not practice another form of regular exercise in the period of the study.
Statistical analysis
In the statistical analysis, the data were analyzed by mean and standard deviation for each variable. The Shapiro-Wilk test was used for verifying data normality. The two-way analysis of variance (ANOVA) was used for comparisons between groups (TG and CG) and the moments (initial and final). For multiple comparisons, we used the post-hoc Scheffé test, to identify specific differences in the variables in which the values of F were higher than the statistical significance criterion set (p<0.05). To check the differences between age and BMI, between the groups, we used the paired t-test.
RESULTS
The groups Control and Trained were paired for age and BMI. The average age and the initial anthropometric data for both groups (CG and TG) are described in Table 1. No significant difference between the groups was observed for the variables analyzed.
Table 1
Initial values of anthropometry and of age of the groups (mean ± standard deviation)
Groups
Body mass (kg)
Height (m)
BMI (kg/m²)
Age (years)
Control
66.0 ± 8.3
1.64 ± 0.04
24.5 ± 3.2
28.4 ± 4.1
Trained
63.4 ± 8.3
1.67 ± 0.05
22.7 ± 2.9
29.6 ± 4.0
p
0.1500
0.4919
p<0.05: significance value.
The values of MIP and MEP obtained and predicted are described in Table 2. The initial average of the values obtained was already above the average of the values predicted for the population analyzed. A statistically significant difference was observed (p=0.039) between the initial (116.6 ± 12.8) and final (120 ± 12.8) values of MIP in the Trained Group, as well as between the initial (75.3 ± 12.4) and final (89.3 ± 13.7) values of MEP in the same group (p=0.0005).
Table 2
Values of inspiratory and expiratory maximum pressures obtained (mean ± standard deviation)
Groups
MIP (cmH2O)
MEP (cmH2O)
Initial
Final
p
Initial
Final
p
Control
115.0 ± 13.8
115.8 ± 12.8
0.750
78.3 ± 20.6
79 ± 20.6
0.79
Trained
116.6 ± 12.8
120 ± 00.0
0.039*
75.3 ± 12.4
89.3 ± 13.7
0.0005*
p
0.65
0.12
0.52
0.34
p<0.05: significance value.
Average of the values predicted for the population evaluated (cmH₂O): 95.9 for MIP and 97.5 for MEP.
The results of electromyography are described in Table 3. The average RMS values of each group and between groups were used, comparing the initial and final moment. A statistically significant difference (p=0.03) was observed between the initial (42.1 ± 14.3) and final (76.7 ± 28.1) moment of the TG for the left rectus abdominis muscle and tendency to significance was observed (p=0.062) for the right rectus abdominis muscle (initial moment: 39.1 ± 21, final moment: 73.3 ± 42.4).
Table 3
RMS values of abdominal rectus for the different groups (mean ± standard deviation)
Groups
Right rectus abdominis
Left rectus abdominis
Initial
Final
p
Initial
Final
p
Control
48.3 ± 18.9
55.8 ± 18.6
0.38
46.5 ± 20.9
57.8 ± 18.1
0.23
Trained
39,1 ± 21
73.3 ± 42.4)
0.062
42.1 ± 14.3
76.7 ± 28.1
0.03*
p
0.34
0.25
0.63
0.16
* p<0.05: significance value.
DISCUSSION
This study examined the effect of 12 PM sessions using the Reformer apparatus on the respiratory muscle strength and the electrical activity of the rectus abdominis muscle. An increase in the MIP and MEP was observed, with a statistically significant difference in the electrical activity of the left rectus abdominal muscle, only after the program, partially confirming our hypothesis.
One of the tools used was the manovacuometer, which is simple, practical and precise in the assessment of respiratory muscle strength15, and easy to handle, with possibility of adjustment5) and with use in several studies16), (17), (18), (19.
Another tool was the electromyography, which provides results of great clinical interest, in addition to being a scientifically consecrated and accepted method20. In this study, the electromyographic analysis was performed after and before the exercise program, unlike other studies that made this analysis during the execution of Pilates-specific positions/exercises21), (22), (23. The evaluation method proposed aimed to verify the chance to gain a better abdominal muscle activation, as occurred in the TG, which would result in a gain in motor control.
The significant result in the right rectus abdominis muscle and not significant in the left side can be related to the evaluator’s position at the time of the evaluation. In all the evaluations, he was positioned on the left side of the participants, in which the electromyography equipment and the computer monitor were also arranged. However, a tendency to significant values on the right side was observed, and maybe more sessions or participants would be required to show gain in muscle activation.
