Consumo máximo de oxigênio

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APTIDAO 
AERÓBIA
DESEMPENHO ESPORTIVO, 
SAÚDE E NUTRIÇÃO
\ORGANIZADORES
Rômulo Bertuzzi 
Patrícia Chakur Brum 
Christiano Robles Rodrigues Alves 
Adriano Eduardo Lima-Silva
\
\
I
i
I
I
 i
Manole ia
Consumo máximo 
de oxigênio
Rômulo Bertuzzi 
Adriano Eduardo Lima-Silva
INTRODUÇÃO
Tradicionalmente, o consumo máximo de oxigênio (V02máx) tem sido des­
crito como uma das principais variáveis determinantes do desempenho em 
esportes predominantemente aeróbios11,32. Ele é definido como a maior taxa 
de captação, transporte e utilização do oxigênio atmosférico durante um exer­
cício exaustivo2. Um dos primeiros estudos a reportar o V02máxde sujeitos 
fisicamente ativos foi conduzido por Hill e Lupton (1923), no qual foi descri­
to que o VO, atingia valores elevados próximos da exaustão (em torno de 4 
L.miir1), podendo indicar que a capacidade máxima de realizar trabalho foi 
atingida. Cerca de 14 anos mais tarde, Robinson, Edwards e Dill24 reportaram 
os valores VOzmáx de sujeitos altamente treinados, incluindo o detentor do 
recorde mundial da corrida de 3,2 km durante 30 anos, o atleta Donald R. 
Lash. Esses autores observaram que Donald R. Lash alcançou o V02máx de 
5,35 L.min'1 correndo a 21,6 km.lr1. Esse achado levou esses autores a refor-
78 Aptidão aeróbia
çarem a hipótese de que altos valores do VO,máx poderíam estar associados 
com o desempenho em provas predominantemente aeróbias. Ao final da dé­
cada de 1960, Saltin e Astrand26 publicaram os valores de VO,máx de atletas 
de várias modalidades esportivas da seleção sueca. Eles detectaram que os 
esquiadores cross-countr\' eram os atletas que possuíam os valores mais eleva­
dos do VOjnáx e que nenhum dos atletas da seleção sueca tinha o V02máx 
abaixo de 81 mLkg^min1.
Investigações publicadas posteriormente demonstraram que, de fato, atle­
tas altamente treinados possuíam elevados valores de V02máx. Por exemplo, 
ao recrutarem 12 corredores fundistas que estavam entre os 20 primeiros atle­
tas do ranking norte-americano na prova de 10 km, Conley e Krahenbuhl4 ob­
servaram o valor médio do VChmáxde 71,7 mL kg^miir1. Por sua vez, Costill, 
Thomason e Roberts5 observaram que corredores especialistas em provas de 
16 km com o desempenho nessa distância entre 48,9 e 49,0 minutos possuíam 
valores de VO,máx entre 81,6 e 78,4 inL-kg ^min1, respectivamente. Dessa 
forma, esses achados reforçaram a ideia de que um elevado V02máx parece 
ser um pré-requisito para que os atletas tenham sucesso em competições de 
longa duração.
Outros estudos também reportaram que o V02máx é um dos principais 
fatores determinantes do desempenho em testes contrarrelógio. Em um estu­
do conduzido com um grande número de universitários do sexo masculino 
e feminino, Ramsbottom, Nute e Williams22 detectaram fortes correlações 
entre o VO,máx e o desempenho de homens (r = -0,85; p < 0,01) e mulheres 
(r = -0,80; p <0,01) em uma corrida de 5 km. Ao utilizarem um modelo de re­
gressão múltipla, McLaughlin et al.15 detectaram que o V02máx era uma das 
principais variáveis associadas com o desempenho durante um teste de 16 km, 
explicando 90,2% da variação total do desempenho. Além de demonstrar que 
a elevada capacidade de captar e utilizar o O, atmosférico é fundamental para 
o sucesso em corridas de longa duração, esses achados também indicam que a 
elevada capacidade preditiva do VO,máx é independente do sexo dos atletas.
