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dc.contributor.authorMinatel, Vinicius
dc.date.accessioned2018-11-26T11:02:43Z
dc.date.available2018-11-26T11:02:43Z
dc.date.issued2017-02-03
dc.identifier.citationMINATEL, Vinicius. Análise das respostas ventilatórias, metabólicas e do controle autonômico cardiovascular durante testes de resistência muscular inspiratória e de determinação da pressão inspiratória crítica. 2017. Tese (Doutorado em Fisioterapia) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2017. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10705.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/10705
dc.description.abstractRespiratory muscle weakness has a strong relationship with autonomic cardiovascular control dysfunction and exercise limitation. For this reason, inspiratory muscle training programs (IMT) have been applied to improve respiratory muscle strength/endurance, exercise performance and autonomic cardiovascular control. However, the optimal IMT intensity to induce a better systemic response has not been defined yet. Therefore, we developed our First Study, that aimed to identify the inspiratory critical pressure (PThC) using the critical power model in healthy men, evaluate the ventilatory and metabolic responses at the PThC and identify the predictors variables of PThC and propose an equation to obtain it. The participants of the study (n=79) underwent the PThC protocol, which consisted of a progressive inspiratory threshold-loading test to set the sustained maximal inspiratory load (PThMAX). In a subsequent visit was carried out a constant load inspiratory exercise protocol (95%, 100% and 105%PThMAX). Both tests were performed until task failure using a linear inspiratory load resistor connected in series to a gas exchange analysis system. The inspiratory endurance time for each load was used to calculate the PThC, and the resulting value was tested using a constant load protocol performed in a different day from previous tests. Results showed that PThC was influenced by age and weight (R=0.66, R2=0.43, p<0.001) and corresponded to 90.9±4.9%PTHMAX. Moreover, PThMAX (R=0.96; R2=0.92, p<0.001) was the main determinant in the proposed equation. Additionally, we observed an inadequate ventilatory response, reduced inspiratory muscle efficiency and increased perceived effort at the end of inspiratory endurance exercise at PThC. Furthermore, the equation developed in the present study will allow to determine the PThC in a single visit, which is fundamental for the implementation of an IMT program using this load in future studies. As for the autonomic cardiovascular control, there is no consensus on the effects of IMT on the autonomic nervous system (ANS) responses. This is due to the fact that no studies were performed to evaluate the cardiovascular responses during high-intensity inspiratory endurance exercise, nor to evaluate autonomic cardiac control through non-linear methods. Therefore, our Second Study aim was to evaluate the effect of high-intensity inspiratory endurance exercise on heart rate variability (HRV) using linear and non-linear approaches. The healthy young participants of this study (n=20) performed different high-intensity inspiratory endurance exercises (80%, 95%, 100%PThMAX and PThc), which consisted in constant load tests until task failure. Moreover, the heart rate dynamics baseline (WITHOUT mouthpiece, WITH mouthpiece and SHAM) was collected in sitting position. The results of this study showed that symbolic analysis identified a more pronounced increase in sympathetic modulation (0V%) when severe exercise intensity loads were applied (95% and 100%PThMAX) (p<0.001). Increased sympathetic modulation was associated with an increase in metabolic demand (VO2) and changes in the respiratory pattern (Ti/Ttot) (p<0.001). As observed, breathing pattern has a great impact on the dynamics of autonomic cardiac control; however, the use of an inspiratory resistance load may potentiate changes in cardiovascular dynamics. Thus, the aim of our Third Study was to characterize the baroreflex sensitivity (BRS) behavior during high-intensity inspiratory endurance exercise using the sequence method (αSEQ), transfer function spectral analysis (αFT(BF)) and the closed loop model (αCL). The participants and the experimental protocol were the same reported in the Second Study. Results 3 showed that there is a decrease in BRS during high-intensity inspiratory endurance exercise when compared to rest conditions (p<0.001), and that all the methods applied in this study were efficient for BRS characterization. However, αFT(BF) was the most effective index to quantify the effects of inspiratory load on the autonomic cardiovascular control evaluated by BRS. Conclusions: the results of the present thesis showed that the concept of critical power can be applied to the inspiratory muscles to determine the PThC, which marks the transition between intense and severe inspiratory exercise. In addition, acute ventilatory, metabolic and autonomic cardiovascular control responses (HRV and BRS) observed during acute high-intensity inspiratory endurance exercise allow us to extend the PThC use to assess inspiratory muscle performance and to prescribe a high-intensity IMT program until PThC in populations like that studied in this thesis.eng
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rights.uriAcesso abertopor
dc.subjectMúsculos respiratóriospor
dc.subjectPadrão respiratóriopor
dc.subjectExercícios respiratóriospor
dc.subjectSistema nervoso autônomopor
dc.subjectVariabilidade da frequência cardíacapor
dc.subjectFunção barorreflexapor
dc.subjectInteração cardiopulmonarpor
dc.subjectFisioterapiapor
dc.subjectRespiratory muscleeng
dc.subjectBreathing patterneng
dc.subjectBreathing exerciseeng
dc.subjectAutonomic nervous systemeng
dc.subjectBaroreflex functioneng
dc.subjectCardiopulmonary interactioneng
dc.subjectPhysical therapyeng
dc.titleAnálise das respostas ventilatórias, metabólicas e do controle autonômico cardiovascular durante testes de resistência muscular inspiratória e de determinação da pressão inspiratória críticapor
