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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE - UFRN
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA
EFEITOS DA CIRURGIA BARIÁTRICA E DE UM PROGRAMA DE REABILITAÇÃO NA APTIDÃO CARDIORRESPIRATÓRIA E
FUNÇÃO PULMONAR EM MULHERES OBESAS
TATIANA ONOFRE GAMA
NATAL-RN
2017
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE - UFRN
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA
EFEITOS DA CIRURGIA BARIÁTRICA E DE UM PROGRAMA DE
REABILITAÇÃO NA APTIDÃO CARDIORRESPIRATÓRIA E FUNÇÃO PULMONAR EM MULHERES OBESAS
Tese apresentada ao Programa de Pós-
Graduação em Fisioterapia da Universidade
Federal do Rio Grande do Norte – UFRN, como
pré-requisito à obtenção do Grau de Doutor.
Área de concentração: Avaliação e Intervenção
em Fisioterapia.
Linha de pesquisa: Avaliação e Intervenção nos
Sistemas Cardiovascular e Respiratório.
Orientadora: Profa. Dra. Selma Sousa Bruno.
NATAL-RN
2017
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN
Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Setorial do Centro Ciências da
Saúde - CCS
Gama, Tatiana Onofre.
Efeitos da cirurgia bariátrica e de um programa de
reabilitação na aptidão cardiorrespiratória e função pulmonar em
mulheres obesas / Tatiana Onofre Gama. - Natal, 2017.
149f.: il.
Tese (Doutorado em Fisioterapia)-Programa de Pós-Graduação em
Fisioterapia. Centro de Ciência da Saúde. Universidade Federal do Rio Grande do Norte.
Orientador: Profa. Dra. Selma Sousa Bruno.
1. Aptidão cardiorrespiratória - Tese. 2. Cirurgia bariátrica
- Tese. 3. Função pulmonar - Tese. 4. Obesidade - Tese. 5.
Treinamento físico - Tese. I. Bruno, Selma Sousa. II. Título.
RN/UF/BSCCS CDU 615.835-056.25-055.2
iii
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE - UFRN CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA
Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia
Prof. Dr. Álvaro Campos Cavalcanti Maciel
iv
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE - UFRN
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM FISIOTERAPIA
EFEITOS DA CIRURGIA BARIÁTRICA E DE UM PROGRAMA DE REABILITAÇÃO NA APTIDÃO CARDIORRESPIRATÓRIA E
FUNÇÃO PULMONAR EM MULHERES OBESAS
BANCA EXAMINADORA:
Profa. Dra. Selma Sousa Bruno (Presidente) - UFRN
Profa. Dra. Vanessa Regiane Resqueti Fregonezi (Interno) - UFRN
Prof. Dr. Sérvulo Azevedo Dias Júnior (Externo ao Programa) - UFRN
Prof.a Dra. Shirley Lima Campos (Externo à Instituição) - UFPE
Prof.a Dra. Daniella Cunha Brandão (Externo à Instituição) - UFPE
Aprovada em: 17/02/2017
v
AGRADECIMENTOS
Acima de tudo agradeço a Deus, em forma de Pai, Filho e Espírito Santo, pela
proteção eterna e por me abençoar em todos os momentos, fortalecendo minha fé e me dando sempre forças, saúde, confiança e esperança para seguir os caminhos determinados por Ele.
A todos da minha família, em especial aos meus queridos e amados pais Genivaldo e
Célia, espelho de minha educação, formação pessoal e construção de valores e princípios. Por todo o amor imensurável que me têm dedicado ao longo da vida. Seres humanos que nunca medem esforços para o meu crescimento, compreendendo
minha ausência física nos momentos que foi preciso e mesmo distantes, se fazem sempre presentes. Proclamo aqui todo o meu amor e minha eterna gratidão.
Ao meu esposo Hugo Leonardo, que sem sombra de dúvidas foi o maior incentivador desde o início do meu Doutorado. Mudou de cidade, transferiu seu emprego e encarou
comigo essa empreitada. Quem esteve presente no meu dia-a-dia, compreendendo meus momentos de estresse e disposto a me ajudar sempre que necessário. Quem
me deu amor, cuidado, carinho, estímulo e conselhos nos momentos que mais precisei. Retribuo aqui a recíproca desse verdadeiro amor e eterno companheirismo. Saiba que parte desse título também é seu.
Aos meus irmãos Juliana e Ricardo, que mesmo distantes sei que torcem bastante
por mim e pela minha felicidade. E aos lindos e amados sobrinhos que eles me proporcionaram: Ana Júlia e Felipe. Com eles aprendi um pouco mais do que é um amor puro e sincero. Esses pequenos se tornaram um pedaço de mim.
A todos da família Barros e Sencades, por terem me acolhido tão bem, dando apoio
quando foi preciso e também entenderem os momentos de ausência. À minha orientadora, Profa. Dra. Selma Bruno. Em primeiro lugar, por ter me aceitado
como aluna de Doutorado, quando até então, nem ao menos me conhecia, e mesmo assim, me recebeu de braços abertos, depositando toda confiança. Espero ter
retribuído da melhor forma e poder dar continuidade a essa parceria. Em segundo lugar, por ter me acompanhado durante a realização deste trabalho, por todos os ensinamentos que me passou ao longo desses anos, pela paciência, ajuda, amizade
e dedicação depositada. Muito obrigada.
Aos demais alunos de Mestrado e Doutorado, também orientandos da profa. Selma e integrantes do “Team Core”: Nicole, Renata Carlos, Renata Corte, Amanda, Clênia, Bruno, Davi e Anderson, assim como a professora Joceline. Colegas que se tornaram
verdadeiros amigos. Vocês foram minha família aqui em Natal. Agradeço imensamente toda a parceria e amizade, dividindo comigo momentos de aprendizado,
felicidade, angústias e novas experiências. Obrigada por todo o companheirismo prestado: desde os estresses com os equipamentos e coletas às longas e boas risadas compartilhadas.
vi
Aos alunos da extensão: Suzanny, Ana Luísa, Whitney, Jesimiel, Gabi e Letícia.
Sempre dispostos a aprender e contribuir com nossas pesquisas. Toda a ajuda de vocês foi muito válida, espero que continuem assim, dedicados e prestativos.
À cardiologista, Dra. Eliane Pereira da Silva, peça fundamental nessa pesquisa. Dedicou seu tempo a nos ajudar com as coletas, sempre muito acessível e disposta a
contribuir com o que fosse preciso.
A todas as pacientes que fizeram parte desta pesquisa, sem vocês nada teria acontecido. Obrigada por terem aceitado participar desse trabalho, pela confiança e esperança depositada, contribuindo assim, para a conclusão da minha coleta. Vocês
foram fundamentais.
A toda equipe do Serviço de Cirurgia da Obesidade e Doenças Relacionadas (SCODE) do Hospital Universitário Onofre Lopes – HUOL/UFRN: médicos, residentes, psicólogas, enfermeiras, assistentes sociais, assim como aos demais funcionários do
HUOL, que também ajudaram e colaboraram com essa pesquisa.
Aos colegas da minha turma de Doutorado (ano 2013), com quem dividi momentos de ensino e aprendizagem durante as disciplinas ofertadas e ganhei novas amizades.
A todos os professores do Programa de Pós-Graduação em Fisioterapia da UFRN, por todo o aprendizado que me foi concedido durante o Doutorado.
Não podia deixar de agradecer aqui ao professor Ivan Daniel. Foi através dele que tomei conhecimento da abertura do programa de Doutorado. Obrigada pelo apoio e o
incentivo prestado.
A todos os meus grupos de amigos externos ao doutorado (“Manas”, “Bad Amigos”, “Amigas de Infância”, “Turma Fisio 2008.2”, “Sampa Friends”), além dos meus amigos Fred e Gabi. Agradeço imensamente toda amizade, parceria e apoio nos momentos
que precisei e por compreender a minha ausência em inúmeras situações. Vocês são essenciais em minha vida, sou grata a Deus por possuir amigos de verdade e tão
especiais. Enfim, a todos que contribuíram de maneira direta ou indireta para a realização e
conclusão desta tese, anuncio aqui meus sinceros agradecimentos.
vii
“Talvez não tenha conseguido fazer o melhor, mas lutei para que o melhor fosse feito. Não sou o que deveria ser,
mas graças a Deus, não sou o que era antes”.
Marthin Luther King
viii
PREFÁCIO
A presente tese intitulada “Efeitos da Cirurgia Bariátrica e de um Programa de
Reabilitação na Aptidão Cardiorrespiratória e Função Pulmonar em Mulheres
Obesas”, foi elaborada de acordo com os preceitos do Programa de Pós-Graduação
em Fisioterapia da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, alinhadas às
normas da Pró-Reitoria de Pós-Graduação desta Universidade.
Inicialmente, consta uma introdução que aborda conceitos gerais a respeito da
obesidade, sua prevalência e possíveis repercussões promovidas pela mesma. Ainda
na introdução, foram elucidados aspectos relacionados à cirurgia bariátrica como
principal escolha de tratamento para a obesidade severa, assim como a aplicação de
exames funcionais para avaliação da aptidão cardiorrespiratória e função pulmonar
no pré-operatório e como acompanhamento clínico após a cirurgia. Destacou-se
também a importância de programas de reabilitação cardiopulmonar e metabólica
como terapia associada ao procedimento cirúrgico no tratamento da obesidade. A
temática foi desenvolvida com base nas evidências científicas pertinentes e
atualizadas que nortearam o estabelecimento das principais hipóteses e questões de
estudo.
Segue-se então os demais elementos da tese, que correspondem aos objetivos
e detalhamento dos aspectos metodológicos dos diferentes estudos, os quais foram
descritos em capítulos subsequentes. A fim de responder aos objetivos previamente
delineados, nosso trabalho resultou na produção de três artigos científicos, foram eles:
1) “Oxygen Uptake Efficiency Slope as a Useful Measure of Cardiorespiratory Fitness
in Morbidly Obese Women”; 2) “Effects of a Physical Activity Program on
Cardiorespiratory Fitness and Pulmonary Function in Obese Women after Bariatric
Surgery: A Pilot Study”; 3) “Analysis of Cardiorespiratory and Metabolic Responses in
Sedentary Obese Women after Weight Loss Induced Surgically”, que encontram-se
expostos no tópico de “Resultados e Discussão”.
Em seguida, constam as considerações finais, apontando as principais
implicações dos achados deste trabalho, limitações, aprendizados e sugestões para
futuras pesquisas. Por fim, encontram-se as referências bibliográficas utilizadas, além
dos anexos e apêndices envolvidos nessa tese.
ix
RESUMO
Introdução: O número de indicações para cirurgia bariátrica (CB) tem crescido
mundialmente, demonstrando ser uma medida útil no tratamento da obesidade severa, promovendo redução da morbimortalidade, melhora das alterações
cardiorrespiratórias/metabólicas e maior qualidade de vida. Programas de reabilitação após a CB têm sido estimulados, sendo importante especialmente no controle das comorbidades e do reganho de peso corporal a longo prazo. Apesar disto, existem
poucas evidências relacionadas aos efeitos da CB, com ou sem reabilitação, na aptidão cardiorrespiratória (ACR), medida esta que impacta fortemente na mortalidade
e no controle do peso. Nesse contexto, se faz necessário o acompanhamento da capacidade funcional e a implementação de programas de reabilitação no pós-operatório (PO) de CB, visto que a perda de peso isolada parece não aumentar a ACR em indivíduos que permanecem sedentários após a cirurgia. Objetivos: Avaliar os
efeitos da CB e de um programa estruturado de reabilitação cardiopulmonar e
metabólica (aplicado no PO) na ACR e função pulmonar em mulheres obesas, e compará-las a um grupo controle. Métodos: A pesquisa foi dividida em duas etapas.
Inicialmente, foi realizado um estudo de follow-up constando de avaliação
antropométrica, espirométrica e cardiorrespiratória/funcional (Teste de Esforço Cardiopulmonar-TECP) em 34 obesas antes e após a CB, dos quais resultaram dois
artigos. Na segunda etapa, realizamos um ensaio clínico não randomizado e simples cego, envolvendo 12 mulheres adultas obesas (grau II e III) candidatas à CB, que foram divididas em grupo controle-GC (n=6) e grupo intervenção-GI (n=6). Todas as
pacientes foram avaliadas no pré-operatório, terceiro (3MPO) e sexto mês de PO (6MPO), quanto aos mesmos parâmetros da primeira etapa. O GI participou de um programa específico de reabilitação supervisionada, que constou de exercícios
aeróbios e resistidos durante 12 semanas e com início no 3MPO. Já o GC recebeu apenas orientações gerais. Assim, foram produzidos no total três artigos científicos,
onde a estratégia estatística variou conforme a metodologia de cada estudo. Foi considerado um nível de significância estabelecido em p<0,05. Resultados: Após a
CB, todas as pacientes avaliadas apresentaram redução significativa (p<0,001) nas
comorbidades (hipertensão e diabetes) e medidas antropométricas, além de melhora na função pulmonar (p<0,05). Porém, apenas as obesas que participaram do protocolo
de treinamento físico evoluíram com aumento significativo (p<0,05) no VO2pico e na duração total do TECP, de 5,9 ml/kg/min (23,8%) e 4,9 minutos (42,9%), respectivamente. Após um período de 9,4±2,7 meses de PO, houve uma redução de
0,398 L/min do VO2pico absoluto (p<0,001) nas pacientes que permaneceram sedentárias após a CB (n=34), sem diferenças no VO2pico relativo ao peso corporal
(p=0,06). Observamos ainda moderada correlação (r= -0,52, p<0,05) entre ΔVO2pico e ΔCP-circunferência do pescoço. Conclusões: A ACR aumentou significativamente
apenas no grupo de mulheres obesas que participaram de um programa estruturado
de reabilitação após três meses de CB, apontando que a tolerância ao exercício e a capacidade aeróbia podem não aumentar nas mulheres que permanecem inativas
após a cirurgia. No entanto, independente da prática de exercícios, a perda de peso corporal induzida cirurgicamente melhorou a função pulmonar e reduziu comorbidades importantes.
Palavras-chave: aptidão cardiorrespiratória; cirurgia bariátrica; função pulmonar;
obesidade; treinamento físico.
x
ABSTRACT
Introduction: The number of indications for bariatric surgery (BS) has increased
worldwide, proving to be a useful measure in the treatment of severe obesity, promoting reduction of morbimortality, improvement of cardiorespiratory / metabolic alterations and higher quality of life. Rehabilitation programs after BS have been
stimulated, being especially important in controlling comorbidities and regaining body weight in the long term. Despite this, there is little evidence related to the effects of BS,
with or without rehabilitation, on cardiorespiratory fitness (CRF), a measure that strongly impacts mortality and weight control. In this context, it is necessary to follow the functional capacity and the implementation of rehabilitation programs in the
postoperative period (PO) of BS, since isolated weight loss does not seem to increase the CRF in individuals who remain sedentary after surgery. Objectives: To evaluate
the effects of BS and a structured program of cardiopulmonary and metabolic rehabilitation (applied in the PO) on CRF and pulmonary function in obese women, and to compare them to a control group. Methods: The research was divided into two
stages. Initially, a follow-up study consisting of anthropometric, spirometric and cardiorespiratory / functional evaluation (Cardiopulmonary Exercise Testing-CPX) was
performed in 34 obese women before and after BS, of which two articles resulted. In the second stage, we performed a non-randomized, simple blind trial involving 12 obese adult women (grade II and III) candidates for BS, who were divided into control-
CG group (n = 6) and intervention group-IG (n = 6). All patients were evaluated in the preoperative, third (3MPO) and sixth month of PO (6MPO), regarding the same
parameters of the first stage. The IG participated in a specific rehabilitation program which consisted of aerobic and resistance exercises for 12 weeks and starting at 3MPO. The CG received only general guidelines. Thus, a total of three scientific
articles were produced, where the statistical strategy varied according to the methodology of each study. A significance level was set at p <0.05. Results: After BS,
all the patients evaluated had a significant reduction (p <0.001) in comorbidities (hypertension and diabetes) and anthropometric measurements, in addition to an improvement in pulmonary function (p <0.05). However, only those obese who
participated in the physical training protocol presented a significant increase (p <0.05) in VO2peak and in the total duration of CPX, of 5.9 ml / kg / min (23.8%) and 4.9 minutes
(42.9%), respectively. After a period of 9.4 ± 2.7 months of PO, there was a reduction of absolute VO2peak (p <0.001) in patients who remained sedentary after BS (n = 34), with no differences in relative VO2peak to body weight (p = 0.06). We also observed a
moderate correlation (r = -0.52, p <0.05) between ΔVO2peak and ΔNC-neck circumference. Conclusions: The CRF increased significantly only in the group of
obese women who participated in a structured rehabilitation program after three months of CB, indicating that exercise tolerance and aerobic capacity may not increase in women who remain inactive after surgery. However, regardless of exercise practice,
weight loss induced surgically improved pulmonary function and reduced major comorbidities.
Keywords: cardiorespiratory fitness; bariatric surgery; pulmonary function; obesity;
physical training.
xi
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Tese
Figura 1. Espirômetro DATOSPIR 120 C…………...………………………………...….
Figura 2. Avaliação da função pulmonar através da Espirometria….……………….....
Figura 3. Sistema de análise de gases Cortex Metamax3B …………………..………..
Figura 4. Sistema de análise de gases Cortex Metamax3B durante o TECP............ ..
Figura 5. Fluxograma do estudo............................................................................... ..
Figura 6. Paciente do GI realizando treino aeróbio e de força muscular.................... ..
Artigo 1
Fig 1. The relationship between VO2 and VE during cardiopulmonary exercise testing
in a 36-year old morbid obese women……………………………………………………..
Fig 2. Bland-Altman plots of the relationship of OUES75% and OUES100%.................. ..
Fig 3. Simple linear regression equation and correlation coefficient showing the
relationship between OUES (50%, 75%, 100%) and cardiorespiratory variables
during CPX in morbid obese women………………………………………………………
Artigo 2
Figure 1. Analysis of VO2peak and total duration on CPX in different periods of
evaluation, in both groups…………………………………………………………………..
Artigo 3
Figure 1. Exercise tolerance and metabolic/cardiorespiratory responses during CPX
before and after bariatric surgery…………………………………………………………..
Figure 2. Correlations between Delta VO2peak on CPX and Delta anthropometric
measures…………………………………………………………………………………….
38
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xii
LISTA DE TABELAS
Artigo 1
Table 1. Clinical and anthropometric characteristics and pulmonary function of study
population………………………………………………………………………………...….
Table 2. Distribution of cardiorespiratory parameters during CPX in 33 morbid obese
women…………………………………………………………………………………….....
Table 3. Pearson correlation coefficients showing the relationship between OUES
and anthropometric variables and CPX parameters……………………………………..
Artigo 2
Table 1. Initial characteristics of obese women candidates for bariatric surgery……...
Table 2. Anthropometric and pulmonary function measures before and after bariatric
surgery of CG and IG………………………………………………………………………..
Table 3. Pearson correlation coefficients showing the relationship between OUES
and anthropometric variables and CPX parameters……………………………………..
Artigo 3
Table 1. Characteristics of study population (n=34) before and after bariatric
surgery……………………………………………………………………………………….
Table 2. Anthropometric measures and pulmonary function of study population
(n=34) before and after bariatric surgery………………………………………………….
Table 3. Distribution of cardiorespiratory parameters of study population (n=34)
during CPX before and after bariatric surgery…………………………………………….
56
57
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93
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115
xiii
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
ACSM – American College Sports of Medicine
ATS – American Thoracic Society
CB – Cirurgia bariátrica
CC – Circunferência de cintura
CNS – Conselho Nacional de Saúde
CORE – Unidade de Reabilitação Cardíaca e Metabólica
CP – Circunferência de pescoço
CPT – Capacidade pulmonar total
CQ – Circunferência de quadril
CRF – Capacidade residual funcional
CV – Capacidade vital
CVF – Capacidade vital forçada
DM2 – Diabetes mellitus tipo 2
DPOC – Doença pulmonar obstrutiva crônica
ECG – Eletrocardiograma
ERS – European Respiratory Society
FC – Frequência cardíaca
FCR – Frequência cardíaca de reserva
FEF25-75% – Fluxo expiratório forçado médio, entre 25-75% da curva de CVF
GC – Grupo controle
GI – Grupo intervenção
HAS – Hipertensão arterial sistêmica
HUOL – Hospital Universitário Onofre Lopes
IAC – Índice de adiposidade corporal
IMC – Índice de massa corporal
LA – Limiar anaeróbio
OMS – Organização Mundial de Saúde
OUES – Oxygen uptake efficiency slope
PA – Pressão arterial
PetO2 – Pressão parcial expirada de oxigênio
PetCO2 – Pressão parcial expirada de dióxido de carbono
xiv
PFE – Pico de fluxo expiratório
RCQ – Relação cintura-quadril
ReBEC – Registro Brasileiro de Ensaios Clínicos
RER – Razão de troca respiratória
SAOS – Síndrome da apneia obstrutiva do sono
SCODE - Serviço de Cirurgia da Obesidade e Doenças Relacionadas
SpO2 – Saturação periférica de oxigênio
TCLE – Termo de Consentimento Livre e Esclarecido
TC6M – Teste de Caminhada de 6 Minutos
TECP – Teste de Esforço Cardiopulmonar
UFRN – Universidade Federal do Rio Grande do Norte
VC – Volume corrente
VCO2 – Produção de gás carbônico
VE – Ventilação pulmonar
VEF1 – Volume expiratório forçado no primeiro segundo
VE/VO2 – Equivalente ventilatório de oxigênio
VE/VCO2 – Equivalente ventilatório de gás carbônico
VE/VCO2slope – Curva da produção da ventilação pelo dióxido de carbono
VO2 – Consumo de oxigênio
VO2máx – Consumo máximo de oxigênio
VO2pico – Consumo de oxigênio no pico do esforço
VRE – Volume de reserva expiratório
VVM – Ventilação voluntária máxima
3MPO – Terceiro mês de pós-operatório
6MPO – Sexto mês de pós-operatório
xv
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO.........................................................................................................
2 OBJETIVOS.............................................................................................................
2.1 Objetivo geral.....................................................................................................
2.2 Objetivos específicos.........................................................................................
3 HIPÓTESES.............................................................................................................
4. MATERIAIS E MÉTODOS......................................................................................
4.1 Delineamento do estudo....................................................................................
4.2 Local de realização............................................................................................
4.3 Período do estudo..............................................................................................
4.4 Participantes......................................................................................................
4.5 Amostragem.......................................................................................................
4.6 Critérios de inclusão...........................................................................................
4.7 Critérios de exclusão..........................................................................................
4.8 Aspectos éticos..................................................................................................
4.9 Procedimentos de avaliação..............................................................................
4.10 Procedimentos de intervenção.........................................................................
4.11 Análise dos dados e estratégia estatística.......................................................
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO...............................................................................
5.1 Artigo 1: Oxygen Uptake Efficiency Slope as a Useful Measure of
Cardiorespiratory Fitness in Morbidly Obese Women......................................... ... .
5.2 Artigo 2: Effects of a Physical Activity Program on Cardiorespiratory Fitness
and Pulmonary Function in Obese Women after Bariatric Surgery: A Pilot
Study......................................................................................................................
17
29
30
30
31
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34
34
34
34
34
35
35
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36
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44
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48
72
xvi
5.3 Artigo 3: Analysis of Cardiorespiratory and Metabolic Responses in Sedentary
Obese Women after Weight Loss Induced Surgically.......................................... ... .
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS....................................................................................
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.......................................................................
ANEXOS.....................................................................................................................
ANEXO I – PARECER APROVADO DO COMITÊ DE ÉTICA E PESQUISA.......... ...
ANEXO II – ESCALA DE PERCEPÇÃO DE ESFORÇO - BORG..............................
ANEXO III – PARECER DAS REVISTAS CIENTÍFICAS............................................
APÊNDICES...............................................................................................................
APÊNDICE A – TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO.............
APÊNDICE B – FICHA DE AVALIAÇÃO FISIOTERAPÊUTICA.................................
APÊNDICE C – FICHA DE REABILITAÇÃO E MONITORIZAÇÃO...........................
APÊNDICE D – PROTOCO DE TREINO AERÓBIO..................................................
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133
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140
141
144
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17
1 INTRODUÇÃO
18
A obesidade representa uma enorme preocupação clínica da atualidade,
necessitando mundialmente de investimentos imediatos na política de saúde para o
seu controle. A Organização Mundial de Saúde (OMS)1, reconhece que a obesidade
é uma doença crônica causada por uma complexa interação entre fatores genéticos,
emocionais, ambientais ou de estilo de vida. A OMS alerta ainda, que maus hábitos
de vida, tais como, aumento no consumo de alimentos altamente calóricos associado
a uma diminuição dos níveis de atividade física, podem resultar em um desequilíbrio
energético e levar ao ganho de peso corporal de forma excessiva e descontrolada1.
Essas características decorrentes da obesidade geram um ciclo vicioso, de forma a
acarretar aumento da morbimortalidade2,3, sendo necessário um tratamento contínuo
ao longo da vida do indivíduo.
A prevalência da obesidade tem aumentado rapidamente, mais do que duplicou
em vários países do mundo desde 19802,4. Dados de 2014 da OMS5 mostraram que
mais de 1,9 bilhão (39%) dos adultos com 18 anos ou mais encontravam-se acima do
peso corporal (definido pelo índice de massa corporal - IMC, entre 25 e 29,9 Kg/m2).
Destes, 600 milhões (13%) eram obesos (IMC > 30 Kg/m2). No Brasil, esses dados
também são alarmantes, onde 17,1% e 24% dos homens e mulheres,
respectivamente, apresentaram obesidade em 20145. Um robusto estudo publicado
no periódico Lancet (2016)6, mostrou que caso essa tendência continue, estima-se
que em 2025 a obesidade global atinja 18% em homens e ultrapasse 21% em
mulheres, enquanto as formas mais graves (IMC > 40 Kg/m2, grau III) irá superar 6%
em homens e 9% em mulheres.
É inquestionável que a obesidade severa pode causar efeitos adversos sobre
vários sistemas, entre eles o respiratório. Dentre as possíveis causas mais relatadas,
pode-se destacar, alterações na troca gasosa, mecânica respiratória, resistência
muscular e controle respiratório7,8. Também tem sido demonstrado que a obesidade
pode reduzir a complacência da parede torácica, dificultando a mobilidade do
diafragma e a expansibilidade toracoabdominal. Assim, o comprometimento da
mecânica respiratória pode provocar alterações na função pulmonar, aumento do
trabalho respiratório e redução de volumes pulmonares9-11.
Os efeitos da obesidade sobre a capacidade pulmonar total (CPT) e capacidade
vital (CV) são poucos significativos, enquanto a capacidade residual funcional (CRF)
e o volume de reserva expiratório (VRE) podem encontrar-se diminuídos12,13,
19
especialmente para os maiores graus de obesidade. Evidências sugerem14-17 que a
alta distribuição de gordura corporal no obeso, medida através da perimetria corporal
(circunferência de pescoço - CP, cintura - CC e quadril - CQ), podem estar mais
relacionadas com a redução de volumes pulmonares e alteração da troca gasosa do
que o IMC propriamente dito, visto que a medida do IMC representando a massa
corporal oferece apenas uma estimativa bruta de adiposidade. Observando apenas
do ponto de vista mecânico, mais precisamente, os depósitos de gordura em torno de
tórax e abdômen que estão diretamente associados com as medidas de CC, parecem
contribuir para a elevação do diafragma, o que aumenta a resistência elástica e
compromete a mecânica respiratória, bem como estruturas pulmonares.
Embora ainda pouco explorada em obesos, a resistência dinâmica dos
músculos respiratórios medida pela ventilação voluntária máxima (VVM) parece estar
comprometida. Gonçalves et al. (2011)18 em um dos estudos pioneiros, avaliaram 39
obesos mórbidos com ausência de doenças cardíacas ou respiratórias, mostrando
uma VVM abaixo de 80% dos valores preditos. Tal achado foi associado a um ponto
de corte referente a 43cm na medida de CP do obeso, sugerindo que a gordura ao
redor do pescoço pode dificultar a sua capacidade de mobilizar fluxo respiratório
comparando com medidas de adiposidade geral.
Apesar desses resultados, O’Donnell et al. (2012)19 em uma revisão, relataram
que o trabalho respiratório na obesidade moderada pode estar aumentado 3-4 vezes
e isto, por sua vez, pode servir como estímulo intrínseco para treinar os músculos
respiratórios que trabalham continuamente para vencer as resistências da caixa
torácica e abdômen. Desse modo, a força muscular respiratória estática desses
indivíduos pode se manter preservada ou até mesmo aumentada, apesar da mecânica
restritiva decorrente da obesidade.
Outros mecanismos também têm sido apontados como desencadeadores de
alterações pulmonares/respiratórias no obeso, como por exemplo, a ampla
associação da asma com a obesidade. Em uma meta-análise reportada por Beuther
e Sutherland (2007)20, a razão de chances (odds ratio) em se adquirir asma após um
ano de follow-up em obesos versus indivíduos com peso normal, foi 1,92 (p<0,001).
Embora exista forte evidência epidemiológica para uma associação entre obesidade
e asma, os mecanismos que liga estas duas condições permanecem pouco
conhecidos.
20
Várias hipóteses têm sido propostas para explicar essa associação. Em
primeiro lugar, o estilo de vida alimentar levado por essa população, que predispõe a
presença de adipocitocinas pró-inflamatórias na circulação, nas quais, podem induzir
uma inflamação nas vias áreas, e assim contribuir para hiperresponsividade
brônquica21,22. Em segundo lugar, a pressão aumentada ao redor do tórax e abdômen
decorrente do acúmulo de gordura exerce efeitos mecânicos sobre os pulmões, o que
pode causar uma constricção na musculatura lisa das vias aéreas com uma elevada
hiperresponsividade brônquica22,23. No entanto, mais estudos são necessários para
esclarecer melhor essas suposições.