Acredita-se que a sua capacidade de predizer o desempenho esportivo 
deva-se a sua relação com os sistemas respiratório, cardiovascular e muscular. 
Durante o teste progressivo até a exaustão, o aumento do V02 ocorre em virtu­
de da elevação do débito cardíaco e da diferença artério-venosa de oxigênio25. 
Assim, indivíduos com maiores valores dessas variáveis, provavelmente, tam­
bém possuem maiores valores de V02máx. Hill e Lupton11 sugeriram que o
Consumo máximo de oxigênio 79
VO,máx poderia ser limitado pela rápida passagem do sangue nos pulmões, 
ou pela incapacidade de o coração aumentar sua contratilidade. Essa hipóte­
se foi revisada e complementada no início deste século por Basset e Howley1, 
que sugeriram como fatores limitantes do V02máx os seguintes mecanismos: a 
capacidade de difusão pulmonar, o débito cardíaco máximo, a capacidade de 
o sangue transportar o oxigênio, a diferença artério-venosa de oxigênio. Os três 
primeiros têm sido citados como fatores centrais e o quarto, como fator periféri­
co. A seguir, serão apresentadas as principais informações acerca desses fatores 
limitantes do V02máx.
FATORES LIMITANTES DO VO
Acredita-se que o débito cardíaco máximo poderia ser um dos principais fatores 
limitantes do VO,máx2’. Por sua vez, os altos valores do débito cardíaco máximo 
observados em sujeitos treinados em relação aos sedentários da mesma idade são 
decorrentes do volume máximo de ejeção, pois a variação da frequência cardía­
ca é pequena nessas condiçõesl 25,27. Uma das prováveis causas dessas variações 
são as diferentes adaptações morfológicas no coração que induzem ao aumento 
da pré-carga5. Em um trabalho realizado por Wernstedt et al.54, foi observada 
uma relação das adaptações do volume e da espessura do ventrículo esquerdo 
com o VO,máx. Para atender a tal propósito, os autores avaliaram sujeitos do 
gênero masculino e feminino que realizavam treinamento predominantemente 
aeróbio, de força e grupo controle. Foi notado que os sujeitos do grupo de treina­
mento aeróbio do sexo masculino possuíam valores superiores de VO,máx e de 
volume do ventrículo esquerdo em relação aos demais grupos, especialmente 
quando corrigido pela massa corporal total. Possivelmente, o aumento do volu­
me do ventrículo esquerdo e a redução da resistência do pericárdio permitiríam 
uma maior contratil idade em períodos de aumento rápido do volume de eje- 
• ção, elevando, assim, a fração de ejeção55.
Entre os demais fatores centrais citados anteriormente, tem-se apontado 
que a capacidade de difusão pulmonar é a menos relevante em sujeitos saudá­
veis quando se exercitam próximos do nível do mar25, pois, durante o esforço 
máximo, a saturação arterial de 02 mantém-se em torno de 95%51. Entretan­
to, em condições especiais, por exemplo, nas ascensões em montanhas com 
3.000 m acima do nível do mar ou em atletas de elite com débito cardíaco 
máximo elevado, a difusão pulmonar parece aumentar sua participação na 
limitação do V02máxr>. Nesses casos, a pressão do oxigênio nos alvéolos e
2MÁX
80 Aptidão aeróbia
a saturação desse gás na mioglobina poderíam limitar o VO,máx16. Tem-se 
demonstrado que indivíduos com um elevado volume expiratório forçado 
possuem uma menor redução na pressão arterial de oxigênio durante o exer­
cício máximo, corroborando a relação entre a pressão alveolar e a difusão do 
oxigênio na membrana alvéolo-capilar16. Além disso, acredita-se que, durante 
o exercício intenso com a participação de uma grande massa muscular, a 
saturação de oxigênio possa atingir valores abaixo de 95%16. Supostamente, 
isso reduziría a oferta de oxigênio para a mitocôndria, reduzindo a disponibi­
lidade de ATP para os processos biológicos ativos.
