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Treinamento intervalado de alta intensidade: Novos conceitos
18/08/2011
PONTOS PRINCIPAIS

· O treinamento intervalado de alta intensidade (HIIT: high-intensity interval training) se caracteriza por séries repetidas de exercícios intermitentes relativamente breves, geralmente realizados com esforço total ou com uma intensidade próxima à que provoca o consumo máximo de oxigênio (ou seja, ≥90% do VO2max).
· Ainda que muitas vezes associado ao desempenho melhorado do tipo sprint, muitos estudos têm demonstrado que a prática do HIIT durante várias semanas melhora os marcadores do metabolismo de energia aeróbica, tais como a capacidade aeróbica máxima e as atividades máximas de enzimas mitocondriais.
· Dados recentes sugerem que o HIIT de curta duração é uma estratégia potente e eficaz em matéria de tempo capaz de induzir adaptações metabólicas rápidas semelhantes às mudanças geralmente associadas ao treinamento de endurance tradicional.
· Somente seis sessões de HIIT durante duas semanas, ou um total de apenas aproximadamente 15 minutos de exercício muito intenso (gasto de energia acumulado de ~600 kJ ou ~143 cal), podem aumentar a capacidade oxidativa do músculo esquelético e melhorar o desempenho durante tarefas que dependem fundamentalmente do metabolismo energético aeróbico.
· Embora os mecanismos subjacentes não sejam claros, as adaptações metabólicas ao HIIT podem ser mediadas em parte por vias, geralmente, relacionadas com o treinamento de endurance.

INTRODUÇÃO

O treinamento regular de endurance melhora o desempenho durante tarefas que dependem fundamentalmente do metabolismo energético aeróbico, em grande parte devido ao aumento da habilidade do corpo de transportar e utilizar oxigênio e também devido à alteração do metabolismo dos substratos nos músculos esqueléticos quando exercitados (Saltin & Gollnick, 1983). Por outro lado, costuma-se pensar que o treinamento com exercícios do tipo sprint de alta intensidade têm menos efeito sobre a provisão de energia oxidativa e a capacidade de endurance. Entretanto, estudos tem demonstrado que o treinamento intervalado de alta intensidade (HIIT) – realizado com um volume suficiente, pelo menos, durante várias semanas – aumenta o consumo máximo de oxigênio (VO2max) e as atividades máximas das enzimas mitocondriais no músculo esquelético (Kubekeli e col., 2002; Laursen & Jenkins, 2002; Ross & Leveritt, 2001).

Pesquisas recentes sugerem que muitas adaptações normalmente atribuídas ao alto volume do treinamento tradicional de endurance podem ser induzidas mais rapidamente do que até então se supunha com um volume surpreendentemente pequeno de HIIT. Este artigo faz um pequeno resumo das adaptações dos músculos esqueléticos ao HIIT e destaca trabalhos recentes que dão novas perspectivas ao potencial do HIIT de induzir remodelações rápidas no músculo esquelético e incrementar a capacidade de exercício.

REVISÃO DA PESQUISA

O que é HIIT?
Embora não haja uma definição universal, o HIIT, abreviação de high-intensity interval training(treinamento intervalado de alta intensidade),em geral se refere a sessões repetidas de exercício relativamente breve e intermitente, normalmente realizado com esforço total ou com uma intensidade próxima à que provoca o VO2max(por exemplo, 90% do VO2max). Dependendo da intensidade do treino, um esforço pode durar de poucos segundos até vários minutos, seguidos de alguns minutos de descanso ou de exercício de baixa intensidade. Diferentemente do treinamento de força, no qual se realizam esforços breves e intensos contra uma resistência pesada para aumentar a massa muscular, o HIIT é geralmente aplicado em atividades como o ciclismo e a corrida, sem induzir uma hipertrofia significativa das fibras (Ross & Leveritt, 2001). Uma prova comum de HIIT – que é o modelo que usamos em nossos estudos recentes (Burgomaster e col., 2005, 2006, 2007; Gibala e col., 2006) – é o teste de Wingate, que inclui 30 segundos de pedalagem máxima sobre um ergômetro especial contra uma força de freio potente. A atividade é bastante pesada, promovendo uma queda no desempenho entre 25 e 50% no decorrer do teste, à medida que o sujeito vai ficando cansado. Outra estratégia usual do HIIT são as sessões de treino que requerem esforços repetidos de duração fixa com uma carga relativamente constante (Talanian e col., 2007).