Sendo assim, avaliar a função pulmonar é de suma importância na obesidade,
visto que o obeso está sujeito a apresentar diversas alterações respiratórias, nas
quais, já foram relatadas anteriormente. E, além de ajudar a prevenir o risco de
complicações pulmonares no pós-operatório de cirurgias torácicas e/ou
abdominais24,25, a avaliação da função pulmonar nos norteia a propor medidas de
intervenção fisioterapêutica para o obeso, tanto no preparo desse paciente para a
cirurgia, assim como no período pós-cirúrgico, ou até mesmo como medida apenas
de acompanhamento clínico.
Associada à reduzida função ventilatória, uma das crescentes preocupações
com a obesidade tem sido a diminuição da aptidão e função física. De acordo com o
American College Sports of Medicine (ACSM)26, esses conceitos são distintos. A
aptidão física é definida como a capacidade de realizar atividades diárias com vigor e
agilidade, sem fadiga e com energia suficiente para desfrutar do lazer e para atender
emergências imprevistas. A função física consiste na capacidade de um indivíduo para
realizar as atividades físicas da vida diária, refletindo função e controle motor, aptidão
e atividade física habitual26. Em decorrência do prejuízo acentuado na sua condição
física, os obesos são muitas vezes incapazes de realizar atividades simples, como
caminhar, levantar-se de uma cadeira e subir escadas27-29. Essa limitação irá gerar
cada vez mais uma maior inatividade e sedentarismo, onde a baixa capacidade de
exercício é conhecida por ser uma poderosa preditora de mortalidade, mais até
mesmo do que as medidas de adiposidade nos obesos30-32.
Em relação à análise da aptidão cardiorrespiratória, é consenso de que o
melhor padrão para esta avaliação é através dos testes de exercício que nos fornecem
medida direta do consumo máximo de oxigênio (VO2máx)33. Existem duas grandes
21
categorias de testes: máximos e submáximos, baseados na intensidade de exercício
que o indivíduo alcança. Se o indivíduo chega a exaustão física (Escala de Borg 9-10,
de 0-10), atinge valores preditos de frequência cardíaca (FC) e VO2 máximos ou uma
razão de troca respiratória (RER) > 1,15, diz-se que o teste foi máximo33. E quando
alcança valores abaixo de 80% da FC predita, por exemplo, submáximo. Para
identificar a intensidade de exercício em pacientes com uso contínuo de drogas que
atenuam a resposta cardíaca durante o exercício, preconiza-se utilizar outros
marcadores fisiológicos, ou até mesmo, de percepção subjetiva de esforço.
Testes máximos e submáximos têm sido bastante aplicados para avaliar a
aptidão cardiorrespiratória do obeso34-36. A American Thoracic Society (ATS, 2003)33
define o Teste de Esforço Cardiopulmonar (TECP), também conhecido por
Ergoespirometria, como um teste máximo, considerado padrão ouro para avaliação
da capacidade de exercício e aptidão cardiorrespiratória. O TECP é aplicado com o
auxílio de sofisticados sistemas para análise dos gases expirados, com objetivo de
avaliar as respostas fisiológicas dos sujeitos, sendo indicado tanto para indivíduos
saudáveis quanto para pacientes com alguma disfunção, seja cardíaca e/ou
respiratória, a fim de monitorar a resposta ao tratamento e investigar a causa da
dispneia37,38.
Para cada nível de atividade física desenvolvida durante o TECP, variáveis
metabólicas (consumo de oxigênio - VO2; produção de gás carbônico - VCO2) e
ventilatórias (ventilação pulmonar - VE; equivalente ventilatório de oxigênio - VE/VO2
e de gás carbônico - VE/VCO2; RER, que representa a relação entre VCO2 e VO2;
pressão parcial expirada de oxigênio e de dióxido de carbono - PetO2 e PetCO2,
respectivamente), são monitoradas continuamente33,39.
Indivíduos obesos podem apresentar valores significativamente menores de
VO2, VCO2, VE e RER durante o TECP, enquanto a frequência respiratória encontra-
se significativamente aumentada, podendo causar dispneia e/ou fadiga precoce, além
de baixa duração no tempo de teste40. Arena et al. (2014)41, em uma revisão, relataram
que os obesos são mais propensos a demonstrarem uma série de alterações e
respostas diminuídas durante o TECP, em consequência principalmente de sua
composição corporal, que causará uma diminuição do fornecimento de oxigênio para
os músculos durante a atividade. A marca característica é uma capacidade aeróbia
22
(corrigida pelo peso corporal – VO2 em ml/kg/min) muitas vezes reduzida, quando
comparados a indivíduos eutróficos42-44.
Enquanto a capacidade aeróbia pode ser influenciada por razões
cardiovasculares, pulmonares e periféricas (baixa capacidade oxidativa do músculo
esquelético)45,46, os indivíduos obesos também revelam anormalidades biomecânicas,
ou seja, padrões de marcha alterados, ineficiência energética e/ou dor ortopédica41
que podem também contribuir para uma resposta anormal no TECP47,48.
Curiosamente, deJong et al. (2008)49 encontraram um maior percentual de indivíduos
obesos que não conseguiram atingir uma RER > 1,10, que é considerado limite
aceitável para caracterizar o máximo de esforço alcançado50.
Além da análise de medidas metabólicas primárias já clinicamente
estabelecidas, outras variáveis ventilatórias/metabólicas secundárias têm ganhado
destaque na avaliação cardiorrespiratória. Em geral, são utilizadas para diagnosticar
possíveis alterações pulmonares e/ou determinar a eficiência ventilatória. As duas
expressões mais comuns são a curva de eficiência do consumo de oxigênio (OUES –
oxygen uptake efficiency slope)51, definida como a relação entre o VO2 com a
transformação logarítmica da VE, e a curva da produção da ventilação pelo dióxido de
carbono (VE/VCO2slope). Originalmente proposto por Baba et al. (1996)51 como um
índice submáximo de reserva funcional cardiorrespiratória, o OUES pode ser
calculado a partir de dados de exercícios submáximos em pacientes que não
conseguem realizar um teste máximo.
Apesar do TECP ser considerado padrão ouro, testes de esforços
submáximos podem ser considerados uma escolha alternativa quando se deseja
avaliar a capacidade funcional, principalmente de indivíduos com grandes limitações
que não conseguem manter o exercício. Em decorrência das dificuldades
biomecânicas, dor nas articulações e comorbidades, a população obesa pode se
beneficiar bastante com esses testes36,52. Pesquisas mostram51,53,54 que intensidades
de exercícios em níveis submáximos não afetam significativamente os valores do
OUES. Ou seja, este índice não é influenciado pela intensidade de exercício
alcançada em um TECP, sendo importante para avaliar a capacidade aeróbia a partir
de dados submáximos55, e que também tem sido utilizado para avaliar os efeitos de
programas de reabilitação cardíaca56.
23
A avaliação cardiorrespiratória com a medida do OUES tem mostrado
resultados animadores, revelando que se pode obter informações clínicas do estado
funcional e da gravidade da doença, sem necessariamente expor o paciente a um
esforço máximo57. O OUES tem sido estudado principalmente em indivíduos com
doenças cardíacas53,58,59 e pulmonares60,61. Ainda não existem pesquisas do OUES
como indicador de aptidão cardiorrespiratória na população obesa adulta, apenas dois
estudos em crianças obesas62,63 foram realizados até o momento. Diante disso, torna-
se importante investigar a relação entre o OUES e as medidas tradicionais de função
cardiorrespiratória em adultos obesos, e se tal parâmetro traduz as mesmas
informações clínicas que o apontado para outras doenças.
Pesquisas prévias64-66 têm demonstrado que baixos níveis de aptidão
favorecem ao aumento da relação com o risco de morte, semelhante a condições
relacionadas ao uso abusivo de tabaco, hipertensão arterial sistêmica (HAS) e/ou
diabetes. Kavanagh et al. (2003)67 em um estudo observacional envolvendo 2.380
mulheres com doença coronariana e encaminhadas para a reabilitação cardíaca,
investigaram a importância de se avaliar o VO2 no pico do esforço (VO2pico) como
poderoso prognóstico. Eles observaram que o incremento de 1,0 ml/kg/min do VO2 foi
associado a uma redução de 10% na taxa de mortalidade, evidenciando que assim
como em homens68, o prognóstico de mulheres com doença coronariana está
fortemente ligado à sua capacidade de exercício, refletida através da análise do VO2.
Estudos investigando a relação entre aptidão física (através da medida do VO2)
e mortalidade em indivíduos com obesidade mórbida ainda são incipientes.
Entretanto, Gallagher et al. (2005)69 ao compararem a aptidão cardiorrespiratória entre
obesos mórbidos e pacientes com insuficiência cardíaca (Classe Funcional NYHA II-
IV) através de um teste de esforço máximo, observaram que os obesos alcançaram
níveis de aptidão similares aos cardiopatas. Houve também uma relação inversa entre
IMC e aptidão cardiorrespiratória, sugerindo que o comprometimento no VO2pico em
pessoas com obesidade mórbida pode estar relacionado com o IMC e, possivelmente,
a outros fatores que prejudiquem o desempenho cardíaco e, consequentemente, a
capacidade de exercício. Estes resultados são consistentes com a mortalidade mais
elevada na população obesa mórbida, ratificando a importância de se investigar
cuidadosamente a função cardiopulmonar dos obesos e propor estratégias eficazes
de tratamento.
24
Uma das principais medidas de controle a longo prazo da obesidade tem sido
a redução de peso corporal induzida cirurgicamente. Neste aspecto, o número de
indicações cirúrgicas tem aumentado cada vez mais, tornando a cirurgia bariátrica
(CB) um poderoso e consistente recurso para o controle da obesidade grave,
proporcionando aos pacientes uma melhor qualidade de vida relacionada à saúde e
redução nos índices de mortalidade70-72.
A CB demonstra claramente a melhora na relação da obesidade com as
condições de comorbidades associadas, incluindo diabetes mellitus tipo 2 (DM2),
HAS, função cardíaca, perfil lipídico, doenças do sono, doença articular degenerativa,
estase venosa, infecções, refluxo gastroesofágico, infertilidade e complicações
gestacionais73-75. Uma meta-análise desenvolvida por Buchwald et al. (2004)71,
demonstrou que a manutenção da perda de 20 a 30kg após 10 anos de CB, associou-
se à redução de 76,8% na diabetes, resolução ou melhora de 78,5% na HAS e 85,7%
na síndrome da apneia obstrutiva do sono (SAOS). Além disso, a taxa de mortalidade
caiu para menos de 1% em pacientes com obesidade mórbida e a dislipidemia
melhorou em 70%.
Esses achados foram confirmados por Maggard et al. (2005)76, evidenciando
que a perda média de 61% do excesso de peso se relacionou com a melhora de DM2,
HAS e SAOS em obesos submetidos à CB. Gloy et al. (2013)75, concluíram por meio
de uma meta-análise apenas de estudos clínicos randomizados, que em comparação
com o tratamento não-cirúrgico da obesidade, a CB proporcionou uma maior perda de
peso corporal e maiores taxas de remissão de DM2 e síndrome metabólica.
Entretanto, esses últimos resultados foram limitados a dois anos de follow-up e
baseado em um pequeno número de estudos e indivíduos.
A CB também pode estar associada a uma melhora significativa nos sintomas
respiratórios e na função pulmonar17,77,78. Inicialmente, Santana e colaboradores
(2006)79, por exemplo, relataram que indivíduos obesos mórbidos apresentaram
melhora na capacidade vital forçada (CVF) e volume expiratório forçado no primeiro
segundo (VEF1) após a CB, mais do que outros volumes pulmonares. De Souza et al.
(2010)80 ao avaliarem 61 mulheres obesas mórbidas candidatas a CB, concluíram que
esta melhora pode persistir pelo menos um ano após a perda acentuada de peso, com
exceção do VRE e da VVM, que aumentaram apenas no sexto mês de pós-operatório,
porém, não mantiveram com 1 ano.
25
Alguns estudos34,81 têm demonstrado a utilização do TECP na avaliação de
indivíduos obesos candidatos à CB, tanto para avaliação pré e pós-operatória e como
preditor de complicações após a cirurgia, quanto para analisar efeitos de programas
de treinamento físico no pós-cirúrgico82. Em uma recente revisão, Steele et al. (2015)29
evidenciaram apenas seis estudos observacionais que avaliaram a funcionalidade
física de obesos adultos antes e após a CB por meio de testes de esforço máximo, e
apenas quatro utilizaram medida direta de gases. Contudo, a heterogeneidade dos
estudos impediu que conclusões detalhadas fossem discutidas. Uma série de
limitações metodológicas foram consideradas, tais como: curto período de
acompanhamento, amostras reduzidas e diferentes protocolos utilizados.
Um dos grandes interesses desta tese foi estimular a prática de exercícios
através da reabilitação cardiopulmonar e metabólica após a CB, onde vários
benefícios já têm sido relatados83-86. Steele et al. (2015)29 sugerem que intervenções
no período pós-operatório com foco na função e aptidão física, provavelmente terão
benefício significativo. Indivíduos fisicamente ativos após a cirurgia podem perder
mais peso e apresentarem uma melhor saúde geral e qualidade de vida87, em
comparação com aqueles que ficam inativos. Embora a redução do peso corporal
decorrente da CB auxilie na melhora da função cardiovascular, isso não pode ser
adotado para a capacidade oxidativa da musculatura esquelética. Pois, sabe-se que
a perda de peso por si só, não melhora o conteúdo mitocondrial, nem tão pouco o tipo
de fibra do músculo esquelético em indivíduos que não praticam atividade física de
forma regular88. Logo, pressupomos que não há razão para assumir que a capacidade
aeróbia vai melhorar após a cirurgia bariátrica, em obesos que permanecem
sedentários.
Teoria essa evidenciada recentemente em um amplo ensaio clínico controlado
e randomizado desenvolvido por Coen et al. (2015)86, onde os autores concluíram que
o exercício sobreposto a perda de peso induzida pela CB aumentou a aptidão
cardiorrespiratória (VO2pico), melhorou a respiração mitocondrial, induziu o
remodelamento da cardiolipina, reduziu esfingolipídeos e proporcionou melhorias
adicionais na sensibilidade à insulina, em comparação a um grupo que não se
exercitou. Portanto, um melhor entendimento no desempenho da atividade física de
indivíduos que se submetem à CB ajudará a promover o desenvolvimento de
programas de reabilitação eficazes no pós-cirúrgico.
26
Fonseca-Junior et al. (2013)89 em uma revisão sistemática, investigaram os
efeitos relacionados aos programas de exercícios físicos no tratamento clínico e
cirúrgico de obesos mórbidos. Dos treze estudos analisados, apenas três82,90,91 foram
realizados no pós-operatório de CB, e destes, apenas um com foco nas variáveis
ventilatórias e metabólicas avaliadas através de teste incremental com análise de
gases. Stegen et al. (2009)82, por exemplo, em um estudo controlado e não
randomizado envolvendo 15 obesos (n=7, grupo controle; n=8, grupo experimental),
relataram que um programa de treinamento físico com duração de 12 semanas e
aplicado após um mês da CB, foi seguro e deve ser promovido, ocasionando aumento
da resistência muscular, capacidade aeróbia e capacidade funcional.
Castello et al. (2011)90, em um estudo clínico controlado e randomizado
envolvendo 21 mulheres obesas (n=10, grupo controle; n=11, grupo treinamento),
avaliaram o efeito de um programa de 12 semanas de exercícios aeróbios em
mulheres obesas, também com início após um mês da CB. Seus resultados
mostraram o impacto positivo na variabilidade da FC e na capacidade funcional
avaliada por meio do Teste de Caminhada de 6 Minutos (TC6M), concluindo que
houve uma melhora da modulação autonômica cardíaca e capacidade funcional após
4 meses de cirurgia em ambos os grupos. Shah et al. (2011)91 analisaram os efeitos
de um programa de exercícios de alto volume, semi-supervisionado, em 28 indivíduos
(n=8, grupo controle; n=20, grupo exercício) no pós-operatório de CB, porém, o foco
principal desse estudo foi no gasto energético, em marcadores sanguíneos e medidas
antropométricas.
Destaca-se nesses três estudos, aspectos metodológicos a considerar.
Primeiramente, o início precoce do programa de exercícios no primeiro mês de pós-
operatório, período que coincide com maior perda de massa magra corporal e ajuste
nutricional92,93. Em segundo lugar, a aplicação de protocolos semi-supervisionados,
os quais impedem que tenhamos o fidedigno controle do nível de atividade física
realizado. Por último, muitos resultados também derivam de estudos avaliando a
capacidade funcional ou física de forma indireta (questionários, testes de campo
funcionais ou auto-registro), meios que apresentam conclusões inapropriadas em
relação a real resposta fisiológica do exercício nesta população. Dessa forma, apesar
das evidências apontadas, ainda são necessários estudos para basear a conduta e
tomada de decisão na reabilitação desses pacientes.
27
Em uma revisão sistemática, Baillot et al. (2014)85 apontaram os mesmos três
estudos de intervenção expostos por Fonseca-Junior et al. (2013)89, que avaliaram o
efeito da atividade física após a CB, todavia, mais uma vez a heterogeneidade
metodológica e qualidade dos estudos os impediram de observar níveis de evidências
satisfatórios. Uma outra revisão sistemática com meta-análise, publicada por Egberts
et al. (2012)94 incluindo 17 artigos observacionais, demonstrou que os pacientes que
realizaram exercícios após a CB evoluíram com uma maior perda de peso.
Apesar desses achados, mais ensaios clínicos randomizados e controlados
são necessários para examinar melhor esta relação e definir com mais clareza o
potencial da atividade física em fornecer benefícios adicionais à saúde após a CB, e
evitar também o reganho de peso. Sabe-se que o reganho de peso é sem dúvida um
desafio enfrentado pelos cirurgiões e por toda a equipe multiprofissional no
seguimento a longo prazo de pacientes submetidos à CB95. O peso eliminado pode
ser recuperado se não forem feitas mudanças no estilo de vida, nos hábitos diários e
nas práticas dietéticas.
Magro et al. (2008)96 em um estudo prospectivo longitudinal com
acompanhamento de 5 anos (n=782), relataram reganho ponderal em cerca de 50%
dos pacientes no prazo de 24 meses após a cirurgia de bypass gástrico. Dalcanale et
al. (2010)97 observaram que da sua amostra de 75 pacientes submetidos à CB, 30,6%
apresentaram reganho moderado de peso. Beleli et al. (2011)98 em estudo semelhante
com 410 obesos (83,4% mulheres) que realizaram bypass gástrico, observaram que
26,0% dos pacientes evoluíram com reganho de peso no período estudado.
Resultados estes que se assemelharam aos achados de Bastos et al. (2013)95. Essa
recuperação do peso após a CB comprova o conceito de que obesidade é uma doença
crônica, progressiva, que não tem cura e necessita de tratamento específico e
acompanhamento contínuo99.
Diante desse cenário, é importante destacar que apesar da possibilidade em
utilizar o TECP no pré e pós-operatório de CB, esta alternativa tem sido pouco
explorada. Provavelmente, a pouca disponibilidade de equipamentos, profissionais e
centros qualificados, podem justificar a reduzida quantidade de pesquisas nesta área.
Desta forma, ainda existe uma lacuna a respeito dos efeitos da CB na aptidão
cardiorrespiratória, ou seja, o quanto a perda de peso induzida cirurgicamente afetará
na função cardiopulmonar de mulheres obesas que permanecem inativas. As
28
pesquisas publicadas até o momento apresentam uma ampla variabilidade no que diz
respeito ao tamanho e gênero da amostra, ergômetro, protocolo de TECP utilizado e
tempo de follow-up. Em associação, muitos desses estudos não controlaram a prática
(ou não) de atividade física dos indivíduos no pós-operatório, fator este que pode ser
considerado um grande influenciador dos resultados.
Assim, um dos principais objetivos deste estudo foi mapear as condições
cardiorrespiratórias e funcionais em uma amostra de mulheres obesas antes e após a
CB. Dado a perda de gordura ao redor do tórax e abdômen, é possível que os
pacientes possam apresentar uma melhor resposta ventilatória durante o exercício.
Por outro lado, a perda de massa muscular esquelética até 1 ano de cirurgia pode
definir a aptidão cardiorrespiratória aquém do esperado, visto que o músculo
esquelético participa como via primária na extração e consumo de oxigênio. Nesse
contexto, faz-necessário propor estratégias para estimular a realização de programas
de reabilitação cardiopulmonar e metabólica, com o objetivo de avaliar seus efeitos na
aptidão cardiorrespiratória (através do TECP) e função pulmonar de mulheres obesas
após a CB, podendo assim, ser mais um fator benéfico para perda de peso e melhora
da função cardiopulmonar e capacidade funcional.
29
2 OBJETIVOS
30
2.1 Objetivo Geral
Avaliar os efeitos da cirurgia bariátrica e de um programa de reabilitação na
aptidão cardiorrespiratória e função pulmonar de mulheres obesas após a
cirurgia, e compará-las a um grupo controle.
2.2 Objetivos Específicos
Analisar o OUES máximo e submáximos como parâmetro de aptidão
cardiorrespiratória em mulheres obesas mórbidas candidatas à cirurgia
bariátrica e investigar a sua relação com medidas tradicionais de função
cardiopulmonar (como por exemplo o VO2pico), e se tal medida traduz as
mesmas informações clínicas que o apontado para outras doenças;
Avaliar o impacto de um programa específico e estruturado de 12 semanas de
reabilitação cardiopulmonar e metabólica envolvendo treino aeróbio e resistido
(com início após três meses de cirurgia bariátrica), no VO2pico, limiar ventilatório
anaeróbio, eficiência ventilatória e tolerância ao exercício;
Analisar as respostas clínicas, metabólicas e cardiorrespiratórias de mulheres
obesas sedentárias antes e após a cirurgia bariátrica.
31
3 HIPÓTESES
32
Conforme os objetivos específicos delineados para este estudo, pode-se
considerar as seguintes hipóteses para análise:
O OUES pode ser uma medida útil de aptidão cardiorrespiratória em mulheres
obesas mórbidas candidatas à cirurgia bariátrica, apresentando forte
correlação com o VO2pico;
Um programa de treinamento aeróbio e resistido aplicado a um grupo de
mulheres após a cirurgia bariátrica, surtirá efeitos positivos sobre a aptidão
cardiorrespiratória com maior aumento na capacidade aeróbia e duração do
TECP, quando comparadas ao grupo controle;
A perda de peso por si só em decorrência da cirurgia bariátrica em mulheres
sedentárias, provocará redução nas medidas antropométricas e melhora da
função pulmonar, porém, o VO2pico (ml/kg/min) e a tolerância ao exercício
(duração total do TECP) poderão não aumentar significativamente.
33
4 MATERIAIS E MÉTODOS
34
4.1 Delineamento do estudo
A primeira etapa do estudo foi do tipo observacional, que resultou no artigo 1
(transversal) e artigo 3 (coorte prospectivo). A segunda fase correspondeu a um
ensaio clínico não randomizado e simples cego (artigo 2).
4.2 Local de realização
O estudo foi realizado na Unidade de Reabilitação Cardíaca e Metabólica
(CORE), nas dependências do Hospital Universitário Onofre Lopes (HUOL) da
Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN, localizado na cidade de
Natal/RN.
4.3 Período do estudo
Pesquisa apresentou duração total de quatro anos, com início das coletas em
setembro/2014 e término em maio/2016.
4.4 Participantes
Mulheres adultas obesas selecionadas através do Serviço de Cirurgia da
Obesidade e Doenças Relacionadas (SCODE) do HUOL/UFRN e que aguardavam a
realização da cirurgia bariátrica, foram elegíveis para o estudo. Foram incluídas
apenas as pacientes que apresentaram os critérios previamente estabelecidos.
4.5 Amostragem
A amostra do estudo foi resultante de um processo de amostragem do tipo não-
probabilístico. O cálculo do número amostral foi realizado por meio da seguinte
fórmula100:
35
Onde:
n - tamanho da amostra (para cada subgrupo); Zα/2 - valor do erro α, usualmente:
1,96 (5%); Zβ - valor do erro β, usualmente: 0,84 (20%); d – diferença mínima entre
as médias; Sa e Sb – desvio padrão da variável em cada grupo.
Para a realização do cálculo, foi utilizado a variável desfecho-primário “VO2pico
(ml/kg/min)”, obtida através do TECP realizado no nosso estudo piloto envolvendo 12
mulheres obesas no pré-operatório de cirurgia bariátrica, onde apresentaram os
seguintes desvio padrões para a variável em análise: 4,1ml/kg/min (grupo controle) e
3,6ml/kg/min (grupo intervenção). Para detectar uma diferença mínima equivalente a
5,9ml/kg/min no VO2pico após a cirurgia, foi necessária uma amostra de 7 participantes
por grupo. Com um acréscimo de 15% referente a possíveis perdas amostrais, o “n”
final será de 8 indivíduos por grupo.
4.6 Critérios de inclusão
Pacientes que faziam parte do SCODE-HUOL/UFRN e que apresentavam
liberação do cirurgião responsável para a realização das intervenções
propostas na pesquisa;
Gênero feminino;
Faixa etária entre 20 e 59 anos;
Programação cirúrgica para bypass gástrico ou gastrectomia vertical;
Obter grau de obesidade tipo II ou III, ou seja, IMC > 35Kg/m2;
Apresentar relação VEF1/CVF > 0,7 obtidos na espirometria;
Assinarem o Termo de Consentimento Livre e Esclarecido (TCLE).
4.7 Critérios de exclusão
Alterações cognitivas e/ou neurológicas que interferissem nas técnicas a serem
instruídas;
Presença de limitações ortopédicas graves e/ou uso de dispositivos auxiliares;
Pacientes com diagnóstico de doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC);
asma não controlada; insuficiência renal crônica dialítica e/ou doenças
cardiovasculares, tais como: angina instável, doença cardíaca valvular,
36
arritmias agudas, infarto agudo do miocárdio, doença arterial coronariana, HAS
e/ou diabetes mellitus não controlada;
Presença de marcapasso cardíaco;
Uso de beta-bloqueador;
Pacientes que apresentassem as contraindicações para a realização do TECP
estabelecidas pela ATS (2003)33;
Reintervenção cirúrgica.
4.8 Aspectos éticos
As pacientes foram avaliadas consecutivamente após a aprovação do Comitê
de Ética em Pesquisa para Seres Humanos da UFRN (Anexo I) e assinatura do TCLE
(Apêndice A). Foram respeitados e assegurados o anonimato e a privacidade de todas
as pacientes durante a pesquisa, como rege a Resolução 466/12 do Conselho
Nacional de Saúde - CNS. O estudo foi cadastrado na plataforma virtual Registro
Brasileiro de Ensaios Clínicos – ReBEC (http://www.ensaiosclinicos.gov.br/) e, por
conseguinte, aprovado com o seguinte número de registro: RBR – 7m2756.
4.9 Procedimentos de avaliação
Inicialmente, todas as pacientes foram avaliadas dentro do prazo de até 60 dias
antes da cirurgia. Foi utilizada uma ficha de avaliação fisioterapêutica (Apêndice B),
na qual, constaram as seguintes informações: identificação, antecedentes patológicos
e familiares, hábitos de vida, qualidade do sono, presença de dor, medicações
utilizadas, cirurgias anteriores, medidas antropométricas e resultados dos exames
realizados.
Após o procedimento cirúrgico, o estudo foi dividido em duas etapas: 1) as
pacientes foram reavaliadas apenas em um único período (6 a 14 meses após a
cirurgia); 2) com três meses de pós-operatório (3MPO), as participantes foram
reavaliadas e obtiveram o poder de livre escolha entre dois grupos: grupo controle
(GC) e grupo intervenção (GI), sendo novamente avaliadas no sexto mês de pós-
operatório (6MPO) por um avaliador cego, totalizando três períodos de avaliação. Em
todos os momentos determinados, as pacientes foram submetidas à avaliação
37
fisioterapêutica citada anteriormente, incluindo também a análise da função pulmonar
e aptidão cardiorrespiratória.
a) Variáveis antropométricas
Foram verificadas medidas antropométricas de adiposidade geral (peso, altura
e IMC) e periférica (CP, CC e CQ), para assim serem calculados o índice de
adiposidade corporal (IAC) e a relação cintura-quadril (RCQ), a fim de determinar a
distribuição da adiposidade (central ou periférica). Através da medida de CQ e da
estatura do sujeito, foi feita a análise do [IAC= ((CQ)/(altura x altura)) – 18] que para
Bergman et al. (2011)101, reflete o percentual de adiposidade corporal. Através das
medidas de CC e CQ, foi calculada a RCQ. Valores de RCQ >0,90 em homens e >0,85
em mulheres indicaram uma distribuição de gordura corporal predominantemente
abdominal, valores abaixo destes refletiram uma distribuição de gordura corporal
periférica1.
Para realizar essas medidas foram utilizados uma balança digital, estadiômetro
e fita métrica, com as pacientes sem sapatos e utilizando roupas leves. O cálculo do
IMC foi obtido através da razão entre o peso e o quadrado da altura (kg/m²). Obesas
que apresentaram IMC entre 35,0-39,9kg/m² foram classificadas como grau II e
aquelas com IMC > 40,0kg/m², grau III ou mórbida, de acordo com os padrões
estabelecidos pela OMS (2000)1. A CP foi medida com a paciente em posição
ortostática com a cabeça posicionada no plano horizontal de Frankfurt, e a fita métrica
foi posicionada imediatamente abaixo da proeminência da laringe e perpendicular ao
eixo longo do pescoço, no nível da cartilagem da tireóide102. Já a CC foi medida no
maior perímetro abdominal entre a última costela e a crista ilíaca, segundo
recomendações da OMS1. Foi tomada a medida da CQ no seu maior diâmetro com a
fita métrica, passando sobre os trocânteres maiores103.
b) Função pulmonar
A avaliação da função pulmonar foi realizada conforme o padrão de aceitação
e reprodutibilidade orientado pela ATS/ERS (2006)104. A espirometria foi realizada
para obtenção da CVF, VEF1, VEF1/CVF, pico de fluxo expiratório (PFE), fluxo
expiratório forçado nos primeiros 25-75% (FEF25-75%) e VVM. Além disso, foram
38
realizadas medidas de volume corrente (VC) e VRE. Utilizamos um espirômetro da
marca DATOSPIR 120 C (SIBELMED, Barcelona, Spain) Software (W20) (Figura 1)
certificado pela ATS e previamente calibrado.