O redirecionamento do fluxo sanguíneo para os grupos musculares menos 
recrutados nos exercícios físicos exaustivos parece ser mais um fator central ca­
paz de limitar o VO,máx'. Tem-se demonstrado que a dessaturação de oxigênio 
nos músculos intercostais é similar ao observado nos músculos dos membros 
inferiores durante o exercício intenso16. Harms et al.10sugeriram que durante o 
exercício físico ocorra um aumento do fluxo sanguíneo de até 25% do valor total 
para os músculos em exercício quando há uma facilitação artificial do trabalho 
dos músculos respiratórios. Ao realizar experimentos em condições de hiperó- 
xia, Richardson et al.25 evidenciaram ainda a importância do transporte de O, e 
do seu gradiente de difusão entre o sangue e a célula, como fatores que limitam 
o VO,máx. Esse redirecionamento é regulado por múltiplos mecanismos, mas a 
atividade metabólicadesses tecidos apresenta-se como fator preponderante9. Do 
ponto de vista operacional, ao considerar que os parâmetros fisiológicos mensu­
rados durante a exaustão dependem da capacidade de os indivíduos tolerarem o 
desconforto promovido pela fadiga, a caracterização do VO,máx torna-se fun­
damental para o diagnóstico da potência aeróbia máxima. Diversas variáveis 
fisiológicas são utilizadas para a identificação do VO,máx, porém, a estabi­
lização do consumo do oxigênio ao final do teste progressivo até a exaustão 
é a principal. Essa estabilização do VO, foi inicialmente descrita por Taylor, 
Buskirk e HenscheP2, quando atribuíram a existência de um comportamen­
to denominado “platô” (Figura 6.1), que se referia a um aumento inferior a 
2,1 cc kg"1 min1 na captação de O, com o incremento da intensidade. Esses 
autores observaram que o VO, não aumentava nos estágios finais dos testes er- 
gométricos, sugerindo que a potência aeróbia máxima havia sido atingida.
Para que haja um aumento da velocidade de corrida mediante a um peque­
no aumento no VO,, ao final do teste, é necessário que uma outra fonte ener­
gética aumente a sua participação. Acredita-se que, nos estágios finais de teste
Consumo máximo de oxigênio 81
Figura 6.1 Resposta do consumo de oxigênio em função da intensidade de esforço durante 
um teste progressivo máximo.
incrementai, a demanda metabólica imposta pelo exercício físico não pode 
ser plenamente atendida pelo metabolismo aeróbio1. Assim, a energia química 
necessária para a realização do trabalho mecânico nos últimos estágios seria 
complementada pelo metabolismo anaeróbio, o que resultaria em um menor 
aumento no V02 ao final do teste. De fato, achados recentes demonstraram 
uma forte associação entre a capacidade anaeróbia e a existência do platô8.
Dessa forma, a maioria das evidências transcorre sobre os processos extra- 
celulares que induzem a anaerobiose, resultando no surgimento do platô do 
VO,máx. No entanto, geralmente em testes ergoespirométricos realizados em 
esteira, cerca de 50% dos sujeitos apresentam o platô15. Isso evidencia a possi­
bilidade de outros eventos estarem associados ao término do exercício, além 
do aumento da participação do sistema glicolítico. Wagner55 sugeriu que esse 
comportamento possa ser decorrente da baixa capacidade de tolerar o descon­
forto promovido pela fadiga, principalmente quando a população analisada é 
formada por sujeitos sedentários. Além disso, em alguns casos, os avaliados 
podem interromper o teste progressivo no momento que atingem a menor
82 Aptidõo oeróbia
intensidade correspondente ao V02máx (Figura 6.1)1. Por consequência, a uti­
lização isolada do platô na identificação do VO,máx poderia ser insuficiente. 