Adaptações do músculo esquelético ao HIIT
Assim como nos treinamentos tradicionais de endurance ou de força, as respostas adaptativas do músculo esquelético ao HIIT são altamente dependentes da natureza precisa do estímulo do treinamento, ou seja, a frequência, a intensidade e o volume de trabalho realizado. No entanto, ao contrário das outras duas formas de exercício que se baseiam fundamentalmente na fonte de energia oxidativa (endurance) ou não-oxidativa (força) para a provisão de ATP, a bioenergética do exercício de alta intensidade pode diferir significativamente em função da duração e da intensidade de cada intervalo, do número de intervalos realizados e da duração da recuperação entre esforços (Ross & Leveritt, 2001). Por exemplo, durante um esforço máximo de pedalagem de 30 segundos, aproximadamente 20% do total de energia provém do metabolismo oxidativo (Parolin e col., 1999). No entanto, se o exercício é repetido três vezes com 4 minutos de recuperação entre cada período, o suprimento de ATP durante a terceira série de exercício provém basicamente do metabolismo oxidativo (Parolin e col., 1999). O aumento da contribuição do metabolismo oxidativo durante esforços repetidos de alta intensidade se deve tanto ao aumento da taxa de transporte de oxigênio e de sua utilização, como à redução da capacidade de estimular a produção de ATP por meio da quebra de fosfocreatina e de glicogênio (Parolin e col., 1999). O exercício intermitente de alta intensidade é, portanto, único já que a energia celular durante a atividade aguda ou uma determinada sessão de treinamento pode originar-se, principalmente, do metabolismo oxidativo, ou do não-oxidativo. Por conseguinte, o HIIT pode produzir uma vasta gama de adaptações fisiológicas. Recomenda-se ao leitor consultar outras análises aprofundadas que têm como objeto as adaptações do músculo esquelético a períodos prolongados de HIIT (Kubekeli e col., 2002; Laursen & Jenkins, 2002; Ross & Leveritt, 2001). As próximas seções tratarão brevemente de algumas das principais adaptações metabólicas e morfológicas ao HIIT, concentrando-se em estudos recentes que examinaram o rápido remodelamento do músculo esquelético após HIIT de curta duração.

A melhora do desempenho nos sprints ou nos exercícios de alta intensidade depois do HIIT está relacionada em parte com o incremento da atividade máxima de várias enzimas que regulam a provisão de energia não-oxidativa (Juel e col., 2006; Kubukeli e col., 2002; Ross & Leveritt, 2001). No que se refere à composição da fibra muscular, vários estudos demonstraram transformações das fibras do tipo I e do tipo IIx em fibras do tipo IIa, a exemplo da tendência geral observada após exercícios de força e de endurance. No entanto este não é um achado universal (Kubukeli e col., 2002; Ross & Leveritt, 2001). O HIIT não tem efeito considerável sobre o tamanho do músculo, sobretudo em comparação com o treinamento pesado de força, embora possa ocorrer uma modesta, porém significativa, hipertrofia tanto das fibras do tipo I como do tipo II após vários meses de HIIT (Ross & Leveritt, 2001).