Todas as pacientes receberam as devidas orientações um dia antes do teste,
como: não realizar refeições pesadas, não ingerir chá ou café preto seis horas antes
do teste, não fumar ou ingerir álcool 2 horas antes do teste. Todas utilizaram clipes
nasais e bocais descartáveis, adotaram postura sentada, coluna ereta e cabeça em
posição neutra (Figura 2). Antes do início do teste, as pacientes foram questionadas
quanto à presença de alterações respiratórias (gripe, resfriado ou pneumonia) nas
últimas 3 semanas, e na presença de alguma destas, o teste foi remarcado. Para
adoção das variáveis de interesse (CVF, VEF1, PFE, VVM), foram realizados um
máximo de 8 manobras com no mínimo 3 aceitáveis, registrando assim, o melhor valor
encontrado. Para análise de predição das variáveis referentes a função pulmonar,
utilizamos as equações propostas por Pereira et al. (2007)105.
Figura 1. Espirômetro DATOSPIR 120 C.
39
Figura 2. Avaliação da função pulmonar através da Espirometria.
c) Aptidão cardiorrespiratória
Foi aplicado o TECP para análise da aptidão cardiorrespiratória, o qual, seguiu
a normatização de segurança, monitoração, realização e interpretação dos dados
preconizados pela ATS em 200333. As variáveis metabólicas/ventilatórias de interesse
coletadas para monitorar a capacidade funcional máxima das obesas durante o
esforço, foram as seguintes: VO2, VCO2, VE, PetO2 e PetCO2. Variáveis derivadas,
tais como: RER, VE/VO2 e VE/VCO2, também foram analisadas continuamente. O
TECP foi realizado em esteira ergométrica (Centurion 300, Micromed), nas
dependências do CORE-HUOL/UFRN com a ajuda de uma médica cardiologista,
utilizando um analisador de gases por sistema de telemetria Ergo-Spirometrie-System
(Cortex Metamax3B Biophysik, Germany) (Figura 3), cuja função é avaliar e analisar
os gases expirados através de sistema metabólico breath by breath.
Para realização do TECP, foi necessário um período de aquecimento sempre
ao ligar o equipamento de aproximadamente 30 minutos. Posteriormente, foi realizada
a calibração do aparelho, que consistiu nas leituras de pressão, ar ambiente, mistura
gasosa do cilindro e turbina de fluxo, sendo esta última feita com uma seringa de
volume (3 litros). A calibração completa do equipamento foi realizada somente uma
única vez, sendo necessário, entre um teste e outro, apenas uma nova leitura do ar
ambiente. Somente os casos onde a leitura do ar ambiente não foi realizada com
sucesso é que a calibração completa foi novamente realizada. Foi utilizado o protocolo
40
em Rampa106 (com incremento de velocidade e inclinação a cada 30 segundos) até o
limite tolerável pela paciente, onde todos os indivíduos foram submetidos a um
período de treino antes do exercício de aproximadamente 2 minutos. A recuperação
ativa foi realizada sem inclinação e com velocidade inicial de 50% da máxima
alcançada e redução de 10% da velocidade a cada 30 segundos, até a parada total
da esteira.
Antes do início da prova, as pacientes foram orientadas quanto à realização e
interrupção do teste, assim como em relação ao uso correto da escala de percepção
subjetiva de esforço (Escala de Borg) (Anexo II). Durante todo o teste, uma máscara
facial acoplada a uma turbina de fluxo foi inserida na paciente, onde foram tomadas
as medidas dos gases inspirados e expirados a cada segundo. Os dados coletados
no sistema de análise de gases foram transmitidos em tempo real para a tela de uma
televisão, onde foram observadas as variações gráficas e absolutas das variáveis
fisiológicas tomadas a partir do esforço do paciente. Em outra tela, foi transmitida a
FC e o traçado eletrocardiográfico (ECG), monitorado através do software ErgoPC
Elite versão 3.4 em sincronia com o analisador de gases (Figura 4). A cada dois
minutos de teste foi registrada a pressão arterial (PA), saturação periférica de oxigênio
(SpO2) e a sensação subjetiva de dispneia e fadiga de membros inferiores medidas
pela Escala de Borg.
Os critérios para interrupção dos testes foram rigorosamente seguidos de
acordo com a padronização da ATS 200333. Caso ocorresse algum evento adverso
durante o TECP ou necessitasse ser interrompido por algum motivo (tontura, mal-
estar, queda brusca de SpO2, cianose, dor no peito ou outro sintoma), a paciente
receberia os cuidados necessários para sua recuperação, visto que o exame foi
realizado em ambiente hospitalar, dispondo assim, de uma equipe médica de
prontidão para qualquer eventualidade.
Após o término do TECP, todas as variáveis de interesse foram exportadas
para uma planilha do Excel, onde foram analisadas e registradas em quatro diferentes
momentos (repouso, limiar anaeróbio ventilatório - LAV, pico do esforço e recuperação
ativa do sujeito). Para determinação do LAV, utilizamos o método ventilatório através
da análise gráfica realizada pelo consenso entre 2 avaliadores das curvas do VE/VO2,
VE/VCO2 e/ou PetO2 e PetCO2, considerando o início do limiar o ponto de inflexão no
gráfico VE/VO2 e/ou PetO2 enquanto o VE/VCO2 e/ou PetCO2 permanecem
41
constantes, além da utilização do método V-slope107,108. Em caso de não concordância
entre os 2 avaliadores, um terceiro avaliador definiu o LAV. O VO2pico foi expresso
como o valor médio do VO2 atingindo durante os últimos 10 segundos de teste.
Utilizou-se as equações propostas por Wasserman et al. (2005)107 para análise de
predição dos valores de VO2pico.
Figura 3. Sistema de análise de gases Cortex Metamax3B.
Figura 4. Sistema de análise de gases Cortex Metamax3B durante o TECP.
42
4.10 Procedimentos de intervenção
As participantes que fizeram parte do GC receberam apenas orientações gerais
quanto a importância da realização de atividade física, que foram transmitidas três
meses após a cirurgia. Já as pacientes do GI receberam assistência de fisioterapia
através de um programa de reabilitação envolvendo força muscular e treino aeróbio,
dando início no 3MPO, com intervalo mínimo de 48 horas após a realização dos
procedimentos de avaliação. As sessões foram realizadas individualmente com
supervisão de uma fisioterapeuta, nas dependências do CORE. Durante as sessões
de treinamento, todas as pacientes foram monitorizadas quanto à FC através de um
frequencímetro e a PA, SpO2 e escala de percepção subjetiva de esforço foram
obtidas no início, meio e término de cada sessão. A ficha de reabilitação encontra-se
no Apêndice C e o protocolo aplicado segue abaixo:
O protocolo foi realizado três vezes por semana durante 12 semanas (36
sessões), onde cada sessão de treinamento apresentou duração
aproximadamente de 60 minutos, incluindo: 1) Alongamento dinâmico seguido
de aquecimento cardiovascular em esteira com velocidade 3km/h (5 minutos);
2) treino aeróbio na esteira (30 minutos); 3) treinamento de força muscular (20
minutos); 4) alongamento final de membros superiores e inferiores (5 minutos).
Treino aeróbio: as três primeiras semanas foram de adaptação (monitoração
contínua do ECG) e em seguida, intercalamos momentos de moderada
intensidade (40-60% da frequência cardíaca de reserva - FCR durante 3
minutos) e alta intensidade (85%-90% FCR durante 1-2 minutos
aproximadamente). Foi incluído 2 minutos finais para recuperação ativa com
velocidade da esteira equivalente a 3km/h (Apêndice D). A FCR110 foi calculada
pela diferença entre a FCpico e FCrepouso obtidas no TECP, para em seguida
determinarmos a variação da FC alvo de acordo com a intensidade desejada.
Treino de força muscular: foram utilizados halteres, faixas elásticas e caneleiras
de diversas resistências para exercícios de membros superiores - MMSS (flexo-
extensão de cotovelo, desenvolvimento de ombro, abdução de ombro, remada
baixa, flexão de braço com apoio) e membros inferiores - MMII (agachamento,
abdução de quadril, flexo-extensão de joelho, avanço, panturrilha), sendo
realizados de forma alternada, ou seja, um dia MMSS e outro MMII. A carga do
exercício resistido foi baseada no teste de uma repetição máxima (1RM), onde
43
utilizamos uma intensidade equivalente a 60-80% de 1RM, com três séries de
12-18 repetições. O ajuste da carga e/ou número de repetições foi realizado
semanalmente, conforme a tolerância das pacientes.
A figura abaixo resume as etapas de avaliação e intervenção do nosso estudo.
Figura 5. Fluxograma do estudo. 1- Primeira etapa do estudo; 2- Segunda etapa do
estudo. TECP, teste de esforço cardiopulmonar; 3MPO, três meses de pós-
operatório; 6MPO, seis meses de pós-operatório; PO, pós-operatório.
44
Figura 6. Paciente do GI realizando treino aeróbio e de força muscular.
4.11 Análise dos dados e estratégia estatística
As variáveis coletadas foram armazenadas em um banco de dados e
analisadas através do software Statistica 10.0 (StatSoft, USA). A hipótese de
normalidade foi testada para todas as variáveis de interesse obtidas, que foram
submetidas inicialmente ao Teste de Normalidade Kolmogorov-Smirnov (K-S). A
análise descritiva dos dados foi apresentada em média e desvio padrão para as
variáveis quantitativas, e tabelas de frequências foram geradas para variáveis
qualitativas. Foi considerado um nível de significância de 5% para todas as análises.
As demais análises estatísticas variaram de acordo com o objetivo inicialmente
proposto em cada artigo, e serão descritas a seguir.
Para o primeiro artigo, por exemplo, o OUES foi resultante da análise de
regressão linear a partir da seguinte equação: VO2= a x log10VE + b, onde a constante
“a” corresponde ao valor do OUES e “b” é o intercepto. O OUES também foi calculado
a partir de dados obtidos nos primeiros 50% (OUES50%) e 75% (OUES75%) da duração
total do TECP, e também relativo ao peso corporal (OUES/kg). Coeficientes de
correlação de Pearson foram calculados para testar a possibilidade e magnitude de
45
associação entre as intensidades de OUES (OUES50%, OUES75% e OUES100%) e
variáveis ventilatórias/metabólicas do TECP, medidas antropométricas e função
pulmonar. Análise de regressão linear simples foi uti lizada para investigar a relação
entre os valores de OUES entre si e com as variáveis que foram significativas no
modelo de correlação inicial. A fim de verificar a existência de diferenças significativas
entre as médias do OUES nos três variados níveis de exercício (fator), realizou-se a
análise de variância (ANOVA one-way). A análise de covariância (ANCOVA) foi
utilizada para testar o efeito da idade e RCQ como potenciais confundidores do OUES
final. Com o objetivo de testar o nível de concordância entre o OUES máximo (100%)
e submáximo (75%) foi utilizado o Bland-Altman (software SPSS 20.0).
Já no segundo artigo, a média das variáveis contínuas e categóricas entre os
grupos estudados antes da cirurgia, foram comparadas através do Independent
Sample t-Test e Mann-Whitney U Test, respectivamente. Por meio da ANOVA de
medidas repetidas, foi testada a hipótese de diferença entre as variâncias das médias
referente às variáveis de interesse, considerando os fatores tempo (pré-operatório,
3MPO e 6MPO) e grupo (GC e GI), analisando também a interação entre esses
fatores. A identificação de tais diferenças, quando presente, foi analisada pelo Tukey
Post-hoc Test.
No terceiro e último artigo, utilizamos o Teste de Wilcoxon e o Test T pareado
para comparar a média das variáveis categóricas e contínuas, respectivamente, em
relação ao tempo (pré e pós-operatório). Calculamos também a diferença (delta-Δ)
entre pós-operatório e pré-operatório das principais variáveis de interesse, e através
do coeficiente de correlação de Pearson testamos a possibilidade e força de
associação entre variáveis antropométricas e cardiorrespiratórias do TECP, além dos
seus respectivos deltas. A análise de regressão linear foi utilizada para investigar as
relações das variáveis que foram significativas no modelo de correlação inicial, ou
seja, o quanto uma variável influenciou na outra.
46
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
47
Os resultados e discussão serão descritos na forma de três artigos científicos
produzidos nesta tese. Para responder ao primeiro objetivo específico, elaboramos o
artigo intitulado “Oxygen Uptake Efficiency Slope as a Useful Measure of
Cardiorespiratory Fitness in Morbidly Obese Women”, que foi submetido no mês de
outubro/2016 ao periódico “PLOS ONE” (Fator de impacto: 3.234/Qualis A2, área 21
da Capes) e após serem feitas as correções solicitadas pelos revisores, foi reenviado
novamente em 12/01/2017 e aceito para publicação em 13/02/2017 (Anexo III).
O segundo artigo: “Effects of a Physical Activity Program on Cardiorespiratory
Fitness and Pulmonary Function in Obese Women after Bariatric Surgery: A Pilot
Study”, foi submetido em dezembro de 2016 na “Obesity Surgery” (Fator de impacto:
3.747/Qualis B1, área 21 da Capes), sendo aceito para publicação em 13/01/2017,
porém, com mínimas pendências que já foram revisadas e submetidas (21/01/2017).
Em 31/01/2017 recebemos da revista o aceite final (Anexo III), onde o artigo encontra-
se atualmente em processo de publicação.
O terceiro e último artigo produzido: “Analysis of Cardiorespiratory and
Metabolic Responses in Sedentary Obese Women after Weight Loss Induced
Surgically”, pretendemos submetê-lo também ao periódico “Obesity Surgery” (Fator
de impacto: 3.747/Qualis B1, área 21) após ser traduzido para língua inglesa. É
importante destacar que todos os artigos estão expostos de acordo com a formatação
solicitada pelas respectivas revistas.
48
5.1 Artigo 1
Oxygen Uptake Efficiency Slope as a Useful Measure of Cardiorespiratory Fitness in
Morbidly Obese Women
Tatiana Onofre1¶*, Nicole Oliver1¶, Renata Carlos1¶, Amanda Felismino1&, Renata Corte1&,
Eliane Pereira da Silva2&, Selma Bruno3¶*
1 Cardiopulmonary and Metabolic Rehabilitation Laboratory, Postgraduate Physical Therapy
Program, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal, Rio Grande do Norte, Brazil;
2 Integrated Medicine Department, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal, Rio
Grande do Norte, Brazil;
3 Cardiopulmonary and Metabolic Rehabilitation Laboratory, Physical Therapy Department,
Federal University of Rio Grande do Norte, Natal, Rio Grande do Norte, Brazil.
* Corresponding Authors
E-mail: [email protected] (SB)
¶ These authors contributed equally to this work.
&These authors also contributed equally to this work.
49
Abstract
Cardiopulmonary assessment through oxygen uptake efficiency slope (OUES) data has shown
encouraging results, revealing that we can obtain important clinical information about
functional status. Until now, the use of OUES has not been established as a measure of
cardiorespiratory capacity in an obese adult population, only in cardiac and pulmonary diseases
or pediatric patients. The aim of this study was to characterize submaximal and maximal levels
of OUES in a sample of morbidly obese women and analyze its relationship with traditiona l
measures of cardiorespiratory fitness, anthropometry and pulmonary function. Thirty-three
morbidly obese women (age 39.1 ± 9.2 years) performed Cardiopulmonary Exercise Testing
(CPX) on a treadmill using the ramp protocol. In addition, anthropometric measurements and
pulmonary function were also evaluated. Maximal and submaximal OUES were measured,
being calculated from data obtained in the first 50% (OUES50%) and 75% (OUES75%) of total
CPX duration. In one-way ANOVA analysis, OUES did not significantly differ between the
three different exercise intensities, as observed through a Bland-Altman concordance of 58.9
mL/min/log(L/min) between OUES75% and OUES100%, and 0.49 mL/kg/min/log(l/min) between
OUES/kg75% and OUES/kg100%. A strong positive correlation between the maximal (r=0.79)
and submaximal (r=0.81) OUES/kg with oxygen consumption at peak exercise (VO2peak) and
ventilatory anaerobic threshold (VO2VAT) was observed, and a moderate negative correlation
with hip circumference (r=-0.46) and body adiposity index (r=-0.50) was also verified. There
was no significant difference between maximal and submaximal OUES, showing strong
correlations with each other and oxygen consumption (peak and VAT). These results indicate
that OUES can be a useful parameter which could be used as a cardiopulmonary fitness index
in subjects with severe limitations to perform CPX, as for morbidly obese women.
Key words: cardiopulmonary exercise testing; cardiorespiratory fitness; oxygen uptake
efficiency slope; obesity.
50
Introduction
Cardiopulmonary Exercise Testing (CPX) has been widely applied to assess the
cardiopulmonary fitness of morbidly obese individuals [1-3]. Similar to other clinica l
incapacitating conditions, the obese are more susceptible to develop several alterations and
diminished response during CPX [4,5]. The main finding is reduced oxygen consumption
relative to body weight at exercise peak (VO2peak, mL/kg/min) when compared to lean
individuals [6,7]. This low capacity for exercise can be influenced by cardiovascular,
pulmonary or peripheral reasons [8,9]. Furthermore, individuals with extreme obesity can
present energy inefficiencies and biomechanical abnormalities, mainly due to alterated walking
pattern and/or orthopedic pain which can limit their maximal physical effort [10,11]; in turn, it
contributes to abnormal response with early interruption of CPX [5].
In addition to the primary clinically and scientifically accepted key variables, other
additional variables based on emerging scientific evidence have been gaining acceptance in
cardiorespiratory assessment during CPX. Considering this, oxygen uptake efficiency slope
(OUES) was first proposed by Baba et al. (1996) [12] as a submaximal index of
cardiopulmonary functional reserve. OUES is derived from the relationship between oxygen
consumption (VO2, mL/min; plotted on the y axis) and the log transformation of minute
ventilation (VE, L/min; x axis). Thus, it is a metric that expresses the ventilatory requirement
for a given VO2. OUES has been extensively assessed and correlated with VO2peak in cardiac
diseases [13-15], indicating it as a valid index for exercise tolerance. A consistent body of
literature [14,16-18] has demonstrated that exercise intensity (submaximal or maximal) does
not affect OUES values, thus being a reason for the expressive use of this index in clinica l
conditions which prevent patients from being able to perform an entire CPX.
OUES has been extensively applied in heart [13,14,19] or pulmonary disease
[18,20,21], or both [22], and has revealed significantly lower OUES according to the disease
51
severity. Reference equations for OUES have been proposed [23,24], however until now the
use of OUES has not been established as a measure of cardiorespiratory fitness in an obese
adult population. Only two studies have been conducted with OUES in obese, albeit using a
pediatric sample [25,26]. The cardiopulmonary condition through OUES data have
demonstrated clinical promise, revealing that we can obtain important clinical information
using OUES about functional status and disease severity without necessarily exposing the
patient to maximal physical effort [14,16,27].
Thus, the main aim of this study was to characterize submaximal and maximal OUES
in morbidly obese women; secondly, to analyse the relationship among OUES and the
traditional measures of cardiorespiratory fitness, anthropometry and pulmonary function, and
lastly to understand if these results produce the same clinical information in other populations.
Taking into account that morbidly obese individuals have extreme physical limitations and
cannot sustain exercise at maximal level and due to a lack of data in this specific population,
we hypothesized that OUES can be potentially useful to assess functional capacity in these
subjects.
Materials and Methods
Subjects and procedures
All obese signed an informed consent before start the research procedure. With Human
Research Ethics Committee approval from the Federal University of Rio Grande do Norte-
UFRN (488.283), signature of free informed consent term and trial registration number (RBR-
7m2756) in ReBEC, we prospectively assessed the anthropometry, pulmonary function and
aerobic capacity as a preoperative routine of bariatric surgery in the Cardiopulmonary
Rehabilitation and Metabolic Unit of University Hospital-UH/UFRN. Thirty-three morbidly
obese women (mean±SD age of 39.1±9.2years; weight 117.7±16.6kg; height 158.1±6.2cm)
52
were selected by convenience from Obesity Surgery and Related Disease Service of the UH
and met the inclusion criteria of the study, being: adult females (age range between 20 and 59
years), and having body mass index (BMI) ≥ 40kg/m2. Women with orthopedic limitations,
chronic renal failure requiring dialysis, diagnosed pulmonary or cardiovascular diseases were
excluded.
Outcome measures
Anthropometric measures of general (weight, height) and peripheral adiposity (neck –
NC, waist – WC, and hip – HC circumferences) were taken to calculate BMI, body adiposity
index (BAI) [28] and waist-to-hip ratio (WHR). Spirometric function [29] was assessed
according to acceptability and reproducibility of the American Thoracic Society (ATS) (2006)
[30], using a previously calibrated DATOSPIR 120 C spirometer (SIBELMED, Barcelona,
Spain W20).
Symptom-limited CPX was performed on a treadmill (Centurion 300, Micromed) using
a breath-by-breath gas analyzer (Cortex Metamax3B Biophysik, Germany). Ramp protocol [31]
up to the tolerable limit for the patient was implemented and the subjects were continuous ly
monitored by electrocardiographic 12-lead tracing (ErgoPC Elite 3.4). Blood pressure
measurements, peripheral O2 saturation and perceived exertion using the Borg Scale were
recorded every 2 minutes. Metabolic/ventilatory variables (VO2; carbon dioxide production,
VCO2 and VE-minute ventilation) were measured continuously. Derived variables such as
respiratory exchange ratio (RER) and ventilatory equivalent for oxygen (VE/VO2) and carbon
dioxide (VE/VCO2) were also analyzed, as well as VE/VCO2slope and partial pressures of
expired oxygen (PetO2) and carbon dioxide (PetCO2). VO2peak was expressed as the highest
VO2 reached during the last 10 seconds of the test. Ventilatory anaerobic threshold (VAT) was
determined through VE/VO2 and VE/VCO2 curves, considering the beginning of the turning
53
point boundary in the VE/VO2 graph, as the VE/VCO2 remained constant, or by using the V-
slope method [32]. Each test was preceded by daily calibration of the apparatus. The criteria for
CPX interruption were strictly followed in accordance with the standardization of ATS (2003)
[33]. We used the equations proposed by Wasserman et al. (2005) [34] to analyze the predicted
VO2peak values.
OUES resulted from linear regression analysis from the following equation:
VO2 = a x log10VE + b
which the constant "a" is the value of OUES, which represents the rate of increase in VO 2 in
response to a given increase in VE, and "b" is the intercept (Fig 1). In order to assess its
usefulness as a cardiopulmonary index derived from a submaximal exercise test, OUES was
also calculated from data obtained in the first 50% (OUES50%) and 75% (OUES75%) of the total
CPX duration. The prediction equation used for OUES values was recently proposed by Buys
et al. (2015) [35]. As body weight directly affects the relative VO2 values reached, and OUES
results from a regression analysis involving VO2, we also calculated OUES relative to body
weight (OUES/kg).
54
Fig 1. The relationship between VO2 and VE during cardiopulmonary exercise
testing in a single 36-year old morbidly obese woman. A, Linear x-axis. B, Semilog x-axis
(OUES). VO2, oxygen consumption; VE, minute ventilation; OUES, oxygen uptake efficiency
slope; SEE, standard error.
55
Statistical Analysis
Were estimated power and sample size based on effect magnitude among OUES/mL
100% and 75% from a previous pilot study (n=10 obese woman). It was necessary 36 women
to detect 30.6ml of difference considering α (two sided, 0,05%) and β (error type I) of 20%.
Unless otherwise specified, the data were presented as mean and standard deviation.
Pearson correlation coefficients were calculated to test the possibility and magnitude of
association between the three intensities of OUES (50%, 75%, 100%) and CPX
respiratory/metabolic parameters, anthropometric measurements and pulmonary function.
Linear regression analysis was used to investigate the relationships of OUES values with each
other and the variables that were significant in the initial correlation model, meaning as a
variable influencing the other. In order to verify the existence of significant differences between
the OUES means and the three different levels of exercise (factor), an analysis of variance (one-
way ANOVA) was performed. ANCOVA was performed to test effect of age and WHR as
potential confounding on final OUES. Bland-Altman plot (SPSS for Windows, Version 20.0,
Chicago, IL, USA) was used to assess the level of agreement between maximal and submaximal
OUES (including confidence interval-CI) and other analyzes were performed using the
Statistica version 10.0 software (StatSoft, USA). A level of p<0.05 was considered to be
statistically significant.
Results
In total, 45 morbidly obese women were recruited; however, 12 were excluded for the
following reasons: chronic renal failure requiring dialysis, n=2; uncontrolled arrhythmias, n=2;
orthopedic impairments, n=5; and asthma, n=3. Thus, 33 patients remained (mean±SD age =
39.1±9.2years; height= 158.1±6.2cm; BMI= 47.1±5.8kg/m2), with their clinical and
anthropometric characteristics and pulmomary function shown in Table 1. Self-reported
56
dyspnea was the main cause of interrupting CPX, corresponding to 60.6% of the sample,
followed by fatigue of the lower limbs (30.3%), maximum heart rate-HRmax>predicted (6.1%)
and systolic blood pressure>220mmHg associated with hemodynamic repercussions (3.0%).
Table 1. Clinical and anthropometric characteristics and pulmonary
function of study population.
Morbidly Obese Women (n=33)
Variables Age (years) 39.1 ± 9.2
Hypertension 20 (60.6%) Type 2 Diabetes 8 (24.2%)
Ex-smoker 9 (27.3%) Weight (kg) 117.7 ± 16.6
Height (cm) 158.1 ± 6.2
BMI (kg/m2) 47.1 ± 5.8 NC (cm) 39.1 ± 2.9
WC (cm) 125.6 ± 11.2 HC (cm) 140.7 ± 13.1
BAI (%) 52.9 ± 7.1 WHR 0.89 ± 0.08
BSA (m2) 2.13 ± 0.16 FVC (L) 2.88 ± 0.46
%predicted FVC 85.2 ± 8.9 FEV1 (L) 2.50 ± 0.45
%predicted FEV1 88.7 ± 10.6 FEV1/FVC 0.86 ± 0.06
MVV (L/min) 94.1 ± 13.8 %predicted MVV 79.7 ± 10.3
Values expressed as mean ± SD or n (%). BMI, body mass index; NC, neck
circumference; WC, waist circumference; HC, hip circumference; BAI,
body adiposity index; WHR, waist-hip ratio; BSA, body surface area; FVC,
forced vital capacity; FEV1, forced expiratory volume in 1 s; MVV,
maximal voluntary ventilation.
The cardiorespiratory parameters including the maximal and submaximal OUES values
during CPX are shown in Table 2. Using one-way ANOVA and ANCOVA analysis, we
observed there was no significant difference in mean OUES values (p=0.420) or OUES/kg (p
57
= 0.430) between three different exercise intensities (50%, 75%, 100%). ANCOVA do not
showed effect on OUES/kg by age (p=0.876), and WHR (p=0.960). Using Bland-Altman
plotting, we also observed an agreement of 58.9 mL/min /log(L/min) (95%; CI: -282.7-400.5)
between OUES75% and OUES100%, and of 0.49 mL/kg/min/log(L/min) (95%; CI: -2.09-3.07)
between OUES/kg75% and OUES/kg100% (Fig 2).
Table 2. Distribution of cardiorespiratory parameters during CPX in 33 morbidly
obese women.
Values expressed as mean ± SD. CPX, cardiopulmonary exercise testing; VAT, ventilatory
anaerobic threshold; VO2, oxygen consumption; VE, minute ventilation; RER, respiratory
exchange ratio; VE/VO2, ventilatory equivalent ratio for oxygen; VE/VCO2, ventilatory
equivalent ratio for carbon dioxide; PetO2, end-tidal partial pressure of oxygen; PetCO2,
CPX
Variables VAT Peak
VO2 (mL/min/kg) 15.2 ± 3.3 18.5 ± 3.6
%predicted VO2peak 61.6 ± 13.2 75.5 ± 14.1
VO2 (mL/min) 1764.2 ± 387.1 2145.7 ± 420.1
VE (L/min) 43.2 ± 9.6 67.2 ± 14.3
RER 0.86 ± 0.05 1.03 ± 0.15
VE/VO2 23.3 ± 2.5 30.2 ± 6.3
VE/VCO2 26.7 ± 1.7 29.2 ± 3.2
PetO2 (mmHg) 101.3 ± 4.8 110.1 ± 7.0
PetCO2 (mmHg) 40.9 ± 2.8 37.9 ± 4.0
HRmax (bpm) 148.2 ± 15.6 169.9 ± 17.6
%predicted HRmax 81.7 ± 6.9 93.8 ± 7.2
Total duration (min) - 6.8 ± 1.8
VAT time (min) 4.7 ± 1.7 -
OUES
50% 75% 100% p
value a OUES (mL/min/log(L/min))
2328.7 ± 633.5 2205.1 ± 547.6 2146.2 ± 530.2 0.420
%predicted OUES 81.6 ± 20.0 77.5 ± 18.5 75.5 ± 18.5 0.420
OUES/kg (mL/kg/min/log(L/min)
19.9 ± 4.9 18.9 ± 4.6 18.4 ± 4.6 0.430
58
end-tidal partial pressure of carbon dioxide; HR, heart rate; OUES, oxygen uptake
efficiency slope.
a p values were calculated using One-way ANOVA.