dc.title.alternativeAnalysis of ventilatory, metabolic and cardiovascular autonomic responses during inspiratory muscle endurance and critical inspiratory pressure testseng
dc.typeTesepor
dc.contributor.advisor1Catai, Aparecida Maria
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/5801652590531684por
dc.description.resumoA fraqueza dos músculos respiratórios possui uma grande relação com a disfunção do controle autonômico cardiovascular e a limitação ao exercício. Por esta razão, tem se aplicado um programa de treinamento muscular inspiratório (TMI) a fim de promover uma melhora da força/resistência dos músculos respiratórios, do desempenho durante o exercício e do controle autonômico cardiovascular. Contudo, não há uma intensidade de exercício ótima para a prescrição do TMI que resulte em uma melhor resposta sistêmica. Por esta razão, nós desenvolvemos o Estudo I que teve como objetivo identificar a pressão inspiratória crítica (PThC) utilizando o modelo de pressão crítica em homens saudáveis, avaliar as respostas ventilatórias e metabólicas agudas durante o exercício utilizando a PThC; identificar os preditores da PThC e então propor uma equação para a determinação da mesma. Os participantes deste estudo (n=79) foram submetidos ao protocolo de PThC, o qual consistia de um protocolo de exercício respiratório de carga inspiratória incremental progressiva até se obter a máxima carga inspiratória sustentada (PThMAX). Na visita subsequente era realizado um protocolo de exercício respiratório de carga inspiratória constante (95%, 100% e 105%PThMAX). Ambos os testes foram realizados até a falha utilizando um resistor inspiratório de carga linear conectado em série a um sistema de análise de trocas gasosas. O tempo de resistência muscular inspiratória de cada teste de carga constante foi utilizado para o cálculo da PThC, e o resultado obtido foi testado em um protocolo de carga constante em dia distinto dos testes anteriores. Os resultados deste estudo mostraram que a PThC foi influenciada pela idade e massa corpórea (R=0,66, R2=0,43, p<0,001) e corresponde a 90,9±4,9%PTHMAX. Além disso, a PThMAX (R=0,96; R2=0,92, p<0,001) foi o principal determinante na equação proposta. Adicionalmente, foi observada uma resposta ventilatória inadequada, redução da eficiência dos músculos inspiratórios e aumento do esforço percebido ao final do esforço inspiratório contra a resistência da PThC. Ainda, a equação desenvolvida no presente estudo permitirá a determinação da PThC a partir de uma única visita, a qual é fundamental para o desenvolvimento de estudos futuros com TMI utilizando esta carga. Em relação ao controle autonômico cardiovascular, não há um consenso sobre os efeitos do TMI sobre as respostas do sistema nervoso autônomo (SNA). Isso se deve à ausência de estudos que avaliaram as respostas do controle cardiovascular durante o exercício inspiratório de alta intensidade, bem como a falta de estudos que avaliassem o controle autonômico cardíaco por meio de métodos não lineares. Portanto, o objetivo do Estudo II foi avaliar o efeito do exercício de resistência inspiratória de alta intensidade sobre a variabilidade da frequência cardíaca (VFC) utilizando métodos lineares e não-lineares. Os participantes deste estudo (n=20), sujeitos jovens saudáveis, foram submetidos a diferentes protocolos de exercícios de resistência inspiratória de alta intensidade (80%, 95%, 100%PThMAX e PThc), o qual consistiu de testes de cargas constantes até a falha. Além disso, foram coletadas as condições de repouso das respostas da dinâmica cardíaca (SEM peça bucal, COM peça bucal e SHAM) na posição sentada. Os resultados mostraram que a análise simbólica identificou um aumento mais pronunciado da modulação simpática cardíaca (0V%) nas cargas de intensidade de exercício severo (95% e 100%PThMAX) (p<0,001). O aumento da modulação simpática estava associado com o aumento da demanda metabólica (VO2) e mudanças no padrão respiratório (Ti/Ttot) (p<0,001). Como observado, o padrão ventilatório possui um grande impacto sobre a dinâmica do controle autonômico cardíaco, no entanto a aplicação de uma carga de resistência inspiratória pode potencializar as mudanças na hemodinâmica cardiovascular. Portanto, objetivo do Estudo III foi caracterizar o comportamento da sensibilidade barorreflexa (SBR) durante o exercício de resistência inspiratória de alta intensidade utilizando os métodos da sequência (αSEQ), análise espectral por função de transferência (αFT(BF)) e pelo modelo de circuito fechado (αCL). Os participantes e o protocolo experimental foram os mesmos descritos no Estudo II. Os resultados mostram que há uma redução da SBR durante o exercício de resistência muscular inspiratória de alta intensidade quando comparada as condições de repouso (p<0,001) e que todos os métodos aplicados neste estudo se mostraram eficientes para a avaliação da mesma. No entanto, apenas o αFT(BF) se mostrou capaz de quantificar os efeitos das cargas inspiratórias sobre o controle autonômico cardiovascular avaliado pela SBR. Conclusões gerais: a partir dos resultados dessa tese, observou-se que o conceito de potência crítica pode ser aplicado à musculatura inspiratória a fim de determinar PThC, sendo esta a transição entre as intensidades de domínio intenso e severo do exercício inspiratório. Além disso, as respostas ventilatórias, metabólicas e do controle autonômico cardiovascular avaliadas de maneira aguda durante o exercício de resistência inspiratória de alta intensidade por meio da análise da VFC e da SBR, nos permitem estender o uso da PThC para a avaliação do desempenho dos músculos inspiratórios e para a prescrição de um programa de TMI de alta intensidade até a PThC em populações semelhantes a estudada na presente tese.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Fisioterapia - PPGFtpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS DA SAUDE::FISIOTERAPIA E TERAPIA OCUPACIONALpor
dc.description.sponsorshipIdCNPq: 480067/2012-0por
dc.description.sponsorshipIdCNPq: 142357/2013-8por
dc.description.sponsorshipIdCAPES: demanda socialpor
dc.description.sponsorshipIdFAPESP: 10/52070-4por
dc.ufscar.embargoOnlinepor
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/2451652025356071por


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