Transição caminhada-corrida: considerações
fisiológicas e perspectivas para estudos futuros
Walace David MonteiroI,II; Claudio Gil
Soares de Araújo
RESUMO
Freqüentemente, os profissionais que atuam na
atividade física deparam-se com um dos seguintes questionamentos: Qual a melhor
atividade, caminhar ou correr? Quando devo parar de caminhar e começar a correr?
Seria interessante alternar as duas formas de atividade? Se, por um lado, as
perguntas podem ser facilmente respondidas para um indivíduo saudável e bem
condicionado, para os demais permanecem dúvidas que devem ser esclarecidas.
Palavras-chave: Locomoção
humana. Transição caminhada-corrida. Economia de corrida. Consumo de oxigênio.
Fisiologia do exercício. Condicionamento físico.
INTRODUÇÃO
O interesse na fisiologia do exercício tem
aumentado nas últimas décadas. As razões para isso, talvez, envolvam a
publicação e divulgação de estudos científicos em número cada vez maior de
revistas científicas especializadas. Outro aspecto diz respeito ao crescimento
do interesse acerca do exercício associado à promoção da saúde, fato traduzido
pelo grande número de pesquisas de cunho experimental e epidemiológico
publicadas nas últimas décadas. Pode-se, ainda, destacar a redução dos custos
do instrumental destinado à coleta e análise de dados, bem como a grande
disseminação dos laboratórios de fisiologia do exercício em universidades,
entidades desportivas, centros de saúde e clínicas especializadas.
Dentre os vários conteúdos referentes à fisiologia
do exercício, aqueles relacionados à demanda energética e às respostas
ventilatórias ao esforço têm despertado especial atenção dos pesquisadores.
Talvez isso ocorra devido à sua aplicabilidade em diversos campos do
conhecimento, como nos estudos relacionados à aptidão física, ao desempenho
atlético, à capacitação para o trabalho e à saúde. Mas, ainda que se possa
afirmar que essa área específica da fisiologia venha sendo exaustivamente
estudada, muitas dúvidas ainda necessitam ser elucidadas.
O desempenho de atividades motoras diversificadas,
ou mesmo das mesmas tarefas em distintos indivíduos, pode requerer demandas
metabólicas diferentes, implicando graus de sobrecargas diferenciados nos
sistemas que compõem o corpo humano, marcadamente o muscular e o cardiorrespiratório.
Dessa forma, a interpretação das oscilações metabólicas constitui um importante
elemento na análise das implicações acerca dos efeitos fisiológicos em
diferentes manifestações de esforço. Em se tratando do desempenho motor, parece
ser consenso que a quantidade total de energia despendida por um indivíduo
depende de aspectos como as dimensões corporais, a termogênese induzida pelos
alimentos e a atividade física1. Entretanto, é a atividade física
que tende a influenciar mais profundamente o dispêndio de energia. Essa
informação torna-se especialmente importante ao relacionarmos os efeitos do
exercício a situações diversas, como, por exemplo, o dimensionamento da
intensidade do esforço em diferentes atividades motoras.
O estudo da demanda metabólica nas atividades
físicas pode ser realizado de forma indireta através da análise de gases
expirados. Dentre as principais variáveis ventilatórias fornecidas por essa
técnica, podemos destacar o consumo de oxigênio (VO2), a ventilação
pulmonar (VE), a produção de gás carbônico (VCO2), o pulso de
oxigênio (pulso de O2), os equivalentes ventilatórios de oxigênio
(VE/VO2) e de gás carbônico (VE/VCO2) e o quociente de
troca respiratória (QR)2. A interpretação conjunta dessas variáveis
fornece informações precisas sobre uma série de mecanismos envolvidos no
controle da função cardiorrespiratória, em repouso e durante determinada
atividade.
Embora o emprego da análise de gases expirados
favoreça o cálculo da demanda metabólica com razoável exatidão em algumas atividades3,
persistem lacunas na literatura. Em particular, desperta-nos interesse o estudo
dos mecanismos fisiológicos que determinam a transição caminhada-corrida. Um
melhor entendimento desses mecanismos pode ser relevante para a prescrição e o
controle do treinamento, principalmente para aqueles praticantes cuja faixa de
intensidade ótima de treinamento situa-se acima do caminhar e abaixo do correr.
Freqüentemente, os profissionais que atuam na
atividade física deparam com um dos seguintes questionamentos: Qual a melhor
atividade, caminhar ou correr? Quando devo parar de caminhar e começar a
correr? Seria interessante alternar as duas formas de atividade? Se, por um
lado, as perguntas podem ser facilmente respondidas para um indivíduo saudável
e muito bem condicionado, para os demais permanecem dúvidas que devem ser
esclarecidas. Vejamos uma colocação que justifica tal afirmativa. Do ponto de
vista estritamente físico, o trabalho para percorrer determinada distância
independe do modo de locomoção (caminhar ou correr). Contudo, é possível que a
demanda metabólica efetiva possa diferir na mesma velocidade entre essas duas
modalidades de locomoção. Além disso, sabe-se há algum tempo que parecem
existir velocidades em que o andar é mais vantajoso do que o correr em termos
de eficiência mecânica e vice-versa4. Segundo o American College
of Sports Medicine5, andar e correr são mais eficientes em
velocidades, respectivamente, abaixo de 6km.h-1 e acima de 8km.h-1,
permanecendo, todavia, indefinida a melhor forma de locomoção na faixa
intermediária de velocidade, ou seja, na intensidade de esforço em que ocorre a
transição entre a caminhada e a corrida. Analisando esse aspecto, Hanna et
al.6 destacam que ainda não estão claros quais os mecanismos que
o sistema motor humano utiliza para controle e/ou otimização da demanda
energética, nas intensidades de esforço de transição entre a caminhada e a
corrida. Além disso, também permanecem sem explicações convincentes quais as
implicações que os diferentes modos de locomoção podem ter sobre as variáveis
que caracterizam a intensidade de esforço, na faixa de transição
caminhada-corrida.
Uma das teorias mais aceitas pelos pesquisadores é
a de que as mudanças na forma de locomoção aparecem como uma tentativa de
minimizar o gasto energético6-21. Contudo, vários elementos têm o
potencial de influenciar na velocidade de transição. Algumas considerações
metodológicas-chaves incluem a forma pela qual a velocidade de locomoção está
sendo manipulada (adoção de protocolos em rampa ou escada), a direção na qual a
velocidade está sendo aumentada ou reduzida e se a manipulação ocorre usando a
locomoção sobre o solo ou esteira. Pode-se, ainda, acrescentar a influência das
dimensões corporais, o efeito da idade ou mesmo as diferenças na composição
corporal.
Em recente revisão sobre os mecanismos de transição
entre a caminhada e a corrida, Patla e Sparrow22 concluíram que
múltiplos objetivos são otimizados durante a locomoção. Nesse caso, a
proposição da minimização da demanda metabólica de energia como único critério
de otimização do passo humano pode ser uma simplificação exagerada do fenômeno.
Além disso, não se sabe a extensão das variáveis que podem influenciar na
escolha da forma de locomoção, bem como o percentual de contribuição de cada
fator no processo de transição.
Assim, este artigo objetiva revisar os estudos que
abordam os mecanismos envolvidos na transição caminhada-corrida, apontando
algumas lacunas que possam ser objeto de pesquisas adicionais para melhor
entendimento dos mecanismos e implicações das respostas fisiológicas obtidas
nessa faixa de esforço. A revisão da literatura envolveu pesquisa no Medline,
utilização de referências cruzadas e de capítulos de livros específicos sobre o
tema em questão. O texto foi organizado em sete tópicos, comentando seus pontos
positivos e limitações. Por fim, são apontadas algumas possibilidades que
poderiam ser alvo de investigações futuras.
ESTUDO DA LOCOMOÇÃO HUMANA ATRAVÉS DE MODELOS
MATEMÁTICOS
A locomoção humana é caracterizada pelos atos de
andar e correr, utilizados para os deslocamentos em baixa e alta velocidade,
respectivamente. Em baixas velocidades, a caminhada pode ser acelerada
aumentando a freqüência ou o comprimento das passadas. Na maior parte das
velocidades que caracterizam essa forma de locomoção, existe uma relação linear
entre o comprimento e a freqüência dos passos23,24, apesar de, em
altas velocidades, o limite máximo do comprimento dos passos ser atingido
primeiro25. Conforme aumentamos a intensidade do esforço, atingimos
uma velocidade crítica a partir da qual passamos a correr. Essa modificação no
padrão de movimento caracteriza a transição caminhada-corrida, que tem sido
estudada através de várias abordagens, com o objetivo de buscar maior
entendimento do fenômeno. Uma delas é a caracterização biomecânica da
locomoção, realizada através de modelos matemáticos. Embora o objetivo do
presente texto não seja um aprofundamento na caracterização matemática da
transição caminhada-corrida, não se pode excluir a importância desse aspecto no
estudo do fenômeno.
