Physiological profile of adult male long-distance trail runners: variations according to competitive level (national or regional).

OBJECTIVE: To describe and identify the importance of different indicators of the aerobic and anaerobic fitness of male ultra-trail runners according to their level of participation (regional or national).
METHODS: Forty-four male ultra-trail runners were assessed (36.5±7.2 years). They were classified as regional (n=25) and national (n=19). Wingate test was used to assess the anaerobic pathway. A progressive incremental running test was performed and ventilatory thresholds registered, in parallel to heart rate and lactate concentration at the end of the protocol. Comparison between groups was performed using independent samples t-test.
RESULTS: No significant differences were found between outputs derived from Wingate test. For aerobic fitness, while examining absolute values, differences were uniquely significant for the second ventilatory threshold (ultra-trail regional runners: 3.78±0.32L.min-1; ultra-trail national runners: 4.03±0.40L.min-1 p<0.05). Meantime, when aerobic fitness was expressed per unit of body mass, differences were significant for the second ventilatory threshold (ultra-trail regional runners: 50.75±6.23mL.kg-1.min-1; ultra-trail national runners: 57.88±4.64mL.kg-1.min-1 p<0.05) and also maximum volume of oxygen (ultra-trail regional runners: 57.33±7.66mL.kg-1.min-1; ultra-trail national runners: 63.39±4.26mL.kg-1.min-1 p<0.05).
CONCLUSION: This study emphasized the importance of expressing physiological variables derived from running protocols per unit of body mass. Also, the second ventilatory threshold appears to be the best and the only aerobic fitness variable to distinguish between trail runners according to competitive level. Maximal oxygen uptake seems of relative interest to distinguish between long distance runners according to competitive level.

INTRODUCTION

Trail running is generally performed on hiking trails with steep gradients, both uphill and downhill. Different from cross-country running, trail running is not listed among the International Association of Athletics Federation (IAAF) athletic disciplines. Trail running includes a wide range of distances, from short to ultra long (<42km and >100km, respectively)( and has attracted a growing number of participants in recent years.(In spite of the increasing popularity of the sport, related research is still scarce.

Aerobic fitness seems an obvious determinant of performance in middle and long distance runners,( even though maximal oxygen uptake is thought to be of minor importance in downhill sections.( Variations in terrain characteristics in trial running competitions, particularly gradient variations, may place extraordinary demands on other metabolic pathways, such as the anaerobic. Percentage of maximum heart rate (HR) and oxygen uptake are subject to wide intra- and inter-individual variability in competitive sports activities. A recent study(described the physiological profile of runners taking part in a 65km mountain marathon, with 4,000m of cumulative elevation gain based on data collected from 23 amateur participants. Heart rate was monitored during the race and intensity zones were defined according to ventilatory threshold (VT) as zone I (VT2). Mean race time in that study was 11.8 hours (±1.6 hour); mean race intensities were as follows: 85.7% zone I, 13.9% zone II and 0.4% zone III. Data related to exercise intensity variation are vital for competitive training and nutrition strategies.

Literature devoted to trail running addresses some topics, such as muscular performance,( muscle damage,( central fatigue and sleep deprivation(, as well as risk of musculoskeletal injuries.( Yargic et al.,( have recently examined the acute variation of molecules (interleukin − IL − 6, IL-15 and Hsp72) with significant effects on glucose and fat metabolism after a long distance trail run. Another recent study( described biomechanical characteristics of short distance trail runners and their respective performances. Studies comparing ultra trail runners (UTRs) according to competitive level, if national (UTRs-N) or regional (UTRs-R), are lacking. Efficient conversion of metabolic energy into mechanical power is a major determinant of endurance performance.( Mean HR intensity has been shown to progressively decline (running < cycling < swimming) in ultra-endurance triathlons.( Competitions often have large withdrawal rates,(mainly due to inadequate pacing strategies (i.e., choice of exercise intensity) or, in the case of trail runners, changes in energy costs associated with varying terrain (varying gradient in particular) interfering with running pace estimation.

An interesting intuitive question to be answered for endurance trail runners: “Why should fitness in prolonged endurance exercises, such as trail running, in which the oxygen uptake is not maximal, be determined by maximum volume of oxygen (VO2peak)”?

In the light of previous findings, this study set out to outline the profile of ultra trail runners competing at regional or national level, and to determine the significance of different indicators of aerobic and anaerobic fitness for differentiation of athletes according to competitive level. It was hypothesized that variables associated with metabolic pathways, other than VO2peak would be relevant to distinguish between long distance competing at different levels.

