Cardiorespiratory and neuromuscular responses to stacionary running at different cadences in aquatic and terrestrial environments

O objetivo do presente estudo foi analisar as respostas cardiorrespiratórias, cinemáticas e neuromusculares de mulheres jovens realizando o exercício de corrida estacionária em diferentes cadências nos meios aquático e terrestre. Doze mulheres jovens, experientes na prática de hidroginástica, foram amostras voluntárias do estudo. Cada uma participou de duas sessões experimentais: 1) coleta dos dados de caracterização da amostra e realização de um teste de esforço máximo; 2) coleta das variáveis cardiorrespiratórias (freqüência cardíaca (FC), consumo de oxigênio (VO2), percentual da FC máxima (%FCmáx) e percentual do VO2 máximo (%VO2máx)), cinemáticas (velocidade angular média (VAMQ) e de pico do quadril (VAPQ)) e neuromusculares (amplitude do sinal eletromiográfico (EMG) dos músculos vasto lateral (VL), bíceps femoral (BF), reto femoral (RF) e semitendinoso (ST)). Para a coleta de tais variáveis, dois protocolos de testes foram realizados, um no meio terrestre e outro no meio aquático, com um intervalo de duas horas entre eles. Para cada um dos meios, o exercício de corrida estacionária foi realizado durante 4 min em 3 cadências submáximas (60, 80 e 100 bpm) e durante 15 s no máximo esforço, com um intervalo de 5 min entre cada situação. Utilizamos análise de variância com bloqueamento, considerando o efeito do sujeito como mais uma fonte de variação para a análise estatística, com os dados processados nos programas SPSS versão 13.0 e R-project. Como resultados, as variáveis VAMQ e VAPQ foram significativamente mais elevadas quando o exercício foi executado no meio terrestre, e maiores quanto maior a cadência de execução, sugerindo um padrão cinemático distinto entre os meios. Da mesma forma, as respostas cardiorrespiratórias foram maiores para o exercício no meio terrestre e aumentaram significativamente com o aumento da cadência de execução. Já as respostas neuromusculares não apresentaram um comportamento semelhante, visto que o sinal EMG dos músculos VL, BF, RF e ST não aumentou significativamente com o incremento da cadência de execução, exceto das cadências submáximas para o máximo esforço. Na comparação entre os meios, o meio terrestre apresentou respostas significativamente maiores para o sinal EMG de todos os músculos nas cadências submáximas, exceto para o músculo ST que apresentou respostas semelhantes. Entretanto, no máximo esforço todos os grupos musculares analisados apresentaram respostas similares entre os meios. Em suma, a realização do exercício de corrida estacionária no meio aquático em cadências de execução submáximas apresenta respostas cardiorrespiratórias e neuromusculares menores do que o mesmo executado no meio terrestre, para as cadências fixas do presente estudo. Todavia, em intensidades máximas, a amplitude do sinal EMG pode apresentar padrões de ativação muscular semelhante entre os meios.The aim of the present study was to analyze the cardiorespiratory, kinematic and neuromuscular response of young women performing stationary running exercise at different cadences in aquatic and terrestrial environments. The study sample consisted of twelve young women, experienced in hydrogymnastics. Each one took part in two experimental sessions: 1) collection of sample characterization data and the performance of a maximum effort test; 2) collection of the cardiorespiratory (heart rate, (HR), oxygen uptake (VO2), percentage of maximum HR (%HRmax) and percentage of maximum VO2 (%VO2max)), kinematic (mean hip angular velocity (MHAV) and peak hip angular velocity (PHAV)), and neuromusuclar variables (electromyographic signal amplitude (EMG) of the vastus lateralis (VL), biceps femoris (BF), rectus femoris (RF) and semitendinosus (ST) muscles). In order to collect these variables, two test protocols were carried out, one land-based and the other water-based, with a two-hour interval between them. The stationary running exercise was performed in each of these environments during 4 min at 3 submaximal cadences (60, 80, and 100 bpm) and during 15 s at maximum effort, with a 5 min-interval between each situation. We used blocked variance analysis, in which the effect of the subject was considered an additional source of variation for the statistical analysis. The data was processed using the SPSS (version 13.0) and R-project programs. The findings showed that the MHAV and PHAV were significantly higher when the exercise was performed on land, and higher the greater the cadence of execution, suggesting distinct kinematic patterns for the two environments. Similarly, the cardiorespiratory responses were higher with the land-based exercise and increased significantly with increased cadence. The neuromuscular responses, however, showed no such behavior, with the EMG signal from the VL, BF, RF and ST muscles showing no significant increase with greater cadence of execution, except from the sub-maximum cadences to the maximum effort. When comparing the environments, the terrestrial environment presented significantly greater EMG signal responses from all the muscles at the sub-maximum cadences, except for the ST muscle which presented similar responses in both environments. However, at the maximum effort, all the analyzed muscle groups showed similar responses in both environments. In summary, at the cadences used in the present study, the performance of the stationary running exercise in an aquatic environment at a sub-maximum cadences presents lower cardiorespiratory and neuromuscular responses than the same exercise performed on land. Yet, at maximum intensities, the amplitude of the EMG signal may present similar muscular activation patterns in the two environments