Pode-se dizer que o ato de correr é tipicamente
modelado como um sistema bouncing ball, em contraste com o ato de
caminhar, modelado como rolling egg4,6,26. No primeiro,
observam-se elevadas trocas de energia cinética e elástica, sendo esta última,
possivelmente, gerada pela energia armazenada nos tendões e músculos dos
membros em contato com o solo. Já no segundo, a troca de energia ocorre de
maneira mais suave.
Vários modelos matemáticos têm sido desenvolvidos
para o estudo da locomoção humana16,27-34. Andar tem sido descrito
como um sistema de pêndulo invertido, com trocas conservativas de energia
cinética e potencial. Exemplificando tal transformação, pode-se dizer que,
dentro da coordenação do andar, o centro de massa perde velocidade (energia cinética)
ao ganhar altura (energia potencial), ocorrendo o mesmo no processo reverso. Já
o ato de correr, como dito, é modelado como um sistema bouncing ball,
com elevadas trocas de energia cinética e elástica. Uma importante diferença
entre os dois modelos reside na forma pela qual a troca de energia é realizada.
Nesse caso, a troca ocorre de maneira mais suave no modelo de pêndulo invertido
que caracteriza a caminhada6.
Esses modelos têm provado ser quase precisos em
predizer a freqüência e amplitude dos passos, os duty factors e os
padrões da força de reação vertical do solo, tanto para o andar quanto para o
correr. Todavia, seus maiores defeitos têm sido relacionados como o fracasso em
predizer, com precisão, a velocidade de locomoção no ponto de transição entre
as formas de locomoção27,28,35. Esses modelos predizem que a
transição entre os modos de locomover-se pode ocorrer no limite mecânico do
sistema físico. Modelos baseados no sistema de pêndulo invertido, como o
apresentado por McGeer31, assumem que o centro de massa do corpo
descreve um arco ao redor de uma perna rígida de raio L. A aceleração
tangencial do centro de massa em direção ao pé é igual à velocidade2/L.
Para que o pé permaneça em contato com o solo durante a fase de ondulação do
membro contralateral, o valor da aceleração tangencial não pode exceder a
aceleração da gravidade. Daí, é provável que a transição entre o andar e o
correr ocorra no ponto onde a aceleração do centro de gravidade do corpo em
direção ao chão excede a aceleração da gravidade. Isto é, a transição ocorre
quando: velocidade > (g x comprimento da perna)0,5. Quando essa
velocidade de locomoção é atingida, o pé não consegue permanecer em contato com
o solo, resultando numa fase de vôo, caracterizando a corrida. Entretanto, esse
modelo pode ser criticado. Diedrich e Warren36, por exemplo,
salientam que, ao substituírem-se os comprimentos de uma perna entre 0,8m e
0,9m no modelo, a velocidade de transição preferida calculada é de
aproximadamente 3m.s-1, o que foi demonstrado ser excessivo através
de métodos experimentais.
A dificuldade com o modelo tradicional, na qual se
trata o andar e o correr como um sistema discreto com conservação de energia
(energia do andar sendo convertida através de ações em forma de pêndulo e a energia
da corrida através de ações de mola), é que modelos de coordenação contêm
elementos de ambos os métodos de conservação de energia. Como conseqüência,
modelos híbridos que apresentam ambos os componentes pendular e de elasticidade
(inercial e elástico) podem oferecer maior potencial na determinação de
características biomecânicas de cada modo de locomover-se e da transições entre
eles esse é o caso do modelo de Holt et al.17,37, apropriado
para decifrar um número-chave de fenômenos típicos da marcha, especialmente
aqueles relacionados à caminhada. Contudo, embora o modelo acrescente alguns
conceitos que podem ser incorporados aos modelos de locomoção anteriores, não
está claro se o melhor entendimento sobre a preferência entre o andar e o
correr irá necessariamente traduzir-se em melhor compreensão do fenômeno de
transição entre as duas formas de locomoção6.
Para finalizar esta sessão, destacamos que os
modelos matemáticos podem ser extremamente úteis ao entendimento de determinado
processo. Contudo, os mesmos não são completos para descrevê-lo, já que é
difícil obter modelos perfeitos, principalmente quando aplicados aos seres
humanos. De fato, verifica-se falta de consenso quanto ao modelo que mais se
ajustaria tanto à caminhada quanto à corrida. Além disso (e destacamos a
importância dessa constatação na presente revisão), não pudemos localizar na
literatura modelos que procurassem explicar, especificamente, o processo de
transição caminhada-corrida. Estudos nessa linha são, portanto, escassos, representando
uma lacuna que deveria ser explorada pelos pesquisadores.
PROTOCOLOS UTILIZADOS NOS ESTUDOS DE TRANSIÇÃO
CAMINHADA-CORRIDA
A diferenciação do momento ou intensidade do
esforço a partir do qual ocorre a transição caminhada-corrida passa,
inicialmente, pela característica específica do protocolo adotado. Uma das
formas de diferenciar o caminhar do correr consiste na determinação da fração
de duração da passada em que cada pé permanece no chão. Esse fenômeno tem sido
chamado de duty factor. Alexander28 destaca que no momento em
que o duty factor é maior do que 0,5, a pessoa desempenha a ação de
caminhar. Em contrapartida, quando o mesmo é menor do que 0,5, teríamos como
resultado a fase de vôo, evidenciando a corrida. Até a obtenção de velocidade
próxima a 2m.s-1, o modo de locomoção geralmente é
sustentado pelo ato de caminhar. Após essa velocidade, ocorreria uma
modificação na organização do movimento, resultando na corrida. Essa
reorganização, decorrente da introdução da fase de vôo, ocorre pelo aumento da
força propulsiva no chão. A identificação dessa velocidade como ponto
aproximado na qual a transição caminhada-corrida ocorreria tem sido descrita em
vários estudos18,19,38-42. Contudo, quando é necessário identificar
com exatidão o momento em que ocorre a mudança no padrão de movimento, a
escolha dos protocolos pode desempenhar um papel de suma importância, pois os
resultados parecem ser protocolo-dependentes. Nesse caso, uma correta
arquitetura do protocolo representa o primeiro passo para uma coleta de dados
fidedigna.
Quando se deseja estudar as respostas fisiológicas
em testes padronizados, uma importante característica a ser considerada diz
respeito à forma pela qual as cargas de esforço são manipuladas. Talvez, essa
seja a característica mais importante de um protocolo, visto que cargas
aplicadas de forma inadequada podem mascarar os resultados. Um protocolo pode
envolver várias características. Araújo43, discorrendo sobre esse
assunto, assinala que todos os protocolos apresentam virtudes e defeitos, sendo
os objetivos do teste a característica da população testada, a disponibilidade
de tempo e de material que decidirão a melhor escolha. Esse autor destaca que
existem basicamente cinco características de um protocolo de teste de esforço,
a saber: a) quanto ao grau de esforço envolvido – teste máximo: quando o
indivíduo é levado à exaustão voluntária máxima ou o teste é interrompido
devido a sinais e sintomas clínicos importantes; teste submáximo: no qual são
considerados todos os outros protocolos que não se enquadram na característica
anterior; como exemplo podemos citar aqueles que são interrompidos após um
tempo predeterminado de esforço ou pela obtenção de uma freqüência cardíaca ou
carga alvo; b) quanto ao tipo de esforço envolvido – teste estático: envolve
contração muscular estática, em que praticamente não existe movimento; um
exemplo típico dessa forma de teste é a dinamometria manual; teste dinâmico:
envolve contração dinâmica, geralmente realizado em esteira, bicicleta, banco
ou pista; c) quanto ao número de cargas – única carga: aquele que envolve um
único grau de esforço, sendo menos utilizado em função da menor discriminação
fisiológica; duas ou mais cargas: composto por um número variado de cargas,
determinadas em função do objetivo do teste ou da capacidade do praticante em
permanecer no protocolo; d) quanto à duração dos estágios – com steady-state:
apresentam tempo suficiente para o organismo ajustar-se à demanda da carga; sem
steady-state: não apresentam tempo para o organismo adequar-se à demanda
da carga; com relação a essa característica do protocolo, chamamos atenção para
a importância do tempo em cada estágio e suas possibilidades de discriminação
das respostas objetivadas; e) quanto à presença e ausência de pausas – teste
contínuo: caracteriza-se pela ausência de pausas; teste descontínuo: composto
por intervalos que caracterizam níveis de repousos ativos (esforços leves entre
as cargas) ou passivos (sem esforços entre as cargas).