Fig 2. Bland-Altman plots of the relationship of OUES75% and OUES100%. Each dot
corresponds to a subject. Horizontal lines represent the bias and the upper and lower limits of
agreement.
Weak correlations were found between OUES100% and anthropometric measures,
however, when adjusted for body weight, OUES/kg100% moderately correlated with HC (r= -
0.46, p<0.05) and BAI (r= -0.50, p<0.01). There were no significant correlations between
OUES values with pulmonary function (FEV1 and FVC), only a weak correlation between
OUES75% and MVV (r= 0.39, p<0.05). However, maximal and submaximal OUES were
strongly correlated with VO2peak, VO2VAT and predicted% OUES values, while being
moderately correlated with VE/VO2peak (Table 3). Some of these relationships may be seen in
59
Fig.3, also showing (through equations generated by simple linear regression analysis) the
variability between cardiorespiratory parameters in the three OUES intensities, as well as a
strong positive correlation between OUES100% and OUES75% (r = 0.95, p <0.01).
Table 3. Pearson correlation coefficients showing the relationship between OUES and
anthropometric variables and CPX parameters .
OUES, oxygen uptake efficiency slope; CPX, cardiopulmonary exercise testing; HC, hip circumference;
BAI, body adiposity index; MVV, maximal voluntary ventilation; VO2, oxygen consumption; VAT,
ventilatory anaerobic threshold; VE/VO2, ventilatory equivalent ratio for oxygen.
*p<0.05 **p<0.01.
OUES OUES/kg
Variables 50% 75% 100% 50% 75% 100%
Age -0.43* -0.39* -0.33 -0.28 -0.20 -0.12
Weight 0.53** 0.36* 0.27 -0.19 -0.29 -0.30
Height 0.46* 0.48** 0.36 0.34 0.31 0.17
HC -0.03 -0.16 -0.23 -0.25 -0.39* -0.46*
BAI -0.28 -0.41* -0.40* -0.41* -0.52** -0.50**
VO2peak (mL/kg/min)
0.61** 0.70** 0.73** 0.79** 0.81** 0.79**
VO2peak (mL/min) 0.84** 0.82** 0.76** 0.77** 0.67** 0.58**
VO2VAT (mL/kg/min)
0.69** 0.76** 0.77** 0.82** 0.81** 0.79**
VO2VAT (mL/min) 0.84** 0.83** 0.77** 0.75** 0.66** 0.58**
VE/VO2peak -0.38* -0.54** -0.66** -0.51** -0.62** -0.70**
%predicted OUES 0.57** 0.81** 0.91** 0.76** 0.86** 0.97**
60
Fig 3. Simple linear regression equation and correlation coefficient showing the
relationship between OUES (50%, 75%, 100%) and cardiorespiratory variables during
CPX in morbidly obese women. A, OUES100%-OUES75%. B, OUES/kg50%,75%,100%-VO2AT. C,
OUES50%,75%,100%-VO2peak. D, OUES/kg50%,75%,100%-VE/VO2peak. OUES, oxygen uptake
efficiency slope; VO2AT , oxygen consumption at anaerobic threshold; VO2peak, oxygen
consumption at peak exercise; VE/VO2peak, ventilatory equivalent ratio for oxygen at peak
exercise.
Discussion
This is the first study that has investigated the usefulness of OUES in evaluat ing
maximal and submaximal physical effort in morbidly obese women. We tested OUES at 50%,
61
75% and in the complete test (100%), and its relationship among metabolic, ventilatory and
anthropometric variables. The main finding shows that the OUES values did not significantly
change independent of exercise intensity, showing strong correlation between OUES (maximal
and submaximal) and VO2peak. On the other hand, both VO2peak as well as OUES100% decreased,
representing 75.5% of predicted values.
Although VO2peak is considered the best standard to measure aerobic fitness for several
health or clinical conditions, some limited patients such as those with heart failure, multip le
sclerosis or being morbidly obese could have a limited VO2peak from being in such poor physical
condition, having impaired pulmonary function, skeletal muscle injuries or having a very heavy
body. Due to these conditions, medical illnesses induce a low exercise capacity and VO2peak
cannot be accurately assessed. From the clinical exercise and sports medicine perspective, other
submaximal exercise variables could be considered in morbidly obese patients; for example,
using OUES as a functional reserve index. Similar to other clinical conditions [14,15,36], or
even considering three different exercise intensities, we have shown a low influence of intens ity
on OUES outcome. When we extrapolate the analysis for the submaximal and maximal levels
of OUES, we notice a strong positive correlation between VO2peak and OUES in the complete
test and for the 50% and 75% tests (Fig 3C). This fit occurs even when OUES was normalized
for body weight and did not differ among the three exercise intensities. Also, there was only
2.7% variance between OUES75% and OUES100%. Furthermore, the Band-Altman plot showed
good agreement between them with a difference of only 58.9 mL/min/log(L/min) for OUES
and 0.49 mL/kg/min/log(L/min) for OUES/kg. Our results confirm the previous findings of
Laethem et al. (2005) [14] who found a 3.0% difference using the same intensity of our OUES
in heart failure. Initially, these findings were also reproducible in 429 healthy adult subjects
[16]. Bongers et al. (2012) [18] found similar results (4.3%) for children with cystic fibrosis
using the same OUES intensity as in our study. One of the important aspects to consider is that
62
even though Bland–Altman analysis is designed to overcome some of the limitations of the
correlation approach for the purpose of agreement assessment, we don’t know if 0.49 or 58.9
are acceptable clinical limits to attribute as being good agreement. Until now there has not been
any data for morbidly obese patients.
Our study corroborates many previous studies [15,18,26] regarding the strong
correlation between the maximal (r=0.76) and submaximal OUES (r=0.82) with VO2peak. In
obese children [26], OUES100% and OUESVAT were correlated with VO2peak (L/min) as 0.91 and
0.71, respectively. For heart congenital disease [15], similar results of 0.89 were found for
OUES maximal and 0.71 at 50%, also related to VO2peak. In our data, both OUES (r=0.77) and
OUES/kg (r=0.79) were also strongly correlated with VO2VAT . From the physiologic a l
perspective, VAT is used as a submaximal estimate of aerobic potential; however, in severe
obesity, this event seems to be difficult to reach. OUES is more easily detected than VTA, and
unlike VO2peak, it is less influenced by motivational patient factors which affects performance
in CPX [14,21]. This is a point where OUES has a huge advantage because it is independent of
exercise intensity and the patient's motivation, which allows for it to be used as a
cardiorespiratory functional reserve index.
The maximal level of effort should be certified by RER ≥ 1.10 during CPX [37]. Our
data for the mean effort at peak exercise was 1.03, and 75.8% did not reach this level. This
differed from de DeJong et al. (2008) [4], where out of 76 morbidly obese (69.3% female), only
43.0% did not reach RER ≥ 1.10 at the end of CPX. Miller et al. (2012) [38] found that 33% of
64 morbidly obese (78.0% female) did not reach RER ≥ 1.10. Two possible reasons could
explain these findings. First, data from men could raise the RER, since they tend to have more
fitness than women [39]. Second, the type of protocol implemented was different from our ramp
protocol, where those authors used the modified Bruce protocol which increments work every
three minutes, allowing the respiratory, cardiac and musculoskeletal systems more time to adapt
63
and avoids the early interruption of the test. However, more studies are needed to better assess
this theory.
Several studies [14,21,26] in other populations have shown that OUES and OUES/kg
are divergent from ours; this shows the importance of studying OUES in the obese population.
For example, the women in our study had 21.3% less OUES than obese girls shown by
Breithaupt et al. (2012) [26]. Two large studies involving prediction equations for OUES
[23,24] showed that age is a factor that can negatively influence OUES values. However, as our
sample did not have large variations in age, we could not observe a significant relationship
between OUES and age. The obese subjects in our study had 22.2% more OUES than patients
with cardiac sarcoidosis, as shown by Ammenwerth et al. (2014) [21]. Several aspects should
be considered for assesssing OUES. Higher values of OUES depend on adequate heart rate,
oxygen extraction and utilization by peripheral muscles, and later lactic acidosis [14,16]. It is
known that ventilation of physiological dead space which depends on the structural integrity of
lungs and adequate lung perfusion can influence the ventilatory response to exercise, and
consequently the values of OUES [16]. A maximal effort by the heart, respiratory and
musculoskeletal system is necessary. However, individuals in poor physical condition (such as
morbidly obese) or patients who are affected by some chronic illness have a high probability to
develop early lactic acidosis during exercise [32]. In this way they became unable to mainta in
the CPX at a maximal level, thus presenting reduced VO2peak values, and consequently lower
OUES than predicted.
As a second objective, we were able to establish a negative influence of OUES on BAI
(r = -0.40) and OUES/kg on BAI (r = -0.50) and HC (r = -0.46). In other words, the higher the
body fat/adiposity index and hip circumference, the lower the OUES of our sample, since it was
an extremely obese population (BMI= 47.1) with high hip circumference values (HC= 140.7)
and indirectly calculated fat percentage (BAI= 52.9%). As defined by Bergman et al. (2011)
64
[29], BAI is an alternative measurement which is easy to apply and useful to quantify the
percentage of body fat. It showed a positive correlation (0.85) with Dual-energy X-Ray
Absorptiometry (DXA), being a gold standard for this assessment [29]. The vast amount of fat
around the hips is believed to hinder the walking ability of obese and is associated with higher
perception of effort, leading to early exhaustion [40,41]. This reduced exercise tolerance is
reflected by low values of VO2peak (mL/kg/min) during CPX, thereby affecting OUES.
Until now, little has been studied on the relationship between OUES and VE/VO2. Only
one study [42] in heart failure disease showed moderate correlation (r= -0.58) between these
variables. Our findings demonstrate higher values to explain this relationship, where the
VE/VO2 correlated negatively with OUES and OUES/kg at -0.66 and -0.70, respectively.
Different from heart failure, severe obesity causes significant inefficiency in respiratory and
body mechanics caused by excess body fat around the thorax and abdomen, being responsible
for increasing respiratory work and pulmonary ventilation [43,44]. In addition, a high demand
of ventilation during exercise in obese individuals will reflect an increase in metabolic
expenditure and inadequate ventilatory reserves [45,46]. Taken together, these alterations could
justify the strong negative correlation between OUES and VE/VO2, where it seems that OUES
is a variable obtained by the inclination curve of VE and VO2, and could be considered a marker
of ventilatory efficiency.
The following limitations should be considered in our study. First, a relatively small and
homogeneous sample makes it difficult to extrapolate these results to other obesity profiles, but
the inclusion of only morbidly obese women removes bias. If we had included men, the sample
could be contaminated due to their greater aerobic capacity, and we chose obese women with
high BMI because it is generally not possible to evaluate their maximum effort. Another strong
aspect of our data is that we included sedentary women with healthy pulmonary function and
reasonable ventilatory endurance, which ensured that respiratory function was minimally
65
preserved during CPX. We also recognize that we did not evaluate the reproducibility of OUES.
However, OUES has previously seemed to be well reproducible in pediatric populations [12]
and healthy adults [47,48]. Finally, given the huge lack of studies with OUES in the morbidly
obese, our primary intention was to improve the physiological understanding and typical profile
of OUES, and because of this we did not include a control group.
Conclusions
Taking into account the results and limitations of our study, we conclude that OUES is
a favorable parameter that can be applied to morbidly obese women without difference between
maximal (OUES100%) and submaximal (OUES50%, OUES75%) levels, showing a strong positive
correlation with measures of physical functioning (VO2peak and VO2VAT). We suggest that
OUES is a useful index of cardiorespiratory fitness and could be used as an alternative for
aerobic capacity by providing an objective measure of cardiopulmonary function, mainly in
evaluating individuals with limitations or incapacity to perform maximal physical effort during
CPX, such as in the case of morbidly obese women. However, this does not take away the need
for complete CPX when there are other mandatory clinical reasons or to prescribe exercise.
References
1. Lorenzo S, Babb TG. Ventilatory responses at peak exercise in endurance-trained obese
adults. Chest. 2013;144:1330-9. doi: 10.1378/chest.12-3022 PMID: 23722607.
2. Evans RA, Dolmage TE, Robles PG, Goldstein RS, Brooks D. Do field walking tests produce
similar cardiopulmonary demands to an incremental treadmill test in obese individuals with
treated OSA? Chest. 2014;146:81-7. doi: 10.1378/chest.13-2060 PMID: 24577643.
66
3. Oliver N, Onofre T, Carlos R, Barbosa J, Godoy E, Pereira E, et al. Ventilatory and Metabolic
Response in the Incremental Shuttle and 6-Min Walking Tests Measured by Telemetry in Obese
Patients Prior to Bariatric Surgery. Obes Surg. 2015;25:1658-65. doi: 10.1007/s11695-014-
1548-8 PMID: 25573458.
4. deJong AT, Gallagher MJ, Sandberg KR, Lillystone MA, Spring T, Franklin BA, et al. Peak
oxygen consumption and the minute ventilation/carbon dioxide production relation slope in
morbidly obese men and women: influence of subject effort and body mass index. Prev Cardiol.
2008 Spring;11:100-5. PMID: 18401238.
5. Arena R, Cahalin LP. Evaluation of Cardiorespiratory Fitness and Respiratory Muscle
Function in the Obese Population. Int J Cardiol. 2014;56:457-64. doi:
10.1016/j.pcad.2013.08.001 PMID: 24438738.
6. Hulens M, Vansant G, Lysens R, Claessens AL, Muls E. Exercise capacity in lean versus
obese women. Scand J Med Sci Sports. 2001;11:305-9. PMID: 11696216.
7. Di Thommazo-Luporini L, Jurgensen SP, Castello-Simoes V, Catai AM, Arena R, Borghi-
Silva A. Metabolic and clinical comparative analysis of treadmill six-minute walking test and
cardiopulmonary exercise testing in obese and eutrophic women. Rev Bras Fisioter.
2012;16:469-78. PMID: 22832701.
8. He J, Watkins S, Kelley DE. Skeletal muscle lipid content and oxidative enzyme activity in
relation to muscle fiber type in type 2 diabetes and obesity. Diabetes. 2001;50:817-23. PMID:
11289047.
9. Kelley DE. Skeletal muscle fat oxidation: timing and flexibility are everything. J Clin Invest.
2005;115:1699-702. doi: 10.1172/JCI25758 PMID: 16007246.
10. Correia de Faria Santarém G, de Cleva R, Santo MA, Bernhard AB, Gadducci AV, Greve
JM, et al. Correlation between Body Composition and Walking Capacity in Severe Obesity.
PLoS One. 2015;10(6):e0130268. doi: 10.1371/journal.pone.0130268 PMID: 26098769.
67
11. Runhaar J, Koes BW, Clockaerts S, Bierma-Zeinstra SM. A systematic review on changed
biomechanics of lower extremities in obese individuals: a possible role in development of
osteoarthritis. Obes Rev. 2011;12:1071-82. doi: 10.1111/j.1467-789X.2011.00916.x PMID:
21812903.
12. Baba R, Nagashima M, Goto M, Nagano Y, Yokota M, Tauchi N, et al. Oxygen uptake
efficiency slope: a new index of cardiorespiratory functional reserve derived from the relation
between oxygen uptake and minute ventilation during incremental exercise. J Am Coll Cardiol.
1996;28:1567-72. PMID: 8917273.
13. Baba R, Tsuyuki K, Kimura Y, Ninomiya K, Aihara M, Ebine K, et al. Oxygen uptake
efficiency slope as a useful measure of cardiorespiratory functional reserve in adult cardiac
patients. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1999;80:397-401. doi: 10.1007/s004210050610
PMID: 10502072.
14. Van Laethem C, Bartunek J, Goethals M, Nellens P, Andries E, Vanderheyden M. Oxygen
uptake efficiency slope, a new submaximal parameter in evaluating exercise capacity in chronic
heart failure patients. Am Heart J. 2005;149:175-80. doi: 10.1016/j.ahj.2004.07.004 PMID:
15660050.
15. Giardini A, Specchia S, Gargiulo G, Sangiorgi D, Picchio FM. Accuracy of oxygen uptake
efficiency slope in adults with congenital heart disease. Int J Cardiol. 2009;133:74-9. doi:
10.1016/j.ijcard.2007.11.092 PMID: 18242739.
16. Hollenberg M, Tager IB. Oxygen uptake efficiency slope: an index of exercise performance
and cardiopulmonary reserve requiring only submaximal exercise. J Am Coll Cardiol.
2000;36:194-201. PMID: 10898434.
17. Arena R, Arrowood JA, Fei DY, Helm S, Kraft KA. Maximal aerobic capacity and the
oxygen uptake efficiency slope as predictors of large artery stiffness in apparently healthy
68
subjects. J Cardiopulm Rehabil Prev. 2009;29:248-54. doi: 10.1097/HCR.0b013e3181a3338c
PMID: 19451829.
18. Bongers BC, Hulzebos EH, Arets BG, Takken T. Validity of the oxygen uptake efficiency
slope in children with cystic fibrosis and mild-to-moderate airflow obstruction. Pediatr Exerc
Sci. 2012;24:129-41. PMID: 22433258.
19. Antoine-Jonville S, Pichon A, Vazir A, Polkey MI, Dayer MJ. Oxygen uptake efficiency
slope, aerobic fitness, and V(E)-VCO2 slope in heart failure. Med Sci Sports Exerc.
2012;44:428-34. doi: 10.1249/MSS.0b013e31822f8427 PMID: 21808213.
20. Ramos RP, Ota-Arakaki JS, Alencar MC, Ferreira EV, Nery LE, Neder JA. Exercise oxygen
uptake efficiency slope independently predicts poor outcome in pulmonary arterial
hypertension. Eur Respir J. 2014;43:1510-2. doi: 10.1183/09031936.00167713 PMID:
24311768.
21. Ammenwerth W, Wurps H, Klemens MA, Crolow C, Schulz-Menger J, Schönfeld N, et al.
Reduced oxygen uptake efficiency slope in patients with cardiac sarcoidosis. PLoS One.
2014;9:e102333. doi: 10.1371/journal.pone.0102333 PMID: 25029031.
22. Barron A, Francis DP, Mayet J, Ewert R, Obst A, Mason M, et al. Oxygen Uptake Efficiency
Slope and Breathing Reserve, Not Anaerobic Threshold, Discriminate Between Patients With
Cardiovascular Disease Over Chronic Obstructive Pulmonary Disease. JACC Heart Fail.
2016;4:252-61. doi: 10.1016/j.jchf.2015.11.003 PMID: 26874378.
23. Sun XG, Hansen JE, Stringer WW. Oxygen uptake efficiency plateau: physiology and
reference values. Eur J Appl Physiol. 2012;112:919-28. doi: 10.1007/s00421-011-2030-0
PMID: 21695524.
24. Buys R, Coeckelberghs E, Vanhees L, Cornelissen VA. The oxygen uptake efficiency slope
in 1411 Caucasian healthy men and women aged 20–60 years: reference values. Eur J Prev
Cardiol. 2015;22:356-63. doi: 10.1177/2047487314547658 PMID: 25147346.
69
25. Marinov B, Kostianev S. Exercise performance and oxygen uptake efficiency slope in obese
children performing standardized exercise. Acta Physiol Pharmacol Bulg. 2003;27:59-64.
PMID: 14570149.
26. Breithaupt PG, Colley RC, Adamo KB. Using the oxygen uptake efficiency slope as an
indicator of cardiorespiratory fitness in the obese pediatric population. Pediatr Exerc Sci.
2012;24:357-68. PMID: 22971553.
27. Arena R, Brubaker P, Moore B, Kitzman D. The oxygen uptake efficiency slope is reduced
in older patients with heart failure and a normal ejection fraction. Int J Cardiol. 2010;144:101-
2. doi: 10.1016/j.ijcard.2008.12.143 PMID: 19174312.
28. Bergman RN, Stefanovski D, Buchanan DA, Sumner AE, Reynolds JC, Sebring NG, et al.
A Better Index of Body Adiposity. Obesity. 2011;19:1083-9. doi: 10.1038/oby.2011.38 PMID:
21372804.
29. Pereira CAC, Sato T, Rodrigues SC. New reference values for forced spirometry in white
adults in Brazil. J Bras Pneumol. 2007;33:397-406. PMID: 17982531.
30. Laszlo G. Standardisation of lung function testing: helpful guidance from the ATS/ERS
Task Force. Thorax. 2006;61:744-6. doi: 10.1136/thx.2006.061648 PMID: 16936234.
31. Barbosa e Silva O, Sobral DC. Uma nova Proposta para Orientar a Velocidade e Inclinação
no Protocolo em Rampa na Esteira Ergométrica. Ar Bras Cardio. 2003;81:42-7.
32. Wasserman K, Beaver WL, Whipp BJ. Gas exchange theory and the lactic acidosis
(anaerobic) treshold. Circulation. 1990;81:II14-30. PMID: 2403868.
33. ATS/ACCP Statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J Respir Crit Care Med.
2003;167:211-77. doi: 10.1164/rccm.167.2.211 PMID: 12524257.
34. Wasserman K, Hansen JE, Sue DY. Prova de Esforço: princípios e interpretação. 3rd ed.
Rio de Janeiro: Revinter; 2005.
70
35. Buys R, Coeckelberghs E, Vanhees L, Cornelissen VA. Oxygen uptake efficiency slope in
1411 Caucasian healthy men and women aged 20–60 years: reference values. Eur J Prev
Cardiol. 2015;22:356-63. doi: 10.1177/2047487314547658 PMID: 25147346.
36. Heine M, Verschuren O, Kwakkel G. Validity of Oxygen Uptake Efficiency Slope in
patients with multiple sclerosis. J Rehabil Med. 2014;46:656-61. doi: 10.2340/16501977-1825
PMID: 24850225.
37. Balady GJ, Arena R, Sietsema K, Myers J, Coke L, Fletcher GF, et al. Clinician's Guide to
Cardiopulmonary Exercise Testing in Adults: A Scientific Statement. Circulat ion.
2010;122:191-225. doi: 10.1161/CIR.0b013e3181e52e69 PMID: 20585013.
38. Miller WM, Spring TJ, Zalesin KC, Kaeding KR, Nori Janosz KE, McCullough PA, et al.
Lower than predicted resting metabolic rate is associated with severely impaired
cardiorespiratory fitness in obese individuals. Obesity (Silver Spring). 2012;20:505-11. doi:
10.1038/oby.2011.262 PMID: 21836645.
39. Herdy AH, Caixeta A. Brazilian Cardiorespiratory Fitness Classification Based on
Maximum Oxygen Consumption. Arq Bras Cardiol. 2016;106:389-95. doi:
10.5935/abc.20160070 PMID: 27305285.
40. de Souza SA, Faintuch J, Valezi AC, Sant'Anna AF, Gama-Rodrigues JJ, de Batista Fonseca
IC, et al. Gait cinematic analysis in morbidly obese patients. Obes Surg. 2005;15:1238-42. doi:
10.1381/096089205774512627 PMID: 16259878.
41. King WC, Engel SG, Elder KA, Chapman WH, Eid GM, Wolfe BM, et al. Walking capacity
of bariatric surgery candidates. Surg Obes Relat Dis. 2012;8:48-59. doi:
10.1016/j.soard.2011.07.003 PMID: 21937285.
42. Arena R, Guazzi M, Myers J, Chase P, Bensimhon D, Cahalin LP, et al. The relationship
between minute ventilation and oxygen consumption in heart failure: comparing peak VE/VO₂
71
and the oxygen uptake efficiency slope. Int J Cardiol. 2012;154:384-5. oi:
10.1016/j.ijcard.2011.11.038 PMID: 22188985.
43. Babb TG, Wyrick BL, DeLorey DS, Chase PJ, Feng MY. Fat distribution and end-
expiratory lung volume in lean and obese men and women. Chest. 2008;134:704-11. doi:
10.1378/chest.07-1728 PMID: 18641101.
44. O'Donnell DE, O'Donnell CD, Webb KA, Guenette JA. Respiratory Consequences of Mild-
to-Moderate Obesity: Impact on Exercise Performance in Health and in Chronic Obstructive
Pulmonary Disease. Pulm Med. 2012;2012:818925. doi: 10.1155/2012/818925 PMID:
23097698.
45. Kress JP, Pohlman AS, Alverdy J, Hall JB. The impact of morbid obesity on oxygen cost
of breathing (VO(2RESP)) at rest. Am J Respir Crit Care Med. 1999;160:883-6. doi:
10.1164/ajrccm.160.3.9902058 PMID: 10471613.
46. Ofir D, Laveneziana P, Webb KA, O'Donnell DE. Ventilatory and perceptual responses to
cycle exercise in obese women. J Appl Physiol (1985). 2007;102:2217-26. doi:
10.1152/japplphysiol.00898.2006 PMID: 17234804.
47. Baba R, Kubo N, Morotome Y, Iwagaki S. Reproducibility of the oxygen uptake efficiency
slope in normal healthy subjects. J Sports Med Phys Fitness. 1999;39:202-6. PMID: 10573661.
48. Van Laethem C, De Sutter J, Peersman W, Calders P. Intratest reliability and test–retest
reproducibility of the oxygen uptake efficiency slope in healthy participants. Eur J Cardiovasc
Prev Rehabil. 2009;16:493-8. doi: 10.1097/HJR.0b013e32832c88a8 PMID: 19483619.
72
5.2 Artigo 2
Original Contribution
Effects of a Physical Activity Program on Cardiorespiratory Fitness and Pulmonary
Function in Obese Women after Bariatric Surgery: A Pilot Study
Running head: Exercise and Bariatric Surgery
Authors:
Tatiana Onofre1; Renata Carlos1; Nicole Oliver1; Amanda Felismino1; Davi Fialho1; Renata
Corte1; Eliane Pereira da Silva2; Eudes Godoy3; Selma Bruno4*
Affiliation:
1 Cardiovascular and Metabolic Rehabilitation Laboratory, Postgraduate Physical Therapy
Program, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal, Rio Grande do Norte, Brazil;
2 Integrated Medicine Department, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal, Rio
Grande do Norte, Brazil;
3 Surgery Service for Obesity and Related Diseases, University Hospital Onofre Lopes, Federal
University of Rio Grande do Norte, Natal, Rio Grande do Norte, Brazil;
4 Cardiovascular and Metabolic Rehabilitation Laboratory, Physical Therapy Department,
Federal University of Rio Grande do Norte, Natal, Rio Grande do Norte, Brazil.
*Correspondent Author. Physical Therapy Department, Federal University of Rio Grande do
Norte, Caixa Postal 1524, Campus Universitário, Lagoa Nova CEP 59078-900, Natal, Rio
Grande do Norte, Brazil. Phone: +55 84 33425242. E-mail adress: [email protected]
73
Abstract
Background: In severely obese individuals, reducing body weight induced by bariatric surgery
is able to promote a reduction in comorbidities and improve respiratory symptoms. However,
cardiorespiratory fitness (CRF) reflected by peak oxygen uptake (VO2peak) may not improve in
individuals who remain sedentary post-surgery. The objective of this study was to evaluate the
effects of a physical training program on CRF and pulmonary function in obese women after
bariatric surgery, and to compare them to a control group. Methods: Twelve obese female
candidates for bariatric surgery were evaluated in the preoperative, three months postoperative
(3MPO) and six months postoperative (6MPO) periods through anthropometry, spirometry and
cardiopulmonary exercise testing (CPX). In the 3MPO period, patients were divided into
control group (CG, n = 6) and intervention group (IG, n=6). CG received only general
guidelines while IG underwent a structured and supervised physical training program involving
aerobic and resistance exercises, lasting 12 weeks. Results: All patients had a significant
reduction in anthropometric measurements and an increase in lung function after surgery, with
no difference between groups. However, only IG presented a significant increase (p<0.05) in
VO2peak and total CPX duration of 5.9 mL/kg/min (23.8%) and 4.9 minutes (42.9%),
respectively. Conclusions: Applying a physical training program to a group of obese women
after three months of bariatric surgery could promote a significant increase in CRF only in the
trained group, yet also showing that bariatric surgery alone caused an improvement in the lung
function of both groups.
Key words: bariatric surgery; cardiorespiratory fitness; peak oxygen uptake; physical training;
obesity.
74
Introduction
An increasing concern with severe obesity has been the marked impairment in physica l
fitness [1,2] due to the combined consequence of inactivity-obesity on the individual's health
and mortality [3,4]. An association of multiple chronic diseases and physical limitations arising
from biomechanical difficulties, overload and joint alterations may expose the person with
obesity to an inability in carrying out simple activities such as walking or climbing stairs [5,6].
Such functional limitations aggravate inactivity and a sedentary lifestyle, generating a vicious
cycle where low exercise capacity seems to be more closely related to mortality [7] than with
adiposity measures alone [8,9]. It is a consensus that one of the main long-term control
measures of severe obesity has been to surgically induce a reduction in body weight [10,11],
providing patients with an improvement or resolution of associated comorbidities [12] with a
better quality of life related to health and a reduction in mortality rates [13], in addition to a
potential increase in physical capacity and functional benefits.
Several on-going studies point to many benefits of physical training following bariatric
surgery [14-17]. Physically active individuals after surgery appear to lose more weight and have
better metabolic health and quality of life [18] compared to those who remain inactive. Despite
the evidence presented, further studies are still needed to base conduct and decision-making on
the exercise training for these patients. A recent systematic review (Baillot et al., 2014) [16] on
this theme pointed out only three studies that evaluated the effect of physical training after
bariatric surgery. However, the methodological heterogeneity and the quality of these studies
still prevent us from finding satisfactory levels of evidence. We highlight methodologica l
aspects to consider such as the early start of the exercise program in the first month, the period
that coincides with greater loss of lean body mass and nutritional adjustment [19], as well as
semi-supervised exercise programs. In addition, many results derived from studies indirect ly
evaluating functional or physical capacity (questionnaires, functional field tests or self-
75
reporting) [20-22], means that inappropriate conclusions are presented regarding the actual
physiological response of exercise in this population.