Há muito tempo já se sabe que o HIIT também tem o potencial de aumentar a capacidade oxidativa e melhorar o desempenho em exercícios durante atividades que dependem primordialmente do metabolismo energético aeróbico (Saltin & Gollnick, 1983). Por exemplo, MacDougall e col. (1998) relataram um incremento do VO2max e um aumento da atividade máxima de várias enzimas mitocondriais após um protocolo de HIIT baseado no teste de Wingate, no qual os sujeitos realizaram de 4 a 10 intervalos por dia, três vezes por semana durante sete semanas. No entanto, até bem recentemente não se sabia muito sobre a duração e o volume mínimo de treinamento necessário para produzir tais adaptações, tampouco sobre o efeito do HIIT no controle metabólico durante exercícios fundamentalmente aeróbicos. Para elucidar essa questão, realizamos uma série de estudos que examinaram as adaptações rápidas do metabolismo de energia oxidativa e a capacidade de exercício após HIIT de curta duração (Burgomaster e col., 2005; 2006; 2007; Gibala e col., 2006). Nosso protocolo de HIIT padrão foi aplicado em sujeitos que repetiram o teste de Wingate de quatro a seis vezes, intercaladas por 4 minutos de recuperação, para um total de somente 2 a 3 minutos de exercício bem intenso durante cada sessão, com três séries de treinamento por semana durante duas semanas. A característica mais singular de nosso estudo foi a utilização de um volume de treinamento consideravelmente baixo, equivalente a apenas aproximadamente15 minutos de exercício muito intenso, equivalendo a aproximadamente 600 kJ (143 cal) de trabalho total.

Todos os estudos foram realizados em indivíduos saudáveis, de ambos os sexos e de nível universitário, que eram habitualmente ativos, mas que não participavam de qualquer tipo de programa de treinamento estruturado.
Os resultados de nossos estudos apontaram consistentemente um aumento da capacidade oxidativa do músculo (avaliada com base na atividade máxima ou no conteúdo de proteínas das enzimas mitocondriais, tais como a citrato sintetase e a citocromo oxidase), que variam entre ~15 e ~35% depois de seis sessões de HIIT durante duas semanas (Burgomaster e col., 2005; 2006; 2007). Curiosamente, somente uns poucos estudos compararam diretamente as mudanças na capacidade oxidativa do músculo em humanos depois do treinamento intervalado com as que ocorrem no treinamento contínuo, sem contar que os resultados são contraditórios (vide referências de Gibala e col., 2006). Além disso, todos os estudos que confrontaram a capacidade oxidativa do músculo depois do treinamento intervalado com a do treinamento contínuo utilizaram um esquema de trabalho pareado, em que o trabalho total foi idêntico para ambos os grupos de exercício. Recentemente, fizemos uma comparação direta entre as mudanças na capacidade oxidativa do músculo e no desempenho após um treinamento de sprint de baixo volume e um treinamento de endurance tradicional de alto volume. O protocolo de sprint se baseou em outros estudos de nosso laboratório (Burgomaster e col. 2005, 2006) e consistia em seis sessões de pedalagem breves (30s) com esforço total, intercaladas com períodos curtos de recuperação, durante 14 dias. O protocolo de endurance consistia em seis sessões de 90 a 120 minutos de pedalagem com intensidade moderada, com 1 ou 2 dias de recuperação entre cada sessão de treinamento. Os sujeitos de ambos os grupos realizaram o mesmo número de sessões de treinamento nos mesmos dias e com dias similares de recuperação; porém, o volume total de trabalho realizado foi de 2,5 h e 10,5 h para os grupos de sprint e de endurance, respectivamente, o que correspondeu a uma diferença de 90% no volume de treinamento (630 kJ versus 6500 kJ). Os dois protocolos de treinamento induziam de forma notável adaptações similares no desempenho e na capacidade oxidativa do músculo, como observado na atividade máxima da citocromo c oxidase (Figura 1). Até onde sabemos, esse é o primeiro estudo que demonstra que o HIIT é uma estratégia verdadeiramente eficaz para produzir adaptações que são em geral atribuídas ao treinamento de endurance.


FIGURA 1.Atividade máxima da enzima citocromo c oxidase, medida em biópsia do músculo esquelético humano em repouso, obtidas antes (PRE) e depois (POST) de seis sessões de treinamento intervalado de alta intensidade (HIIT) ou treinamento contínuo de intensidade moderada durante duas semanas. O tempo total de treinamento foi de, aproximadamente, 2,5 horas e 10,5 horas para os grupos de sprint e de endurance, respectivamente. O volume total de exercício foi, aproximadamente, 90% mais baixo para o grupo de HIIT. Valores são médias ± erro padrão para 8 sujeitos de cada grupo. *P<0.05 versus PRE (efeito principal de tempo). [Reproduzido com autorização e modificações menores de Gibala e col. (2006).]