Assim, o VCXmáx tem sido determinado quando dois ou mais dos seguintes 
critérios são obtidos: um aumento no VO, menor que 2,1 mLkg^miiv1 entre 
dois estágios consecutivos, a razão de troca respiratória maior que 1,1, a con­
centração de lactato sanguíneo pico igual ou maior que 8,0 mmoM'1, uma di­
ferença de ± 10 bpm da frequência cardíaca predita pela idade (220-idade)12.
Não obstante, Noakes1"19 tem criticado veementemente as possíveis limi­
tações metodológicas dos estudos que associaram a presença do platô com a 
diminuição da oferta de O, aos músculos exercitados. Por exemplo, na estru­
turação do trabalho anteriormente citado de Taylor, Buskirk e HenscheP2, 
os autores utilizaram análise de gases durante o período de um minuto após 
um minuto e 45 segundos do início do exercício. De fato, alguns estudos 
têm demonstrado que o tempo de análise do VO, interfere na identifica­
ção do platô15. Além disso, Noakes18 sugeriu que dois fatores intramuscu- 
lares fossem responsáveis pela interrupção em todos os eventos de corrida, 
sendo esses: a atividade enzimática da miosina ATPase e a sensibilidade do 
cálcio no músculo esquelético. Esses eventos fisiológicos intramusculares, 
que induzem a fadiga independentemente da oferta de O,, são comumente 
denominados como “limitação periférica”. De maneira alternativa, Noakes 
et al.20 sugeriram que a PVE fosse o melhor preditor do desempenho em 
provas predominantemente aeróbias. Esses autores observaram que o nível 
de correlação entre a PVE e o tempo necessário para percorrerem diferentes 
distâncias (10 a 90 km) era mais forte (r = -0,88 e -0,94) que o nível de associa­
ção observado entre VO,máx e o desempenho nessas diferentes distâncias de 
corrida (r = -0,55 e -0,86). De fato, estudos publicados posteriormente corro­
boraram a hipótese de que a PVE seja um excelente preditor do desempenho 
na corrida em diferentes distâncias, incluindo sujeitos fisicamente ativos50, 
corredores recreacionaisH e triatletas moderadamente treinados28. Os fatores 
que determinam a PVE não são completamente conhecidos, mas parece que 
além da potência aeróbia, a economia de corrida (EC), as características neu- 
romusculares e o metabolismo anaeróbio são os principais21-28. Por exemplo, 
Paavolainen, Nummela e Rusko21 observaram que a PVE estava associada 
com o desempenho no maximal anaerobic running test e com a concentração 
de lactato de pico mensurada nesse teste. Além disso, outros estudos demons­
traram que a melhora do PVE, após um programa de treinamento de força,
Consumo máximo de oxigênio 83
foi acompanhada pela melhora da força dinâmica máxima (1RM) e da EC29. 
Dessa maneira, atletas energeticamente mais econômicos e capazes de gerar 
maior potência muscular poderíam atingir velocidades mais elevadas ao final 
do teste progressivo até a exaustão. Todavia, McLaughlin et al.15 chamaram 
a atenção para o fato de a PVE ser uma variável mecânica e, portanto, as va­
riáveis fisiológicas e neuromusculares determinantes da PVE poderiam ser as 
mesmas do desempenho nas provas predominantemente aeróbias, incluindo 
o VO,máx. Isso poderia indicar uma relação casual e não de casualidade en­
tre a PVE e o desempenho.