It is therefore understood that further studies are needed to determine the effect of
physical training beyond weight loss on the clinical management of patients with obesity after
bariatric surgery, such as in cardiopulmonary fitness (CRF). It is agreed that the best standard
for CRF analysis is with maximum physical tests that provide accurate maximal oxygen uptake
measurement at peak effort [23]. Peak oxygen uptake (VO2peak) is also determined by the
interaction between the systems for capturing, transporting and using gases (the respiratory,
cardiovascular and musculoskeletal systems) [24]. It is known that weight loss from bariatric
surgery may help improve cardiovascular function and respiratory symptoms [25,26], which
could directly improve the oxygen supply and thus VO2peak. However, this alone does not ensure
improvement in the oxidative capacity of skeletal muscles [27,28]. Weight loss alone does not
seem to improve mitochondrial content, neither does the type of skeletal muscle fiber in
individuals who remain sedentary [29,30]. In non-obese individuals, evidence indicates that
aerobic exercise induces muscular mitochondrial biogenesis and improves oxidative capacity
[31,32], which directly affects the increase in physical fitness.
Therefore, we assume that for there to be an increase in aerobic capacity and CRF
(reflected by VO2peak) after bariatric surgery, practicing regular exercise is necessary in place
of only increasing cardiopulmonary function post-weight loss alone, since the individual not
only loses fat but also loses associated lean muscle mass, especially in the first postoperative
months [33-35]. Thus, the main objective of this initial study was to analyze the effects of a
structured, formal, twelve-week physical training program on CRF and pulmonary function in
obese women after bariatric surgery (starting 3 months after surgery), and to compare them to
a control group. As a hypothesis, we believe that the physical activity program can improve
76
cardiorespiratory and metabolic responses during exercise, and consequently increase physical
fitness in the trained group.
Materials and Methods
Participants
Patients were selected through the Surgery Service for Obesity and Related Diseases of
a University Hospital (UH). Under approval of the Research Ethics Committee of the Univers ity
(488,283), registered in the ReBEC (RBR-7m2756) and by obtaining patient signatures on the
Free and Informed Consent Form, we evaluated 12 subjects (39.9 ± 8.7 years, 118.0 ± 21.4kg,
161.0 ± 5.6cm) who were waiting for bariatric surgery (Table 1) and met the inclusion criteria
of the study, being: females; having body mass index (BMI) > 35kg/m2 (degree II or III obesity)
and having gastric bypass or sleeve gastrectomy surgery programmed. Orthopedic limitations,
chronic renal insufficiency or a diagnosis of pulmonary and/or cardiovascular disease (except
diabetes and controlled hypertension) were considered as exclusion criteria of the study.
Measurements
All patients were followed up in one segment and evaluated for anthropometry,
pulmonary function and CRF at three periods: in the preoperative, at three months
postoperatively (3MPO) and six months postoperatively (6MPO). Anthropometric general
(weight, height) and peripheral adiposity measures (neck circumferences - NC, waist
circumferences – WC, and hip circumferences - HC) were verified, and BMI, body adiposity
index (BAI) and waist-hip ratio (WHR) were calculated. BAI analysis was performed through
measuring HC and the height of the subject (= [(HC) / (height x height) - 18]), which reflects
the percentage of body adiposity [36]. Pulmonary function (spirometry) was evaluated
according to acceptance and reproducibility guided by the American Thoracic Society - ATS
(2006) [37], using a previously calibrated DATOSPIR 120 C spirometer (SIBELMED,
77
Barcelona, Spain W20). We used the equations proposed by Pereira et al. (2007) [38] for
analyzing predicted values obtained by spirometry.
CRF was assessed through symptom-limited cardiopulmonary exercise testing (CPX)
until physical exhaustion (treadmill Centurion 300 Micromed, ramp protocol) standardized by
the ATS (2003) [23]. Breath-by-breath measures of expired gas (Cortex Metamax 3B,
Germany) were continuously taken during CPX and the following metabolic/ventila tory
variables were measured and analyzed: VO2, carbon dioxide production (VCO2) and minute
ventilation (VE). Derived variables such as respiratory exchange rate (RER) and ventila tory
equivalent for oxygen (VE/VO2) and carbon dioxide (VE/VCO2) were also analyzed. The
ventilatory equivalent method was used to determine the anaerobic ventilatory threshold (AVT)
[39] and VO2peak was defined as the highest 10-second average value during CPX. Equations
proposed by Wasserman et al. (2005) [24] were used for prediction analysis of VO2peak values.
Continuous monitoring of the 12-lead electrocardiographic tracing (Ergo PC Elite 3.4) were
taken throughout the test. Blood pressure, peripheral oxygen saturation and subjective
perception of effort measurements using the Borg Scale were recorded every 2 minutes.
Study Protocol
Three months after surgery, patients were able to choose between two groups according
to their availability: CG-control group (n = 6) or IG-intervention group (n = 6). CG received
general guidelines regarding the importance of performing physical activity. The IG was
submitted to a structured and individualized physical exercise program, supervised by a
physiotherapist trained in Cardiac and Metabolic Rehabilitation at the Cardiovascular and
Metabolic Rehabilitation Unit of the UH. The rehabilitation protocol was carried out three times
a week starting three months after surgery and lasting for 12 weeks, with continuous heart rate
monitoring through a frequency meter during the sessions. Each session lasted approximate ly
78
60 minutes, structured as: 5 minutes of warm up + 30 minutes of aerobic training on the
treadmill + 20 minutes of resisted exercise for upper and lower limbs + 5 minutes of stretching.
The prescription of aerobic exercise training was done through the heart rate reserve (HRR)
based on the parameters obtained by the CPX, where periods of moderate intensity (40-60%
HRR) were intercalated with high intensity periods (85-90% HRR). Resistance exercise load
was based on the one-repetition maximum (1RM) test, where a gradually applied intens ity
according to patients' tolerance equivalent to 60-80% of 1RM was used. Load adjustment was
performed weekly.
Statistical Analysis
Unless otherwise specified, data were presented as mean and standard deviation.
Independent Sample t-Test and Mann-Whitney U-Test were respectively used to compare the
continuous and categorical variable means between the studied groups before surgery. The
hypothesis of there being a difference between variances of the averages regarding the variables
of interest was tested through repeated measures ANOVA, considering time (preoperative,
3MPO and 6MPO) and group factors (CG and IG), as well as the interaction between these
factors. Such differences (when present) were identified and analyzed by the Tukey post-hoc
test. The analyzes were performed using Statistica 10.0 software (StatSoft, USA) with a
significance level set at p<0.05.
Results
Initially, 19 obese women in the preoperative period for bariatric surgery were recruited,
however, 7 were excluded for: orthopedic limitations, n = 3; dialytic chronic renal failure, n =
2 and uncontrolled hypertension, n = 2. Thus, 12 patients remained (CG, n = 6, IG, n = 6). Both
groups were homogeneous regarding clinical and anthropometric characteristics at the
79
preoperative period and before training (3MPO), according to Table 1. All six patients from IG
completed the proposed exercise protocol. No patients presented postoperative complicat ions
or intercurrences (nausea, syncope, arrhythmias, etc.) during the training sessions in the six-
month follow-up period. Regarding the presence of comorbidities in the 6MPO, glycemia was
normalized in both groups and hypertension decreased in all IG patients, not requiring more
drug control. Only two patients in CG required continuous use of medicines for hypertension.
As expected, a significant (p<0.001) intragroup reduction of anthropometric variables
was observed in both groups after surgery. However, in 6MPO only the IG presented a
significant difference (p<0.001) in BMI, HC and BAI in relation to 3MPO. Regarding
pulmonary function, a significant increase (p<0.05) was observed only in the 6MPO, being in
both groups and without any differences between them (Table 2). Table 3 shows the distribution
between groups of cardiorespiratory and metabolic parameters during CPX at the three
evaluated periods. Both groups presented the same CRF (VO2peak, mL/kg/min) in the
preoperative period (CG = 20.3, IG = 18.8) and at 3MPO (CG = 20.3, IG = 19.8). Only the
group that underwent physical training showed a significant increase (p <0.05) in VO2peak;
predicted VO2peak % and total CPX duration, also showing significant difference (p<0.05) in
time x group interaction (Table 3). Figure 1 presents these results in more detail, where IG
presented an increase of 5.9 mL/kg/min (23.8%) in VO2peak, and 4.9 minutes (42.9%) of total
CPX duration compared to the preoperative period. Other cardiorespiratory parameters did not
any show significant differences, except for AVT time, which increased 3.3 min in the 6MPO
IG (even without statistical significance) versus 0.3 min in the CG in relation to 3MPO.
80
Figure 1. Analysis of VO2peak and total duration on CPX in different periods of evaluation, in
both groups. *Significant difference (p<0.05) between 6MPO and preoperative in intervention
group.
Discussion
The present study evaluated the effects of a structured, formal and supervised physica l
training program on CRF (directly monitored by oxygen consumption-VO2) and on pulmonary
function in obese women, starting from 3 months post-bariatric surgery, and comparing them
with a control group. Our main finding showed only obese subjects who participated in the
physical training program after surgery had a greater tolerance to exercise (total CPX duration)
associated with a significant increase in VO2peak, which together reflect greater
cardiorespiratory fitness. The results also showed that regardless of the group studied, bariatric
surgery promoted a reduction in anthropometric measures associated with decreased
comorbidities and improved pulmonary function.
81
A better understanding of the impact of physical activity on individuals undergoing
bariatric surgery will help to promote development of effective post-surgical exercise programs
and body weight control. Our study has shown the positive effect of a physical activity protocol
in obese women after bariatric surgery. At the end of 12 weeks of training, women presented
an increase of 5.9 ml/kg/min in VO2peak (23.8%) compared to the preoperative period, while the
control group reduced VO2peak by 1.0mL/kg/min over the same period. In addition, trained obese
patients had longer CPX tolerance (4.9 minutes, 42.9%) than those in the control group. Thus,
our findings confirmed our hypothesis that in order to increase the VO2peak, reducing body
weight alone is not enough. It is known that lean body mass loss occurs in parallel to weight
and fat loss after bariatric surgery [35], which may contribute to a decrease in VO2 in this period,
as peripheral oxygen extraction depends on active skeletal muscle mass [24].
Therefore, for there to be an increase in CRF after bariatric surgery, it is necessary to
increase aerobic and resistance exercises considering that the skeletal muscle participates as a
primary route in oxygen extraction and consumption. This theory has recently been confirmed
by a large randomized controlled trial developed by Coen et al. (2015) [40], who showed that
exercise superimposed with weight loss induced by bariatric surgery increased CRF (VO2peak),
improved mitochondrial respiration, induced cardiolipin remodeling, reduced sphingolipids and
provided additional improvements in insulin sensitivity compared to a group that did not
practice exercise. Stegen et al. (2009) [41] conducted a controlled, non-randomized study
involving 15 obese candidates for gastric bypass, and found no significant difference in VO2peak
after four months of surgery between control and intervention groups. An increase of 4.4
ml/kg/min (25.0%) was found in both groups. However, it is worth mentioning that the exercise
program imposed on the intervention group only started one month post-surgery, a period that
may coincide with an important nutritional adjustment where an imbalance in vitamin, minera l
82
and protein absorption is increased [19], and therefore may have negatively affected the gain
of muscle mass, thus influencing its results.
Studies have shown that low CRF levels favor increased risk of death, similar to
conditions related to tobacco abuse, hypertension and/or diabetes [42,43]. The importance of
evaluating VO2peak as an important prognosis was previously shown by Kavanagh et al. (2003)
[43] in an observational study involving 2,380 women with coronary disease. It was observed
that the 1.0 ml/kg/min increase in VO2 peak was associated with a 10% reduction in mortality
rate [43]. Studies analyzing the relationship between physical fitness (through VO2 measures)
and mortality in morbidly obese are still incipient. In a consistent study by Gallagher et al.
(2005) [2], they found that even morbidly obese patients with no diagnosed cardiac alterations
had similar CRF levels to individuals with heart failure, with an inverse relationship between
BMI and VO2peak. These are initial results but consistent, and they highlight the possibility of
higher mortality in the morbidly obese population related to low exercise capacity, ratifying the
importance of carefully investigating CRF in the obese. Such an initiative suggests preparing
these patients for surgery, as well as assisting in applying intervention proposals in the
postoperative period, or even as a measure of clinical follow-up and long-term weight regain.
While VO2peak is also determined by cardiovascular, pulmonary and skeletal muscle
oxidative capacity (use of O2 by mitochondria) [24], AVT is mainly determined by the latter.
Although VO2 in the AVT did not increase in relation to the pre-training, the aerobic and
resistance training program proved efficient in increasing the onset time of AVT in the IG by
3.3 minutes, in contrast to CG which only increased by 0.3 minutes. Aerobic capacity in AVT
is particularly useful in clinical practice because it identifies activities that are performed at the
cardiovascular submaximal effort level [39]. Thus, we can hypothesize that the training
program allows obese to carry out activities such as walking or activities of daily living, for
example. Stegen et al. (2009) [41] found less expressive results than ours, albeit significant. The
83
group that underwent physical training obtained an increase of 1.4 minutes in their time to reach
AVT, and without differences in the control group [41]. We assume that a larger sample size
could show significant differences in AVT time in our study.
An important issue to highlight reinforcing the increase in aerobic capacity caused by
physical training is that independently of the increase in lung volumes and capacities in both
groups after 6 months of bariatric surgery, only the trained group showed an improvement in
aerobic capacity. From the physiological point of view, it was to be expected that by increasing
the oxygen supply to the peripheral muscles, VO2 would increase. A significant increase in
pulmonary function in 6MPO was observed in both groups, with a 12.3% and 11.6% increase
in FEV1 and FVC predicted in CG, and 11.1% and 8.0% in IG, respectively. Even so, a
corresponding increase in VO2 of the untrained group was not observed. Thus, our results show
that independent of exercise, fat loss due to bariatric surgery (especially around the chest and
abdomen) causes thoracic cavity decompression, resulting in greater respiratory muscle
mechanical efficiency [44,45]. This theoretically increases oxygen uptake, although
improvement in aerobic capacity only occurs by incorporating exercise training.
Despite not being the objective of the study, we analyzed the reduction of comorbidit ies
and anthropometric measures after physical training. Both groups evolved with a decrease in
diabetes and hypertension rates 6 months after surgery, and with greater hypertension reduction
in the IG; a fact that was also observed in reduced adiposity measures. However, only the group
that exercised showed a significant decrease in BMI, WC and BAI at 6MPO in relation to
3MPO. We believe that practicing physical activity contributed to this result, since it is known
that physical exercise has been shown to be an integral and effective component of non-
pharmacological interventions for blood pressure control [46]. Previous studies without
implementing physical training have already shown these important results in the control of
comorbidities [12,47]. Regarding reduced anthropometric measures, we cannot clearly affirm
84
that physical activity was responsible for promoting greater reductions in these measures, since
a greater number of patients in the IG (n = 3 versus n = 1) were submitted to gastric bypass as
their chosen surgical procedure, and we know that weight loss occurs more rapidly in bypass
surgery than in sleeve gastrectomy [48,49]. Nevertheless, we believe that the association with
the physical training program may have helped to promote greater weight loss in this group, as
well as greater fat reduction around the hips, which may have favored better body biomechanics
and thus generating increased walking capacity due to a more regularized gait pattern.
The following limitations in our study should be considered. The greatest of these was
in relation to low adherence in IG caused by unavailability, returning to work, difficulty in
accessing transportation or acceptance regarding doing the physical exercise, making it
impossible to even randomize between groups. However, because it is an initial study, we
believe that the results can be encouraging considering the homogeneity of anthropometr ic,
ventilatory and functional capacity between the groups. Another aspect to consider is direct
cardiovascular and metabolic response monitoring before and after CPX training, which at least
ensure an accurate functional capacity measure of obese women in this regard. An important
element to be controlled in the future is the type of performed surgery, since weight loss is more
consistent than others for some procedures. Our research consisted of a pilot study in which we
initially wanted to test the applied methods. Therefore, we encourage the importance of
conducting future randomized controlled trials involving a larger sample in order to confirm
our initial findings.
Conclusions
CRF reflected by VO2peak only improved in women who participated in a physica l
activity program after bariatric surgery, pointing out that exercise tolerance and aerobic
capacity may not increase in women who remain inactive throughout the first six postoperative
85
months. Regardless of exercise practice, body weight loss alone resulting from bariatric surgery
improved lung function and reduced comorbidities. Thus, in association with invasive
interventional measures for the treatment of severe obesity, it is also necessary to change the
lifestyle of these patients by having them perform regular exercise. Therefore, implement ing
physical training programs after bariatric surgery performed in a structured, supervised and
individually prescribed manner are effective and should be promoted.
Conflict of Interest Statement: The authors declare that they have no conflict of interest.
Ethical Approval: All procedures performed in studies involving human participants were in
accordance with the ethical standards of the institutional and/or national research committee
and with the 1964 Helsinki declaration and its later amendments or comparable ethical
standards.
Informed Consent: Informed consent was obtained from all individual participants included
in the study.
References
1. Lorenzo S, Babb TG. Ventilatory responses at peak exercise in endurance-trained obese
adults. Chest. 2013;144(4):1330-9.
2. Gallagher MJ, Franklin BA, Ehrman JK, Keteyian SJ, Brawner CA, deJong AT, et al.
Comparative impact of morbid obesity vs heart failure on cardiorespiratory fitness. Chest.
2005;127(6):2197-203.
3. Crump C, Sundquist J, Winkleby MA, Sundquist K. Interactive Effects of Physical Fitness
and Body Mass Index on the Risk of Hypertension. JAMA Intern Med. 2016;176(2):210-6.
4. Myers J, Prakash M, Froelicher V, Do D, Partington S, Atwood JE. Exercise capacity and
mortality among men referred for exercise testing. N Engl J Med. 2002;346(11):793-801.
86
5. Hergenroeder AL, Wert DM, Hile ES, Studenski SA, Brach JS. Association of body mass
index with self-report and performance based measures of balance and mobility. Phys Ther.
2011;91(8):1223-34.
6. Arena R, Cahalin LP. Evaluation of Cardiorespiratory Fitness and Respiratory Muscle
Function in the Obese Population. Int J Cardiol. 2014;56(4):457-64.
7. Myers J, Prakash M, Froelicher V, Do D, Partington S, Atwood JE. Exercise capacity and
mortality among men referred for exercise testing. N Engl J Med. 2002;346(11):793-801.
8. Telford RD. Low physical activity and obesity: causes of chronic disease or simply
predictors? Med Sci Sports Exerc. 2007;39(8):1233-40
9. McAuley PA, Artero EG, Sui X, Lee DC, Church TS, Lavie CJ, et al. The obesity paradox,
cardiorespiratory fitness, and coronary heart disease. Mayo Clin Proc. 2012;87(5):443-51.
10. Wolfe BM, Kvach E, Eckel RH. Treatment of Obesity: Weight Loss and Bariatric Surgery.
Circ Res. 2016; 118(11):1844-55.
11. Buchwald H, Avidor Y, Braunwald E, Jensen MD, Pories W, Fahrbach K, et al. Bariatric
surgery: a systematic review and meta-analysis. JAMA. 2004;292(14):1724-37.
12. Sjöström L, Lindroos AK, Peltonen M, Torgerson J, Bouchard C, Carlsson B, et al.
Lifestyle, diabetes, and cardiovascular risk factors 10 years after bariatric surgery. N Engl J
Med. 2004;351(26):2683-93.
13. de Zwaan M, Lancaster KL, Mitchell JE, Howell LM, Monson N, Roerig JL, et al. Health
related quality of life in morbidly obese patients: effect of gastric bypass surgery. Obes Surg.
2002;12(6):773-80.
14. Josbeno DA, Kalarchian M, Sparto PJ, Otto AD, Jakicic JM. Physical activity and physical
function in individuals post-bariatric surgery. Obes Surg. 2011;21(8):1243-9.
15. King WC, Bond DS. The importance of preoperative and postoperative physical activity
counseling in bariatric surgery. Exerc Sport Sci Rev. 2013;41(1):26-35.
87
16. Baillot A, Audet M, Baillargeon JP, Dionne IJ, Valiquette L, Rosa-Fortin MM, et al. Impact
of physical activity and fitness in class II and III obese individuals: a systematic review. Obes
Rev. 2014;15(9):721-39.
17. Coen PM, Tanner CJ, Helbling NL, Dubis GS, Hames KC, Xie H, et al. Clinical trial
demonstrates exercise following bariatric surgery improves insulin sensitivity. J Clin Invest.
2015;125(1):248-57.
18. Bond DS, Phelan S, Wolfe LG, Evans RK, Meador JG, Kellum JM, et al. Becoming
physically active after bariatric surgery is associated with improved weight loss and health-
related quality of life. Obesity (Silver Spring). 2009;17(1):78-83.
19. Aron-Wisnewsky J, Verger EO, Bounaix C, Dao MC, Oppert JM, Bouillot JL, et al.
Nutritional and Protein Deficiencies in the Short Term following Both Gastric Bypass and
Gastric Banding. PLoS One. 2016;11(2):e0149588.
20. Steele T, Cuthbertson DJ, Wilding JPH. Impact of bariatric surgery on physical functioning
in obese adults. Obes Rev. 2015;16(3):248-58.
21. Castello V, Simões RP, Bassi D, Catai AM, Arena R, Borghi-Silva A. Impact of aerobic
exercise training on heart rate variability and functional capacity in obese women after gastric
bypass surgery. Obes Surg. 2011;21(11):1739-49.
22. Shah M, Snell PG, Rao S, Adams-Huet B, Quittner C, Livingston EH, et al. High-volume
exercise program in obese bariatric surgery patients: a randomized, controlled trial. Obesity
(Silver Spring). 2011;19(9):1826-34.
23. American Thoracic Society; American College of Chest Physicians. ATS/ACCP Statement
on cardiopulmonary exercise testing. Am J Respir Crit Care Med. 2003;167(2):211-77.
24. Wasserman K, Hansen JE, Sue DY. Prova de Esforço: princípios e interpretação. 3th ed.
Rio de Janeiro: Revinter; 2005.
88
25. Wei YF, Tseng WK, Huang CK, Tai CM, Hsuan CF, Wu HD. Surgically induced weight
loss, including reduction in waist circumference, is associated with improved pulmonary
function in obese patients. Surg Obes Relat Dis. 2011;7(5):599-604.
26. Shin SH, Lee YJ, Heo YS, Park SD, Kwon SW, Woo SI, et al. Beneficial Effects of Bariatric
Surgery on Cardiac Structure and Function in Obesity. Obes Surg. 2016 Aug 10. [Epub ahead
of print].
27. Kelley DE. Skeletal muscle fat oxidation: timing and flexibility are everything. J Clin
Invest. 2005;115(7):1699-702.
28. Toledo FG, Menshikova EV, Azuma K, Radiková Z, Kelley CA, Ritov VB, et al.
Mitochondrial capacity in skeletal muscle is not stimulated by weight loss despite increases in
insulin action and decreases in intramyocellular lipid content. Diabetes. 2008;57(4):987-94.
29. He J, Watkins S, Kelley DE. Skeletal muscle lipid content and oxidative enzyme activity in
relation to muscle fiber type in type 2 diabetes and obesity. Diabetes. 2001;50(4):817-23.
30. Toledo FG, Goodpaster BH. The role of weight loss and exercise in correcting skeletal
muscle mitochondrial abnormalities in obesity, diabetes and aging. Mol Cell Endocrinol.
2013;379(1-2):30-4.
31. Short KR, Vittone JL, Bigelow ML, Proctor DN, Rizza RA, Coenen-Schimke JM, et al.
Impact of aerobic exercise training on age-related changes in insulin sensitivity and muscle
oxidative capacity. Diabetes 2003;52(8):1888-96.
32. Phielix E, Meex R, Moonen-Kornips E, Hesselink MK, Schrauwen P. Exercise training
increases mitochondrial content and ex vivo mitochondrial function similarly in patients with
type 2 diabetes and in control individuals. Diabetologia 2010;53(8):1714-21.
33. Zalesin KC, Franklin BA, Lillystone MA, Shamoun T, Krause KR, Chengelis DL, et al.
Differential loss of fat and lean mass in the morbidly obese after bariatric surgery. Metab Syndr
Relat Disord. 2010;8(1):15-20.
89
34. Carey DG, Pliego GJ, Raymond RL. Body composition and metabolic changes following
bariatric surgery: effects on fat mass, lean mass and basal metabolic rate: six months to one-
year follow-up. Obes Surg. 2006;16(12):1602-8.
35. Vaurs C, Diméglio C, Charras L, Anduze Y, Chalret du Rieu M, Ritz P. Determinants of
changes in muscle mass after bariatric surgery. Diabetes Metab. 2015;41(5):416-21.
36. Bergman RN, Stefanovski D, Buchanan DA, Sumner AE, Reynolds JC, Sebring NG, et al.
A Better Index of Body Adiposity. Obesity (Silver Spring). 2011;19(5):1083-9.
37. Laszlo G. Standardisation of lung function testing: helpful guidance from the ATS/ERS
Task Force. Thorax. 2006;61(9):744-6.
38. Pereira CAC, Sato T, Rodrigues SC. New reference values for forced spirometry in white
adults in Brazil. J Bras Pneumol. 2007;33(4):397-406.
39. Wasserman K, Whipp BJ, Koyl SN, Beaver WL. Anaerobic threshold and respiratory gas
exchange during exercise. J Appl Physiol. 1973;35(2):236-43.
40. Coen PM, Menshikova EV, Distefano G, Zheng D, Tanner CJ, Standley RA, et al. Exercise
and Weight Loss Improve Muscle Mitochondrial Respiration, Lipid Partitioning, and Insulin
Sensitivity After Gastric Bypass Surgery. Diabetes. 2015;64(11):3737-50.
41. Stegen S, Derave W, Calders P, Van Laethem C, Pattyn P. Physical fitness in morbidly
obese patients: effect of gastric bypass surgery and exercise training. Obes Surg. 2009;21(1):61-
70.
42. McCullough PA, Gallagher MJ, Dejong AT, Sandberg KR, Trivax JE, Alexander D, et al.
Cardiorespiratory fitness and short-term complications after bariatric surgery. Chest.
2006;130(2):517-25.
43. Kavanagh T, Mertens DJ, Hamm LF, Beyene J, Kennedy J, Corey P, et al. Peak oxygen
intake and cardiac mortality in women referred for cardiac rehabilitation. J Am Coll Cardiol.
2003;42(12):2139-43.
90
44. Chlif M, Keochkeriana D, Choquet D, Vaidiec A, Ahmaidia S. Effects of obesity on
breathing pattern, ventilatory neural drive and mechanics. Respir Physiol Neurobiol.
2009;168(3):198-202.
45. Littleton SW. Impact of obesity on respiratory function. Respirology. 2012;17(1):43-9.
46. Sabbahi A, Arena R, Elokda A, Phillips SA. Exercise and Hypertension: Uncovering the
Mechanisms of Vascular Control. Prog Cardiovasc Dis. 2016; pii: S0033-0620(16)30106-2.
47. Gloy VL, Briel M, Bhatt DL, Kashyap SR, Schauer PR, Mingrone G, et al. Bariatric surgery
versus non-surgical treatment for obesity: a systematic review and meta-analysis of randomised
controlled trials. BMJ. 2013;347:f5934.
48. Maggard MA, Shugarman LR, Suttorp M, Maglione M, Sugerman HJ, Livingston EH, et
al. Meta-analysis: surgical treatment of obesity. Ann Intern Med. 2005;142(7):547-59.
49. Chang SH, Stoll CR, Song J, Varela JE, Eagon CJ, Colditz GA. The effectiveness and risks
of bariatric surgery: an updated systematic review and meta-analysis, 2003–2012. JAMA Surg.
2014;149(3):275-87.
91
Table 1. Initial characteristics of obese women candidates for bariatric surgery
Data are expressed as mean ± standard deviation and n (%). CG, control
group; IG, intervention group; BMI, body mass index. No significant differences between groups by Independent Sample t-Test and Mann-
Whitney U Test.
Variables CG (n=6) IG (n=6) Total (n=12)
Age (years) 39.5 ± 7.2 40.3 ± 10.7 39.9 ± 8.7
Weight (kg) 117.6 ± 7.2 118.4 ± 21.6 118.0 ± 21.4
Height (cm) 162.0 ± 5.2 160.0 ± 6.3 161.0 ± 5.6
BMI (kg/m2) 44.9 ± 9.0 46.1 ± 7.0 45.5 ± 7.7
Type 2 Diabetes 2.0 (33.3) 4.0 (66.7) 6.0 (50.0)
Hypertension 4.0 (66.7) 3.0 (50.0) 7.0 (58.3)
Ex-smoker 0.0 (0.0) 3.0 (50.0) 3.0 (25.0)
Sleeve Gastrectomy
5.0 (83.3) 3.0 (50.0) 8.0 (66.7)
Gastric bypass 1.0 (16.7) 3.0 (50.0) 4.0 (33.3)
92
Table 2. Anthropometric and pulmonary function measures before and after bariatric surgery of CG and IG
Data are expressed as mean ± standard deviation. CG, control group; IG, intervention group; 3MPO, three months postoperative; 6MPO, six months postoperative; BMI, body mass index; NC, neck circumference; WC, waist
circumference; HC, hip circumference; WHR, waist-hip ratio; BAI, body adiposity index; FVC, forced vital capacity; FEV1, forced expiratory volume in first second; MVV, maximal voluntary ventilation. aDiffered
significantly from preoperative (intragroup); bDiffered significantly from 3MPO (intragroup). We used ANOVA repeated measures and Tukey Post-hoc Test, considering p<0.05.