FIGURA 2.Conteúdo de glicogênio medido em biópsia do músculo esquelético humano em repouso e após 20 minutos de exercício de trabalho pareado, antes (PRE) e depois (POST) de duas semanas (POST) de treinamento intervalado de alta intensidade. O exercício consistiu em 10 minutos a 60% de VO2max seguidos de 10 minutos a 90% de VO2max com a mesma carga absoluta antes e depois do treinamento. Valores são médias ± erro padrão, n=8. *Efeito principal de teste (pós-treinamento > pré-treinamento, P<0,05). A glicogenólise muscular durante a sessão de exercício também foi mais baixa (P<0,05). [Reproduzido com pequenas modificações de Burgomaster e col. (2006) mediante autorização]

Além do aumento da capacidade oxidativa do músculo esquelético após duas semanas de HIIT também detectamos mudanças no metabolismo dos carboidratos, que estão geralmente relacionados com o treinamento de endurance tradicional, incluindo aumento do conteúdo de glicogênio em repouso, redução da taxa de uso de glicogênio durante exercícios de trabalho pareado (Figura 2), assim como aumento do conteúdo total da proteína GLUT-4 no músculo (Burgomaster e col, 2006; 2007). Entretanto, após nossa curta intervenção baseada no teste de Wingate, não encontramos mudanças em marcadores selecionados do metabolismo dos ácidos graxos, incluindo a atividade máxima da ß-hidroxiacil-CoA desidrogenase (HAD) e o conteúdo muscular das translocases de ácidos graxos (FAT/CD36) ou (FABPpm), proteína relacionada com a união de ácidos graxos com as membranas plasmáticas (Burgomaster e col., 2006; 2007). Em contrapartida, Talanian e col. (2007) referiram recentemente que sete sessões de HIIT durante duas semanas aumentavam a capacidade máxima da HAD, o conteúdo de FABPpm no músculo e a oxidação corporal total de gordura durante 60 minutos de pedalagem a 65% do VO2max estimado antes do treinamento. Uma das principais diferenças entre nossos estudos recentes (Burgomaster e col., 2006; 2007; Gibala e col., 2006) e o trabalho de Talanian e col. (2007) foi a natureza do estímulo do HIIT. Os sujeitos não realizaram sprints com esforço máximo de velocidade no estudo de Talanian e col.; no entanto, toda sessão de treinamento consistia em dez séries de 4 minutos de pedalagem a 90% do VO2max com 2 minutos de descanso entre os intervalos. O tempo total de treinamento (~5 h) e o volume de exercício (~3000 kJ) no período de duas semanas foram substancialmente maiores do que em nossos estudos recentes, em que utilizamos treinamentos baseados no teste de Wingate (Burgomaster e col., 2006; 2007).

Como o HIIT estimula as adaptações no músculo esquelético?
A potência do HIIT para produzir mudanças rápidas no músculo esquelético está incontestavelmente relacionada com seu alto nível de recrutamento das fibras musculares e seu potencial para estressar fibras do tipo II em particular (Gollnick & Saltin, 1983), porém os mecanismos subjacentes não são claros. Quando se trata de determinar quais sinais moleculares se desenvolvem para produzir as adaptações no músculo, normalmente se classifica o exercício como sendo de “força” ou de “endurance”. O trabalho de curta duração e alta intensidade é em geral relacionado com o aumento da massa muscular esquelética; já o trabalho de intensidade baixa a moderada costuma ser associado com um aumento da massa mitocondrial e da atividade das enzimas oxidativas (Baar, 2006). De fato, as diferentes vias de sinal intracelular que regulam seja o crescimento celular seja a produção mitocondrial se interceptam em vários pontos de forma inibitória, produzindo uma resposta que é extensamente exclusiva para um ou outro tipo de exercício (Baar, 2006).

