Remodelagem Cardíaca Adicional Induzida pelo Treinamento Militar Intenso em Atletas de Nível Competitivo

Remodelagem Cardíaca Adicional Induzida pelo Treinamento Militar Intenso em Atletas de Nível Competitivo

Autores:

Paulo Dinis,
Hélder Dores,
Rogério Teixeira,
Luís Moreno,
Joselito Mónico,
Marie Bergman,
Hanna Lekedal,
Maria Carmo Cachulo,
Joaquim Cardoso,
Lino Gonçalves

ARTIGO ORIGINAL

International Journal of Cardiovascular Sciences

versão impressa ISSN 2359-4802versão On-line ISSN 2359-5647

Int. J. Cardiovasc. Sci. vol.31 no.3 Rio de Janeiro maio/jun. 2018

http://dx.doi.org/10.5935/2359-4802.20180012

Introdução

Desde o século 19, são conhecidas adaptações cardíacas induzidas pelo exercício físico. Henschen, em 1899, reconheceu cardiomegalia em esquiadores de longas distâncias por meio de percussão da silhueta cardíaca, concluindo que este aumento estava relacionado com dilatação das cavidades e hipertrofia das paredes do ventrículo esquerdo (VE) e que estas alterações se traduziam em benefícios físicos para os atletas.1,2 Com a evolução dos meios complementares de diagnóstico, principalmente a ecocardiografia, Morganroth et al.,3 elaboraram, em 1975, a hipótese das alterações morfológicas cardíacas estarem dependentes da sobrecarga hemodinâmica associada ao exercício físico: exercício dinâmico associado à hipertrofia excêntrica pela sobrecarga de volume, resultando no aumento das cavidades cardíacas pela adição de sarcômeros em série; e exercício estático associado à hipertrofia concêntrica pela sobrecarga de pressão, com hipertrofia das paredes do VE e adição de sarcômeros em paralelo.3-5

Diferentes esportes e métodos de treinamento originam padrões de remodelagem cardíaca variados. É expectável encontrar uma hipertrofia predominantemente excêntrica em um maratonista, e concêntrica em um halterofilista.6 No entanto, grande parte dos esportes mais praticados na atualidade apresenta influência dos dois componentes do exercício (o dinâmico e o estático), sendo menos previsível a adaptação que estes atletas podem sofrer. A intensidade, duração e frequência do exercício físico são características que podem condicionar diferentes padrões de remodelagem cardíaca. Os treinamentos de alta intensidade estão associados a alterações estruturais e funcionais mais marcadas.7,8

O objetivo deste trabalho foi verificar se existe remodelagem cardíaca adicional em atletas de nível competitivo, quando expostos a um protocolo de treinamento de alta intensidade realizado em um curso militar de tropas especiais.

Métodos

Estudo observacional e prospectivo, que avaliou militares no início e no final de um curso de tropas especiais. Os militares selecionados eram candidatos a completar o curso de tropas especiais, o Comando do Exército Português. Ingressaram 76 candidatos, dos quais 45 eram previamente atletas, que competiam em diferentes modalidades. Apenas 17 militares concluíram o curso com sucesso, sendo todos atletas. As avaliações decorreram entre janeiro e junho de 2016. Nestas avaliações, com 6 meses de intervalo, efetuou-se história clínica completa com preenchimento de um questionário médico, exame físico, avaliação antropométrica e ecocardiograma transtorácico (ETT). As avaliações foram precedidas por um período de repouso de pelo menos 12 horas. Um eletrocardiograma (ECG) também foi realizado em todos os participantes, como método de rastreio cardiovascular.

Todos os indivíduos assinaram o Termo de Consentimento Informado antes de participarem no estudo. O protocolo do estudo foi autorizado pela Comissão de Ética da Faculdade de Medicina da Universidade de Coimbra (protocolo de referência 087/2015).