Outra característica importante na arquitetura de
um protocolo diz respeito à razão em que as cargas serão aplicadas. Nesse caso,
os testes podem ser executados em rampa ou escada. Protocolos em rampa
caracterizam-se por apresentar incrementos ou reduções na intensidade de
esforço de forma constante. Já os protocolos em escada envolvem a manipulação
da intensidade do esforço em discretos incrementos ou reduções, em que o
período destinado a cada estágio geralmente é constante.
No que toca aos estudos de transição entre a
caminhada e a corrida, embora não exista uma opinião consensual na literatura,
parece ser aceito que, quando aplicados com incremento de velocidades de
0,3km.h-1, os protocolos em escada parecem ser mais consistentes em
termos de confiabilidade do que os protocolos de rampa44. No
entanto, em relação ao aumento da velocidade, as limitações das esteiras
adotadas em algumas investigações dificultam o controle preciso do ponto no
qual as condições de velocidade adjacente mudam. A esteira aceleraria muito
mais rapidamente em altas do que em baixas velocidades e durante subidas ao
invés de descidas. Esse problema metodológico pode tornar-se uma preocupação
particular durante testes em subida, em que a escala de mudança de velocidade
pode ser um importante estímulo para a transição6. É importante
estar consciente desse problema, pois a variabilidade da escala de mudança
requerida do passo pode confundir uma simples comparação da eficácia de
diferentes protocolos de manipulação da velocidade.
Uma estratégia interessante, normalmente não
utilizada nos estudos que investigam o processo de transição caminhada-corrida,
é a validação do protocolo antes de sua aplicação no estudo propriamente dito.
Nesse caso, diferentes razões de incrementos e distintos tempos de estágios
devem ser testados para estabelecer o protocolo específico. Com esse intuito,
uma proposta interessante poderia consistir na verificação da confiabilidade
dos resultados em protocolos com duração de cinco a 30 segundos, variando o
incremento de carga na ordem de 0,1 a 0,5km.h-1. A partir do
conhecimento das influências da aplicação das cargas de esforço na velocidade
de transição em determinada amostra, o procedimento seria, então, utilizado no estudo.
ASPECTOS METABÓLICOS DO TRABALHO EM ESTEIRA E NO
SOLO
Uma dúvida que freqüentemente surge ao compararmos
trabalhos realizados em esteira e no solo diz respeito à extrapolação dos dados
de uma situação para a outra. Algumas evidências sugerem que correr na esteira
não muda a energia requerida para a locomoção, quando comparada com a obtida no
solo45-47. Apesar disso, é aceito que a variabilidade das respostas
metabólicas seja menor em esteira48, provavelmente devido ao
controle das condições ambientais em situações laboratoriais, fato nem sempre
possível ao ar livre.
Bassett et al.45, em estudo
comparativo do consumo de oxigênio obtido na corrida em superfície plana e em
subida, reportaram que a demanda de oxigênio na esteira e no solo foi similar
para velocidades entre 136 e 286m.min-1. Em concordância com esses
dados, McMiken e Daniels47 também não encontraram diferenças
significativas na corrida em esteira e no solo, quando realizada numa faixa de
velocidade de 180 a 260m.min-1. Entretanto, essa evidência está
longe de ser considerada uma verdade absoluta, principalmente ao considerar-se
uma faixa mais elevada de esforço. De fato, em altas velocidades de corrida,
diferenças no gasto energético, na largura da passada e em certos parâmetros
temporais são evidentes49-51. Frishberg52, por exemplo,
demonstrou diferenças substanciais no gasto energético no solo e na esteira.
Tais diferenças ocorrem porque corridas rápidas envolvem movimentação muito
mais ativa da perna de apoio que outras formas menos intensas de correr, por
exemplo, o jogging. Isso pode ocasionar modificações importantes na
mecânica do movimento, alterando a quantidade de massa muscular envolvida e
afetando a demanda energética. Outros fatores podem ainda ser adicionados.
Entre eles, pode-se citar a resistência gerada pelo vento, a dificuldade
associada à corrida na esteira e uma possível variação na velocidade da esteira
a partir do toque de cada pé do indivíduo no tapete12,48,51,53.
O fracasso de alguns estudos para mostrar a
completa similaridade entre correr no solo e na esteira pode ser devido às
diferenças entre as duas condições de andar existentes para alguns, mas não
para todos os indivíduos. Com respeito a esse assunto, Nigg et al.54,
investigando a cinemática de corrida na esteira e no solo, verificaram que as
diferenças medidas nas variáveis cinemáticas podem ser subdivididas em
sistemáticas e sujeito-dependentes. Segundo os autores, na esteira os sujeitos
adaptam o seu estilo de aterrissagem para que o pé aterrisse em posição mais
reta do que durante a corrida no chão. Essa estratégia pode promover um toque
do pé na esteira, que é percebido pelos corredores como mais estável do que no
solo. Além disso, quase todas as variáveis cinemáticas da parte inferior da
perna mostraram um padrão inconsistente, dependendo do estilo de aterrissagem
individual do atleta, da velocidade da corrida e da situação do calçado em
relação à esteira. Concluiu-se que a extrapolação dos resultados cinemáticos da
corrida na esteira para a corrida no chão depende de aspectos como padrão não
sistemático requerido na esteira, a velocidade de corrida e o tipo específico
de calçado usado.
Como destacado por Hanna et al.6,
as pesquisas passadas tenderam a usar testes estatísticos para determinar se
existiam diferenças entre os grupos que andavam na esteira e no solo, as
variações individuais tendo sido ignoradas. Isso pode apresentar um significado
importante ao transportarmos os dados laboratoriais para situações de campo.
Nesse caso, não é possível determinar se os constrangimentos impostos pelas
duas condições são os mesmos na maioria das pessoas. Todavia, o aspecto mais
importante em relação à investigação do fenômeno de transição não é se uma
mesma velocidade crítica de locomoção define a transição caminhada-corrida na
esteira, comparada com a locomoção no solo, mas se as mesmas características
tipificam a transição dentro de cada estilo.
Em se tratando dos estudos na faixa de esforço em
que ocorre a transição caminhada-corrida, e até mesmo um pouco acima desta, as
evidências sugerem que os dados obtidos em esteira podem ser transportados para
as situações de campo. Isso é válido até a obtenção de velocidades em torno de
260-280m.min-1, em que os valores de consumo de oxigênio não se
diferenciam significativamente entre as duas situações. Todavia, mediante as
dificuldades de alguns praticantes para locomover-se na esteira, bem como as
diferenças mais acentuadas nas condições ambientais e de terreno, a
transposição dos dados deve ser feita com cautela e, preferencialmente, após
alguma fase de adaptação à locomoção em esteira rolante.
CARACTERÍSTICAS ANTROPOMÉTRICAS E TRANSIÇÃO
CAMINHADA-CORRIDA
Ao analisarmos os possíveis responsáveis pela
modificação na forma de locomoção com o aumento da intensidade do esforço, é
racional sugerir que um ou mais parâmetros físicos ligados às dimensões
corporais possam ser responsáveis por disparar o gatilho de transição entre a
caminhada e a corrida. Vejamos, a seguir, algumas evidências da possível
ligação entre a variação antropométrica humana e suas relações com a velocidade
de transição.
É sensato pensar que a relação entre as
características corporais e o desempenho em determinada tarefa motora passa,
inicialmente, pela natureza da atividade. No que concerne à corrida, a variação
da velocidade constitui um importante fator a ser considerado. Brisswalter et
al.55 realizaram um estudo com o propósito de inter-relacionar o
comprimento da passada, a economia da corrida e as medidas antropométricas em
corredores de elite. Para tanto, utilizaram duas velocidades de corrida: uma
submáxima, próxima da usual de treinamento (15km.h-1) e uma não
usual (9km.h-1), próxima da velocidade de transição entre o andar e
o correr. A economia da corrida foi expressa em ml.kg-1.min-1
e em ml.kg-0,75.min-1. Além disso, para comparar
diferentes velocidades, o gasto energético foi expresso em unidade de
distância. Nove variáveis antropométricas foram medidas: massa corporal,
gordura corporal (seis dobras), estatura, altura sentado, altura de membros
inferiores (altura total – altura sentada), comprimento de membros inferiores,
comprimentos tibial e da coxa e comprimento dos pés.