OBJECTIVE

To describe and identify the importance of different indicators of the aerobic and anaerobic fitness of male ultra-trail runners according to their level of participation (regional or national).

METHODS

Study design and ethical requirements

Comparative cross-sectional study conducted at the Laboratory of Biokinetics located in the stadium of Universidade de Coimbra, in compliance with sports medicine ethical standards.( This project was approved by the Ethics Committee of the Universidade de Coimbra (CE/FCDEF-UC/00102014). All participants were informed of study nature and objective and signed an Informed Consent Term. Participation was voluntary.

Sample

Participants were recruited by convenience. Sample size was similar to that of previous studies with trail runners.( The final sample comprised 44 adult male UTRs (mean chronological age: 36.5±7.2 years). Inclusion criteria were as follow: 2 or more years of participation and competition in the sport; having participated in regional or national competitions organized by the Associação Trail Running Portugal; and minimum of five competitions in the previous season. Runners with a history of loss time musculoskeletal injuries in the 2 months prior to the study were excluded. Participants were allocated to one of two groups according to competitive level: UTR-R and UTR-N. The UTR-R group comprised runners training with no professional guidance or advice to achieve competitive goals in the national ranking. The UTR-N group comprised runners training systematically under professional guidance and qualified for the national ranking. Ultra trail runners competing at the national level also competed in international events. Training experience data were collected by interviews.

Anthropometry

Body mass and stature were measured to the nearest 0.1kg and 0.1cm using a scale (SECA balance, model 770, Hanover, MD, USA) and a stadiometer (Harpenden stadiometer, model 98.603, Holtain, Crosswell, UK), respectively.

Aerobic fitness

Oxygen uptake data were collected during incremental treadmill (Quasar, HP Cosmos, Germany) running test. Flow and volume were calibrated using 3L syringe (Hans Rudolph, Kansas City, MO, USA) prior to each test; the gas analyzer (carbon dioxide and oxyen) (Quark, CPET, Cosmed, Italy) was calibrated using a kit (Cosmed, UN1956, 560L, 2200 psi, 70F). Air temperature and humidity were measured using a portable digital weather station equipped with thermo-hygrometer (Oregon Scientific, Model BAR913HGA, Tualatin, USA). All tests were performed at the same time of day (in the morning, between 10 a.m. and 12 p.m.). Final blood lactate level was measured using a portable analyzer (Lactate Pro2 Analyzer, Arcay, Inc.). Blood samples (25µL) were collected from the right thumb using a disposable lancet (UniStik 2 Extra). Samples were collected during the recovery period, immediately after maximum effort was reached. Athletes started the test running at 8km.h-1 at a constant gradient of 2% for 2 minutes. Running speed was increased by 1km.h-1 every minute to exhaustion; gradient was kept constant throughout.( Heart rate was measured using a HR monitor (model T81 − CODED, Polar Electro, Finland). Peak oxygen uptake was defined by satisfaction of at least four out of five criteria, as follows: respiratory exchange ratio (RER) higher than 1.05; maximal HR over 95% of maximum value predicted for age; VO2 plateau in spite of increasing running speed; perception of exhaustion (Borg CR-10 Scale); blood lactate concentration >8mmol.L-1. The following variables were retained for subsequent analysis: VO2 values (VT1, VT2 and peak), maximal HR, RER and final lactatemia.

Anaerobic fitness

The 30-second Wingate Anaerobic Test (WAnT) was conducted using a friction-loaded cycle ergometer (Monark AB, model 894E Peak Bike, Varberg, Sweden) connected to a microcomputer. The ergometer was calibrated according to manufacturer’s recommendations. Resistance was set at 0.075kg per unit of body mass. Participants were first submitted to a standardized 3-minute warm-up followed by a set of lower limb stretching exercises. Prior to countdown timer start, subjects pedaled at a constant rate of 60rpm with minimum resistance (basket supported). Standardized verbal encouragement was provided by observers. Wingate Anaerobic Test power outputs (WAnT peak, WAnT-P and WAnT mean, WAnT-M) were retained for analysis.