Características da população estudada

Todos os militares que concluíram o curso eram considerados previamente atletas de nível competitivo. Faziam exercício físico de competição (> 10 horas semanais), participando em provas regionais e nacionais. Embora esta atividade não fosse o principal meio econômico de sustentação, todos eles tinham regalias e benefícios decorrentes do seu desempenho esportivo. Os atletas mantiveram o nível de empenho físico em suas diferentes modalidades, até a primeira avaliação realizada pelos investigadores. As modalidades praticadas podem ser observadas na Tabela 1. Durante o curso de tropas especiais, eles suspenderam o treinamento prévio, sendo que o exercício físico realizado foi unicamente o decorrente do treinamento ministrado no curso militar.

Tabela 1 Características basais da amostra em estudo 

Caraterísticas basais da amostra Militares (n = 17)
Características demográficas
Idade, anos 20 (20-24)
Masculino, % 17 (100)
Caucasiano, % 17 (100)
Características antropométricas
Peso, kg 75,2 ± 7,8
Massa magra, % 41,3 ± 2,1
Massa gorda, % 19,1 ± 3,3
PAS, mmHg 128 ± 10
PAD, mmHg 73 ± 7
FC, bpm 66 ± 12
História desportiva
Anos de competição 7,4 ± 3,4
Horas de treino/dia, história desportiva 2,3 ± 0,6
Horas de treino/dia, curso militar 4,0 ± 0,5
Modalidades praticadas no passado
Atletismo
Corredor de fundo 5.000 e 10.000 m 2
Velocista de 100 e 200 m 2
Arremessador de peso 1
Futebol de 11 4
Futsal 2
Rúgbi 2
Canoagem 1
Natação 1
Andebol 1
Artes marciais 1

PAS: pressão arterial sistólica; PAD: pressão arterial diastólica; FC: frequência cardíaca.

Características do treinamento físico militar em um curso de tropas especiais

O curso de tropas especiais era constituído por um componente de treinamento físico geral e outro de treinamento físico militar. No treinamento físico geral, os militares eram sujeitos a exercícios físicos dinâmico e estático, praticando várias modalidades, como atletismo, esportes coletivos (futebol ou basquetebol), natação e esportes de combate (boxe, por exemplo).

O treinamento físico militar combinava a vertente de educação física ajustada às especificidades militares. Para isto, os militares realizavam exercícios dinâmicos (corrida de longas distâncias, corridas longas intercaladas com corrida de velocidade e marcha), estáticos (transporte de cargas e levantamento de pesos) e mistos (pistas de obstáculos, entre outras atividades).

O programa de treinamento do curso de tropas especiais foi realizado em duas fases. A primeira foi de 10 semanas, e os militares estavam sujeitos a exercício físico de intensidade vigorosa, procurando atingir aproximadamente 77 a 95% da frequência cardíaca (FC) máxima,9 com frequência de cinco vezes por semana e durante média de 4 horas diárias, combinando diferentes tipos de exercício. A segunda fase teve duração de 15 semanas de exercício físico de intensidade vigorosa (cerca de 77 a 95% da FC máxima) intercalando com períodos de exercício de intensidade quase máximo ou máximo (> 96% da FC máxima),9 frequência de cinco vezes por semana, durante uma média de 4 horas diárias, alternando diferentes tipos de exercício.

Avaliação clínica

Todos os participantes foram submetidos a um exame físico e história clínica, com análise dos fatores de risco cardiovasculares (FRCV), hábitos farmacológicos e alimentares, horas de treinamento durante o curso militar e história esportiva.

Avaliação antropométrica

A avaliação antropométrica foi realizada sob a coordenação da equipe de enfermagem, sendo os militares avaliados com uma balança digital de corpo inteiro com bioimpedância (HBF510W, OMRON®, que permitiu determinar o peso, porcentagem de massa gorda (MG) e massa muscular (MM) e altura (determinada por meio de fita métrica). As medições da pressão arterial sistólica (PAS) e da diastólica (PAD), bem como a FC, foram avaliadas com um medidor de pressão arterial de braço (HEM 7113, OMRON®, de acordo com as recomendações atuais.10

Para predição da FC máxima foi utilizado o modelo indireto a partir da equação FC máxima = 220 - idade. Foram calculadas variáveis: variação (Δ)peso, ΔMM, ΔMG; ΔPAS, ΔPAD, ΔFC pela fórmula: [(parâmetro final - parâmetro inicial)/parâmetro inicial x 100].