Sabe-se relativamente pouco sobre os sinais intracelulares que medeiam o remodelamento do músculo esquelético em resposta ao HIIT, o qual, diferentemente do treinamento de força tradicional, não se caracteriza por uma marcada hipertrofia muscular (Ross & Leveritt, 2001). Ao contrário, dadas as rápidas mudanças na capacidade oxidativa mitocondrial resultantes do HIIT, parece provável que as adaptações metabólicas a esse tipo de exercício podem ser mediadas, em parte, pela ativação das vias normalmente relacionadas com o treinamento de endurance. Contrações induzem alterações metabólicas que ativam vários sistemas de enzimas que participam das vias dos ativadores moleculares específicos envolvidos no metabolismo e na produção mitocondriais (Hawley e col., 2006). Fazem-se necessárias pesquisas adicionais para um melhor entendimento dos efeitos de diferentes “impulsos” de exercício agudo sobre a ocorrência de sinais moleculares no músculo esquelético humano, o momento exato em que acontecem e os mecanismos responsáveis pelas adaptações induzidas pelo HIIT.

O HIIT de curta duração melhora rapidamente a capacidade de exercício
De um ponto de vista prático, um dos achados mais surpreendentes de nossos estudos recentes foi o aumento drástico no rendimento durante atividades que dependem fundamentalmente do metabolismo energético aeróbico, apesar de um volume de treinamento muito baixo (Burgomaster e col., 2005; 2006; 2007; Gibala e col., 2006). Em nosso estudo inicial (Burgomaster e col., 2005), os sujeitos duplicaram o tempo que podiam manter o exercício a uma carga submáxima determinada – de ~26 min a ~51 min durante o pedalagem a 80% do VO2max pré-treinamento – depois de apenas seis sessões de HIIT (Figura 3). A validade desse achado foi corroborada pelo fato de que o grupo controle (sem intervenção de treinamento) não apresentou mudanças quanto ao seu desempenho quando da avaliação duas semanas depois. Trabalhos posteriores confirmaram que duas semanas de HIIT melhoravam o desempenho durante atividades mais semelhantes a uma competência desportiva usual, incluindo provas contra o relógio no laboratório que simulavam corridas ciclísticas com duração de ~2 min a ~1 h (Burgomaster e col., 2006; 2007; Gibala e col., 2006).

Obviamente, os fatores responsáveis pelas melhorias induzidas pelo treinamento na capacidade de exercício são complexos e estão determinados por numerosos atributos fisiológicos (por ex., cardiovasculares, iônicos, metabólicos, neurais, respiratórios) e psicológicos (por ex., humor, motivação, percepção do esforço). Não encontramos mudanças mensuráveis no VO2max após duas semanas de HIIT baseado no teste de Wingate (Burgomaster e col., 2005; 2006; 2007; Gibala e col., 2006), que sugere que o desempenho estava relacionado em parte com as adaptações periféricas no músculo esquelético como descrito antes. Outros pesquisadores encontraram um incremento no VO2max após somente duas semanas de HIIT (Rodas e col., 2001; Talanian e col., 2007), mas a capacidade total de trabalho realizado nesses estudos foi consideravelmente maior do que em nossas pesquisas.


FIGURA 3.Tempo de pedalagem até esgotamento a 80% do VO2max medido antes do treinamento (PRE) e depois (POST) de seis sessões de treinamento intervalado de alta intensidade, durante duas semanas ou um período equivalente sem treinamento (controle; CON). Para cada grupo foram traçados valores individuais (linhas verdes) e médias (X ± erro padrão) de 8 sujeitos. *P<0.05 versus PRE na mesma condição. [Reproduzido com autorização e modificações menores de Burgomaster e col. (2005).]