Statistics analysis

Reliability of anthropometric measurements was determined according to technical error of measurement (TEM) and coefficients of variation (%CV). Anthropometric variables were measured twice in a subsample (n=13) for TEM determination; TEM was expressed in the same units and as percentage of the pooled mean (%CV), as follows: stature (TEM=0.37cm; %CV=0.21); body mass (TEM=0.56kg; %CV=0.81). This study involved two functional tests; therefore, quality control was not possible. Descriptive statistics were calculated for the overall sample (mean, standard error of the mean, 95% confidence interval, and standard deviation). Data normality was tested using the Kolmogorov-Smirnov test. Intergroup comparisons were based on the t- test for independent samples. The level of significance was set at 95%. Statistics analyses were performed using software (SPSS), version 25 for Windows; (SPSS Inc., IBM Company, Armonk, NY, USA). Figures were created using GraphPad Prism version 5.03 software (GraphPad Software, La Jolla, USA).

RESULTS

Descriptive characteristics of the sample (chronological age, training experience, stature, body mass, WAnT and aerobic test outputs) are summarized in table 1. All variables, except for training experience, body mass and RER, were marginally dependent variables according to study objectives. Briefly, sample characteristics were as follows: mean age of 36.5 years and 4 years of participation in the sport on average. Comparisons according to competitive level failed to reveal significant differences in training experience or stature between between UTRs-R and UTRs-N (Table 2). However, moderate mean body mass differences were noted, UTRs-R being 5.5kg heavier than UTRs-N (Figure 1).

Table 1

Descriptive statistics of the overall sample (n=44): chronological age, training experience, body size, Wingate test power outputs and data extracted from the incremental treadmill running test

Variable	Mean value	Standard error	95%CI	Standard deviation
Chronological age, year	36.5	1.1	34.3-38.7	7.2
Training experience, year	4.0	0.4	3.1-4.8	2.8
Stature, cm	174.4	1.0	172.3-176.5	6.9
Body mass, kg	73.0	1.5	70.1-76.0	9.6
WAnT-P, Watt	820	24	776-872	157
WAnT-M, Watt	587	13	562-615	86
Oxygen uptake: VT1, L.min-1	2.93	0.06	2.79-3.05	0.4
Oxygen uptake: VT2, L.min-1	3.87	0.06	3.75-4.00	0.4
Oxygen uptake: peak, L.min-1	4.32	0.06	4.21-4.43	0.4
Maximum heart rate, beats.min-1	175	1.5	172-178	9
RER, L.min-1 / L.min-1	1.16	0.01	1.14-1.16	0.1
Lactate, mmol.L-1	10.9	0.3	10.23-11.6	2.0

95%CI: 95% confidence interval;l WAnT-P: Wingate test peak output; WAnT-M: Wingate test mean output; VT1: first ventilatory threshold; VT2: second ventilatory threshold; RER: respiratory exchange ratio.

Table 2

Descriptive statistics (mean±standard deviation) according to competitive level and intergroup comparisons of chronological age, training experience, anthropometric data and outputs of functional tests assessing metabolic pathways

Dependent variables Yi:	X: independent variables		Comparison
	Regional	National	Difference (95%CI)	Student t test
	(n=25)	(n=19)		t value	p value
Chronological age, years	38.8±8.2	33.5±4.1	5.3 (1.5-9.1)	2.808	<0.01
Training experience, years	3.9±3.0	4.1±2.6	-0.2 (-1.9-1.6)	-0.199	0.84
Stature, cm	174.2±6.5	174.7±7.4	-0.5 (-4.8-3.7)	-0.243	0.81
Body mass, kg	75.4±10.5	69.9±7.6	5.5 (-0.2-11.2)	1.931	0.06
WAnT-P, Watt	816±164	824±١٥٠	-7.3 (-104.8-90.2)	0.151	0.88
WAnT-M, Watt	581±94	594±76	-13.6 (-66.8-39.6)	0.517	0.61
Oxygen uptake − VT1, L.min-1	2.95±0.32	2.96±0.48	-0.0 (-0.3-0.2)	-0.071	0.94
Oxygen uptake − VT2, L.min-1	3.78±0.32	4.03±0.40	-0.2 (-0.5- -0.0)	-2.238	0.03
Oxygen uptake − peak, L.min-1	4.26±0.35	4.40±0.36	-0.1 (-0.4-0.1)	-1.292	0.20
Maximum heart rate, beats.min-1	173±10	176±7	-3 (-9-2)	-1.360	0.25
RER	1.16±0.07	1.16±0.06	0.01 (-0.04-0.04)	-0.026	0.98
Lactate, mmol.L-1	11.42±1.83	10.27±2.04	1.1 (-0.2-2.5)	1.691	0.10
Oxygen uptake − VT1, mL.kg-1.min-1	39.56±5.15	42.45±5.73	-2.9 (-6.2-0.5)	-1.736	0.09
Oxygen uptake − VT2, mL.kg-1.min-1	50.75±6.23	57.88±4.64	-7.1 (-10.6- -3.7)	-4.156	<0.01
Oxygen uptake − peak, mL.kg-1.min-1	57.33±7.66	63.39±4.26	-6.1 (-9.8- -2.3)	-3.287	0.02

95%CI: 95% confidence interval; WAnT-P: Wingate test peak output; WAnT-M: Wingate test mean output; VT1: first ventilatory threshold; VT2: second ventilatory threshold; RER: respiratory exchange ratio.