Avaliação eletrocardiográfica

Todos os ECG de 12 derivações foram realizados por técnicos cardiopneumologistas (eletrocardiógrafo modelo 1200HR, NORAV® e interpretados por dois cardiologistas, de acordo com os critérios refinados,11 sendo que um deles estava cegado para as condições do estudo.

Avaliação ecocardiográfica

Todos os ETT (Vivid 7, GE Healthcare® foram realizados por um cardiologista e revistos por um especialista em ecocardiografia cegado para as condições do estudo. O estudo ecocardiográfico foi completo, com as janelas ecocardiográficas obtidas de acordo com as recomendações atuais da Sociedade Europeia de Cardiologia.12,13 Os dados foram gravados digitalmente para análise off-line com o software Echopac GE Healthcare (Horton, Norway®. As medições das paredes do VE, septo interventricular (SIV) e parede posterior do VE (PPVE), tal como o diâmetro diastólico do VE (DDVE), foram adquiridas na janela paraesternal eixo longo. A espessura relativa das paredes (ERP) foi calculada pela fórmula [(2* PPVE)/DDVE].

Utilizou-se a regra de Simpson modificada para determinar os volumes e fração de ejeção do VE (FEVE) e volume do átrio esquerdo (AE). Indexaram-se os resultados à área de superfície corporal (ASC). A massa do VE foi calculada pela fórmula de Devereux's.13

O Doppler pulsado foi adquirido em janela apical de quatro câmaras. As imagens do Doppler tecidular do anel mitral e tricúspide foram obtidas, e foram determinadas as ondas E, e' e a velocidade da onda S', respectivamente.

Utilizou-se a ecocardiografia bidimensional com speckle tracking para calcular a deformação longitudinal clobal (DLG) do VE. As imagens foram adquiridas em janela apical de quatro, duas e três câmaras, com monitoramento electrocardiográfico. Em modo off-line, com software dedicado para o efeito (EchoPAC 9.0; GE Healthcare®, Horten, Norway), realizaram-se o tracking miocárdico e posterior conversão para Lagrangian, utilizando-se um programa de deteção semiautomática do bordo endocárdico. Este sistema permitiu a realização de correções manuais, de modo a assegurar o correto traçado entre a cavidade e parede do VE. Utilizando as três janelas apicais efetuadas, de quatro, duas e três câmaras, calculou-se a média de deformação longitudinal regional para, posteriormente, calcular a média da DLG. A qualidade do exame foi considerada boa quando até no máximo dois segmentos foram excluídos e excelente quando todos os segmentos eram analisados.

Foram calculadas as seguintes variáveis: ΔSIV, Δmassa do VE, ΔERP, ΔDDVE, Δvolume AE, ΔFEVE, ΔS', Delta do Plano de Excursão Sistólica do Anel Tricúspide (ΔTAPSE) e ΔDLG. O cálculo de cada uma destas variáveis foi realizado pela fórmula [(parâmetro final - parâmetro inicial) / parâmetro inicial x 100].

A Figura 1 exemplifica um ETT de um militar após o curso de tropas especiais.

Figura 1 Coração com espessura parietal e dimensão do ventrículo esquerdo dentro dos limites considerados normais, com valores de função diastólica supranormais e deformação longitudinal global normal. 

Análise estatística

A distribuição das variáveis contínuas foi verificada pelo teste Kolmogorov-Smirnov. A homogeneidade das variáveis individuais foi avaliada pelo teste de Levene. As variáveis com distribuição normal foram expressas como média e desvio padrão, e o teste t de Student emparelhado com análise bicaudal foi utilizado para a comparação de grupos. Variáveis com distribuição não normal foram expressas como mediana e intervalos interquartil, e os grupos foram comparados com o teste de Wilcoxon emparelhado. Variáveis categóricas foram apresentadas como frequência e porcentagem, e o teste qui quadrado e teste de Fisher foram utilizados quando apropriados.