CG (n=6) IG (n=6)
Variables Preoperative 3MPO 6MPO Preoperative 3MPO 6MPO Weight (kg) 117.6 ± 7.2 98.9 ± 19.6a 90.0 ± 23.8a 118.4 ± 21.6 98.2 ± 15.5a 87.4 ± 11.7a
BMI (kg/m2) 44.9 ± 9.0 37.7 ± 7.4a 34.0 ± 8.8a 46.1 ± 7.0 38.2 ± 4.7a 33.5 ± 3.8a,b
NC (cm) 39.0 ± 1.8 36.2 ± 1.9a 36.0 ± 2.0a 37.9 ± 2.8 34.9 ± 2.4a 33.2 ± 2.2a
WC (cm) 122.3 ± 12.5 109.6 ± 15.5a 102.2 ± 17.2a 129.1 ± 10.3 114.5 ± 13.4a 108.2 ± 13.3a
HC (cm) 139.1 ± 10.6 121.0 ± 11.3a 116.7 ± 11.8a 141.6 ± 15.4 127.1 ± 12.3a 119.6 ± 12.0a,b
WHR 0.87 ± 0.04 0.90 ± 0.05 0.87 ± 0.07 0.91 ± 0.07 0.89 ± 0.03 0.90 ± 0.02
BAI (%) 49.5 ± 4.6 40.7 ± 5.5a 38.4 ± 5.9a 52.0 ± 6.8 44.8 ± 5.8a 40.3 ± 5.4a,b
FVC (L) 2.90 ± 0.29 2.97 ± 0.34 3.35 ± 0.39a 2.86 ± 0.35 2.91 ± 0.46 3.14 ± 0.50a
%predicted FVC 81.7 ± 6.8 84.0 ± 7.9 93.3 ± 14.3a 83.3 ± 7.5 85.2 ± 10.8 91.3 ± 13.6a
FEV1 (L) 2.58 ± 0.19 2.66 ± 0.31 2.99 ± 0.21a 2.29 ± 0.36 2.42 ± 0.43 2.61 ± 0.36a
%predicted FEV1 88.0 ± 3.7 90.9 ± 17.0 100.3 ± 4.9a 80.6 ± 6.4 85.3 ± 9.0 91.7 ± 6.2a
FEV1/FVC 0.89 ± 0.04 0.89 ± 0.03 0.90 ± 0.10 0.80 ± 0.07 0.83 ± 0.07 0.83 ± 0.06
MVV (L/min) 90.7 ± 8.6 104.1 ± 17.0 119.1 ± 10.1a 87.7 ± 8.0 94.4 ± 21.3 102.1 ± 15.1a
%predicted MVV 77.3 ± 6.7 88.8 ± 11.9 100.3 ± 5.1a 75.1 ± 3.0 81.0 ± 14.9 87.9 ± 16.2a
93
Table 3. Distribution of cardiorespiratory parameters during CPX before and after bariatric surgery of CG and IG
Data are expressed as mean ± standard deviation. CPX, cardiopulmonary exercise testing; CG, control group; IG,
intervention group; 3MPO, three months postoperative; 6MPO, six months postoperative; VO2, oxygen consumption; VAT, ventilatory anaerobic threshold; VE, minute ventilation; RER, respiratory exchange ratio; VE/VO2, ventila tory equivalent ratio for oxygen; VE/VCO2, ventilatory equivalent ratio for carbon dioxide; BP, blood pressure; HRmax,
maximum heart rate. aDiffered significantly from preoperative (intragroup). *p<0.05 in the time x group interaction. We used ANOVA repeated measures and Tukey Post-hoc Test, considering p<0.05.
CG (n=6) IG (n=6)
Variables Preoperative 3MPO 6MPO Preoperative 3MPO 6MPO
VO2peak (mL/kg/min) 20.3 ± 4.1 20.3 ± 2.9 19.3 ± 4.9 18.8 ± 3.6 19.8 ± 2.6 24.7 ± 5.3a* %predicted VO2max 83.6 ± 20.2 79.1 ± 8.7 70.5 ± 14.3 78.7 ± 17.7 78.9 ± 11.4 96.4 ± 25.8a*
VO2peak (L/min) 2.325 ± 0.268 1.973 ± 0.314 1.654 ± 0.052 2.172 ± 0.471 1.964 ± 0.271 2.093 ± 0.322 VO2VAT (mL/kg/min) 17.1 ± 2.6 16.7 ± 1.4 16.9 ± 4.9 16.4 ± 3.0 17.1 ± 2.5 19.6 ± 4.7
VO2VAT (L/min) 1.971 ± 0.176 1.627 ± 0.226 1.407 ± 0.040 1.811 ± 0.344 1.671 ± 0.276 1.686 ± 0.339 VEpeak (L/min) 71.3 ± 6.4 62.8 ± 15.8 54.8 ± 11.8 66.1 ± 6.0 56.7 ± 14.0 65.6 ± 9.4
RERpeak 0.96 ± 0.08 1.03 ± 0.10 1.09 ± 0.10 1.02 ± 0.18 0.92 ± 0.09 1.03 ± 0.07 VE/VO2peak 29.3 ± 3.8 29.8 ± 4.3 31.2 ± 6.2 30.1 ± 8.3 27.3 ± 5.1 30.6 ± 2.1
VE/VCO2peak 30.2 ± 1.8 28.8 ± 1.5 28.4 ± 3.0 29.4 ± 2.9 29.3 ± 3.9 31.3 ± 2.2
Systolic BPpeak 170.8 ± 33.2 168.3 ± 29.2 182.5 ± 15.0 200.0 ± 30.9 163.3 ± 25.8 160.0 ± 10.0 Diastolic BPpeak 86.6 ± 10.3 86.6 ± 15.0 82.5 ± 9.5 101.6 ± 9.8 81.6 ± 7.5 80.0 ± 10.0
O2 Pulsepeak 13.5 ± 2.6 11.6 ± 1.4 9.9 ± 1.0 13.1 ± 2.6 11.4 ± 1.2 12.7 ± 0.7 HRmax (bpm) 173.3 ± 12.0 169.3 ± 10.5 169.0 ± 19.0 167.1 ± 20.2 170.8 ± 7.1 171.8 ± 6.1
%predicted HRmax 95.9 ± 3.7 94.0 ± 4.5 92.5 ± 8.0 92.8 ± 7.5 95.7 ± 5.0 96.6 ± 6.5 Total duration (min) 7.5 ± 2.5 8.4 ± 1.7 7.9 ± 2.6 6.5 ± 1.8 7.9 ± 2.9 11.4 ± 3.1a*
VAT Time (min) 5.7 ± 2.1 5.6 ± 1.5 5.9 ± 2.0 5.1 ± 1.8 5.2 ± 2.1 8.5 ± 2.4
94
5.3 Artigo 3
Original Contribution
Analysis of Cardiorespiratory and Metabolic Responses in Sedentary Obese Women after
Weight Loss Induced Surgically
Authors:
Tatiana Onofre¹, Nicole Oliver¹, Renata Carlos¹, Davi Fialho¹, Renata Corte¹, Amanda
Felismino¹, Eliane Pereira da Silva2, Eudes Godoy3, Selma Bruno4*
Affiliation:
1 Cardiovascular and Metabolic Rehabilitation Laboratory, Postgraduate Physical Therapy
Program, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal, Rio Grande do Norte, Brazil;
2 Integrated Medicine Department, Federal University of Rio Grande do Norte, Natal, Rio
Grande do Norte, Brazil;
3 Surgery Service for Obesity and Related Diseases, University Hospital Onofre Lopes, Federal
University of Rio Grande do Norte, Natal, Rio Grande do Norte, Brazil;
4 Cardiovascular and Metabolic Rehabilitation Laboratory, Physical Therapy Department,
Federal University of Rio Grande do Norte, Natal, Rio Grande do Norte, Brazil.
*Correspondent Author. Physical Therapy Department, Federal University of Rio Grande do
Norte, Caixa Postal 1524, Campus Universitário, Lagoa Nova CEP 59078-900, Natal, Rio
Grande do Norte, Brazil. Phone: +55 84 33425242. E-mail adress: [email protected]
Conflicts of interest: statements have been obtained and no conflicts of interest have been
reported by the authors or by any individuals in control of the content of this article.
95
Resumo
Introdução: A perda de peso induzida cirurgicamente é capaz de melhorar a condição clínica e
a capacidade física de indivíduos com obesidade severa. Porém, pouco se tem estudado sobre
os efeitos isolados da cirurgia bariátrica nos parâmetros cardiorrespiratórios e metabólicos de
mulheres sedentárias. O objetivo desse estudo foi analisar as respostas cardiorrespiratórias e
metabólicas em mulheres obesas sedentárias após a perda de peso induzida cirurgicamente.
Métodos: Analisamos consecutivamente 34 mulheres obesas adultas (38,7±9,6 anos;
IMC=44,1±6,3) candidatas à cirurgia bariátrica e que foram avaliadas quanto à antropometr ia,
função pulmonar e aptidão cardiorrespiratória (Teste de Esforço Cardiopulmonar – TECP),
antes e após a cirurgia bariátrica. Teste-t pareado, correlação de Pearson e análise de regressão
linear foram as principais estratégias estatísticas utilizadas, considerando um nível de
significância estabelecido em p<0,05. Resultados: O período médio de pós-operatório avaliado
foi de 9,4±2,7 meses. Após a cirurgia, observamos uma redução significativa (p<0,001) de
todas as medidas antropométricas (perda média de 28,6kg), aumento (p<0,001) na função
pulmonar e diminuição (p<0,001) nos casos de hipertensão e diabetes. O VO2pico relativo ao
peso corporal (mL/kg/min) pouco alterou (Δ=1,7; p=0,06), porém, houve redução expressiva
(Δ=-0,398; p<0,001) em seu valor absoluto (L/min). Observamos ainda aumento de 1,3min na
tolerância ao exercício e redução de 11,3bpm da frequência cardíaca de repouso. Conclusões:
A perda de peso induzida cirurgicamente foi capaz de melhorar a função ventilatória e reduzir
comorbidades. No entanto, a aptidão cardiorrespiratória refletida pelo VO2pico pouco alterou em
mulheres que permaneceram sedentárias após a cirurgia bariátrica.
Palavras-chave: aptidão cardiorrespiratória, cirurgia bariátrica, respostas metabólicas,
obesidade.
96
Introdução
A obesidade consiste em um grande problema de saúde mundial, estando associada com
alto risco para desenvolver outras doenças, tais como: hipertensão, diabetes tipo 2, eventos
cardiovasculares ou até mesmo alguns tipos de câncer [1,2]. Sua prevalência atinge proporções
epidêmicas de alto impacto na saúde pública [3], onde as formas mais graves de obesidade
parecem mostrar um aumento mais acentuado [4]. Indivíduos com obesidade severa apresentam
uma série de limitações funcionais, onde a má função cardiorrespiratória pode afetar
gravemente a vida dos obesos, uma vez que podem gerar prejuízo acentuado na sua aptidão
física [5,6]. Os obesos são muitas vezes incapazes de realizar atividades simples, como
caminhar, levantar-se de uma cadeira e subir escadas [7,8], onde essa limitação irá gerar cada
vez mais uma maior inatividade e sedentarismo.
A redução do peso corporal induzida pela cirurgia bariátrica é atualmente a terapia mais
eficaz a longo prazo para o controle da obesidade clinicamente severa e, portanto, o número de
indicações cirúrgicas tem aumentado cada vez mais [9]. A cirurgia bariátrica tem demonstrado
claramente melhora na qualidade de vida relacionada à saúde [10], com redução das
comorbidades associadas e nos índices de mortalidade [9,11]. Gloy et al. (2013) [12],
concluíram por meio de uma revisão sistemática com meta-análise, que em comparação com o
tratamento não-cirúrgico da obesidade, a cirurgia bariátrica proporcionou uma maior perda de
peso corporal e maiores taxas de remissão de diabetes tipo 2 e síndrome metabólica. Embora a
maioria dos autores concordem que a diminuição do peso corporal induzida cirurgicamente
aumente o desempenho físico dos sujeitos, ainda existe algumas contradições sobre os efeitos
benéficos relacionados a outros parâmetros avaliados, como por exemplo, as respostas
metabólicas e cardiorrespiratórias apresentadas durante um esforço máximo.
O Teste de Esforço Cardiopulmonar (TECP) realizado com a utilização de sofisticados
sistemas que analisam os gases expirados, oferece uma medida objetiva da capacidade
97
funcional e da reserva cardiorrespiratória dos indivíduos [13]. Em uma recente revisão, Steele
et al. (2015) [14] evidenciaram apenas seis estudos que avaliaram a aptidão cardiorrespiratór ia
de obesos adultos antes e após a cirurgia bariátrica por meio de testes de esforço máximo,
porém, apenas quatro utilizaram medida direta de gases. No entanto, a heterogeneidade dos
estudos impediu que conclusões detalhadas fossem discutidas. Uma série de limitações
metodológicas precisam ser destacadas: tamanho reduzido e gênero heterogêneo das amostras,
diferentes protocolos e ergômetros utilizados e curto período de acompanhamento. Além disso,
muitos desses estudos não controlaram a prática (ou não) de atividade física dos indivíduos no
pós-operatório, fator este que pode ser considerado um grande influenciador dos resultados.
Apesar da possibilidade de utilização do TECP no pré e pós-operatório de cirurgia
bariátrica, esta alternativa tem sido pouco explorada. Desta forma, pouco se conhece sobre os
efeitos da perda de peso induzida cirurgicamente nas respostas cardiorrespiratórias e
metabólicas de mulheres obesas que permanecem inativas após a cirurgia. Provavelmente, a
pouca disponibilidade de equipamentos, profissionais e centros qualificados, podem justifica r
a reduzida quantidade de pesquisas nesta área. Na tentativa de superar limitações científicas
prévias, nosso estudo teve como principal objetivo analisar as respostas cardiorrespiratórias e
metabólicas de mulheres obesas sedentárias antes e após a cirurgia bariátrica. Como hipótese,
acreditamos que dado a perda de gordura ao redor do tórax e abdômen, as pacientes possam
apresentar uma melhor resposta ventilatória durante o exercício. Por outro lado, a redução de
peso decorrente da cirurgia bariátrica não está apenas associada a diminuição de gordura, mas
também, embora em menor grau, há perda de massa magra [15-17]. E, considerando que o
músculo esquelético participa como via primária no processo de extração e consumo de
oxigênio, pressupomos que a aptidão cardiorrespiratória pode encontrar-se aquém do esperado
em mulheres que permanecem sedentárias após a cirurgia bariátrica.
98
Materiais e Métodos
Tipo do Estudo e Participantes
Tratou-se de um estudo de coorte prospectivo, onde as pacientes foram selecionadas
através do Serviço de Cirurgia da Obesidade e Doenças Relacionadas (SCODE) de um Hospital
Universitário (HU). Com a aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa da Universidade
(488.283), registro no ReBEC (RBR-7m2756) e obtendo assinaturas das pacientes através do
Termo de Consentimento Livre e Esclarecido, avaliamos consecutivamente como rotina pré-
operatória 34 mulheres adultas (38,7±9,6anos; 111,6±17,0kg; 158,9±6,2cm) que estavam
aguardando a realização da cirurgia bariátrica. Foram selecionadas apenas as pacientes que
preencheram os critérios de inclusão do estudo, sendo: ser do gênero feminino; faixa etária
entre 20 e 59 anos, índice de massa corporal (IMC) > 35kg/m2 (grau II ou III de obesidade) e
ter programação cirúrgica para bypass gástrico ou gastrectomia vertical. Alterações cognitivas
e/ou neurológicas que interferissem nas técnicas a serem instruídas; limitações ortopédicas
graves; insuficiência renal crônica dialítica e diagnóstico de doença pulmonar e/ou
cardiovascular (exceto diabetes e hipertensão controlada), foram considerados critérios de
exclusão do estudo.
Mensurações
Todas as pacientes foram acompanhadas em um segmento e avaliadas quanto à
antropometria, função pulmonar e aptidão cardiorrespiratória antes e após a após a cirurgia
bariátrica. Medidas antropométricas de adiposidade geral (peso, altura) e periférica
(circunferências de pescoço, CP; cintura, CC e quadril, CQ) foram verificadas, e assim,
calculados o IMC, índice de adiposidade corporal (IAC) e a relação cintura-quadril (RCQ). A
análise do IAC foi realizada através da medição de CQ e altura do sujeito (= [(CQ) / (altura x
altura) - 18], que reflete a porcentagem de adiposidade corporal [18]. A função pulmonar foi
99
avaliada através da espirometria de acordo com aceitação e reprodutibilidade orientado pela
American Thoracic Society – ATS (2006) [19], utilizando um espirômetro da marca
DATOSPIR 120 C (SIBELMED, Barcelona, Spain W20) previamente calibrado. Utilizamos as
equações propostas por Pereira et al. (2007) [20] para analisar os valores preditos obtidos pela
espirometria.
A aptidão cardiorrespiratória foi avaliada através do TECP sintoma-limitado até a
exaustão física (esteira ergométrica Centurion 300 Micromed, protocolo em rampa)
padronizado pela ATS (2003) [13]. Medidas dos gases expirados breath-by-breath (Cortex
Metamax 3B, Germany) foram tomadas continuamente durante o TECP e as seguintes variáveis
metabólicas/ventilatórias foram medidas e analisadas: consumo de oxigênio (VO2), produção
de dióxido de carbono (VCO2) e ventilação minuto (VE). Variáveis derivadas, tais como, razão
de troca respiratória (RER), equivalente ventilatório de oxigênio (VE/VO2) e dióxido de
carbono (VE/VCO2), pressão parcial expirada de oxigênio (PetO2) e dióxido de carbono
(PetCO2) também foram analisadas. O método do equivalente ventilatório [21] foi utilizado
para determinar o limiar ventilatório anaeróbio (LVA), considerando o início do limiar o ponto
de inflexão no gráfico VE/VO2 e/ou PetO2 enquanto o VE/VCO2 e/ou PetCO2 permanecem
constantes. O VO2pico foi definido como o valor médio encontrado nos últimos 10 segundos do
TECP. Utilizou-se as equações propostas por Wasserman et al. (2005) [22] para análise de
predição dos valores de VO2pico. Monitoração contínua do traçado eletrocardiográfico de 12
derivações (Ergo PC Elite 3.4) foram tomadas durante todo o teste. Medidas de pressão arterial,
saturação periférica de O2 e percepção subjetiva de esforço através da Escala de Borg foram
registradas a cada 2 minutos. Os critérios de interrupção do teste foram rigorosamente seguidos
de acordo com a padronização da ATS (2003) [13].
Análise Estatística
100
O tamanho da amostra foi calculado com base no nosso estudo piloto conduzido por 10
obesas candidatas à cirurgia bariátrica. Foi considerado um valor de α e β equivalente a 0,05 e
0,20, respectivamente, para detectar uma diferença mínima clinicamente importante de 25%
(4,9mL/kg/min) no valor do VO2pico após a cirurgia, assumindo um desvio padrão de
4,2mL/kg/min. Portanto, foi definido um número mínimo de 23 pacientes na amostra final.
A não ser quando especificados, os dados foram apresentados em média e desvio padrão.
Para comparar a média das variáveis contínuas e categóricas antes e após a cirurgia bariátrica,
utilizamos o Test T pareado e o teste de Wilcoxon, respectivamente. Calculamos também a
diferença (delta-Δ) entre pós-operatório e pré-operatório das principais variáveis de interesse,
e através do coeficiente de correlação de Pearson testamos a possibilidade e força de associaçã o
entre variáveis antropométricas e cardiorrespiratórias do TECP, além dos seus respectivos
deltas. A análise de regressão linear foi utilizada para investigar as relações das variáveis que
foram significativas no modelo de correlação inicial, ou seja, o quanto uma variável influenc iou
na outra. Todas as análises foram realizadas através do software Statistica 10.0 (StatSoft, USA)
com um nível de significância estabelecido em p<0,05.
Resultados
No total, 49 mulheres adultas obesas candidatas à cirurgia bariátrica foram recrutadas;
entretanto, 15 foram excluídas pelas seguintes razões: alterações cognitivas, n=3; insuficiênc ia
renal crônica com necessidade de diálise, n = 2; arritmias não controladas, n = 2;
comprometimento ortopédico, n = 5; e asma, n = 3. Assim, participaram do estudo 34 pacientes
(média 38,7±9,6 anos, IMC=44,1±6,3), onde suas características clínicas antes e após a cirurgia
estão descritas na Tabela 1. A maioria das participantes (67,6%) foram submetidas a
gastrectomia vertical como procedimento cirúrgico de escolha. O tempo médio de pós-
operatório avaliado correspondeu um período equivalente a 9,4±2,7 meses. Todas as pacientes
101
relataram não ter realizado atividade física de forma regular durante o período de
acompanhamento do estudo. Em relação à presença de comorbidades, das 13 pacientes que
eram diabéticas no pré-operatório, 12 normalizaram a glicemia após a cirurgia, e das 18 obesas
que eram hipertensas, apenas 2 permaneceram necessitando de controle medicamentoso para
hipertensão no pós-operatório.
Como já era esperado, após a perda de peso induzida cirurgicamente, observamos uma
redução significativa (p<0,001) das variáveis antropométricas e consequente aumento
(p<0,001) na função pulmonar (Tabela 2). No que diz respeito as respostas
metabólicas/cardiorrespiratórias durante o TECP (Tabela 3), após a cirurgia o VO2pico relativo
ao peso corporal pouco alterou, apresentando um incremento de apenas 1,7mL/kg/min
(p=0,06). No entanto, ao analisarmos valores absolutos de VO2pico e VO2LVA, encontramos uma
redução de 0,398 e 0,331L/min (p<0,001), respectivamente, em relação ao pré-operatório. Após
a cirurgia, observamos ainda diminuição significativa nas medidas de pressão arterial sistólica
(Δ=-12,5; p=0,02) e diastólica (Δ=-12,1; p<0,001) no pico do esforço, redução de 11,3bpm na
frequência cardíaca de repouso (p<0,001) e a duração total do TECP aumentou em 1,3 minuto s
(p<0,001), sem diferença significativa para o tempo alcançado no momento do LVA. Na Figura
1 podemos conferir com mais clareza essas diferenças (pré e pós-operatório). Encontramos
também moderada correlação negativa (p<0,05) entre o delta VO2pico com: delta CP (r=-0,52);
delta CC (r=-0,38); delta IMC (r=-0,41); delta peso (r=-0,41) (Figura 2).
Discussão
No presente estudo, analisamos as respostas clínicas, metabólicas e cardiorrespirató r ias
de mulheres obesas sedentárias antes e após 9,4 meses de cirurgia bariátrica, mostrando que
uma redução de 25,6% do peso inicial foi capaz de melhorar a função pulmonar, reduzir
comorbidades e aumentar a tolerância ao exercício. No entanto, a aptidão cardiorrespiratór ia
102
refletida pelo VO2pico relativo ao peso corporal pouco alterou (Δ=1,7mL/kg/min, p=0,06),
enquanto valores absolutos de VO2 (L/min) reduziram significativamente após a cirurgia
bariátrica. É consenso que o melhor padrão para analisar a aptidão cardiorrespiratória é por
meio de testes físicos máximos que fornecem medida direta do consumo máximo de oxigênio
no pico de esforço [13]. Vários estudos [23-25] tem demonstrado que baixos níveis de aptidão
(através da medida do VO2pico, mL/kg/min) favorecem ao aumento da relação com o risco de
morte, ou até mesmo pode estar associado com um maior número de complicações a curto prazo
no pós-operatório de obesos mórbidos submetidos a cirurgia bariátrica [26].
Pudemos observar por meio dos nossos resultados, que a redução de peso por si só
induzida cirurgicamente não melhorou a aptidão cardiorrespiratória em mulheres que
permaneceram sedentárias no pós-operatório. Sabemos que, paralelamente à perda de peso e de
gordura, ocorre também perda de massa magra corporal [15-17], e que o VO2pico é igualmente
determinado por sistemas de captação, transporte e extração periférica de oxigênio, sendo este
último representado pela capacidade oxidativa do músculo esquelético (utilização de O2 pela
mitocôndria). Embora não tenhamos verificado medidas direta de composição corporal,
pressupõe-se que a perda de peso em grande quantidade induzida cirurgicamente, influenc iou
na redução de massa muscular, e que associada a inatividade das pacientes após a cirurgia,
contribuíram nos baixos valores de VO2 alcançados.
Nossos achados diferem de alguns estudos previamente publicados. De Souza et al.
(2010) [30], por exemplo, em uma amostra com 65 obesos, encontraram um aumento no VO2pico
de 6,9mL/kg/min após um período de 10-12 meses de cirurgia bariátrica, assim como Wilms et
al. (2013) [31] que evidenciaram um aumento de 5,6mL/kg/min após 1 ano de cirurgia (n=18).
Duas possíveis razões podem explicar esses resultados. Primeiramente, a participação de
homens em suas amostras pode ter contribuído para elevar o VO2pico, uma vez que tendem a
possuir uma maior aptidão do que as mulheres [32]. Em segundo lugar, e talvez o mais
103
importante, ambos os estudos não controlaram a prática (ou não) de atividade física dos
pacientes durante o período pós-operatório, onde vários benefícios do treinamento físico após
a cirurgia já têm sido relatados [33,34], entre eles o aumento na aptidão cardiorrespiratória [35].
Em contrapartida, nossa amostra foi composta exclusivamente de mulheres e que
permaneceram sedentárias no pós-operatório.
Na figura 2, através de correlações entre ΔVO2pico (mL/kg/min) com ΔCP, mostramos
que quanto maior foi a redução da CP, mais o VO2pico aumentou após a cirurgia. Gonçalves et
al. (2011) [36] ao avaliarem 39 obesos mórbidos (28 mulheres), associaram altos valores de CP
com uma VVM abaixo de 80% dos valores preditos, indicando que a gordura ao redor do
pescoço pode dificultar a sua capacidade de mobilizar fluxo respiratório. Com isso, podemos
sugerir com os nossos resultados, que a redução média de 4,3cm na CP após a cirurgia bariátrica
melhorou a resposta a ventilatória, o que pode ter contribuído para uma maior captação do
oxigênio, refletindo em um aumento da variação no VO2pico. No entanto, mais estudos são
necessários para comprovar essa teoria.
Ao analisarmos o VO2 absoluto (L/min) das nossas pacientes, com a perda média de
28,6kg do peso corporal após a cirurgia bariátrica, houve uma redução significativa tanto nos
valores em repouso quanto no pico do esforço, que também pode ser explicado pela associada
perda de massa magra nesse período. Em uma revisão, Arena et al. (2014) relataram que o VO2
absoluto do obeso pode encontrar-se aumentado em comparação a indivíduos com peso normal
[27]. Sugere-se que esses valores altos de VO2 na população obesa mórbida não seja decorrente
de uma aptidão cardiorrespiratória aumentada ou pela alta taxa de gordura corporal, mas sim
por causa de um aumento na massa magra para suportar uma estrutura maior, ou até mesmo
pelo fato dos obesos serem acostumados a carregarem um peso adicional a cada dia [28,29].
Portanto, a perda de massa magra (associada ao sedentarismo) após a cirurgia, pode também
ter favorecido à diminuição no valor absoluto do VO2.
104
No tocante à tolerância ao exercício, nossos resultados mostraram um aumento
significativo de 1,3 minutos na duração total do TECP após a cirurgia bariátrica, corroborando
com outros estudos [30,37]. Acreditamos que a expressiva redução de gordura ao redor dos
quadris (ΔCQ=-20,3cm) pode ter favorecido a uma melhor biomecânica corporal, gerando uma
maior capacidade de caminhada em decorrência de um padrão de macha regularizado.
Observamos ainda que houve uma diminuição significativa de 2,7 e 10,8L/min na ventilação
pulmonar, no repouso e pico do esforço, respectivamente. Sabe-se que a obesidade acarreta
uma ineficiência da mecânica respiratória significante, em decorrência principalmente do
excesso de tecido adiposo ao redor do tórax e abdômen, podendo gerar disfunção na ventilação
pulmonar [38,39], além de uma alta demanda ventilatória durante o exercício, refletindo um
aumento do gasto metabólico [40,41]. Logo, podemos sugerir que com a perda de peso
decorrente da cirurgia bariátrica, principalmente ao redor do tórax e abdômen (ΔCC=-19,6cm),
ocorreu uma descompressão da caixa torácica resultando em uma maior eficiência mecânica do
diafragma associada a um menor trabalho respiratório, sendo capaz de gerar uma maior
quantidade de volume às custas de uma menor ventilação, e assim, tolerando maior tempo de
exercício.
Ao analisarmos alguns parâmetros cardiovasculares, verificamos que com a perda de
peso induzida cirurgicamente, houve uma redução significativa de 11,3bpm na frequênc ia
cardíaca de repouso (FCrep). A FC reflete o oxigênio miocárdico, fluxo sanguíneo coronário e
adaptação do débito cardíaco às necessidades metabólicas [43]. É regulada por interações
complexas de múltiplos mecanismos, incluindo sistema nervoso simpático e parassimpático,
sistema neuro-hormonal e o meio ambiente [43]. Estudos epidemiológicos anteriores [44,45]
têm demonstrado a FCrep como um marcador simples de avaliação, onde altos valores estão
associados a maior morbidade e mortalidade por doenças cardiovasculares. Uma recente meta-
análise, incluindo 10 estudos de coorte, mostrou que uma FCrep alta vs. baixa esteve associada
105
a um aumento de 83% no risco relativo de diabetes tipo 2 [46]. Nesse contexto, podemos
observar no nosso estudo os efeitos positivos da perda de peso após a cirurgia bariátrica, que
favoreceu a um menor gasto metabólico em repouso, consequentemente, exigindo menos do
sistema cardiovascular e assim, diminuindo significativamente a FCrep.