In this study, a program lasting 50 to 60 min daily was used, similar to that of other authors18), (24, and which occurs in most of the PM intervention studies25. The 12 sessions proposed comprise a short-term physical exercise program, which commonly occurs in the clinical practice - in the first four to eight weeks of exercises, neuromuscular adaptations are the main occurrence26. In the systematic review by Cadore et al. (27, who investigated neuromuscular adaptations resulting from resistance training in older adults, the improvement in the maximum muscle strength can be explained by neural and morphological adaptations. The main neural adaptations to resistance exercise are the increase in the motor unit recruitment and in the frequency of these units.
Some studies corroborate and others contradict our results regarding the MIP and MEP in the TG. Rafael et al. (28 assessed healthy youths in 10 ground Pilates sessions, and significant increase was achieved only for the MIP. Santos et al. (3 used a more extensive program, with 20 ground Pilates sessions, and detected increase in the MIP and MEP. This study obtained the same result, demonstrating that 12 sessions were enough to show respiratory muscle strength gain. However, there are studies that found different results, such as that by Jesus et al. (7, in which no significant difference in the values of MIP and MEP was verified in 24 sessions. One highlights that the studies found are aimed at ground PM, differing from this study, which used a specific apparatus, the Reformer, allowing working practically the entire body through the strengthening and stretching of the muscles25. This apparatus was chosen because of the diversity of physical exercises that can be performed on it and the ease of manual adjustments possible to adapt it to the particularities of each individual.
One believes that the positive results found in the TG of this study are primarily attributed to two principles that guide the PM: Breath and centering. The diaphragm muscle (the main inspiratory muscle) has free excursion during normal breath while the abdomen is relaxed because the abdominal muscles and internal organs provide little resistance to its movement. This dynamics changes during the PM exercises because, to perform the lateral breathing (typical breathing of the method), the diaphragm muscle builds up resistance in its excursion by contracting the abdominal muscles (principle of Centering, which promotes active contraction of muscles of the abdominal region throughout the exercise to promote the stability of the lumbar spine) (29, avoiding the displacement of organs by increasing the intra-abdominal pressure and the tension of the diaphragm muscle, which possibly causes its strengthening3.
In the medical and sportive daily life, physical fitness and/or rehabilitation is known to occur in the short term. Thus, this study contributes to showing that, with fewer sessions, gains in respiratory muscle strength and in abdominal muscle activation are possible.
As the participants are young and healthy, the initial values of the MIP and MEP obtained were already above the values predicted for this population. A limitation of this study is the fact that individuals with a diagnosis of respiratory failure were not assessed. Initially, people considered to be healthy were chosen to outline the training program and the evaluation and, subsequently, to devise studies with specific populations.
Other limitations of this study were the small number of participants, the absence of sample calculation and the use of only one PM apparatus for performing the physical exercises proposed, once the routine of the method consists of performing exercises using diverse devices and ground exercises in the same session.
CONCLUSION
The 12 Pilates sessions using the Reformer apparatus improved the respiratory muscle performance, both increasing the inspiratory muscle strength (MIP) and the expiratory muscle strength (MEP) and promoting improvement in the rectus abdominal muscles in healthy women.
Although this study assesses healthy people, the results indicate that the PM may be an important resource for treating respiratory muscle failure. One suggested studies evaluating the effect of PM on individuals having some degree of impaired respiratory muscle can be conducted to highlight, as a complement, the PM benefits.
Finance source: CAPES; FAPEMIG and CNPq
6
Approved by the Comitê de Ética em Pesquisa (CEP)/UFTM: Protocolo nº 2406.
Autoría
Núbia Tomain Otoni dos Santos
Fisioterapeuta pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba (MG), Brasil. E-mail: nubiatomain@yahoo.com.br.Universidade Federal do Triângulo MineiroBrazilUberaba, MG, BrazilFisioterapeuta pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba (MG), Brasil. E-mail: nubiatomain@yahoo.com.br.
Doutoranda no Programa de Pós Graduação Stricto Sensu em Atenção à Saúde pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: lara.asouza@yahoo.com.br.Universidade Federal do Triângulo MineiroBrazilUberaba, MG, BrazilDoutoranda no Programa de Pós Graduação Stricto Sensu em Atenção à Saúde pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: lara.asouza@yahoo.com.br.
Doutoranda no Programa de Pós Graduação Stricto Sensu em Atenção à Saúde pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: marina_donzeli@hotmail.com.Universidade Federal do Triângulo MineiroBrazilUberaba, MG, BrazilDoutoranda no Programa de Pós Graduação Stricto Sensu em Atenção à Saúde pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: marina_donzeli@hotmail.com.
Fisioterapeuta da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: karol_cipriano@hotmail.com.Universidade Federal do Triângulo MineiroBrazilUberaba, MG, BrazilFisioterapeuta da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: karol_cipriano@hotmail.com.
Professora Doutora Adjunta do Departamento de Fisioterapia Aplicada da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: andrealicre@gmail.com.Universidade Federal do Triângulo MineiroBrazilUberaba, MG, BrazilProfessora Doutora Adjunta do Departamento de Fisioterapia Aplicada da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: andrealicre@gmail.com.