Valor de p < 0,05 foi considerado estatisticamente significativo, com intervalo de confiança de 95%. Utilizou-se o Statistical Package for Social Sicence (SPSS), versão 20 (SPSS® Inc., Chicago, IL, USA), para cálculo e análise de todos os dados.

Resultados

Descrição da população

As caraterísticas da amostra, os dados antropométricos, a história esportiva e as diferentes modalidades praticadas são apresentadas na Tabela 1. A amostra era composta por jovens caucasianos do sexo masculino, com idade mediana de 20 (20 a 24) anos e índice de massa corporal (IMC) de 25,3 ± 2,7 kg/m2.

Quase um quinto da amostra (20,6%) apresentava pelo menos um FRCV, sendo o tabagismo o mais frequente (17,6%), seguido da dislipidemia (5,9%). Nenhum dos indivíduos incluídos apresentou história familiar de doença cardiovascular, hipertensão arterial ou diabetes melito.

Variação dos dados antropométricos

Após o curso de tropas especiais, os militares tiveram um aumento significativo do peso corporal, com ganho de MM e diminuição de MG. Também se verificaram diferenças em relação ao perfil tensional, com diminuição da média da PAS, PAD e da FC (Tabela 2).

Tabela 2 Dados antropométricos 

Dados antropométricos Militares (n = 17)
Inicial Final Valor de p
Peso, kg 75,2 ± 7,8 77,4 ± 6,6 < 0,01*
Massa magra, % 41,3 ± 2,1 44,4 ± 1,8 < 0,01*
Massa gorda, % 19,1 ± 3,3 13,1 ± 3,5 < 0,01*
Pressão arterial sistólica, mmHg 128 ± 10 122 ± 7 < 0,01*
Pressão arterial diastólica, mmHg 73 ± 7 66 ± 5 < 0,01*
Frequência cardíaca, bpm 62 (57-73) 60 (53-62) < 0,01+

*Teste de t de Student emparelhado;

+teste de Wilcoxon emparelhado.

Avaliação eletrocardiográfica

Todos os ECG estavam em ritmo sinusal e foram considerados normais ou apenas com alterações fisiológicas. A alteração fisiológica mais prevalente foi o padrão de repolarização precoce (41,2%), seguida da hipertrofia VE (29,4%), bradicardia sinusal (17,6%) e bloqueio incompleto do ramo direito (17,6%).

Avaliação ecocardiográfica

Os dados ecocardiográficos são apresentados na Tabela 3. Verificou-se aumento, com significância estatística, das dimensões das cavidades esquerdas, tanto do diâmetro diastólico do VE como do volume do AE, além de aumento da massa VE e diminuição da ERP. Nas variáveis funcionais, houve redução da FEVE em repouso e aumento da onda S'. Apesar da DLG não apresentar diferenças significativas, observou-se uma tendência para a diminuição de seu valor absoluto.

Tabela 3 Variação dos parâmetros ecocardiográficos 

Parâmetros Militares (n = 17)
Inicial Final Valor de p
Septo interventricular, mm 9,7 ± 1,0 9,9 ± 1,0 0,39*
Parede posterior, mm 9,7 ± 0,9 9,6 ± 0,8 0,39*
Massa ventrículo esquerdo_ indexada, g/m2 93,1 ± 7,7 100,2 ± 11,4 < 0,01*
Espessura relativa das paredes 0,40 ± 0,1 0,36 ± 0,1 0,05*
Diâmetro diastólico do ventrículo esquerdo, mm 49,7 ± 3,2 52,8 ± 3,4 < 0,01*
Diâmetro sistólico do ventrículo esquerdo, mm 33,2 ± 3,3 35,1 ± 2,6 0,04*
Volume do átrio esquerdo (mL/m2) 27,3 ± 4,5 28,2 ± 4,1 0,07*
Fração de ejeção do ventrículo esquerdo (%) 60 ± 6 54 ± 6 < 0,01*
E' lateral (cm/s) 19 ± 3 19 ± 3 0,92*
E/E' 5,3 ± 1,0 5,3 ± 0,9 0,61*
S' (cm/s) 15 (13-16) 17 (16-18) < 0,01+
Plano de excursão sistólica do anel tricúspide, mm 25 ± 4 26 ± 5 0,34*
Strain longitudinal do ventrículo esquerdo (%) -21,3 ± 0,9 -20,5 ± 1,9 0,11*