Implicações: Qual é a quantidade de exercício suficiente?
Embora haja um consenso em relação à importância da atividade física, a dose mínima necessária para melhorar o estado de saúde ainda não está bem-definida (Blair e col., 2004). As instituições de saúde pública geralmente recomendam entre 30 a 60 minutos de exercício de intensidade moderada durante a maioria dos dias da semana. No entanto, apesar das numerosas evidências científicas de que a atividade física é efetiva na prevenção das enfermidades crônicas e da morte prematura, a maior parte dos adultos sequer consegue pôr em prática as recomendações mínimas de atividade física. Inúmeros estudos têm demonstrado que a razão mais citada para justificar a não realização de exercícios é a “falta de tempo” (Godin e col., 1994). Esse achado é universal; independentemente da idade, raça, sexo ou estado de saúde, as pessoas citam a falta de tempo como a primeira razão de seu fracasso em exercitar-se de maneira regular. Visto que a indisponibilidade de tempo é uma barreira tão corriqueira para a realização de exercícios, as inovações na prescrição de atividades que produzam benefícios com o menor compromisso de tempo representam uma proposta valiosa para diminuir o sedentarismo e melhorar a saúde da população. Não raro o HIIT é completamente descartado por ser considerado inseguro, pouco prático ou até mesmo insuportável para muitos indivíduos. Por outro lado, existe uma crescente apreciação do potencial do treinamento intenso baseado em intervalos para estimular a melhora da saúde e o condicionamento físico em um grupo da população, inclusive indivíduos com várias enfermidades (Rognmo e col., 2004; Warburton e col., 2005). Além disso, alguns dados sugerem que o enfoque de treinamento de baixa frequência e alta intensidade está relacionado com uma maior aderência a longo prazo em comparação com um programa de alta frequência e baixa intensidade (King e col., 1995).

Limitações e perspectivas
Nossos estudos recentes não devem ser interpretados com o intuito de sugerir que o treinamento intervalado de baixo volume traz todos os benefícios usualmente relacionados com o treinamento de endurance tradicional. A duração dos programas de treinamento em nossos trabalhos publicados até a presente data foi relativamente curta (seis sessões em duas semanas), e ainda é preciso determinar se adaptações similares são produzidas após vários meses contínuos de treinamento intervalado de baixo volume e alta intensidade. É possível que o tempo necessário para os ajustes metabólicos apresentem diferenças quanto aos protocolos de treinamento: a natureza muito intensa do treinamento intervalado pode estimular mudanças rápidas, ao passo que as adaptações produzidas pelo treinamento de endurance tradicional podem ocorrer mais lentamente. Em segundo lugar, o modelo de treinamento baseado no teste de Wingate que vimos empregando requer um ergômetro especializado e um nível de motivação dos sujeitos extremamente alto. Dada a natureza extrema do exercício, é questionável se a população em geral pode adotar esse modelo de forma segura e prática. Tal como no trabalho recente de Talanian e col. (2007), estudos futuros devem examinar um modelo de intervalos “modificado” para determinar a combinação ótima de intensidade do treinamento e o volume necessários para induzir adaptações de uma maneira eficiente e prática. Por fim, até o presente só examinamos algumas poucas variáveis no músculo esquelético; os próximos estudos devem avaliar se um baixo volume de treinamentos intervalados induz outras adaptações fisiológicas normalmente relacionadas com o treinamento de endurance de alto volume, incluindo mudanças em marcadores relacionados com a saúde, tais como a sensibilidade à insulina.

RESUMO
Os atletas de resistência de elite apreciam há bastante tempo o papel do HIIT como parte de um programa de treinamento abrangente. Estudos recentes mostram que – no caso de indivíduos jovens e saudáveis de condição física média – o treinamento intervalado intenso é uma estratégia efetiva para estimular adaptações no músculo esquelético similares àquelas alcançadas com o treinamento de endurance tradicional. Apenas seis sessões de HIIT durante duas semanas ou um total de aproximadamente 15 min de exercício muito intenso podem aumentar a capacidade oxidativa do músculo e incrementar o desempenho durante atividades que dependam principalmente do metabolismo aeróbico. No entanto, ainda persistem interrogações básicas com relação ao volume mínimo de exercício necessário para aumentar o bem-estar fisiológico de vários grupos da população, à efetividade de uma estratégia alternativa de treinamentos intervalados (menos extrema), assim como à magnitude e à natureza precisa das adaptações que podem ser produzidas e mantidas a longo prazo.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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