Apesar de não ser objetivo do estudo, não podemos deixar de apontar os efeitos
benéficos da cirurgia bariátrica na função pulmonar e na resolução e/ou diminuição das
comorbidades (hipertensão e diabetes). Resultados estes já demonstrados claramente em
diversos estudos [11,47,48]. Após uma média de 9,4 meses de pós-operatório e redução de
28,6kg, observamos no nosso estudo um aumento significativo de 6,2 e 6,3% nos valores
preditos da CVF e VEF1, respectivamente. Wei et al. (2011) [49] ao avaliarem 94 obesos adultos
predominantemente mórbidos, encontraram valores um pouco abaixo dos nossos (4,8 e 5,9%),
porém, o tempo de follow up foi apenas de três meses, com redução média de 20,8kg em sua
amostra. Com o aumento no tempo de pós-operatório, a tendência é que haja uma maior perda
de peso e assim, favoreça ao aumento na função pulmonar, como demonstrado por Souza et al.
(2010) [50] que encontraram um aumento de 9,0% na CVF predita de 61 mulheres após um ano
de cirurgia bariátrica, onde a perda de peso induzida cirurgicamente durante esse período foi de
48,2kg.
Em relação às comorbidades, uma consistente meta-análise desenvolvida por Buchwald
et al. (2004) [9], demonstrou que a manutenção da perda de 20 a 30kg após 10 anos de cirurgia
bariátrica, associou-se à redução de 76,8% na diabetes, resolução ou melhora de 78,5% na
hipertensão e 85,7% na síndrome da apneia obstrutiva do sono (SAOS). É importante ressaltar
que devem ser feitas mudanças nos hábitos de vida e nas práticas dietéticas dessas pacientes, a
fim de evitar o reganho de peso após a cirurgia, pois sabe-se que este é sem dúvida um desafio
enfrentado pelos cirurgiões e por toda a equipe multiprofissional no seguimento a longo prazo
de pacientes submetidos à cirurgia bariátrica [51]. Embora a nossa amostra não tenha
106
apresentado reganho de peso no período avaliado, a recuperação do peso perdido pode
contribuir para o retorno das comorbidades e dos sintomas cardiorrespiratórios.
Algumas limitações devem ser consideradas no nosso estudo. Inicialmente, destacamos
a variação no tempo de pós-operatório avaliado, no entanto, as respostas metabólicas e
cardiorrespiratórias da nossa amostra foram homogêneas. Observamos que no pré-operatório
as pacientes encontram-se bastante receptivas à novas propostas de avaliação, porém, após o
procedimento cirúrgico nos deparamos com algumas dificuldades nas remarcações dos exames.
Sugerimos a implementação de um programa educacional no pré-operatório, a fim de informar
a importância do acompanhamento clínico após a cirurgia. Por fim, um dos importantes
elementos a ser controlado posteriormente é o tipo de cirurgia realizado, visto que para alguns
procedimentos a perda de peso é mais consistente que outros.
Conclusões
Através dos nossos resultados pudemos confirmar as hipóteses inicias, onde a perda de
peso induzida cirurgicamente não foi capaz de promover aumento significativo na aptidão
cardiorrespiratória (refletida pelo VO2pico, mL/kg/min) em mulheres que permaneceram
sedentárias no pós-operatório (média de 9,4 meses), apresentando ainda diminuição nos valores
absolutos de VO2. No entanto, a cirurgia bariátrica aumentou a função ventilatória, reduziu
comorbidades importantes e melhorou parâmetros cardiovasculares, como a frequênc ia
cardíaca em repouso. Sugerimos a necessidade de propor estratégias para estimular a realização
de treinamento físico no pós-operatório, a fim de que sejam feitas mudanças nos estilos de vida
dessas pacientes, para que maiores benefícios sejam alcançados com a cirurgia bariátrica, como
quem sabe, aumento na aptidão cardiorrespiratória.
Conflict of Interest Statement: The authors declare that they have no conflict of interest.
107
Ethical Approval: All procedures performed in studies involving human participants were in
accordance with the ethical standards of the institutional and/or national research committee
and with the 1964 Helsinki declaration and its later amendments or comparable ethical
standards.
Informed Consent: Informed consent was obtained from all individual participants included
in the study.
Referências
1. Flegal KM, Graubard BI, Williamson DF, Gail MH. Cause-specific excess deaths associated
with underweight, overweight, and obesity. JAMA. 2007;298(17):2028–37.
2. Buchwald H. Consensus Conference Panel. Consensus conference statement bariatric
surgery for morbid obesity: health implications for patients, health professionals, and third -
party payers. Surg Obes Relat Dis. 2005;1(3):371–81.
3. Bray GA, Macdiarmid J. The epidemic of obesity. West J Med. 2000;172(2):78–9.
4. NCD Risk Factor Collaboration (NCD-RisC). Trends in adult body-mass index in 200
countries from 1975 to 2014: a pooled analysis of 1698 population-based measurement studies
with 19·2 million participants. Lancet. 2016;387(10026):1377-96.
5. Hulens M, Vansant G, Lysens R, Claessens AL, Muls E. Exercise capacity in lean versus
obese women. Scand J Med Sci Sports. 2001;11(5):305–9.
6. Murugan AT, Sharma G. Obesity and respiratory diseases. Chron Respir Dis. 2008;5(4):233–
42.
7. Chen KY, Acra SA, Donahue CL, Sun M, Buchowski MS. Efficiency of walking and
stepping: relationship to body fatness. Obes Res. 2004;12(6):982–9.
108
8. Hergenroeder AL, Wert DM, Hile ES, Studenski SA, Brach JS. Association of body mass
index with self-report and performance based measures of balance and mobility. Phys Ther.
2011;91(8):1223-34.
9. Buchwald H, Avidor Y, Braunwald E, Jensen MD, Pories W, Fahrbach K, Schoelles K.
Bariatric surgery: a systematic review and meta-analysis. JAMA. 2004;292(14):1724-37.
10. de Zwaan M, Lancaster KL, Mitchell JE, Howell LM, Monson N, Roerig JL, Crosby RD.
Health related quality of life in morbidly obese patients: effect of gastric bypass surgery. Obes
Surg. 2002;12(6):773-80.
11. Sjöström L, Narbro K, Sjöström CD, Karason K, Larsson B, Wedel H, et al. Effects of
bariatric surgery on mortality in Swedish obese subjects. N Engl J Med. 2007;357(8):741-52.
12. Gloy VL, Briel M, Bhatt DL, Kashyap SR, Schauer PR, Mingrone G, et al. Bariatric surge ry
versus non-surgical treatment for obesity: a systematic review and meta-analysis of randomised
controlled trials. BMJ. 2013;347:f5934.
13. American Thoracic Society/American College of Chest Physicians. ATS/ACCP Statement
on cardiopulmonary exercise testing. Am J Respir Crit Care Med. 2003;167(2):211-77.
14. Steele T, Cuthbertson DJ, Wilding JPH. Impact of bariatric surgery on physical functioning
in obese adults. Obesity Reviews. 2015;16(3):248-58.
15. Chaston TB, Dixon JB, O'Brien PE. Changes in fat-free mass during significant weight loss:
a systematic review. Int J Obes (Lond). 2007;31(5):743-50.
16. Carey DG, Pliego GJ, Raymond RL. Body composition and metabolic changes following
bariatric surgery: effects on fat mass, lean mass and basal metabolic rate: six months to one-
year follow-up. Obes Surg. 2006;16(12):1602–8.
17. Tamboli RA, Hossain HA, Marks PA, Eckhauser AW, Rathmacher JA, Phillips SE, et al.
Body composition and energy metabolism following Roux-en-Y gastric bypass surgery.
Obesity. 2010;18(9):1718–24.
109
18. Bergman RN, Stefanovski D, Buchanan DA, Sumner AE, Reynolds JC, Sebring NG, et al.
A Better Index of Body Adiposity. Obesity (Silver Spring). 2011;19(5):1083-9.
19. Laszlo G. Standardisation of lung function testing: helpful guidance from the ATS/ERS
Task Force. Thorax. 2006;61(9):744-6.
20. Pereira CAC, Sato T, Rodrigues SC. New reference values for forced spirometry in white
adults in Brazil. J Bras Pneumol. 2007;33(4):397-406.
21. Wasserman K, Whipp BJ, Koyl SN, Beaver WL. Anaerobic threshold and respiratory gas
exchange during exercise. J Appl Physiol. 1973;35(2):236-43.
22. Wasserman K, Hansen JE, Sue DY. Prova de Esforço: princípios e interpretação. 3th ed.
Rio de Janeiro: Revinter; 2005.
23. Kavanagh T, Mertens DJ, Hamm LF, Beyene J, Kennedy J, Corey P, et al. Peak oxygen
intake and cardiac mortality in women referred for cardiac rehabilitation. J Am Coll Cardiol.
2003;42(12):2139-43.
24. Myers J, Prakash M, Froelicher V, Do D, Partington S, Atwood JE. Exercise capacity and
mortality among men referred for exercise testing. N Engl J Med. 2002;346(11):793–801.
25. Laukkanen JA, Lakka TA, Rauramaa R, Kuhanen R, Venäläinen JM, Salonen R, et al.
Cardiovascular fitness as a predictor of mortality in men. Arch Intern Med. 2001;161(6):825–
31.
26. McCullough PA, Gallagher MJ, Dejong AT, Sandberg KR, Trivax JE, Alexander D, et al.
Cardiorespiratory fitness and short-term complications after bariatric surgery. Chest.
2006;130(2):517-25.
27. Arena R, Cahalin LP. Evaluation of Cardiorespiratory Fitness and Respiratory Muscle
Function in the Obese Population. Int J Cardiol. 2014;56(4):457-64.
28. Goran M, Fields DA, Hunter GR, Herd SL, Weinsier RL. Total body fat does not influence
maximal aerobic capacity. Int J Obes Relat Metab Disord. 2000;24(7):841-8.
110
29. Lorenzo S, Babb TG. Quantification of cardiorespiratory fitness in healthy nonobese and
obese men and women. Chest. 2012;141(4):1031-9.
30. De Souza SA, Faintuch J, Sant’anna AF. Effect of weight loss on aerobic capacity in patients
with severe obesity before and afte bariatric surgery. Obes Surg 2010; 20(7):871–875.
31. Wilms B, Ernst B, Thurnheer M, Weisser B, Schultes B. Differential changes in exercise
performance after massive weight loss induced by bariatric surgery. Obes Surg 2013;
23(3):365–371.
32. Herdy AH, Caixeta A. Brazilian Cardiorespiratory Fitness Classification Based on
Maximum Oxygen Consumption. Arq Bras Cardiol. 2016;106(5):389-395.
33. Josbeno DA, Kalarchian M, Sparto PJ, Otto AD, Jakicic JM. Physical activity and physica l
function in individuals post-bariatric surgery. Obes Surg. 2011;21(8):1243-9.
34. King WC, Bond DS. The importance of preoperative and postoperative physical activity
counseling in bariatric surgery. Exerc Sport Sci Rev. 2013;41(1):26-35.
35. Stegen S, Derave W, Calders P, Van Laethem C, Pattyn P. Physical fitness in morbidly
obese patients: effect of gastric bypass surgery and exercise training. Obes Surg. 2009;21(1):61-
70.
36. Gonçalves MJ, do Lago ST, Godoy EP, Fregonezi GA, Bruno SS. Influence of neck
circumference on respiratory endurance and muscle strength in the morbidly obese. Obes Surg.
2011;21(8):1250-6.
37. Serés L, Lopez-Ayerbe J, Coll R, Rodriguez O, Vila J, Formiguera X, et al. Increased
exercise capacity after surgically induced weight loss in morbid obesity. Obesity (Silver
Spring). 2006;14(2):273-9.
38. Babb TG, Wyrick BL, DeLorey DS, Chase PJ, Feng MY. Fat distribution and end-
expiratory lung volume in lean and obese men and women. Chest. 2008;134(4):704-11.
111
39. O'Donnell DE, O'Donnell CD, Webb KA, Guenette JA. Respiratory Consequences of Mild -
to-Moderate Obesity: Impact on Exercise Performance in Health and in Chronic Obstructive
Pulmonary Disease. Pulm Med. 2012;2012:818925.
40. Kress JP, Pohlman AS, Alverdy J, Hall JB. The impact of morbid obesity on oxygen cost
of breathing (VO(2RESP)) at rest. Am J Respir Crit Care Med. 1999;160(3):883-6.
41. Ofir D, Laveneziana P, Webb KA, O'Donnell DE. Ventilatory and perceptual responses to
cycle exercise in obese women. J Appl Physiol (1985). 2007;102(6):2217-26.
42. Böhm M, Reil J, Deedwania P, Kim JB, Borer JS. Resting heart rate: risk indicator and
emerging risk factor in cardiovascular disease. Am J Med. 2015; 128(3): 219–28.
43. Valentini M, Parati G. Variables influencing heart rate. Prog Cardiovasc Dis. 2009;
52(1):11–19.
44. Gillum RF, Makuc DM, Feldman JJ. Pulse rate, coronary heart disease, and death: the
NHANES I Epidemiologic Follow-up Study. Am Heart J. 1991; 121(1 Pt 1): 172–7.
45. Kannel WB, Kannel C, Paffenbarger RS, Cupples LA. Heart rate and cardiovascula r
mortality: the Framingham Study. Am Heart J. 1987; 113(6):1489–94.
46. Aune D, O´ Hartaigh B, Vatten LJ. Resting heart rate and the risk of type 2 diabetes: A
systematic review and dose—response meta-analysis of cohort studies. NMCD. Nutr Metab
Cardiovasc Dis. 2015; 25(6):526–534.
47. Sjöström L, Lindroos AK, Peltonen M, Torgerson J, Bouchard C, Carlsson B, et al.
Lifestyle, diabetes, and cardiovascular risk factors 10 years after bariatric surgery. N Engl J
Med. 2004;351(26):2683-93.
48. Maggard MA, Shugarman LR, Suttorp M, Maglione M, Sugerman HJ, Livingston EH, et
al. Meta-analysis: surgical treatment of obesity. Ann Intern Med. 2005;142(7):547-59.
112
49. Wei YF, Tseng WK, Huang CK, Tai CM, Hsuan CF, Wu HD. Surgically induced weight
loss, including reduction in waist circumference, is associated with improved pulmonary
function in obese patients. Surg Obes Relat Dis. 2011;7(5):599-604.
50. Souza SA, Faintuch J, Cecconello I. Spirometric function improves in the morbidly obese
after 1-year post-surgery. Obes Surg. 2010;20(9):1273-77.
51. Magro DO, Delfini R, Pareja BC, Callejas F, Pareja JC. Long-term Weight Regain after
Gastric Bypass: A 5-year Prospective Study. Obes Surg. 2008;18(6):648-51.
113
Table 1. Characteristics of the study population (n=34) obese women before and after bariatric surgery
Data are expressed as mean ± standard deviation and n (%). BMI, body mass index. aT-test for Dependent Samples. bWilcoxon Matched Pairs
Test.
Variables Preoperative Postoperative p
Age (years) 38.7 ± 9.6 39.0 ± 9.7 < 0.001a
Weight (kg) 111.6 ± 17.0 83.0 ± 14.4 < 0.001a
Height (cm) 158.9 ± 6.2 158.9 ± 6.2 -
BMI (kg/m2) 44.1 ± 6.3 32.8 ± 5.2 < 0.001a
Type 2 Diabetes 13 (38.2) 1 (2.9) < 0.001b
Hypertension 18 (52.9) 2 (5.8) < 0.001b
Ex-smoker 4 (11.8) 4 (11.8) -
Sleeve - 23 (67.6) -
Gastric bypass - 11 (32.4) -
114
Table 2. Anthropometric measures and pulmonary function of study population
(n=34) before and after bariatric surgery
Data are expressed as mean ± standard deviation. Δ (delta), difference between
postoperative and preoperative; BMI, body mass index; NC, neck circumference; WC, waist circumference; HC, hip circumference; WHR, waist-hip ratio; BAI, body
adiposity index; FVC, forced vital capacity; FEV1, forced expiratory volume in first second; FEF25-75%, forced expiratory flow at 25-75% of the pulmonary volume; MVV, maximal voluntary ventilation. *T-test for Dependent Samples between preoperative
and postoperative.
Variables Preoperative Postoperative Δ p*
Weight (kg) 111.6 ± 7.2 83.0 ± 14.4 -28.6 < 0.001
BMI (kg/m2) 44.1 ± 6.3 32.8 ± 5.2 -11.3 < 0.001
NC (cm) 38.7 ± 2.9 34.4 ± 2.2 -4.3 < 0.001
WC (cm) 122.0 ± 10.1 102.4 ± 11.9 -19.6 < 0.001
HC (cm) 135.3 ± 13.7 115.0 ± 10.9 -20.3 < 0.001
WHR 0.90 ± 0.08 0.89 ± 0.07 -0.01 0.30
BAI (%) 49.6 ± 7.2 39.4 ± 5.7 -10.2 < 0.001
FVC (L) 2.98 ± 0.39 3.27 ± 0.55 0.29 < 0.001
%predicted FVC 87.2 ± 8.3 93.4 ± 14.8 6.2 0.04
FEV1 (L) 2.58 ± 0.39 2.81 ± 0.45 0.23 < 0.001
%predicted FEV1 90.5 ± 10.0 96.8 ± 10.7 6.3 0.03
FEV1/FVC 0.86 ± 0.06 0.86 ± 0.06 0 0.84
FEF25-75% (L/s) 3.56 ± 1.05 3.52 ± 1.03 -0.04 0.83
MVV (L/min) 94.5 ± 14.9 109.1 ± 13.2 14.6 < 0.001
%predicted MVV 80.3 ± 11.9 90.7 ± 14.1 10.4 < 0.01
115
Table 3. Distribution of cardiorespiratory parameters of study population (n=34)
during CPX before and after bariatric surgery
Data are expressed as mean ± standard deviation. CPX, cardiopulmonary exercise testing; Δ (delta), difference between postoperative and preoperative; VO2, oxygen
consumption; VAT, ventilatory anaerobic threshold; VE, minute ventilation; RER, respiratory exchange ratio; VE/VO2, ventilatory equivalent ratio for oxygen;
VE/VCO2, ventilatory equivalent ratio for carbon dioxide; PetO2, partial pressure of
exhaled oxygen; PetCO2, partial pressure of exhaled carbon dioxide; BP, blood pressure; HRmax, maximum heart rate. *T-test for Dependent Samples between preoperative and
postoperative.
Variables Preoperative Postoperative Δ p*
VO2peak (mL/kg/min) 19.0 ± 3.6 20.7 ± 3.5 1.7 0.06 %predicted VO2max 76.5 ± 15.9 76.4 ± 11.6 -0.1 0.96
VO2peak (L/min) 2.107 ± 0.390 1.709 ± 0.229 -0.398 < 0.001 VO2VAT (mL/kg/min) 15.3 ± 3.2 16.4 ± 2.66 1.1 0.12
VO2VAT (L/min) 1.692 ± 0.386 1.361 ± 0.262 -0.331 < 0.001
VO2rest (L/min) 0.367 ± 0.125 0.270 ± 0.053 -0.097 < 0.001 VErest (L/min) 10.1 ± 2.8 7.4 ± 1.5 -2.7 < 0.001
VEpeak (L/min) 66.2 ± 13.7 55.4 ± 9.8 -10.8 < 0.001 RERpeak 1.03 ± 0.14 1.01 ± 0.08 -0.02 0.63
VE/VO2peak 30.2 ± 6.0 30.6 ± 3.7 0.4 0.63 VE/VCO2peak 29.3 ± 2.7 29.7 ± 2.3 0.4 0.31
PetO2peak 110.3 ± 5.8 111.2 ± 4.7 0.9 0.38 PetCO2peak 37.6 ± 3.5 36.7 ± 2.9 -0.9 0.08
Systolic BPpeak 175.1 ± 27.2 162.6 ± 24.9 -12.5 0.02 Diastolic BPpeak 92.9 ± 10.0 80.8 ± 11.5 -12.1 < 0.001
O2 Pulsepeak 12.4 ± 2.3 10.3 ± 1.2 -2.1 < 0.001 HRrest (bpm) 84.8 ± 13.0 73.5 ± 9.1 -11.3 < 0.001
HRmax (bpm) 170.8 ± 16.7 169.6 ± 13.3 -1.2 0.69 %predicted HRmax 94.1 ± 6.8 94.3 ± 7.7 0.2 0.79
Total duration (min) 7.3 ± 1.9 8.6 ± 1.9 1.3 < 0.001
VAT Time (min) 4.9 ± 1.9 5.6 ± 1.7 0.7 0.14
116
Figure 1. Exercise tolerance and metabolic/cardiorespiratory responses during CPX before and after bariatric surgery.
117
Figure 2. Correlations between Delta VO2peak on CPX and Delta anthropometric measures.
118
6 CONSIDERAÇÕES FINAIS
119
A presente tese teve como principal interesse, avaliar se um programa de
reabilitação cardiopulmonar e metabólica aplicado em mulheres obesas após três
meses de CB promoveria efeitos adicionais na aptidão cardiorrespiratória (refletida
pelo VO2pico, ml/kg/min), quando comparadas a um grupo controle. Investigamos
também as implicações isoladas da CB na função pulmonar e nas respostas
metabólicas e cardiorrespiratórias de mulheres obesas que permaneceram
sedentárias ao longo dos primeiros quatorze meses de pós-operatório (média 9,4
meses). Em associação, analisamos se o OUES poderia ser um parâmetro útil de
aptidão cardiorrespiratória em mulheres obesas mórbidas candidatas à cirurgia
bariátrica, onde até não existiam ainda evidências científicas voltadas para essa
população.
Em relação à análise do OUES, concluímos que este parâmetro correspondeu
uma medida favorável de aptidão cardiorrespiratória em mulheres obesas mórbidas,
sem diferença entre os níveis máximo e submáximos, mostrando forte correlações
com variáveis de funcionalidade física (VO2pico e VO2LVA). Assim, sugerimos que o
OUES pode ser utilizado como alternativa de capacidade aeróbia, proporcionando
uma medida objetiva de função cardiopulmonar, principalmente na avaliação de
indivíduos com limitações de realizar um esforço máximo por meio do TECP, como no
caso da população obesa mórbida.
Os principais achados desta tese confirmaram nossa hipótese inicial, onde a
aptidão cardiorrespiratória aumentou significativamente apenas no grupo de mulheres
obesas que participaram de um programa estruturado de doze semanas de
reabilitação após três meses de CB. Em contrapartida, a CB por si só, provocou
melhora apenas na função pulmonar e redução nas comorbidades de ambos os
grupos. A fim de confirmar nossos resultados iniciais, estimulamos a realização de
futuros ensaios clínicos controlados e randomizados envolvendo um número maior de
participantes e com acompanhamento a longo prazo.
O VO2pico absoluto (L/min) e relativo ao peso corporal (ml/kg/min) apresentaram
comportamentos distintos em mulheres que permaneceram inativas no pós-
operatório, onde a perda de peso induzida cirurgicamente não foi capaz de aumentar
a aptidão cardiorrespiratória, apresentando ainda diminuição significativa nos valores
absolutos de VO2. Porém, a CB promoveu aumento na função ventilatória, resolução
120
de comorbidades importantes e melhora de parâmetros cardiovasculares, como a
frequência cardíaca em repouso.
Destacamos a importância de se projetar futuras pesquisas explorando a
elaboração de programas de reabilitação cardiopulmonar e metabólica voltados para
população obesa no pós-operatório de CB, a fim de melhor investigar e quantificar o
comportamento das medidas metabólicas e cardiorrespiratórias a longo prazo.
Atrelado a isso, faz-se também extremamente necessárias mudanças no estilo de vida
dessas pacientes, tanto relacionada aos hábitos alimentares quanto à prática regular
de atividade física, assim como a importância de um acompanhamento
multiprofissional durante todo o tratamento, envolvendo médicos, fisioterapeutas,
psicólogos, nutricionistas, terapeutas ocupacionais, enfermeiros, entre outros.
As seguintes limitações devem ser levantadas ao longo do desenvolvimento
desta tese. Em primeiro lugar, foi em relação a alocação das pacientes nos grupos
controle e intervenção, onde a princípio pretendíamos realizar de forma aleatória. No
entanto, através de um estudo piloto que realizamos, observamos que seria inviável
a randomização, pois encontramos muita dificuldade em aceitação por parte das
pacientes em participar do programa de reabilitação proposto. Em decorrência dessa
problemática, a alocação dos grupos foi feita por conveniência, e mesmo assim ainda
refletiu em uma baixa taxa de adesão ao grupo intervenção. Os principais motivos
relatados foram: incompatibilidade de horário por causa do trabalho, problemas
pessoais, de transporte ou simplesmente pelo perfil do paciente obeso mórbido, que
não tem o hábito de praticar atividade física de forma regular, mantendo uma vida
sedentária mesmo após a perda de peso decorrente da CB. Vale salientar que, apesar
de pequena, nossa amostra apresentou-se homogênea entre os grupos, no que diz
respeito à todas variáveis de interesse: função antropométrica, ventilatória e de
capacidade funcional, mostrando também resultados animadores.
Em segundo lugar, foram os problemas ocorridos inerentes ao equipamento
utilizado (Cortex Metamax 3B), que vieram a interromper as coletas por algum tempo,
prejudicando alguns momentos de avaliações no pós-operatório. Por fim, foi a
dificuldade de marcação das reavaliações após a cirurgia. Observamos que no
período pré-operatório as pacientes encontram-se muito receptivas e acessíveis a
novas propostas de tratamento e métodos de avaliação, principalmente por estarem
121
a bastante tempo na lista de espera aguardando a cirurgia. No entanto, após a
cirurgia, o interesse delas em contribuir com o acompanhamento pós-operatório
reduziu consideravelmente, visto que o desejo de realizar o procedimento cirúrgico já
foi alcançado. Em decorrência disso, obtivemos uma perda amostral significativa e
inúmeras faltas com necessidade de remarcação das reavaliações. Sugerimos a
implementação de um estruturado programa educacional antes da cirurgia, com
participação mais efetiva de toda equipe multiprofissional, informando a importância
do acompanhamento no pós-operatório, assim como mudanças nos hábitos de vida
dessas pacientes.
122
7 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
123
1. World Health Organization. Obesity: preventing and managing the global epidemic.
Report of a World Health Organization Consultation. Geneva: World Health Organization, 2000. p. 256. WHO Obesity Technical Report Series, n. 284.
2. World Health Organization WHO. Obesity and overweight. Set 2016. Disponível em: <http://www.who.int/mediacentre/factsheets/fs311/en/>. Acesso em 15/09/2016.
3. Flegal KM, Graubard BI, Williamson DF, Gail MH. Cause-specific excess deaths
associated with underweight, overweight, and obesity. JAMA. 2007;298(17):2028-37. 4. Flegal KM, Carroll MD, Ogden CL, Curtin LR. Prevalence and trends US adults,
1999–2008. JAMA. 2010;303(3):235-41.
5. World Health Organization WHO. Overweight and obesity. Nov 2015. Disponível em: <http://www.who.int/gho/ncd/risk_factors/overweight/en/>. Acesso em 10/11/2015.
6. NCD Risk Factor Collaboration (NCD-RisC). Trends in adult body-mass index in 200
countries from 1975 to 2014: a pooled analysis of 1698 population-based measurement studies with 19·2 million participants. Lancet. 2016;387(10026):1377-96.
7. Biring M, Lewis M, Liu JT, Mohsenifar Z. Pulmonary physiologic changes of morbid
obesity. Am J Med Sci. 1999;318(5):293-7. 8. Salome CM, King GG, Berend N. Physiology of obesity and effects on lung function.
J Appl Physiol. 2010;108(1):206-11.
9. Chlif M, Keochkeriana D, Choquet D, Vaidiec A, Ahmaidia S. Effects of obesity on breathing pattern, ventilatory neural drive and mechanics. Respir Physiol Neurobiol. 2009;168(3):198-202.
10. Littleton SW. Impact of obesity on respiratory function. Respirology. 2012;17(1):43-
9. 11. Sebastian JC. Respiratory physiology and pulmonary complications in obesity.
Best Pract Res Clin Endocrinol Metab. 2013;27(2):157-61.
12. Kress JP, Pohlman AS, Alverdy J, Hall JB. The impact of morbid obesity on oxygen cost of breathing (VO(2RESP)) at rest. Am J Respir Crit Care Med. 1999;160(3):883-6.
13. Koenig SM. Pulmonary complications of obesity. Am J Med Sci. 2001;321(4):249-
79. 14. Zavorsky GS, Murias JM, Kim do J, Gow J, Sylvestre JL, Christou NV. Waist-to-
hip ratio is associated with pulmonary gas exchange in the morbidly obese. Chest. 2007;131(2):362-7.
124
15. Chen Y, Rennie D, Cormier YF, Dosman J. Waist circumference is associated with
pulmonary function in normal-weight, overweight, and obese subjects. Am J Clin Nutr. 2007;85(1):35-9.
16. Zavorsky GS, Hoffman SL. Pulmonary gas exchange in the morbidly obese. Obes Rev. 2008;9(4):326-39.
17. Wei YF, Tseng WK, Huang CK, Tai CM, Hsuan CF, Wu HD. Surgically induced
weight loss, including reduction in waist circumference, is associated with improved pulmonary function in obese patients. Surg Obes Relat Dis. 2011;7(5):599-604.
18. Gonçalves MJ, do Lago ST, Godoy EP, Fregonezi GA, Bruno SS. Influence of neck circumference on respiratory endurance and muscle strength in the morbidly obese.
Obes Surg. 2011;21(8):1250-6. 19. O'Donnell DE, O'Donnell CD, Webb KA, Guenette JA. Respiratory Consequences
of Mild-to-Moderate Obesity: Impact on Exercise Performance in Health and in Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Pulm Med. 2012;2012:818925.
20. Beuther DA, Sutherland ER. Overweight, obesity, and incident asthma: a meta-analysis of prospective epidemiologic studies. Am J Respir Crit Care Med.
2007;175(7):661-6.
21. Sutherland TJ, Cowan JO, Young S, Goulding A, Grant AM, Williamson A, et al. The association between obesity and asthma: interactions between systemic and airway inflammation. Am J Respir Crit Care Med. 2008;178(5):469-75.