*Teste de t de Student emparelhado;

+teste de Wilcoxon emparelhado.

Diferenças porcentuais entre início e final do curso

As diferenças na remodelagem verificadas entre o início e o final do curso de tropas especiais relativamente aos dados antropométricos e ecocardiográficos estão representadas na Figura 2. Verificaram-se o aumento do peso (3,1 ± 3,3%; p < 0,01) e da MM (7,7 ± 4,1%; p < 0,01), e a redução da MG (-30 ± 15,7%; p < 0,01). O perfil tensional alterou-se com diminuição da PAS (-4,8 ± 3,0%; p < 0,01) e da PAD (-8,6 ± 7,4%; p < 0,01). Entre os achados ecocardiográficos, verificaram-se o aumento da massa do VE (10,2 ± 10,8%; p < 0,01), do DDVE (6,4 ± 14,3%; p < 0,01) e do volume AE (10,6 ± 21,1%, p = 0,02), e diminuição da ERP (-7,0 ± 14,3 %; p = 0,05). Funcionalmente, ocorreram diminuição da FEVE (-11,0 ± 12,8 %; p < 0,01) e aumento do S' [13,3 (6,3-19,4) %; p < 0,01].

Figura 2 Variáveis antropométricas e ecocardiográficas. 

Discussão

No presente estudo, realizado em atletas submetidos a um programa de treinamento militar exigente em um curso de tropas especiais, foi observada remodelagem cardíaca adicional, estrutural e funcional, além de antropométrica.

Relativamente aos sinais vitais, houve diminuição das médias da PAS, PAD e da FC em repouso. Este fato deve-se à diminuição da ativação do sistema nervoso simpático e ao aumento do parassimpático, durante o repouso em jovens treinados.14,15 Nos dados antropométricos, constatou-se um aumento médio do peso corporal, com ganho de MM e redução marcada da MG. No início do programa de treinamento, os militares tinham valores de MG considerados acima do desejável para sua faixa etária e sexo,16 e estes valores diminuíram para níveis considerados adequados com o programa de treinamento militar. A diminuição de MG relaciona-se com o aumento de intensidade e/ou duração do treinamento,17 fato também demonstrado neste estudo.

As adaptações cardíacas encontradas foram compatíveis com remodelagem cardíaca excêntrica. Observaram-se aumento significativo das dimensões e da massa do VE, e tendência para o aumento do volume do AE. Sabe-se que a remodelagem cardíaca condicionada pelo exercício físico relaciona-se com o aumento e a hipertrofia harmoniosa das cavidades cardíacas, influenciando também as cavidades direitas.17,18 Durante o curso de tropas especiais, a porcentagem de militares com caraterísticas de hipertrofia excêntrica (ERP < 0,42 e IMVE > 115g/m2)19 praticamente duplicou (de 5,9% para 11,8%). As alterações verificadas resultam da intensidade, da frequência e do método de treinamento. Embora o programa de treinamento de tropas especiais seja composto por exercícios dinâmicos e estáticos, o treinamento dinâmico predomina. A frequência e a intensidade são outros fatores que contribuem para elevados débitos cardíacos, com a correspondente sobrecarga de volume e a dilatação das câmaras cardíacas.20