Para as duas velocidades de corrida, a influência
das dimensões corporais na economia de corrida foi diferente. A 9km.h-1,
a massa corporal representou a mais importante variável em uma regressão
múltipla. Enquanto isso, a 15km.h-1, os melhores preditores da
economia de corrida foram o comprimento da perna e a estatura. Quando a
regressão linear foi usada, observou-se relação inversa entre as dimensões
corporais e a economia de corrida para as duas velocidades e um efeito do modo
de expressar o VO2. A 9km.h-1, não foi evidenciada
correlação significativa entre a economia de corrida em ml.kg-1.min-1
e as dimensões corporais. No entanto, quando o VO2 era
expresso em ml.kg-0,75.min-1 (para minimizar a influência
da massa corporal), o mesmo foi significativamente e positivamente
correlacionado com a altura, massa corporal, comprimento da coxa e gordura
corporal. Em contraste, a 15km.h-1, o VO2 expresso em
ml.kg-1.min-1 ou em ml.kg-0,75.min-1
foi significativamente e negativamente correlacionado com a massa corporal,
altura e comprimento da perna, e positivamente associado com o percentual de
gordura. Além do mais, nenhuma correlação significativa foi encontrada entre o
gasto energético a 9 e a 15km.h-1.
No tocante às dimensões corporais, apenas a
estatura e o comprimento das pernas mostraram relação significativa com o VO2
e somente a estatura se relacionou com o comprimento do passo. Para todas as
velocidades, a estatura correlacionou-se positivamente com o comprimento do
passo. Além disso, nenhuma correlação significativa foi verificada entre o
comprimento do passo e as dimensões da perna. Uma suposição feita por Alexander35,
de que o comprimento do passo é melhor descrito pela função alométrica do que
pela função linear, pode explicar esse resultado. A freqüência de passos
preferida representa variáveis globais, que não podem ser descritas com
variáveis locais, por uma função linear, como, por exemplo, o comprimento da
perna. Uma relação inversa, mas significativa, foi observada entre a estatura,
comprimento da perna e economia de corrida para as duas velocidades de corrida.
A 9km, quando o VO2 está expresso em ml.kg-1.min-1,
nenhuma correlação foi observada entre as duas variáveis. Quando o VO2
foi expresso em ml.kg-0,75.kg-1, uma relação positiva foi
vista. Dessa forma, o modo de expressão para minimizar a importância do peso
corporal permitiu observar a relação significativa entre dimensões corporais e
economia da corrida. Em conclusão, verificou-se um efeito dependente da
velocidade da corrida na relação entre dimensões corporais, comprimento dos
passos e VO2. Por outro lado, nenhuma relação foi encontrada entre o
custo energético a 9 e a 15km.h-1 e relação inversa foi observada
entre as dimensões corporais e o VO2 para as duas velocidades de
corrida. Além disso, o modo de expressar o VO2 tende a afetar essa
relação.
Para analisar se a relação com a velocidade de transição
era influenciada pela magnitude da aceleração, desaceleração ou pelas dimensões
do indivíduo, Thorstensson e Roberthson56 conduziram um estudo
envolvendo 18 homens saudáveis, divididos em três grupos, de acordo com o
comprimento da perna, a saber: pequena (0,86 a 0,91m), média (0,93 a 0,95m) e
longa (1,03 a 1,09m). A locomoção foi executada numa esteira, acelerada e
desacelerada em velocidades entre 1,0 e 3,0m.s-1. A velocidade foi
monitorizada por um velocímetro e sua variação foi aplicada através de três
diferentes magnitudes: 0,05, 0,08 e 0,11m.s-1 (o tempo de mudança
entre 1,0 e 3,0m.s-1 foi de 40, 25 e 18 segundos, respectivamente).
O modo de locomoção normal a 1,0m.s-1 era o andar, enquanto o correr
foi desenvolvido a 3m.s-1. Logo, as variações de velocidades
selecionadas incluíram a velocidade de transição natural entre o andar e o
correr. Como resultado, o grupo com pernas mais curtas mostrou velocidade de
transição mais baixa que os outros, enquanto nenhuma diferença foi encontrada
para os grupos com pernas médias e longas. Em todo o estudo, verificou-se fraca
tendência em direção ao aumento da velocidade na qual a transição foi obtida e
o aumento do comprimento da perna, apesar de a variação dentro de cada grupo
ter sido relativamente ampla, revelando um comportamento individual muito
variável dentro de cada faixa de comprimento de perna estudada.
Em outro estudo digno de nota, Hreljac42
correlacionou os valores médios da velocidade de transição preferida em 28
participantes de ambos os sexos com uma série de variáveis antropométricas que
incluíram: massa corporal, estatura, altura do maléolo lateral, comprimento de
membros inferiores, altura da crista ilíaca anterior, comprimento da coxa,
comprimento da coxa dividido pela altura sentada e o número Froude1. O estudo
evidenciou moderadas correlações (r = 0,57) entre os valores da velocidade
preferida e das variáveis antropométricas. Níveis relativamente baixos de
associação também foram verificados por Getchell e Whitall57. Esses
autores usaram a técnica de regressão múltipla passo a passo para tentar achar
variáveis físicas que pudessem prever a transição do andar-correr, correr-andar,
bem como da transição para o trotar. Dez medidas antropométricas foram
examinadas (massa corporal, estatura, altura sentada; comprimentos da coxa,
perna e pé, amplitude de movimento das articulações do quadril, joelho e
tornozelo, e força máxima dos músculos do quadríceps). As melhores correlações
obtidas usando a combinação das variáveis estudadas foram: r = 0,35 para a
transição andar-correr e 0,31 para a transição correr-andar. A variável que
apresentou a melhor correlação individual foi o comprimento da coxa e a melhor
combinação entre as variáveis antropométricas foi obtida na divisão entre o
comprimento da coxa e a altura sentada. Esses dados parecem estar em
consonância com os de outros estudos aqui apresentados, revelando baixa
associação entre o tamanho dos segmentos e a velocidade de transição
caminhada-corrida.
É interessante observar que as correlações
encontradas nos estudos revisados são opostas às observadas em pesquisas
envolvendo quadrúpedes. Por exemplo, no estudo de Heglund e Taylor15,
o comprimento da perna e a massa corporal foram excelentes preditores para as
mudanças no modo de andar. Deve ser notado que a probabilidade de achar altas
correlações antropométricas com o modo de andar humano é menor, pois os estudos
entre as espécies de quadrúpedes consideram a massa, o comprimento dos membros,
a altura e outras características físicas, enquanto os estudos da variação
humana, necessariamente, lidam com grupos menores de dados dentro das espécies.
Em adição, é possível que esses estudos possam não ter examinado todas as
potenciais características antropométricas críticas que poderiam influenciar na
velocidade de transição entre o andar e o correr. Em relação a isso, chama a
atenção o fato de que as características inerciais do membro inferior não foram
consideradas em nenhum desses estudos6. Por isso, na tentativa de
melhor caracterizar a influência das medidas antropométricas na transição entre
os modos de locomoção, estes últimos autores conduziram um experimento no qual
foi utilizada uma amostra com grande variabilidade de características
antropométricas. Além disso, incluíram-se na análise dos dados algumas
características inerciais e medidas de força dos membros inferiores. Para
tanto, avaliaram-se 42 indivíduos, para os quais a velocidade de transição
andar-correr e correr-andar foi determinada previamente. Foram obtidas as
seguintes medidas antropométricas: massa corporal, estatura, altura sentada,
comprimento da perna (maléolo lateral ao eixo do joelho), comprimento da coxa e
comprimento total da perna (trocanter maior até o maléolo lateral). Além disso,
foram medidas a força de extensão e a de flexão do joelho, usando um
dinamômetro isocinético. Os dados antropométricos foram usados para calcular o
índice de massa corpórea, a divisão entre o comprimento total da perna e o
comprimento da perna, e o momento de inércia da perna em posição totalmente
estendida. Os coeficientes de correlação de Pearson foram computados para
determinar se a velocidade de transferência preferida relacionava-se
linearmente com qualquer uma das variáveis antropométricas. As variáveis que
mostraram ser mais bem correlacionadas com a velocidade média de transição
preferida foram então submetidas à regressão múltipla, na tentativa de produzir
uma equação preditora.