22. Farah CS, Salome CM. Asthma and obesity: a known association but unknown
mechanism. Respirology. 2012;17(3):412-21. 23. Shore SA, Fredberg JJ. Obesity, smooth muscle, and airway hyperresponsiveness.
J Allergy Clin Immunol. 2005;115(5):925-7.
24. Hamoui N, Anthone G, Crookes PF. The value of pulmonary function testing prior to bariatric surgery. Obes Surg. 2006;16(12):1570-3.
25. Catheline J, Bihan H, Quang TL, Sadoun D, Charniot JC, Onnen I, et al. Preoperative cardiac and pulmonary assessment in bariatric surgery. Obes Surg.
2008;18(3):271-7. 26. Garber CE, Blissmer B, Deschenes MR, Franklin BA, Lamonte MJ, Lee IM, et al.
American College of Sports Medicine position stand. Quantity and quality of exercise for developing and maintaining cardiorespiratory, musculoskeletal, and neuromotor
fitness in apparently healthy adults: guidance for prescribing exercise. Med Sci Sports Exerc. 2011;43(7):1334-59.
27. Maffiuletti NA, Jubeau M, Munzinger U, Bizzini M, Agosti F, De Col A, et al. Differences in quadriceps muscle strength and fatigue between lean and obese
subjects. Eur J Appl Physiol. 2007;101(1):51-9.
125
28. Hergenroeder AL, Wert DM, Hile ES, Studenski SA, Brach JS. Association of body
mass index with self-report and performance based measures of balance and mobility. Phys Ther. 2011;91(8):1223-34.
29. Steele T, Cuthbertson DJ, Wilding JPH. Impact of bariatric surgery on physical functioning in obese adults. Obes Rev. 2015;16(3):248-58.
30. Myers J, Prakash M, Froelicher V, Do D, Partington S, Atwood JE. Exercise
capacity and mortality among men referred for exercise testing. N Engl J Med. 2002;346(11):793–801.
31. Telford RD. Low physical activity and obesity: causes of chronic disease or simply predictors? Med Sci Sports Exerc. 2007;39(8):1233-40.
32. McAuley PA, Artero EG, Sui X, Lee DC, Church TS, Lavie CJ, et al. The obesity paradox, cardiorespiratory fitness, and coronary heart disease. Mayo Clin Proc.
2012;87(5):443-51.
33. American Thoracic Society, American College of Chest Physicians. ATS/ACCP Statement on cardiopulmonary exercise testing. Am J Respir Crit Care Med. 2003;167(2):211-77.
34. McCullough PA, Gallagher MJ, Dejong AT, Sandberg KR, Trivax JE, Alexander D,
et al. Cardiorespiratory fitness and short-term complications after bariatric surgery. Chest. 2006;130(2):517-25.
35. Lorenzo S, Babb TG. Ventilatory responses at peak exercise in endurance-trained obese adults. Chest. 2013;144(4):1330-9.
36. Oliver N, Onofre T, Carlos R, Barbosa J, Godoy E, Pereira E, et al. Ventilatory and Metabolic Response in the Incremental Shuttle and 6-Min Walking Tests Measured by
Telemetry in Obese Patients Prior to Bariatric Surgery. Obes Surg. 2015;25(9):1658-65.
37. ERS Task Force, Palange P, Ward SA, Carlsen KH, Casaburi R, Gallagher CG, et al. Recommendations on the use of exercise testing in clinical practice. Eur Resp
Journal. 2007;29(1):185-209.
38. Stringer, W. W. Cardiopulmonary exercise testing: current applications. Exp Rev. Respir Med. 2010;4(2):179-88.
39. III Diretrizes da Sociedade Brasileira de Cardiologia Sobre Teste Ergométrico. Arq Bras Cardiol. 2010;95:1-26.
40. Chlif M, Keochkerian D, Feki Y, Vaidie A, Choquet D, Ahmaidi S. Inspiratory muscle activity during incremental exercise in obese men. Int J Obes (Lond). 2007;31(9):1456-
63.
41. Arena R, Cahalin LP. Evaluation of Cardiorespiratory Fitness and Respiratory Muscle Function in the Obese Population. Int J Cardiol. 2014;56(4):457-64.
126
42. Hulens M, Vansant G, Lysens R, Claessens AL, Muls E. Exercise capacity in lean versus obese women. Scand J Med Sci Sports. 2001;11(5):305-9.
43. Marinov B, Kostianev S. Exercise performance and oxygen uptake efficiency slope in obese children performing standardized exercise. Acta Physiol Pharmacol Bulg.
2003;27(2-3):59-64.
44. Di Thommazo-Luporini L, Jurgensen SP, Castello-Simoes V, Catai AM, Arena R, Borghi-Silva A. Metabolic and clinical comparative analysis of treadmill six-minute walking test and cardiopulmonary exercise testing in obese and eutrophic women. Rev
Bras Fisioter. 2012;16(6):469-78.
45. He J, Watkins S, Kelley DE. Skeletal muscle lipid content and oxidative enzyme activity in relation to muscle fiber type in type 2 diabetes and obesity. Diabetes. 2001;50(4):817-23.
46. Kelley DE. Skeletal muscle fat oxidation: timing and flexibility are everything. J Clin
Invest. 2005;115(7):1699-702. 47. Runhaar J, Koes BW, Clockaerts S, Bierma-Zeinstra SM. A systematic review on
changed biomechanics of lower extremities in obese individuals: a possible role in development of osteoarthritis. Obes Rev. 2011;12(12):1071-82.
48. Ko S, Stenholm S, Ferrucci L. Characteristic gait patterns in older adults with obesity–results from the Baltimore Longitudinal Study of Aging. J Biomech.
2010;43(6):1104-10.
49. deJong AT, Gallagher MJ, Sandberg KR, Lillystone MA, Spring T, Franklin BA, et al. Peak oxygen consumption and the minute ventilation/carbon dioxide production relation slope in morbidly obese men and women: influence of subject effort and body
mass index. Prev Cardiol. 2008;11(2):100-5.
50. Balady GJ, Arena R, Sietsema K, Myers J, Coke L, Fletcher GF, et al. Clinician's guide to cardiopulmonary exercise testing in adults: a scientific statement from the American Heart Association. Circulation. 2010;122(2):191-225.
51. Baba R, Nagashima M, Goto M, Nagano Y, Yokota M, Tauchi N, et al. Oxygen
uptake efficiency slope: a new index of cardiorespiratory functional reserve derived from the relation between oxygen uptake and minute ventilation during incremental exercise. J Am Coll Cardiol. 1996;28(6):1567-72.
52. Evans RA, Dolmage TE, Robles PG, Goldstein RS, Brooks D. Do field walking
tests produce similar cardiopulmonary demands to an incremental treadmill test in obese individuals with treated OSA? Chest. 2014;146(1):81-7.
53. Baba R, Tsuyuki K, Kimura Y, Ninomiya K, Aihara M, Ebine K, et al. Oxygen uptake efficiency slope as a useful measure of cardiorespiratory functional reserve in adult
cardiac patients. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1999;80(5):397-401.
127
54. Hollenberg M, Tager IB. Oxygen uptake efficiency slope: an index of exercise
performance and cardiopulmonary reserve requiring only submaximal exercise. J Am Coll Cardiol. 2000;36(1):194-201.
55. Müller PTG, Viegas CAA, Patusco LAP. Força muscular como determinante da eficiência do consumo de oxigênio e da máxima resposta metabólica ao exercício em
pacientes com DPOC leve/moderada. J Bras Pneumol. 2012;38(5):541-9.
56. Davies LC, Wensel R, Georgiadou P, Cicoira M, Coats AJ, Piepoli MF, et al. Enhanced prognostic value from cardiopulmonary exercise testing in chronic heart failure by non-linear analysis: oxygen uptake efficiency slope. Eur Heart J.
2006;27(6):684-90.
57. Arena R, Brubaker P, Moore B, Kitzman D. The oxygen uptake efficiency slope is reduced in older patients with heart failure and a normal ejection fraction. Int J Cardiol. 2010;144(1):101-2.
58. Antoine-Jonville S, Pichon A, Vazir A, Polkey MI, Dayer MJ. Oxygen uptake
efficiency slope, aerobic fitness, and V(E)-VCO2 slope in heart failure. Med Sci Sports Exerc. 2012;44(3):428-34.
59. Van Laethem C, Bartunek J, Goethals M, Nellens P, Andries E, Vanderheyden M, et al. Oxygen uptake efficiency slope, a new submaximal parameter in evaluating
exercise capacity in chronic heart failure patients. Am Heart J. 2005;149(1):175-80. 60. Gruet M, Brisswalter J, Mely L, Vallier JM. Clinical utility of the oxygen uptake
efficiency slope in cystic fibrosis patients. J Cyst Fibros. 2010;9(5):307-13.
61. Ramos RP, Ota-Arakaki JS, Alencar MC, Ferreira EV, Nery LE, Neder JA. Exercise oxygen uptake efficiency slope independently predicts poor outcome in pulmonary arterial hypertension. Eur Respir J. 2014;43(5):1510-2.
62. Marinov B, Kostianev S. Exercise performance and oxygen uptake efficiency slope
in obese children performing standardized exercise. Acta Physiol Pharmacol Bulg. 2003;27(2-3):59-64.
63. Breithaupt PG, Colley RC, Adamo KB. Using the oxygen uptake efficiency slope as an indicator of cardiorespiratory fitness in the obese pediatric population. Pediatr
Exerc Sci. 2012;24(3):357-68. 64. Laukkanen JA, Lakka TA, Rauramaa R, et al. Cardiovascular fitness as a predictor
of mortality in men. Arch Intern Med 2001; 161(6):825–31
65. Wei M, Kampert JB, Barlow CE, Nichaman MZ, Gibbons LW, Paffenbarger RS Jr, et al. Relationship between low cardiorespiratory fitness and mortality in normal-weight, overweight, and obese men. JAMA 1999; 282(16):1547-53
66. Blair SN, Kohl III HW, Barlow CE, Paffenbarger RS Jr, Gibbons LW, Macera CA.
Changes in physical fitness and all-cause mortality: a prospective study of healthy and unhealthy men. JAMA 1995; 273(14):1093-8
128
67. Kavanagh T, Mertens DJ, Hamm LF, Beyene J, Kennedy J, Corey P, et al. Peak oxygen intake and cardiac mortality in women referred for cardiac rehabilitation. J Am
Coll Cardiol. 2003;42(12):2139-43. 68. Kavanagh T, Mertens DJ, Hamm LF, Beyene J, Kennedy J, Corey P, et al.
Prediction of long-term prognosis in 12 169 men referred for cardiac rehabilitation. Circulation. 2002;106(6):666-71.
69. Gallagher MJ, Franklin BA, Ehrman JK, Keteyian SJ, Brawner CA, deJong AT, et al. Comparative impact of morbid obesity vs heart failure on cardiorespiratory fitness.
Chest. 2005;127(6):2197-203.
70. de Zwaan M, Lancaster KL, Mitchell JE, Howell LM, Monson N, Roerig JL, et al. Health related quality of life in morbidly obese patients: effect of gastric bypass surgery. Obes Surg. 2002;12(6):773-80.
71. Buchwald H, Avidor Y, Braunwald E, Jensen MD, Pories W, Fahrbach K, et al.
Bariatric surgery: a systematic review and meta-analysis. JAMA. 2004;292(14):1724-37.
72. Sjöström L, Narbro K, Sjöström CD, Karason K, Larsson B, Wedel H, et al. Effects of bariatric surgery on mortality in Swedish obese subjects. N Engl J Med.
2007;357(8):741-52. 73. Sjöström L, Lindroos AK, Peltonen M, Torgerson J, Bouchard C, Carlsson B, et al.
Lifestyle, diabetes, and cardiovascular risk factors 10 years after bariatric surgery. N Engl J Med. 2004;351(26):2683-93.
74. Associação Brasileira para o Estudo da Obesidade e da Síndrome Metabólica. Diretrizes brasileiras de obesidade 2009/2010 /ABESO - Associação Brasileira para o
Estudo da Obesidade e da Síndrome Metabólica. 3. ed. São Paulo: AC Farmacêutica; 2009.
75. Gloy VL, Briel M, Bhatt DL, Kashyap SR, Schauer PR, Mingrone G, et al. Bariatric surgery versus non-surgical treatment for obesity: a systematic review and meta-
analysis of randomised controlled trials. BMJ. 2013;347:f5934.
76. Maggard MA, Shugarman LR, Suttorp M, Maglione M, Sugerman HJ, Livingston EH, et al. Meta-analysis: surgical treatment of obesity. Ann Intern Med. 2005;142(7):547-59.
77. Martí-Valeri C, Sabaté A, Masdevall C, Dalmau A. Improvement of associated
respiratory problems inmorbidly obese patients after open Roux-en-Y gastric bypass. Obes Surg. 2007;17(8):1102-10.
78. Wei YF, Wu HD. Candidates for Bariatric Surgery: Morbidly Obese Patients with Pulmonary Dysfunction. J Obes. 2012;2012:1-6.
129
79. Santana AN, Souza R, Martins AP, Macedo F, Rascovski A, Salge JM. The effect
of massive weight loss on pulmonary function of morbid obese patients. Respir Med. 2006;100(6):1100-04.
80. De Souza SA., Faintuch J, Cecconello I. Spirometric function improves in the morbidly obese after 1-year post-surgery. Obes Surg. 2010;20(9):1273-77.
81. Hennis PJ, Meale PM, Hurst RA, O'Doherty AF, Otto J, Kuper M, et al.
Cardiopulmonary exercise testing predicts postoperative outcome in patients undergoing gastric bypass surgery. Br J Anaesth. 2012;109(4):566-71.
82. Stegen S, Derave W, Calders P, Van Laethem C, Pattyn P. Physical fitness in morbidly obese patients: effect of gastric bypass surgery and exercise training. Obes
Surg. 2009;21(1):61-70. 83. Josbeno DA, Kalarchian M, Sparto PJ, Otto AD, Jakicic JM. Physical activity and
physical function in individuals post-bariatric surgery. Obes Surg. 2011;21(8):1243-9.
84. King WC, Bond DS. The importance of preoperative and postoperative physical activity counseling in bariatric surgery. Exerc Sport Sci Rev. 2013;41(1):26-35.
85. Baillot A, Audet M, Baillargeon JP, Dionne IJ, Valiquette L, Rosa-Fortin MM, et al. mpact of physical activity and fitness in class II and III obese individuals: a systematic
review. Obes Rev. 2014;15(9):721-39. 86. Coen PM, Tanner CJ, Helbling NL, Dubis GS, Hames KC, Xie H, et al. Clinical trial
demonstrates exercise following bariatric surgery improves insulin sensitivity. J Clin Invest. 2015;125(1):248-57.
87. Bond DS, Phelan S, Wolfe LG, Evans RK, Meador JG, Kellum JM, et al. Becoming physically active after bariatric surgery is associated with improved weight loss and
health-related quality of life. Obesity (Silver Spring). 2009;17(1):78-83.
88. Toledo FG, Menshikova EV, Azuma K, Radiková Z, Kelley CA, Ritov VB, et al. Mitochondrial capacity in skeletal muscle is not stimulated by weight loss despite increases in insulin action and decreases in intramyocellular lipid content. Diabetes.
2008;57(4):987-94.
89. Fonseca-Junior SJ, Sá CG, Rodrigues PA, Oliveira AJ, Fernandes-Filho J. Physical exercise and morbid obesity: a systematic review. Arq Bras Cir Dig. 2013;26 Suppl 1:67-73.
90. Castello V, Simões RP, Bassi D, Catai AM, Arena R, Borghi-Silva A. Impact of
aerobic exercise training on heart rate variability and functional capacity in obese women after gastric bypass surgery. Obes Surg. 2011;21(11):1739-49.
91. Shah M, Snell PG, Rao S, Adams-Huet B, Quittner C, Livingston EH, Garg A. High-volume exercise program in obese bariatric surgery patients: a randomized, controlled
trial. Obesity (Silver Spring). 2011;19(9):1826-34.
130
92. Aron-Wisnewsky J, Verger EO, Bounaix C, Dao MC, Oppert JM, Bouillot JL, et al.
Nutritional and Protein Deficiencies in the Short Term following Both Gastric Bypass and Gastric Banding. PLoS One. 2016;11(2):e0149588.
93. Chaston TB, Dixon JB, O'Brien PE. Changes in fat-free mass during significant weight loss: a systematic review. Int J Obes (Lond). 2007;31(5):743-50.
94. Egberts K, Brown WA, Brennan L, O'Brien PE. Does exercise improve weight loss
after bariatric surgery? A systematic review. Obes Surg. 2012;22(2):335-41. 95. Bastos ECL, Barbosa EMWG, Soriano GMS, Santos EA, Vasconcelos SML.
Fatores determinantes do reganho ponderal no pós-operatório de cirurgia bariátrica. Arq Bras Cir Dig. 2013;26 Supl 1:26-32.
96. Magro DO, Delfini R, Pareja BC, Callejas F, Pareja JC. Long-term Weight Regain after Gastric Bypass: A 5-year Prospective Study. Obes Surg. 2008;18(6):648-51.
97. Dalcanale L, Oliveira CPMS, Faintuch J, Nogueira MA, Rondó P, Lima VMRL, et
al. Long-Term Nutritional Outcome After Gastric Bypass. Obes Surg. 2010;20(2):181-7.
98. Beleli CAV, Filho AC, Silva RM, Camargo MA, Scopin DR. Fatores preditivos na perda ponderal de pacientes submetidos ao Bypass Gástrico em Y-de-Roux. BMI.
2011;1:16-23. 99. Pajecki D, Dalcanalle L, Oliveira CPS, Zilberstein B, Halpern A, GarridoAB, et al.
Follow-up of Roux-en-Y gastric bypass patients at 5 or more years postoperatively. Obes Surg. 2007;17(5):601-7
100. Miot HA. Tamanho da amostra em estudos clínicos e experimentais. J Vasc Bras. 2011;10(4):275-78
101. Bergman RN, Stefanovski D, Buchanan DA, Sumner AE, Reynolds JC, Sebring
NG, et al. A Better Index of Body Adiposity. Obesity. 2011;19(5):1083-9. 102. Ben-Noun L, Sohar E, Laor A. Neck circumference as a simple screening
measure for identifying overweight and obese patients. Obesity Res. 2001;9(8):470-7.
103. I Diretriz Brasileira de Diagnóstico e Tratamento da Síndrome Metabólica. Arq Bras Card. 2005;84 Supl I:1-28.
104. Laszlo G. Standardisation of lung function testing: helpful guidance from the ATS/ERS Task Force. Thorax. 2006;61(9):744-6.
105. Pereira CAC, Sato T, Rodrigues SC. New reference values for forced spirometry in white adults in Brazil. J Bras Pneumol. 2007;33(4):397-406.
106. Barbosa e Silva O, Sobral DC. Uma nova Proposta para Orientar a Velocidade e
Inclinação no Protocolo em Rampa na Esteira Ergométrica. Ar Bras Cardio. 2003;81(1):42-7.
131
107. Wasserman K, Hansen JE, Sue DY. Prova de Esforço: princípios e interpretação. 3. ed. Rio de Janeiro: Revinter; 2005.
108. Wasserman K, Whipp BJ, Koyl SN, Beaver WL. Anaerobic threshold and respiratory gas exchange during exercise. J Appl Physiol. 1973;35(2):236-43.
109. American College of Sports Medicine – ACSM. Diretrizes do ACSM para Testes
de Esforço e sua Prescrição. 9. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan; 2014
132
ANEXOS
133
ANEXO I – PARECER APROVADO DO COMITÊ DE ÉTICA E PESQUISA
134
135
136
137
ANEXO II - ESCALA DE PERCEPÇÃO DE ESFORÇO – BORG
138
ANEXO III – PARECER DAS REVISTAS CIENTÍFICAS
139
140
APÊNDICES
141
APÊNDICE A – TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E
ESCLARECIDO - TCLE
TERMO DE CONSENTIMENTO LIVRE E ESCLARECIDO - TCLE
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE – UFRN/HOSPITAL
UNIVERSITÁRIO ONOFRE LOPES – HUOL
Projeto de pesquisa: EFEITOS DA CIRURGIA BARIÁTRICA E DE UM PROGRAMA DE EXERCÍCIOS NA APTIDÃO CARDIORRESPIRATÓRIA E FUNÇÃO
PULMONAR EM MULHERES OBESAS.
V.Sa. está sendo convidada a participar do projeto de pesquisa acima citado.
Os avanços na área da saúde ocorrem por meio de estudos como este, por isso a sua
participação é importante. O documento abaixo contém todas as informações
necessárias sobre a pesquisa que estamos realizando. Não será feito nenhum
procedimento que lhe traga qualquer desconforto ou risco à sua vida. Você terá
acesso aos profissionais responsáveis pela pesquisa para esclarecimento de
eventuais dúvidas podendo tirar suas dúvidas ligando para Tatiana Onofre Gama (84-
999210865).
Você poderá ter todas as informações que quiser e poderá não participar da
pesquisa ou retirar seu consentimento a qualquer momento. Pela sua participação no
estudo, você não receberá qualquer valor em dinheiro, mas terá a garantia de que
todas as despesas necessárias para a realização da pesquisa não serão de sua
responsabilidade. As informações obtidas serão utilizadas apenas para essa pesquisa
e serão analisadas em conjunto com outros fisioterapeutas, não sendo divulgada a
identificação de seu nome.
Eu, __________________________________________, residente e domiciliado (a)
na_________________________________________________________________
_______, portadora da célula de identidade, RG________________, telefone para
contato:________________________, nascido (a) em ____/____/___, abaixo
assinado (a), concordo de livre e espontânea vontade em participar como voluntário
(a) do estudo “EFEITOS DA CIRURGIA BARIÁTRICA E DE UM PROGRAMA DE
EXERCÍCIOS NA APTIDÃO CARDIORRESPIRATÓRIA E FUNÇÃO PULMONAR
EM MULHERES OBESAS”.
142
Declaro que ficaram claros para mim quais são os propósitos do estudo, os
procedimentos a serem realizados, seus desconfortos e riscos, as garantias de
confidencialidade e de esclarecimentos permanentes. Ficou claro também que minha
participação é isenta de despesas. Concordo voluntariamente em participar deste
estudo e poderei retirar o meu consentimento a qualquer momento, antes ou durante
o mesmo, sem penalidades ou prejuízo ou perda de qualquer benefício que eu possa
ter adquirido, ou no meu atendimento neste Serviço. Estou ciente que:
I) O estudo é necessário para avaliar a função cardiopulmonar em indivíduos
submetidos à cirurgia cardíaca.
II) No terceiro mês de pós-operatório os voluntários participarão de um programa de
exercícios ou não, de acordo com o grupo pré-selecionado escolhido de forma livre
pelo voluntário. O programa de tratamento consta: exercícios de força para membros
superiores e inferiores utilizando halteres e caneleiras, treinamento aeróbico em
bicicleta ergométrica e esteira, além de alongamento, durante 12 semanas com uma
frequência de três vezes na semana.
III) Os voluntários serão submetidos a prova de função pulmonar e ao teste de esforço
cardiopulmonar em três momentos distintos: pré-operatório, três meses após a
cirurgia e doze semanas após o segundo momento de avaliação.
IV) Durante a realização do Testes de Esforço Cardiopulmonar e Espirometria, a
previsão de riscos é mínima, ou seja, o risco que você corre é semelhante àquele
sentido num exame físico ou psicológico de rotina. Pode acontecer um desconforto,
como sensação de falta de ar, queda e/ou aumento da pressão arterial ou tonturas.
Caso o desconforto aconteça, os testes serão imediatamente interrompidos para que
sua função seja recuperada.
VI) Tenho a liberdade de desistir ou interromper a colaboração neste estudo no
momento em que desejar, sem necessidade de qualquer explicação, onde a
desistência não causará nenhum prejuízo à minha saúde ou bem estar físico;
VII) Os resultados obtidos durante este estudo serão mantidos em sigilo, mas
concordo que sejam divulgados em publicações científicas, desde que meus dados
pessoais não sejam mencionados;
VIII) Caso eu desejar, poderei tomar conhecimento dos resultados ao final desta
pesquisa.
143
( ) Desejo conhecer os resultados ( ) Não desejo conhecer os
resultados
Natal,_____ de ______________ de 2015.
( ) Voluntário__________________________________________________
Declaro que obtive de forma apropriada e voluntária o Consentimento Livre e
Esclarecido deste paciente para a participação neste estudo.
Orientadora responsável pelo Projeto: ____________________________
SELMA SOUSA BRUNO Profa. Adjunta Departamento Fisioterapia – UFRN
Responsável pelo Projeto:_____________________________________
TATIANA ONOFRE GAMA Fisioterapeuta CREFITO 1- 128768-F
144
APÊNDICE B - FICHA DE AVALIAÇÃO FISIOTERAPÊUTICA
Data da avaliação: __/__/__ Reavaliação: __/__/__
IDENTIFICAÇÃO
Nome:__________________________________________________________________________
Data de nascimento: ____/____/____ Idade:______anos Telefone:___________________________ Endereço: _______________________________________________________________________
Sexo: □ M □ F Estado Civil: □ Casado □ Solteiro □ Divorciado □ Viúvo
Escolaridade: □ Analfabeto □ 1°grau □ 2°grau □ 3°grau □ Completo □ Incompleto Profissão: _________________________________________________________
Antecedentes
Patológicos: □HAS □DM □ D.Cardiovasculares □Dislipidemia □Resist. à Insulina □DPOC
□Asma □Câncer □ AVE□Artrite □Artrose □Lupus Eritematoso □Outras ________________
Familiares: □ HAS □ DM □ D.Cardiovasculares □ Dislipidemia □ Resist. à Insulina □ DPOC □ Asma
□ Câncer □ AVE □Outras ________________ Hábitos de Vida: □ Etilista □ Sedentário □ Ativo Frequência: ________________________ □
Fumante □ Ex-fumante Anos de fumo:______ Cigarros/dia: ______.
Sono: □ Insônia □ Sonolência matutina □ Roncos □ Despertar com Sufocação
Dor: □ ausência de dor □ dor Local? __________________ Piora com o que?____________
Ciclo menstrual:□ Regular □ Irregular □ Ausente
Medicação: □ Sim □ NãoQual/ Tempo de Uso? __________________________________
MMII:□ Varizes □ Microvarizes □ Edemas □ Erisepela
Cirurgias Anteriores:□ Sim □ Não Qual?________________________________
MEDIDAS ANTROPOMÉTRICAS
Peso (Kg): Altura (m):
IMC (Kg/m²): Grau de Obesidade: □ I (30-34,9) □ II (35-39,9) □ III (40-44,9)
Circunferência Cintura (cm): Circunferência Quadril (cm):
Circunferência Pescoço (cm): RCQ:
IAC:
145
FUNÇÃO PULMONAR
CVF FEF25-75%
CVF% PFE
VEF1 VC
VEF1% VRE
VEF1/CVF VVM
TESTE DE ESFORÇO CARDIOPULMONAR – TECP Data: ___/___/___
Nome: __________________________________ Idade: ______ Peso: _____ Altura: _____ FCmáx: _______ VO2predito: ______ VE predita: ________ Tempo início prova: _________ Término da prova: ____________
Protocolo: _______________ Diagnóstico: ________________
TECP – ERGOESPIROMETRIA
Variável Repouso 2' 4' 6' 8' 10' Recuperação
FC (bpm)
PA (mmHg)
SpO² (%)
Borg Disp (6-12)
Borg Fad (6-12)
VO² ml/kg/min
VO² ml/min
VE
VCO²
R
VE/VO²
VE/VCO²
Pulso O²
Motivo término da prova:
Ultrapassou FCmáx □ Queda da saturação □ Fadiga □ Dispneia □ HAS □Tontura □Outros □ Qual?_______________________________________
OBS:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
PROVA DE FUNÇÃO PULMONAR
146
APÊNDICE C - FICHA DE REABILITAÇÃO E MONITORIZAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE - UFRN
HOSPITAL UNIVERSITÁRIO ONOFRE LOPES - HUOL UNIDADE DE REABILITAÇÃO CARDÍACA - CORE
FICHA DE REABILITAÇÃO – Pós-operatório Cirurgia Bariátrica
147
DATA Sessões Treino
MONITORIZAÇÃO
PA (mmHg)
FC (bpm)
SpO2 (%) Borg (6-20)
Início Fim
Aerób.
Fim
Treino
0’ 10’ 20’ 30’ 40’ 50’ 60’ 0’ 10’ 20’ 30’ 40’ 50’ 60’ 0’ 10’ 20’ 30’ 40’ 50’ 60’
Sessão 1
Sessão 2
Sessão 3
Sessão 4
Sessão 5
Sessão 6
Sessão 7
Sessão 8
Sessão 9
Sessão 10
Sessão 11
Sessão 12
Sessão 13
Sessão 14
Sessão 15
Sessão 16
Sessão 17
Sessão 18
Sessão 19
Sessão 20
Sessão 21
Sessão 22
Sessão 23
Sessão 24
Sessão 25
Sessão 26
Sessão 27
Sessão 28
Sessão 29
Sessão 30
Sessão 31
Sessão 32
148
Observações (caso necessário, em cada sessão):
____________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________________________________________
Sessão 33
Sessão 34
Sessão 35
Sessão 36
Sessão 37
Sessão 38
Sessão 39
Sessão 40
149
APÊNDICE D – PROTOCOLO DE TREINO AERÓBIO
PROTOCOLO DE TREINO AERÓBIO (PÓS-OPERATÓRIO CIRURGIA BARIÁTRICA)
1 2 3 4 5 6
7
8
9 10 11 12 13 14
15
16 17 18 19 20 21
22
23 24 25 26 27 28
29
30 31 32 33 34 35
36
37
Aquecimento 3km/hr 0% inclinação
Treino em 40%-60% FCR
Tiros 1’ a 2’ em 85%-90% FCR
Desaquecimento 3km/hr 0% inclinação