De qualquer maneira, independentemente dos processos que induzem ao 
surgimento do fenômeno do platô, que caracteriza o VO,máx, o maior valor 
do VO, obtido em testes máximos até a exaustão (VO,pico) também pode 
ser utilizado como marcador da potência aeróbia6. Essa conclusão foi obtida 
com base em um experimento realizado com 71 sujeitos que foram avaliados 
com protocolo do tipo “rampa" aplicado em cicloergômetro. Ao analisar a 
regressão linear do VO, com a carga, os resultados gerados pelos sujeitos que 
apresentaram o comportamento característico do VO,pico não foi estatistica­
mente diferente daqueles que apresentaram o platô característico do VO,máx 
(a diferença média foi de apenas 0,017 ± 0,15 L min'1). Todavia, é importan­
te notar que o estado de treinamento dos atletas participantes dos estudos 
citados anteriormente possuía uma considerável variação. Por exemplo, na 
investigação conduzida por Ramsbottom, Nute e Williams22, o coeficiente de 
variação do tempo necessário para completar o teste contrarrelógio de 5 km 
foi 11,5% e 13% para os homens e as mulheres, respectivamente.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Diversos achados científicos descritos na literatura indicaram que o VO,máx 
parece ser um bom preditor do desempenho em grupos heterogêneos em ter­
mos de rendimento atlético. Contudo, ele talvez não seja o melhor preditor 
do rendimento atlético em grupos com atletas homogêneos em termos de 
performance. Por exemplo, Conley e KrahenbuhP observaram que, em um 
grupo de corredores de alto nível com coeficiente de variação de apenas 3,4% 
na competição de 10 km, o nível de associação entre VO,máx e o desempe­
nho nessa prova não era estatisticamente significante. Portanto, parece que 
a capacidade do VO,máx em predizer o desempenho nos esportes predomi­
nantemente aeróbios é limitada. Dessa forma, outras variáveis submáximas
84 Aptidõo aeróbia
relacionadas à aptidão aeróbia poderíam ser fundamentais para o sucesso dos 
atletas fundistas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
1. Basset DR Jr. Howlev ET. Maximal oxygen uptake: “classical” versus “contempo-rarv" vieu-points. Med Sei Sports Exerc. 1997;29( 5): 591 -603.
2. Basset DR Jr, Howlev ET. Limiting factors for maximum oxygen uptake and de- 
terminants of endurance performance. Med Sei Sports Exerc. 2000;32(l):70-84.
3. Bergh U. Ekblom B. Astrand PO. Maximal oxygen uptake “classical” versus “con- 
temporary” viewpoints. Med Sei Sports Exerc. 2000;32(l):85-8.
4. Conley DL, Krahenbuhl GS. Running economy and distance running perfor­
mance of highly trained athletes. Med Sei Sports Exerc. 1980;12(5):357-60.
5. Costill DL, Thomason H, Roberts E. Fractional utilization of the aerobic capacity 
during distance running. Med Sei Sports Exerc. 1973;5(4):248-52.
6. Day JR. et al. The maximally attainable V02 during exercise in humans: the peak 
vs. maximum issue. J Appl Physiol. 2003;95(5): 1901-7.
7. Delp MD, Laughlin MH. Regulation of skeletal muscle perfusion during exerci­
se. Acta Physiol Scand. 1998; 162(3):411-9.
8. Gordon D, et al. Incidence of the plateau at V'02max is dependent on the anae- 
robic capacity. Int J Sports Med. 2011 ;32( 1): 1-6.
9. Harms CA. Effect of skeletal muscle demand on cardiovascular function. Med Sei 
Sports Exerc. 2000;32(l):94-9.
10. Harms CA, et al. Respiratory muscle work compromises leg blood flow during 
maximal exercise. J Appl Physiol. 1997;82(5): 1573-83.
11. Hill AV, Lupton H. Muscular exercise, lactic acid, and the supply and utilization 
of oxygen. Q J Med. 1923;16:135-71.
12. Howlev E7’, Basset DT, YVelch HG. Criteria for maximal oxygen uptake: review and 
commentary. Med Sei Sports Exerc. 1995;27(9): 1292-301.