Figure 1

Mean stature and body mass by level of participation

UTR-R: regional level runners; UTR-N: national level runners.

Overall, UTRs-N tended to achieve higher absolute power outputs (WAnT; Figure 2), VTs and VO2peak (Figure 3). Mean intergroup VT2 differences were only moderate (t=-2.238; p<0.05). However, following estimation of VT2 oxygen uptake values per unit of body mass, mean intergroup differences became large (t=-4.156; p<0.01). Differences were more or less pronounced depending on absolute or relative format of the parameters (absolute VT2: p<0.05 relative VT2: p<0.01) and VO2peak values (absolute VO2peak: non-significant; relative VO2peak: p<0.05). Maximum HR, RER and blood lactate levels did not differ significantly between groups, in spite of mean differences of moderate magnitude in lactate levels, with lower values detected in the UTR-N group.

Figure 2

Mean values for anaerobic outputs obtained from the Wingate test by level of participation

UTR-R: regional level runners; UTR-N: national level runners; WAnT-P: Wingate test peak output; WAnT-M: Wingate test mean output.

Figure 3

Mean values of variables measured during the treadmill running test expressed in absolute values and normalized for body mass, according to competitive level

UTR-R: regional level runners; UTR-N: national level runners VT1: first ventilatory threshold; VT2: second ventilatory threshold; VO2peak: peak oxygen uptake.

DISCUSSION

This cross-sectional study outlined the profile of adult male UTR athletes according to competitive level (regional or national) based on results of different tests and variables associated with metabolic pathways. Major findings suggested runners in the UTR-N group were lighter in terms of absolute body mass and achieved better oxygen consumption values at intermediate variables VT2. No differences in peak oxygen uptake were found. However, oxygen uptake differences tended to be more pronounced when variables were expressed in relative (adjusted for body mass) compared to absolute values, suggesting a need for adequate weight management in long distance runners.

Differences detected at VT2 (absolute values) according to competitive level supported literature data. The second ventilator threshold (VT2), also named respiratory compensation point, is defined as the second breakpoint in ventilatory response due to acidosis (pH drop) caused by lactate production (insufficient bicarbonate buffering effect).( Differences in absolute oxygen consumption between runners covering middle or long distances have been reported.( Findings of this study suggest differences between UTRs competing at different levels may also reflect adaptability and can be in part explained by the fact that UTRs-N tend to be have access to more appropriate training programs, including bouts of acceleration and deceleration during the run, and are more often tested for morphological and physiological variables.

Lactate concentration and lactate threshold (markers of anaerobic metabolism contribution)( are additional indicators of endurance performance evaluated in this study. Lower lactate levels during tests suggest higher ability of muscle tissues to prevent or delay the perception of fatigue, as rising blood lactate levels lead to premature exhaustion or muscle cramping, both of which are often associated with dropping out or poor performance in ultra-marathons.( Low blood lactate levels in UTRs-N in this study reflected previous findings in middle and long distance runners.( Less experienced long distance runners tend to adopt constant pace strategies( to prevent lactate production, whereas runners with better competitive performances tend to run at varying pace and are able to recover better from short bouts of exercise out of their aerobic zone.

Wingate test power outputs (WAnT-P and WAnT-M) did not differ significantly between UTRs-N and UTRs-R in this study. The Wingate protocol is commonly used to estimate anaerobic fitness in several sport disciplines.( Middle and long distance runners are known to achieve lower anaerobic power values compared to sprinters.(Despite training program differences, runners competing at the national or regional level in this study performed similarly in the Wingate test. Specific running protocols such as repeated sprints may be required to tease out potential differences between these two groups. In other words, being a cycle-ergometer-based test performed with subjects in the sitting position, the Wingate test may not be ideal to discriminate between UTRs.