A nível funcional, foi notada uma diminuição da FEVE, alteração esta de acordo com o descrito previamente.21-23 Isto porque atletas sujeitos a esforços intensos e prolongados podem apresentar redução ligeira da FEVE em repouso. Vários fatores podem contribuir para este fenômeno, como capacidade que os atletas têm de aumentar consideravelmente a FEVE durante o esforço à custa do aumento das dimensões diastólicas do VE que, pelo mecanismo de Frank-Starling, associa-se a aumento do preload, enchimento diastólico mais eficaz e menor volume sistólico do VE, permitindo elevação considerável do volume de ejeção.22 Outra possível explicação é o fato de a FEVE representar uma estimativa da função do VE e não diretamente da contratilidade do miocárdio, podendo subestimar sua capacidade quando submetido a esforço intenso. Também a fórmula matemática utilizada para o cálculo da FEVE (100 x volume de ejeção/DDVE), em corações com aumento das cavidades, subestima a desempenho do VE.22 Neste estudo, apesar das adaptações verificadas, podemos afirmar que estas se situavam dentro de intervalos considerados normais (nenhum militar apresentou FEVE < 50% nas avaliações iniciais ou finais). No entanto, após o programa de treinamento militar, 12 indivíduos (cerca de 70% da população) apresentavam FEVE em repouso entre 50 e 55%.

Estudou-se a DLG do miocárdio, por meio da técnica de speckle tracking, e verificou-se que os militares apresentavam valores dentro dos intervalos considerados normais. Assistiu-se a uma diminuição do valor absoluto da DLG, mas sem alcançar diferença estatisticamente significativa, provavelmente pelo reduzido número da amostra. Este parâmetro pode ser importante para diferenciar hipertrofia ventricular esquerda associada ao exercício físico e doença, nomeadamente a miocardiopatia hipertrófica, já que valores de mecânica miocárdica, dentro de valores normais, sugerem alterações fisiológicas.24-26

É vasta a literatura sobre a remodelagem cardíaca condicionada pelo exercício físico em atletas,27-30 mas a bibliografia existente na população militar é menor. Os autores não encontraram, na literatura, trabalho que abordasse as variações cardiovasculares em atletas de competição quando sujeitos a um programa de treinamento militar intenso. Particularmente em Portugal, no grupo de tropas especiais do Exército, trata-se do primeiro trabalho que relaciona o exercício físico militar com a remodelagem cardiovascular provocada por ele.

Limitações

O presente estudo apresenta algumas limitações. A primeira é a reduzida amostra avaliada. As grandes exigências física e mental deste tipo de curso fazem com que o número de militares que o completam com sucesso seja pequeno. A segunda resulta da não existência de um grupo de controle, e os militares que desistiram do curso não foram reavaliados, para comparação dos resultados com os militares que finalizaram o curso militar. A terceira deve-se ao fato de os militares não terem sido também avaliados com indicadores de aptidão física aeróbica, teste de esforço cardiopulmonar, e testes de força/potência muscular, antes e no final do curso, para avaliar o real impacto do treinamento sobre o coração e ganhos em capacidade física e funcional. A prova de esforço cardiopulmonar seria importante para determinar com mais precisão a faixa de treinamento com base na FC máxima. Em quarto, a quantificação do treinamento não programado praticado pelos militares durante o curso de tropas especiais, muito comum neste contexto, limita a determinação mais objetiva desta variável, estando provavelmente subestimada. Durante o curso, estes indivíduos estão permanentemente envolvidos em atividades e avaliações em que o componente física é fulcral, além do exercício físico convencional ou programado. Em quinto, não foi contemplado, no protocolo de estudo, que o nível de hidratação dos militares avaliados fosse similar nos dois momentos de avaliação e, por fim, apesar eles negarem a toma de substâncias estimulantes, este fato também não foi comprovado.

Conclusão

O treinamento físico militar intenso provoca remodelagem cardíaca adicional em atletas de nível competitivo, tanto estrutural como funcional. As características do exercício físico são fatores condicionadores da remodelagem cardíaca, devendo ser valorizadas durante a avaliação destes indivíduos.

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