Professor Doutor Associado do Departamento de Fisioterapia Aplicada da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: dernival.bertoncello@uftm.edu.br.Universidade Federal do Triângulo MineiroBrazilUberaba, MG, BrazilProfessor Doutor Associado do Departamento de Fisioterapia Aplicada da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: dernival.bertoncello@uftm.edu.br.
Fisioterapeuta pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba (MG), Brasil. E-mail: nubiatomain@yahoo.com.br.Universidade Federal do Triângulo MineiroBrazilUberaba, MG, BrazilFisioterapeuta pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba (MG), Brasil. E-mail: nubiatomain@yahoo.com.br.
Doutoranda no Programa de Pós Graduação Stricto Sensu em Atenção à Saúde pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: lara.asouza@yahoo.com.br.Universidade Federal do Triângulo MineiroBrazilUberaba, MG, BrazilDoutoranda no Programa de Pós Graduação Stricto Sensu em Atenção à Saúde pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: lara.asouza@yahoo.com.br.
Doutoranda no Programa de Pós Graduação Stricto Sensu em Atenção à Saúde pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: marina_donzeli@hotmail.com.Universidade Federal do Triângulo MineiroBrazilUberaba, MG, BrazilDoutoranda no Programa de Pós Graduação Stricto Sensu em Atenção à Saúde pela Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: marina_donzeli@hotmail.com.
Fisioterapeuta da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: karol_cipriano@hotmail.com.Universidade Federal do Triângulo MineiroBrazilUberaba, MG, BrazilFisioterapeuta da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: karol_cipriano@hotmail.com.
Professora Doutora Adjunta do Departamento de Fisioterapia Aplicada da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: andrealicre@gmail.com.Universidade Federal do Triângulo MineiroBrazilUberaba, MG, BrazilProfessora Doutora Adjunta do Departamento de Fisioterapia Aplicada da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: andrealicre@gmail.com.
Professor Doutor Associado do Departamento de Fisioterapia Aplicada da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: dernival.bertoncello@uftm.edu.br.Universidade Federal do Triângulo MineiroBrazilUberaba, MG, BrazilProfessor Doutor Associado do Departamento de Fisioterapia Aplicada da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) - Uberaba - MG. E-mail: dernival.bertoncello@uftm.edu.br.
Tabela 3
Valores de RMS de reto abdominais para os diferentes grupos (média ± desvio padrão)
imageFigura 1
Execução do exercício Leg series one leg no aparelho Reformer
open_in_new
Fonte: Arquivo Pessoal da Autora.
table_chartTabela 1
Valores iniciais de antropometria e de idade dos grupos (média ± desvio padrão)
Grupos
Massa Corporal (kg)
Estatura (m)
IMC (kg/m²)
Idade (anos)
Controle
66,0 ± 8,3
1,64 ± 0,04
24,5 ± 3,2
28,4 ± 4,1
Treinado
63,4 ± 8,3
1,67 ± 0,05
22,7 ± 2,9
29,6 ± 4,0
p
0.1500
0.4919
table_chartTabela 2
Valores das pressões inspiratórias e expiratórias máximas obtidos (média ± desvio padrão)
Grupos
PImáx (cmH2O)
PEmáx (cmH2O)
Inicial
Final
p
Inicial
Final
p
Controle
115,0 ± 13,8
115,8 ± 12,8
0,750
78,3 ± 20,6
79 ± 20,6
0,79
Treinado
116,6 ± 12,8
120 ± 00,0
0,039*
75,3 ± 12,4
89,3 ± 13,7
0,0005*
p
0,65
0,12
0,52
0,34
table_chartTabela 3
Valores de RMS de reto abdominais para os diferentes grupos (média ± desvio padrão)
Grupos
Reto abdominal direito
Reto abdominal esquerdo
Inicial
Final
p
Inicial
Final
p
Controle
48,3 ± 18,9
55,8 ± 18,6
0,38
46,5 ± 20,9
57,8 ± 18,1
0,23
Treinado
39,1 ± 21
73,3 ± 42,4
0,062
42,1 ± 14,3
76,7 ± 28,1
0,03*
p
0,34
0,25
0,63
0,16
Como citar
Santos, Núbia Tomain Otoni dos et al. Rendimiento muscular respiratorio después de 12 sesiones de entrenamiento utilizando el aparato Reformer del método Pilates. Fisioterapia e Pesquisa [online]. 2019, v. 26, n. 1 [Accedido 14 Abril 2025], pp. 58-64. Disponible en: <https://doi.org/10.1590/1809-2950/18003226012019>. Epub Jan-Mar 2019. ISSN 2316-9117. https://doi.org/10.1590/1809-2950/18003226012019.
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