Poucas das variáveis antropométricas puderam exibir
coeficientes de correlação com a velocidade de transição preferida, mesmo nas
que tinham melhores correlações; a diferença na velocidade de transição
preferida, explicada pelas variáveis antropométricas, era pequena. Quando a
correlação significativa entre velocidade de transição média e estatura foi
deduzida para amostras combinadas, a estatura contribuiu apenas para 20% da
variação entre indivíduos na velocidade de transição. Análises de regressão
múltipla, combinando as variáveis que melhor se correlacionaram dentro da
amostra, foram incapazes de produzir uma equação capaz de predizer a velocidade
de transição preferida que fosse melhor do que as obtidas a partir de variáveis
antropométricas isoladas. Em conclusão, os autores salientaram que os estudos
em seres humanos parecem compatíveis com a visão de que as diferenças
individuais nas dimensões corporais são pequenas, ou que, no máximo, pode haver
correlação moderada entre diferenças individuais e a velocidade de transição
preferida. Além disso, os resultados contraditórios nos estudos examinando a
relação entre a antropometria e a velocidade de transição preferida nos humanos
e em outras espécies quadrúpedes têm várias possíveis explicações. Em primeiro
lugar, os estudos que demonstraram forte relação trabalharam com grande
quantidade de espécies, passando por cima da diversidade considerável da forma
e do tamanho dos corpos, envolvendo espécies que variavam em massa corporal
total. Dada a pequena variabilidade da massa corporal nas amostras humanas, ao
menos naquelas utilizadas nas pesquisas publicadas, não é surpresa que os
coeficientes de correlação dos estudos nos humanos sejam muito menores do que
os encontrados em uma variedade de animais. A segunda explicação para a
discrepância entre as forças das relações entre antropometria e a velocidade de
transição preferida, encontrada em estudos com humanos e com quadrúpedes,
envolve o modo de locomoção. Comparações entre a transição caminhada-corrida
nos homens e o trote-galope nos quadrúpedes podem ser inapropriadas, se os
mecanismos fundamentais desse fenômeno são diferentes.
Outro aspecto a ser destacado reside na influência
da intencionalidade na modificação da forma de locomoção, que levaria a uma
transição entre os atos de andar e correr. Fazendo menção a este aspecto,
Bonnard e Paaihous58 demonstraram a capacidade da intencionalidade
em alterar a relação entre freqüência e amplitude da passada de caminhada, em
intensidade realizada em steady-state. Getchell e Whitall57
estenderam essa proposição para o controle do modo de locomoção como um meio de
explicar as fracas relações que eles observaram entre as variáveis
antropométricas e as várias transições no modo de locomoção no adulto humano.
Para Hanna et al.6, se a intencionalidade impõe uma dinâmica
adicional na dinâmica natural no modo de locomover-se, e se essa
intencionalidade envolve primariamente a atividade cognitiva, então é plausível
que o mais alto desenvolvimento cognitivo dos humanos possa contribuir para o papel
diminuído dos parâmetros físicos na determinação no modo de locomover-se
preferido nos humanos em comparação com os quadrúpedes, especialmente aqueles
com desenvolvimento cortical muito limitado. Todavia, a literatura ainda é
carente de pesquisas que venham consubstanciar o papel do efeito cortical na
dinâmica do movimento humano, principalmente em velocidades que caracterizam
uma transição entre a caminhada e a corrida.
Sumarizando esta seção, pode-se dizer que as
variáveis antropométricas parecem ser secundárias em relação a outros fatores
na determinação da transição entre o andar e o correr nos humanos. Contudo, não
se pode excluir sua atuação no processo, sendo necessária a realização de
estudos futuros para melhor determinar a magnitude de sua atuação. Nesse
sentido, um interessante aspecto a ser explorado diz respeito à possibilidade
de as dimensões corporais influenciarem de forma diferenciada na seleção do
modo de locomoção em indivíduos de diferentes faixas etárias, como crianças,
adultos jovens e idosos. O mesmo pode ser dito em relação ao sexo, devido às
diferenças existentes na composição corporal.
DEMANDA ENERGÉTICA E TRANSIÇÃO CAMINHADA-CORRIDA
Uma das hipóteses mais estudadas, e talvez a mais
aceita, como o principal mecanismo envolvido na transição caminhada-corrida, é
a minimização do dispêndio energético4,6,9-16,19. De fato, a
velocidade de transição experimentalmente observada foi bem próxima da
energeticamente ótima, sugerindo que os executantes adotavam espontaneamente o
padrão de locomoção levado pela menor demanda. Em outras palavras, pode-se
dizer que, a partir da velocidade na qual andar implica maior gasto de energia,
os indivíduos optam por selecionar a corrida como forma de locomoção. Contudo,
as evidências ainda são inconclusivas para assumir esse mecanismo como o
principal gatilho responsável pelo fenômeno de transição entre a caminhada e a
corrida.
No que diz respeito aos experimentos em animais,
Farley e Taylor59 sugeriram que a redução do gasto energético pode não
ser o estímulo para a transição do modo de locomover-se. Medindo a demanda
energética e as velocidades associadas com a transição trote-galope em cavalos,
esses autores demonstraram que os animais mudavam o modo de locomover-se a
velocidades mais baixas que aquelas consideradas ótimas. Foi sugerido que o
gatilho para a transição trote-galope ocorria devido a um fator de natureza
mecânica, gerado pela necessidade de reduzir o estresse imposto pela tensão
óssea e pelos picos de força muscular. Essa argumentação foi provada através de
evidências experimentais, mostrando que os cavalos transportando cargas faziam
a transição para o galope a uma velocidade mais baixa do que as consideradas
ótimas. De fato, na grande maioria dos vertebrados, os padrões do modo de andar
nunca são adotados de forma a causar estresse nas articulações e ossos que seja
maior que dois terços do necessário para quebrá-los60.
Contrapondo-se ao estudo anterior, Hoyt e Taylor11
apoiaram a noção de que o custo energético desempenha um papel crítico na
expressão dos padrões de locomoção. Pesquisando pôneis, os autores mostraram
que a auto-seleção da forma de locomoção para o andar, trotar e galopar
resultou em menor gasto energético. Isso sugere que os animais são sensíveis ao
gasto energético da atividade, sendo capazes de selecionar a velocidade que
minimiza o custo metabólico do transporte dentro de um modo particular de
locomoção. Nas velocidades não ótimas para os mesmos padrões de movimento, foi
observado que o custo energético foi substancialmente mais alto nos pôneis.
Como visto, nos estudos envolvendo animais, as evidências ainda são
inconclusivas para apoiar a noção de que a demanda energética traduz o
principal gatilho a desencadear a transição entre os modos de locomoção.
Mais recentemente, para avaliar o papel da demanda
energética na seleção do modo de locomoção em humanos, Hanna et al.6
estudaram 15 indivíduos cuja velocidade de transição preferida era conhecida.
Comparou-se a velocidade média de transição preferida obtida pelos
participantes com o valor previsto, obtido pela interseção das curvas
metabólicas derivadas de cada um dos testes de andar-correr. Todos os
participantes correram com velocidade acima e abaixo dos seus pontos de
transição preferidos e, a partir daí, foram obtidas curvas para o VO2 (ml.kg.-1min-1)
e para o gasto energético relativo (ml.kg.-1min-1.m-1
) versus a velocidade (% da velocidade de transição preferida). O mesmo
procedimento foi seguido para o ato de andar. Posteriormente, determinou-se e
comparou-se a velocidade de deslocamento na interseção dos testes de andar e
correr com os valores médios da velocidade de transição preferida, obtidos
anteriormente. Para os autores, a premissa da comparação baseava-se em duas
possíveis formas de análise. Caso esses pontos coincidissem, a transição
ocorreria como um mecanismo para minimizar o gasto energético. Em contrapartida,
a discrepância dos pontos poderia levar à discussão de outros fatores que não a
redução da demanda energética a influenciar no modo de locomover-se.
A velocidade ótima de transição, em termos
energéticos, foi de 99,6% da velocidade de transição preferida. Esses
resultados evidenciaram que a minimização do gasto energético tem um papel
significativo na determinação da velocidade na qual a mudança dos modos de
locomover-se ocorre. Como apresentado nos dados de consumo de O2, a
velocidade de transição ótima em termos energéticos coincidiu com a velocidade
média de transição preferida. Nesse caso, a velocidade de transição ótima em
termos energéticos era de 100,5% da velocidade de transição preferida. Enquanto
a ação de andar era considerada mais desgastante que correr, acima do ponto de
transição, não foi verificada diferença expressiva na percepção do esforço
entre os modos de locomover-se, antes ou no ponto de transição. Concluiu-se,
então, que a otimização da eficiência energética é o ponto central para a
transição entre os modos de locomoção. A questão que permanece obscura, no
entanto, é se os humanos podem perceber esse aumento no gasto energético
sempre, ou suficientemente rápido para disparar a transição, ou, simplesmente
colocado no contexto fisiológico, qual é o receptor que percebe esse estímulo.
Obviamente, para responder a essa questão, esforços adicionais são necessários.
Em congruência ao estudo mencionado anteriormente,
para verificar a hipótese de que, durante o aumento de velocidade, a transição
entre a caminhada e a corrida corresponde à velocidade na qual andar torna-se
menos econômico do que correr, Mercier et al.19 determinaram
a velocidade da transição e mediram o gasto energético durante o steady-state
na velocidade de transição entre os modos de locomoção. Em adição, também foi
investigado o efeito do tipo de locomoção nas respostas cardiorrespiratórias
acima e abaixo do ponto de transição. Para tanto, os indivíduos caminharam e
correram nas velocidades correspondentes a ± 0,5km.h-1 e ± 1km.h-1
da velocidade de transição. A amostra foi composta por sete adultos jovens.