This is the first study comparing metabolic pathways between UTRs according to competitive level (national or regional). However, some limitations need to be highlighted. First, voluntary recruitment of athletes yielded a small sample. Also, different (individually determined) initial speed may need to be adopted in protocols assessing aerobic fitness. Finally, length of exercise at each speed zone may not have been enough for oxygen uptake kinetics assessment. Future studies should also include blood sample collection after exercise completion at each speed zone.(

CONCLUSION

Ultra distance trail running requires a well-trained aerobic component. Although maximal oxygen uptake is thought to be the best indicator of aerobic fitness, it did not come up as a vital component of aerobic fitness in this study. Ultra trail runners competing at different levels appeared to be more apt to vary their pace. Moderate to high values at the second ventilatory threshold seemed to be of benefit in extreme endurance activities. Trail runners competing at the national level achieved better outcomes at the second ventilatory threshold/respiratory compensation point, showing superior ability to respond to short bouts of higher intensity exercise. This versatility appeared to be specific to running, therefore this exercise pattern should be used to assess metabolic fitness in ultra distance trail runners instead of cycle-ergometer-based protocols. Finally, aerobic fitness in the sport in question appeared to be associated with optimal weight management, given differences between groups were more pronounced when physiological variables were expressed per unit of body mass. Future studies should account for intra-individual variation in physiological variables and competitive performance.

INTRODUÇÃO

A corrida em todo terreno (ou em trilha, trail run) costuma ser praticada geralmente em locais montanhosos, com subidas e descidas e, ao contrário da corrida cross-country, não figura entre as modalidades reconhecidas pela International Association of Athletics Federation (IAAF). O esporte contempla uma ampla gama de distâncias, incluindo corridas curtas até ultralongas (<42km e >100km, respectivamente)( e vem atraindo progressivamente maior número de participantes.(Pese a popularidade crescente do esporte, as pesquisas na área ainda são escassas.

A aptidão aeróbica parece ser um determinante óbvio do desempenho de corredores de meia e longa distância,( embora o consumo máximo de oxigênio seja considerado menos importante nas descidas.(A variação de terreno, principalmente no que se refere ao grau de inclinação do percurso, pode impor grandes exigências sobre a via metabólica anaeróbica. A percentagem de utilização da frequência cardíaca (FC) máxima e o consumo de oxigênio sofrem substancial variação intra e interindividual em atividades esportivas de competição. Estudo recente(descreveu o perfil fisiológico de participantes de uma ultramaratona de montanha de 65km, com 4.000m de ganho acumulado (altitude), tendo por base dados relativos a uma amostra de 23 corredores amadores. A FC foi monitorada durante a corrida, e a intensidade foi definida de acordo com o limiar ventilatório (LV) como zonas I (VT2). O tempo médio de prova no estudo em questão foi de 11,8 horas (±1,6 hora), com as seguintes intensidades médias de corrida: 85,7% na zona I, 13,9% na zona II e 0,4% na zona III. Os dados referentes à variação de intensidade parecem fundamentais nas estratégias de competição e nos objetivos de treino, com implicações no que diz respeito às necessidades nutricionais.

A literatura dedicada ao esporte aborda alguns tópicos, como desempenho muscular,(lesão muscular,( fadiga central e falta de sono,( além de risco de lesões musculoesqueléticas.( Recentemente, Yargic et al.,( analisaram a variação aguda de moléculas (interleucina – IL − 6, IL-15 e Hsp72) dotadas de efeitos importantes sobre o metabolismo glicolítico e da gordura em corredores de trilhas de longa distância. Outro estudo( descreveu as características biomecânicas de corredores de trilhas de curta distância e seus respectivos desempenhos. No entanto, faltam estudos comparando corredores de trilha de ultradistância (UTR - ultra trail runners) de acordo com os níveis competitivos nacional (UTR-N) ou regional (UTR-R). A eficiência na conversão de energia metabólica em potência mecânica é um dos principais determinantes do desempenho em esportes de longa duração (endurance).( Nos triatlos de ultra endurance, as intensidades médias de FC decrescem progressivamente da corrida para o ciclismo para a natação.( Não surpreendentemente, o índice de desistência em competições costuma ser alto( principalmente devido a estratégicas inadequadas relativamente ao ritmo (isto é, seleção da melhor intensidade do exercício). No caso dos corredores de trilha, as variações de custo energético associadas às diferentes condições de terreno (principalmente à inclinação) dificultam a estimativa da velocidade de corrida.