13. Lima-Silva AE, et al. Identificação do platô do consumo de oxigênio com diferen­
tes tempos de análise. Rev Bras Ciênc Mov. 2006;14:7-14.
14. Machado FA, et al. Incrementai test design, peak ‘aerobic' running speed and 
endurance performance in runners. J Sei Med Sport. 2013; 16(6):577-82.
15. McLaughlin JE, et al. Test of the classic model for predicting endurance running 
performance. Med Sei Sports Exerc. 2010;42(5):991-7.
16. Nielsen HB. Arterial desaturation during exercise in man: implication for 02 up­
take and work capacity. Scand J Med Sei Sports. 2003;13(6):339-58.
Consumo máximo de oxigênio 85
17. Noakes TD. 1996 J.B. Wolffe memorial lecture. Challenging beliefs: ex África sem- 
per aliquid novi. lVIed Sei Sports Exerc. 1997;29(5):571-90.
18. Noakes TD. Implications of exercise testing for prediction of athletic performan­
ce: a contemporary perspective. Med Sei Sports Exerc. 1988;20(4):319-30.
19. Noakes TD. Maximal oxygen uptake: “classical” versus “contemporary” viewpoin- 
ts: a rebuttal. Med Sei Sports Exerc. 1998;30(9): 1381-98.
20. Noakes TD, Myburgh KH, Schall R. Peak treadmill running velocity during the 
V02 max test predicts running performance.J Sports Sei. 1990;8(l):35-45.
21. Paavolainen L, Nummela A, Rusko H. Muscle power factors and V02max as 
determinants of horizontal and uphill running performance. Scand J Med Sei 
Sports. 2000; 10(5):286-91.
22. Ramsbottom R, Nute MG, Williams C. Determinants of five kilometer running 
performance in active men and wornen. Br J Sports Med. 1987;21(2):9-13.
23. Richardson RS, et al. Evidence of 02 supply-dependent V02max in the exercise- 
-trained human quadriceps. J Appl Physiol. 1999;86(3): 1048-53.
24. Robinson S, Edwards HT, Dill DB. New records in human power. Science. 
1937;85(2208):409-10.
25. Saltin B. Oxygen uptake and cardiac output during maximal treadmill and bicycle 
exercise. Mal Cardiovasc. 1969; 1 (10):393-9.
26. Saltin B, Astrand PO. Maximal oxygen uptake in athletes. J Appl Physiol. 
1967;23(3):353-8.
27. Saltin B, Strange S. Maximal oxygen uptake: “old” and “new” arguments for a 
cardiovascular limitation. Med Sei Sports Exerc. 1992;24(l):30-7.
28. Slattery KM, et al. Physiological determinants of three-kilometer running perfor­
mance in experienced triathletes. J Strength Cond Res. 2006;20(l):47-52.
29. Storen O, et al. Maximal strength training improves running economy in distance 
runners. Med Sei Sports Exerc. 2008;40(6): 1087-92.
30. Stratton E, et al. Treadmill velocity best predicts 5000-m run perfomiance. Int J 
Sports Med. 2009;30(l):40-5.
31. Sutton JR. Limitations to maximal oxygen uptake. Sports Med. 1992; 13(2): 127-
33.
32. Taylor HL, Buskirk E, Henschel A. Maximal oxygen intake as an objective measure 
of cardio-respiratory performance.) Appl Physiol. 1955;8(l):73-80.
33. Wagner PD. New ideas on limitations to V02max. Exerc Sports Sei Rev. 
2000;28(l):10-4.
86 Aptidão aeróbia
34. Wemstedt P, et al. Adaptation of cardiac morphology and function to endurance 
and strength training. A comparative study using MR imaging and echocardiogra- 
phv in males and females. Scand J Med Sei Sports. 2002; 12(1): 17-25.
35. Zhou. et al. Stroke volume does not plateau during graded exereise in elite male 
distance runners. Med Sei Sports Exerc. 2001 ;33( 11): 1849-54.