Cada sujeito submeteu-se a quatro testes, a saber: a) teste máximo para
determinar o consumo máximo de oxigênio e o limiar ventilatório; b) teste para
determinar a velocidade de transição espontânea; c) teste para andar na
velocidade de transição, na velocidade de transição ± 0,5km.h-1 e na
velocidade de transição ± 1km.h-1; d) teste para correr na
velocidade de transição, na velocidade de transição ± 0,5km.h-1 e na
velocidade de transição ± 1km.h-1.
Vários achados importantes foram verificados nesse
estudo. Como principal resultado, destacou-se que a transição entre a caminhada
e a corrida correspondia à velocidade na qual correr ficou mais econômico.
Então, acima deste nível verificou-se que a corrida acarretou redução das
respostas cardiorrespiratórias comparadas para o andar a uma mesma velocidade.
O correr ficou mais econômico do que o andar, em velocidade de transição igual
a 2,16m.s-1 (erro padrão da média de 0,04), o que está de acordo com
a variação dos valores da velocidade de transição (1,30 – 2,55m.s-1)
reportados por Thorstensson e Roberthson56. Está também compatível
com a velocidade (2m.s-1) a partir da qual outros investigadores
evidenciaram que correr era mais econômico10,61. No entanto, é
difícil determinar, a partir desses resultados, se um aumento no custo da
locomoção induziu mudança no padrão locomotor ou se a redução do custo da
locomoção foi conseqüência da mudança no padrão de movimento. Outro aspecto
relevante desse estudo é que, apesar de notáveis diferenças terem sido
observadas para o VO2, a FC e a VE, durante a caminhada e a corrida
abaixo e acima da velocidade de transição, os autores não observaram diferenças
em R e VE/VO2, sugerindo que, para a variação de velocidade
estudada, o tipo de locomoção não afeta o substrato utilizado e a ligação entre
VE e o gasto energético. Em conclusão, verificou-se que a transição entre a
caminhada e a corrida corresponde à velocidade na qual correr se torna mais
econômico que andar. Acima dessa velocidade de transição, correr resultou em
redução relativa do custo da locomoção e das respostas cardiorrespiratórias.
Não obstante todos esses achados, é importante ressaltar que autores como
Mercier et al.19 chamam a atenção para o fato de que os
mecanismos dessa relação não estão ainda completamente claros, necessitando de
outras investigações para melhor elucidação.
Os dados até aqui apresentados sugerem que o
principal mecanismo que rege a transição entre a caminhada e a corrida é a
minimização da demanda energética. Isso parece estar de acordo com outras
observações experimentais18, nas quais se concluiu que a transição
entre os modos de locomover-se era dirigida pela redução do custo fisiológico.
A evidência desses estudos mostrou que, para cada participante, havia alta
coincidência na velocidade de transição e o ponto em que a FC e o VO2
para andar e correr ficavam equivalentes. Todavia, assumir esse pressuposto
como o principal responsável pela mudança na forma de locomoção, isto é, uma
relação causal, não tem sido unanimidade aceita entre os pesquisadores.
Brisswalter e Mottet21 estudaram as
relações entre o custo energético da locomoção e a variabilidade da duração do
passo da velocidade de transição, de acordo com o modo de locomoção imposto ou
escolhido pelos indivíduos. Um sensor de pressão foi utilizado nos pés de 10
indivíduos para determinar a ocorrência do contato com o solo para cada pé. O
gasto energético, por unidade de distância, foi calculado de acordo com a
equação proposta por Di Prampero62 e o procedimento reuniu as
seguintes etapas: adaptação à esteira, determinação da velocidade de transição
preferida, gravação da variabilidade imposta aos padrões de locomoção (correr e
andar). A variabilidade da duração da passada foi descrita usando o coeficiente
de variação para cada pessoa63. Para calcular a velocidade de
transição ótima em termos energéticos, uma regressão foi feita usando os
valores do gasto energético para cada pessoa. Uma função quadrática curvilínea
foi escolhida para ajustar os dados da caminhada e uma função linear foi usada
para os dados da corrida. A interseção entre as melhores curvas de ajuste
individual foi considerada a velocidade de transição ótima. Como principal
resultado do estudo, os autores destacaram que a velocidade de transição ótima
em termos energéticos foi mais alta que a velocidade de transição selecionada
pelos praticantes (7,89 ± 0,34km.h-1 versus 7,66 ± 0,57km.h-1,
p < 0,05). Na condição de transição escolhida pela pessoa, foi encontrado um
efeito significativo da velocidade na variabilidade da duração da passada. Esse
resultado foi compatível com o estudo de Hreljac39, indicando que a
transição entre o andar e o correr não é exclusivamente um mecanismo fisiológico
de economizar energia. Reportando-se aos dados da literatura, Brisswalter e
Mottet21 realçaram o papel das razões locais metabólicas, mecânicas
e cinemáticas para a troca no padrão de locomoção. Nesse sentido, parece
existir certo consenso entre alguns pesquisadores, apontando na direção de que
ainda é difícil identificar os mecanismos completos da transição19,
20,22,41.
Hreljack39 apresentou evidências de que
a transição andar-correr em humanos também ocorreria a velocidades mais baixas
do que as energeticamente ótimas, concluindo que a minimização do gasto
energético não era o mecanismo que dirigia essa transição. Em estudo posterior,
Hreljack40, buscando o gatilho mecânico da transição, no qual
algumas variáveis cinéticas foram medidas (percentual de carga máxima,
frenagem, impulso propulsivo e força de pico), concluiu que os fatores
cinéticos também não eram o gatilho para a transição andar-correr nos humanos.
Após análise das pesquisas disponíveis, é sensato
assumir que múltiplos objetivos podem ser otimizados durante a locomoção. Nesse
caso, a proposição da minimização da demanda metabólica de energia como único
critério de otimização do passo humano pode ser uma simplificação demasiada do
fenômeno. Patla e Sparrow22, criticando o emprego do custo
energético como indicador crítico na expressão dos padrões de locomoção,
destacam alguns pontos importantes. Entre eles, podemos citar: a) as curvas de
consumo de oxigênio versus a velocidade de locomoção, obtidas em estudos
realizados com animais, não mostram uma velocidade mínima única e singular,
apontando a existência de mais de uma velocidade de locomoção em que o consumo
de oxigênio é similar; b) a medida do consumo de oxigênio implica que o
combustível anaeróbio não é um fator principal durante a locomoção; isso não
obrigatoriamente ocorre para a corrida; c) durante a locomoção ocorre um débito
energético que é reposto pelo sistema cardiorrespiratório após o fim da
atividade; quando andamos devagar, não estamos próximos dos limites do sistema
cardiorrespiratório em fornecer combustível de forma aeróbia; porém, quando
consideramos andar ou correr em altas velocidades, esse débito energético não
pode ser descontado; além disso, o custo energético anaeróbio que não é
utilizado na medida do consumo de oxigênio também deve ser levado em
consideração, pois representa uma demanda de energia; d) a eficiência dos
movimentos está associada ao uso do consumo de oxigênio e a minimização dessa
variável implica que o movimento é mais eficiente; entretanto, esse indicador
representa o denominador da equação de eficiência; o trabalho mecânico é o
numerador dessa equação. Esse último indicador não inclui apenas o trabalho
externo de mover o centro de massa de um corpo de um ponto para o outro, mas
também o trabalho mecânico interno de mover os membros ciclicamente. Desde que
os estudos do custo energético geralmente envolvem pessoas andando ou correndo
na esteira, não estamos lidando com trabalho mecânico externo (centro de massa
não é teoricamente deslocado); apenas o trabalho mecânico interno tem que ser
considerado no numerador. O problema é que calcular o trabalho mecânico interno
não é fácil. Além disso, não existe um consenso sobre qual a melhor forma de
realizar essa medida.
ESTABILIDADE LOCOMOTORA E TRANSIÇÃO CAMINHADA-CORRIDA
A uma dada velocidade de locomoção, as pessoas
selecionam o comprimento da passada que leva a uma redução da demanda
energética12,64. Se essa velocidade aumenta, chegará um momento em
que o padrão de movimento terá que ser alterado. Logo, o custo metabólico como
uma função da velocidade para o andar e o correr mostra que as economias de
energia podem ser atingidas através da troca do correr para o andar e
vice-versa65. Contudo, alguns autores36,39 têm atribuído
a mudança da forma de locomover-se à estabilidade dos padrões de locomoção.
Vejamos o que as evidências apresentam nesse sentido.