Intuitivamente, parece ter interesse para corredores de trilha de longa distância saber o relevo do volume máximo de oxigênio (VO2max) para esforços prolongados de resistência, como a corrida em trilhas, nos quais o consumo de oxigênio não é máximo. À luz das informações disponíveis, este estudo pretende delinear o perfil de corredores de trilha que competem nas categorias regional ou nacional e, adicionalmente, determinar a importância de diferentes indicadores de aptidão aeróbica e anaeróbica na diferenciação dos atletas, de acordo com o nível competitivo. É colocada a hipótese de outros parâmetros marcadores da aptidão nas vias metabólicas, e não concretamente o VO2max, serem relevantes para a diferenciação de corredores de longa distância de acordo com o nível competitivo.

OBJETIVO

Descrever e comparar indicadores de aptidão metabólica em corredores de trilhas de longa distância (ultra trail running) adultos do sexo masculino, de acordo com o nível de competição (regional ou nacional).

MÉTODOS

Desenho experimental e exigências éticas

Estudo comparativo transversal conduzido no Laboratório de Biocinética localizado no Estádio Universitário de Coimbra e em conformidade com os padrões éticos da medicina esportiva.( Este projeto foi aprovado pelo Comitê de Ética da Universidade de Coimbra (CE/FCDEF-UC/00102014). A participação foi voluntária, e os participantes foram devidamente informados a respeito da natureza e dos objetivos do estudo. Todos os participantes assinaram um Termo de Consentimento Livre e Esclarecido.

Amostra

Os participantes foram recrutados por conveniência. O tamanho amostral foi semelhante ao de estudos prévios com corredores de trilhas.( A amostra final incluiu 44 UTRs adultos do sexo masculino (idade cronológica média: 36,5±7,2 anos). Os seguintes critérios de inclusão foram adotados: dois ou mais anos de prática e competição no esporte; ter participado de competições regionais ou nacionais organizadas pela Associação Trail Running Portugal; e com no mínimo cinco competições na temporada anterior. Corredores com histórico de lesão musculoesquelética e com perda de tempo de treino nos 2 meses que antecederam o estudo foram excluídos. A amostra foi dividida em dois grupos, segundo o nível competitivo: UTR-R e UTR-N. O grupo UTR-R incluiu corredores que não recebiam orientação formal de treinadores credenciados ou aconselhamento voltado para a conquista de objetivos competitivos no âmbito do ranking nacional. O grupo UTR-N incluiu corredores que treinavam sistematicamente sob orientação profissional e qualificados para o ranking nacional com participação em provas de âmbito internacional. Os dados referentes à experiência de treinamento foram coletados por meio de entrevistas.

Antropometria

A massa corporal e a estatura foram mensuradas com margem de 0,1kg e 0,1cm empregando-se uma balança (SECA, modelo 770, Hanover, MD, USA) e um estadiômetro (Harpenden, modelo 98.603, Holtain, Crosswell, UK), respectivamente.

Aptidão aeróbica

O consumo de oxigênio foi determinado por meio do teste incremental de esforço de corrida em esteira mecânica (Quasar, HP Cosmos, Germany). O fluxo e o volume foram calibrados empregando-se seringa de 3L antes de cada teste (Hans Rudolph, Kansas City, MO, USA). O analisador de gases (dióxido de carbono e oxigênio) (Quark, CPET, Cosmed, Italy) foi calibrado por meio de kit (Cosmed, UN1956, 560L, 2200 psi, 70F). A temperatura e a umidade do ar foram mensuradas empregando-se estação meteorológica portátil com termo-higrômetro (Oregon Scientific, Model BAR913HGA, Tualatin, USA). Todos os testes foram realizados na mesma hora do dia (pela manhã, entre 10 e 12 horas). O lactato final foi mensurado empregando-se analisador portátil (Lactate Pro2 Analyzer, Arcay, Inc.). Amostras de sangue (25µL) foram coletadas do polegar direito, empregando-se lanceta descartável (UniStik 2 Extra); as amostras foram coletadas durante o período de recuperação, imediatamente após o esforço máximo. Os atletas iniciaram o teste de esforço correndo por 2 minutos em velocidade de 8km.h-1, sob inclinação constante de 2%. Incrementos de velocidade de 1km.h-1 foram feitos a cada minuto até a exaustão, sem alteração da inclinação.(A FC foi registrada empregando-se monitor cardíaco (modelo T81 − CODED, Polar Electro, Finland). O consumo máximo de oxigênio foi definido pela observação de pelo menos quatro dos cinco critérios seguintes: taxa de troca respiratória (TTR) acima de 1,05; FC máxima acima de 95% do valor máximo estimado para a idade; plateau de VO2 apesar do aumento da velocidade de corrida; percepção de exaustão (escala CR-10 de Borg); e concentração sanguínea de lactato >8mmol.L-1. As seguintes variáveis foram retidas para análise subsequente: valores de VO2 (VT1, VT2 e valor máximo), FC máxima, TTR e lactatemia final.

Aptidão anaeróbica

O teste anaeróbico de Wingate de 30 segundos (WAnT) foi realizado em um cicloergômetro com sistema de travagem de fricção (Monark AB, modelo 894E Peak Bike, Varberg, Suécia) conectado a um microcomputador. O ergômetro foi calibrado de acordo com as recomendações do fabricante. A resistência foi ajustada para 0,075kg por unidade de massa corporal. Os participantes foram inicialmente submetidos a um período de aquecimento de 3 minutos, seguido de uma série de exercícios de alongamento dos membros inferiores. Os participantes pedalaram a uma velocidade constante de 60rpm sob resistência mínima (basket supported) até o disparo do cronômetro. Durante o exercício, os participantes foram encorajados verbalmente pelos observadores. Os dados do teste anaeróbico de Wingate retidos neste estudo foram WAnT máximo (WAnT-Max) e WAnT médio (WAnT-Med).

Análise estatística

A confiabilidade das medidas antropométricas foi determinada com base no erro técnico da medida (ETM) e nos coeficientes de variação (%CV). As variáveis antropométricas foram mensuradas duas vezes em uma subamostra (n=13) para determinação do ETM, expresso nas mesmas unidades de medida e também na forma de percentagem da média agrupada (%CV): estatura (ETM=0,37cm; %CV=0,21) e massa corporal (ETM=0,56kg; %CV=0,81). Dado o emprego de dois testes funcionais, não foi possível realizar controle de qualidade neste estudo. Parâmetros de estatística descritiva foram calculados para a amostra como um todo (média, erro padrão da média, intervalo de confiança de 95% e desvio padrão). A normalidade dos dados foi investigada empregando-se o teste de Kolmogorov-Smirnov. As comparações entre grupos foram baseadas no teste t para amostras independentes. O nível de significância considerado foi de 95%. As análises estatísticas foram realizadas por meio do programa (SPSS), versão 25 para Windows (SPSS Inc., IBM Company, Armonk, NY, USA). As figuras foram criadas a partir do programa GraphPad Prism versão 5.03 (GraphPad Software, La Jolla, USA).

RESULTADOS

As características descritivas da amostra (idade cronológica, experiência de treinamento, estatura, massa corporal, resultados do WAnT e do teste aeróbico) foram resumidas na tabela 1. Todas as variáveis, exceto a experiência de treinamento, massa corporal e TTR, mostraram-se marginalmente dependentes com relação aos objetivos do estudo. Resumidamente, a amostra apresentou as seguintes características: média de idade de 36,5 anos e 4 anos de participação no esporte. As comparações de acordo com o nível competitivo não indicaram diferenças significativas entre UTRs-R e UTRs-N no que se refere à experiência de treinamento e à estatura (Tabela 2). Por outro lado, foram observadas diferenças médias moderadas de massa corporal, sendo os UTRs-R 5,5kg mais pesados do que os UTRs-N (Figura 1).

Tabela 1

Estatística descritiva dos dados da amostra (n=44): idade cronológica, experiência de treinamento, tamanho corporal, potência atingida no teste Wingate e resultados do teste incremental de corrida em esteira

Variável	Valor médio	Erro padrão	IC95%	Desvio padrão
Idade cronológica, anos	36,5	1,1	34,3-38,7	7,2
Experiência de treinamento, anos	4,0	0,4	3,1-4,8	2,8
Estatura, cm	174,4	1,0	172,3-176,5	6,9
Massa corporal, kg	73,0	1,5	70,1-76,0	9,6
WAnT-Max, Watt	820	24	776-872	157
WAnT-Med, Watt	587	13	562-615	86
Consumo de oxigênio: LV1, L.min-1	2,93	0,06	2,79-3,05	0,4
Consumo de oxigênio: LV2, L.min-1	3,87	0,06	3,75-4,00	0,4
Consumo de oxigênio: máximo, L.min-1	4,32	0,06	4,21-4,43	0,4
Frequência cardíaca máxima, batidas.min-1	175	1,5	172-178	9
TTR, L.min-1 / L.min-1	1,16	0,01	1,14-1,16	0,1
Lactato, mmol.L-1	10,9	0,3	10,23-11,6	2,0

IC95%: intervalo de confiança de 95%; WAnT-Max: potência máxima no teste Wingate; WAnT-Med: potência média no teste Wingate; LV1: primeiro limiar ventilatório; LV2: segundo limiar ventilatório; TTR: taxa de troca respiratória.