A locomoção quadrúpede pode ser considerada estável
devido à ampla base de apoio oferecida por três membros de cada vez66.
Já a locomoção bípede apresenta uma característica instável para a maioria dos
ciclos de passos. Tal fato ocorre porque o centro de massa do corpo está fora
da base de apoio (definida pelos pés) em 80% do tempo. Por isso, as
considerações da estabilidade são mais desafiadoras no ser humano, um bípede,
do que em quadrúpedes. Ao lidar com as questões associadas à estabilidade na
locomoção, temos que considerar tanto o deslocamento quanto a velocidade do
centro de massa do corpo. Não é surpresa que recursos consideráveis do sistema
sensório-motor sejam utilizados para manutenção da estabilidade dinâmica22.
Se as mudanças no padrão de locomoção são dominadas
pelos mecanismos de economia de energia, poderia esperar-se que as transições
ocorressem sempre nesses pontos, em que o gasto energético é mínimo. Na
literatura, existe crescente evidência contra essa proposta. Como visto
anteriormente, Farley e Taylor59 mostraram que cavalos trocam do
trotar para o galopar a uma velocidade na qual o galopar é menos eficiente que
o trotar em termos metabólicos. Nesse estudo, os autores verificaram que, em
cavalos treinados para manter o padrão de locomoção a uma velocidade não usual,
a transição espontânea entre o trotar e o galopar ocorria a uma velocidade mais
baixa em relação ao mesmo custo metabólico (-26%), implicando uma estratégia
aparentemente não econômica. A partir da constatação de que os cavalos com
sobrecargas efetuavam a troca do modo de locomoção a velocidades mais baixas,
levantou-se a hipótese de que a velocidade de transição seria escolhida visando
uma manutenção das estruturas músculo-esqueléticas. Tanto os cavalos com
sobrecarga quanto aqueles que não portavam cargas adicionais trocaram o padrão
de locomoção a diferentes velocidades, porém, a um mesmo pico vertical de
estresse agindo sobre os músculos, tendões e ossos, enfatizando o critério de
minimização da força em oposição ao critério da economia energética. Em
conclusão, os autores assumiram que o modo de locomoção é abandonado em favor
de outro, quando o último resulta em menor estresse músculo-esquelético a uma
mesma velocidade. Apesar das dificuldades de aplicar os dados de Farley e
Taylor59 aos humanos (devido às diferenças na mecânica da locomoção
entre homens e animais), os argumentos da viabilização dessa hipótese recaem na
possibilidade de ela contribuir para uma possível distinção dos determinantes
da locomoção em steady-state, a partir do gatilho que leva à transição.
Poucos estudos têm investigado a influência
combinada de indicadores energéticos e de estabilidade na transição
caminhada-corrida. Um deles foi realizado por Minetti et al.64,
no qual se mediram simultaneamente o gasto metabólico e a freqüência do
trabalho mecânico do andar a diferentes velocidades, tanto para a freqüência de
passos escolhida, quanto para as freqüências impostas para os indivíduos. Seis
homens saudáveis andaram em uma esteira nas velocidades de 0,69, 1,39, 1,67 e
2,08m.s-1. A cada velocidade, a freqüência de passos escolhida foi
computada. Posteriormente, as pessoas foram induzidas a variar a freqüência de
passadas, seqüencialmente, ao nível de ± 10% e ± 20% da freqüência de passadas
escolhida. Foram realizadas medidas das seguintes variáveis: a) fisiológica
(consumo de oxigênio); b) biomecânicas: características inerciais dos segmentos
do corpo (massa, centro de massa e raio de giro; trabalho interno positivo (ou
seja, a potência necessária para mover os membros ao centro de massa do corpo);
trabalho externo positivo (isto é, a potência necessária para mover o centro de
massa do corpo em relação ao ambiente). A soma do trabalho interno mais o
externo foi definida como trabalho total, considerado como a potência
necessária para sustentar a locomoção. Em conclusão, observou-se que o desvio
do gasto metabólico em relação à freqüência de passadas escolhida, para uma
velocidade de caminhada constante, pode ser parcialmente explicado pelo aumento
da taxa de trabalho mecânico. Em todas as velocidades estudadas, o trabalho
necessário para mover o centro de massa do corpo foi o maior determinante. É
importante ressaltar que, para altas velocidades, o trabalho necessário para
mover os membros desempenha um papel importante na obtenção de uma freqüência
mínima de passadas, próximas da freqüência espontânea. No entanto, a pequena
confiabilidade da predição da freqüência ótima a velocidades acima de 1,39m.s-1
sugere que a metodologia utilizada para computação do trabalho mecânico não
reflete totalmente o trabalho real. Logo, apesar de a metodologia utilizada ser
a única capaz de fornecer uma explicação racional da freqüência ótima de
passadas para o andar67, outras estratégias deveriam ser
desenvolvidas para obter um conhecimento mais profundo sobre esse assunto.
Numa linha semelhante ao estudo anterior, Minetti et
al.20 investigaram a influência dos limites fisiológicos e
biomecânicos na seleção da velocidade de transição espontânea entre o andar e o
correr. Cinco jovens adultos caminharam e correram numa esteira a diferentes
inclinações; determinaram-se individualmente para cada inclinação na esteira as
regressões do custo metabólico versus a velocidade do andar (polinômio
do segundo grau) e correr (função linear). Pela resolução das equações, a maior
velocidade na qual o gasto energético em andar era o mesmo que correr foi
determinada. O mesmo procedimento foi aplicado aos dados metabólicos expressos
por passada (dividindo-se a taxa do trabalho metabólico pela freqüência de
passadas). A velocidade de transição espontânea foi avaliada através da
observação nas mudanças no modo de locomoção das pessoas, enquanto a velocidade
da esteira variava para menos e para mais, com estágios de 0,1km.h-1.
Apesar de reconhecerem a forte influência da minimização da demanda metabólica
na escolha da velocidade de transição, os autores sugerem que considerar a
minimização do esforço metabólico como o principal gatilho que desencadeia a
transição caminhada-corrida pode ser um erro, usando a seguinte argumentação:
considere andar a uma velocidade próxima da velocidade de transição espontânea
e assuma que um pequeno grupo de músculos (gastrocnêmios e solear) está
começando a trabalhar ineficientemente. Visando enfrentar uma situação
desconfortável, sentida pelos mecanorreceptores periféricos (e correspondente a
elevado custo de O2), a pessoa decide trocar para o correr,
melhorando a eficiência dos gastrocnêmios, mas aumentando o esforço metabólico
como resultado da contribuição de mais músculos para permitir a locomoção.
Nesse caso, o indivíduo pode optar por conforto na locomoção ao invés de
economia metabólica. Além disso, a procura por conforto (mediado por outros
aferentes periféricos, tais como os proprioceptores nos músculos, tendões e
articulações) pode sugerir a escolha de um modo de locomoção ótimo.
Outro estudo similar, considerando a estabilidade
locomotora conjuntamente com os limites energéticos, foi desenvolvido por Holt et
al.68. Inicialmente, foi solicitado que os voluntários andassem
em uma esteira, às suas velocidades preferidas. Posteriormente, os indivíduos
andaram em suas freqüências de passadas preferidas, acima e abaixo delas. Os
dados mostraram que andar nas freqüências preferidas resultou em gastos
metabólicos mínimos. Além disso, os autores também mediram a estabilidade da
cabeça e das articulações do membro inferior, revelando uma relação
complementar entre a estabilidade da cabeça e o custo metabólico. Apesar de as
medidas metabólicas e de estabilidade estarem altamente relacionadas, a máxima
estabilidade da cabeça foi obtida antes de atingir-se o mínimo gasto
energético. De fato, no andar humano os padrões de coordenação envolvendo o
tronco (bem como a ligação dos braços e pernas) indicam que existem padrões de
coordenação mais ou menos estáveis acima e abaixo de velocidades entre 0,7 e
0,9m.s-1, implicando a existência de múltiplos padrões de
coordenação no andar. Além disso, no estudo supracitado, diferentes tendências
foram observadas no custo energético por quilo por quilômetro percorrido,
atingindo o mínimo por volta de 1,0 – 1,2m.s-1. Em outro estudo, a
coordenação do tronco mostrou variabilidade máxima antes da velocidade de gasto
metabólico mínimo69, mostrando que o custo metabólico e as medidas
de estabilidade podem mudar significativamente durante o andar. Esses achados
apontam para a necessidade de estudar a extensão da relação entre os diversos
padrões de movimentos, em diferentes velocidades, para determinar a sua
influência na escolha da forma de locomoção. Por isso, esses diferentes padrões
precisam ser investigados em mais detalhes, dando maior ênfase às manipulações
específicas da estabilidade do sistema70.
Apesar da reconhecida importância da estabilidade
motora na locomoção humana, ainda não está bem estabelecida a magnitude de sua
influência na transição caminhada-corrida. Muitos fatores poderiam ser
levantados como responsáveis pela mudança na forma de locomoção, principalmente
quando a estabilidade é desafiada a maior grau, como na caminhada ou corrida em
terrenos irregulares ou mediante a imposição de algum tipo de sobrecarga no
corpo. Para responder a essas questões, ou mesmo àquelas mais básicas em que
não existe um desafio acentuado às características normais de estabilidade,
estudos futuros devem ser conduzidos. Nesse contexto, seria interessante que as
pesquisas considerassem maior tempo de medida do gasto energético, pois os
intervalos de tempo adotados até então, provavelmente, são pequenos para
realizar inferências mais conclusivas sobre a interação dos aspectos
fisiológicos e biomecânicos na estabilidade locomotora. Isso justifica-se na
medida em que a influência da instabilidade na realização de tarefas mais
demoradas pode ser diferente da verificada nas atividades mais curtas. Além de
medidas mais duradouras da demanda energética, outros indicadores que
proporcionem o estudo dos limites envolvidos na transição caminhada-corrida
devem ser experimentados. Talvez as respostas eletromiográficas ao esforço
possam constituir-se em uma ferramenta interessante a ser explorada, o que,
aliás, é um aspecto ainda não privilegiado nos estudos acerca dos mecanismos
envolvidos na transição caminhada-corrida.
CONSIDERAÇÕES FINAIS E SUGESTÕES PARA ESTUDOS
FUTUROS
A maior parte das pesquisas que investigaram os
mecanismos envolvidos na transição caminhada-corrida centrou seus esforços em
uma ou duas características principais que pudessem explicar o fenômeno. Assim,
os estudos focalizaram suas expectativas nas questões relacionadas à demanda
energética, às características antropométricas, ou mesmo aos padrões
biomecânicos que, em última instância, estão associados à estabilidade
locomotora. Todavia, é difícil assumir que as mudanças no modo de locomoção
ocorrem como resposta a uma única característica. Da mesma forma, é ainda mais
difícil determinar o percentual de atuação de cada variável no processo.
Apesar do relativo interesse em estudar os
mecanismos envolvidos na transição caminhada-corrida, poucos trabalhos têm sido
direcionados em investigar quais os efeitos da opção entre as distintas formas
de locomoção no condicionamento físico. Para os malcondicionados, a caminhada
pode constituir-se em uma atividade adequada para aprimorar a capacidade
cardiorrespiratória71,72. Por outro lado, para aqueles mais bem
condicionados, a corrida parece ser mais apropriada em preencher tal requisito,
devido à facilidade para elevar a intensidade do esforço a patamares mais altos
que a caminhada. Entretanto, quando é necessário exercitar-se a uma intensidade
de esforço entre 6 e 8METs (geralmente apontada como área de transição entre a
caminhada e a corrida, compreendendo também a intensidade do trabalho na qual
as pessoas não sabem se correm ou caminham), a seleção da forma de locomoção
pode ter distintas repercussões.
Com o propósito de investigar a influência da forma
de locomoção em algumas variáveis cardiorrespiratórias, Monteiro et al.73
conduziram um estudo no qual os indivíduos foram solicitados a caminhar e
correr nas mesmas velocidades. Seis indivíduos, propositalmente homogêneos
quanto à idade, estatura, comprimento de membros inferiores e peso corporal,
submeteram-se a dois esforços de seis minutos (caminhada e corrida). Os testes
foram separados por um intervalo de 20 minutos, em quatro dias distintos, com a
ordem das atividades definidas por um quadrado latino. A velocidade era de
6,5km.h-1 na primeira visita de adaptação ao protocolo e, nos dias
subseqüentes, 6, 6,5 e 7km.h-1. Identificou-se que a influência do
meio da locomoção foi mais relevante do que as variações de velocidade. A
demanda metabólica expressa pela FC, VO2, VCO2, VE e
pulso de O2 foi maior na corrida do que na caminhada (10 a 50%) para
todas as velocidades testadas (p < 0,05), enquanto os equivalentes
ventilatórios de O2 e de CO2 e a percepção subjetiva de
esforço geral e localizada (escala de Borg) não diferiram (p > 0,05). Em
conclusão, os autores destacaram que, nesses dados preliminares com adultos do
sexo masculino de dimensões corporais homogêneas, para as mesmas velocidades na
caminhada e na corrida, há respostas cardiorrespiratórias distintas, não se
refletindo na percepção local ou global do esforço. Os autores destacaram que a
dissociação entre o fenômeno fisiológico e a percepção do esforço pode ser
explicada pelo fato de a intensidade do exercício ter sido abaixo do limiar
ventilatório, como pode ser observado pelo comportamento dos equivalentes
ventilatórios e corroborado pelos valores relativamente baixos da escala Borg.
Apesar de chamarem atenção sobre a importância
desses achados para melhor caracterização metabólica da caminhada e da corrida
objetivando a seleção da atividade na prescrição do exercício, os dados de
Monteiro et al.73 são preliminares, impossibilitando
inferências mais consistentes sobre o assunto. Para realização de pesquisas
futuras que possam melhorar a validade externa do estudo, aspectos
metodológicos adicionais devem ser considerados. Entre eles, podem-se citar o
número de sujeitos envolvidos na amostra, a adoção de um critério de
emparelhamento para aptidão cardiorrespiratória dos avaliados, a aplicação de
um protocolo para estabelecer o ponto individual de transição caminhada-corrida,
bem como a adoção de outras variáveis, além das cardiorrespiratórias, que
possam servir como indicadores de intensidade de esforço. Nesse sentido, as
respostas eletromiográficas e de lactacidemia poderiam trazer contribuições
potenciais.
Outra possibilidade de estudo consiste em verificar
a influência de diferentes combinações de atividade motora, desempenhadas na
velocidade de transição caminhada-corrida, nas respostas cardiorrespiratórias,
eletromiográficas e de percepção subjetiva de esforço. Após delimitação de um
tempo de esforço fixo para coleta de dados, poderiam ser analisados os efeitos
das seguintes combinações de locomoção: a) somente caminhada; b) somente
corrida; c) caminhada e corrida, em que cada atividade seria realizada de forma
contínua durante a metade do tempo; d) caminhada e corrida, na qual cada
atividade seria realizada de forma intervalada durante a metade do tempo.
Embora seja consenso que, do ponto de vista físico, a demanda energética
independe do modo de locomoção, é possível que a demanda metabólica possa
diferir na mesma velocidade entre essas duas modalidades. Elucidar essa questão
pode constituir uma importante ferramenta para seleção da forma de treinamento,
principalmente para indivíduos que apresentam baixa capacidade funcional.
Outro aspecto não explorado na literatura, e que
poderia oferecer contribuições relevantes para a seleção da forma de locomoção
em programas de condicionamento físico, diz respeito ao estudo das respostas
fisiológicas em populações com capacidade funcional muito reduzida. Analisando
os dados disponíveis, observa-se que as pesquisas direcionadas ao fenômeno da
transição caminhada-corrida não têm enfatizado esse aspecto. Para preencher
essa lacuna, uma proposta interessante seria verificar a relação entre as
variáveis de trocas gasosas respiratórias e as respostas eletromiográficas na
escolha da velocidade de transição em indivíduos com aptidão
cardiorrespiratória elevada e em indivíduos com aptidão reduzida, como idosos
ou cardiopatas. Nesse caso, poderiam ser identificadas as variáveis mais
significativas a influenciar na velocidade de transição entre os grupos, além
de analisadas suas diferenças e possíveis implicações para o condicionamento
físico.
Finalmente, pode-se apontar uma lacuna de ordem
prática. A seleção dos conteúdos de um programa de exercícios passa,
inicialmente, pela concepção dos seus objetivos – em se tratando de praticantes
malcondicionados, a escolha da forma de locomoção pode exercer influência, não
só nas possibilidades de condicionamento, mas também na adesão desses
praticantes. Pesquisas conduzidas até o momento tentaram descrever os
mecanismos envolvidos na transição caminhada-corrida, sem, contudo, investigar
os seus efeitos no condicionamento físico dos indivíduos. Acreditamos que essa
lacuna mereça atenção, podendo ajudar a elucidar os conceitos físicos
envolvidos no cálculo da demanda energética, mas também os mecanismos e
implicações da forma de locomoção para a prescrição de exercícios. Em suma, a
revisão das pesquisas disponíveis sobre a transição entre o andar e o correr
sugere que, tanto em termos de descrição teórica quanto em termos de aplicação
em situações de prescrição do exercício, as dúvidas superam as certezas.
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