Tabela 2

Estatística descritiva (média±desvio padrão) por nível competitivo e comparações entre grupos dos dados de idade cronológica, experiência de treinamento, variáveis antropométricas e resultados dos testes funcionais empregados na avaliação das vias metabólicas

Variáveis dependentes Yi:	X: variáveis independentes		Comparação
	Regional	Nacional	Diferença (IC95%)	Teste t de Student
	(n=25)	(n=19)		Valor de t	Valor de p
Idade cronológica, anos	38,8±8,2	33,5±4,1	5,3 (1,5-9,1)	2,808	<0,01
Experiência de treinamento, anos	3,9±3,0	4,1±2,6	-0,2 (-1,9-1,6)	-0,199	0,84
Estatura, cm	174,2±6,5	174,7±7,4	-0,5 (-4,8-3,7)	-0,243	0,81
Massa corporal, kg	75,4±10,5	69,9±7,6	5,5 (-0,2-11,2)	1,931	0,06
WAnT-Max, Watt	816±164	824±١٥٠	-7,3 (-104,8-90,2)	0,151	0,88
WAnT-Med, Watt	581±94	594±76	-13,6 (-66,8-39,6)	0,517	0,61
Consumo de oxigênio − LV1, L.min-1	2,95±0,32	2,96±0,48	-0,0 (-0,3-0,2)	-0,071	0,94
Consumo de oxigênio − LV2, L.min-1	3,78±0,32	4,03±0,40	-0,2 (-0,5- -0,0)	-2,238	0,03
Consumo de oxigênio − máximo, L.min-1	4,26±0,35	4,40±0,36	-0,1 (-0,4-0,1)	-1,292	0,20
Frequência cardíaca máxima, batidas.min-1	173±10	176±7	-3 (-9-2)	-1,360	0,25
TTR	1,16±0,07	1,16±0,06	0,01 (-0,04-0,04)	-0,026	0,98
Lactato, mmol.L-1	11,42±1,83	10,27±2,04	1,1 (-0,2-2,5)	1,691	0,10
Consumo de oxigênio − LV1, mL.kg-1.min-1	39,56±5,15	42,45±5,73	-2,9 (-6,2-0,5)	-1,736	0,09
Consumo de oxigênio − LV2, mL.kg-1.min-1	50,75±6,23	57,88±4,64	-7,1 (-10,6- -3,7)	-4,156	<0,01
Consumo de oxigênio − máximo, mL.kg-1.min-1	57,33±7,66	63,39±4,26	-6,1 (-9,8- -2,3)	-3,287	0,02

IC95%: intervalo de confiança de 95%; WAnT-Max: potência máxima no teste Wingate; WAnT- Med: potência média no teste Wingate; LV1: primeiro limiar ventilatório; LV2: segundo limiar ventilatório; TTR: taxa de troca respiratória.

Figura 1

Estatura e massa corporal médios de acordo com o nível competitivo

UTR-R: corredores de nível regional; UTR-N: corredores de nível nacional.

De forma geral, os UTRs-N tenderam a atingir melhores valores absolutos de potência (WAnT; Figura 2), LVs e VO2max (Figura 3). As diferenças médias de LV2 entre os grupos foram apenas moderadas (t=-2,238; p<0,05). Entretanto, após o ajuste dos valores de consumo de oxigênio no LV2 para unidade de massa corporal, as diferenças entre os grupos tornaram-se grandes (t=-4,156; p<0,01). Na verdade, as diferenças foram mais pronunciadas dependendo do formato com que foram expressos os parâmetros ventilatórios (VT2 absoluto: p<0,05 VT2 relativo: p<0,01) e VO2max (VO2max absoluto: não significativo; VO2max relativo: p<0,05). A FC máxima, a TTR e o lactato sanguíneo não diferiram de forma significativa entre os dois grupos, apesar das diferenças médias de magnitude moderada na concentração de lactato, com valores mais baixos detectados no grupo UTR-N.

Figura 2

Valores médios de potência obtidos no teste Wingate de acordo com o nível competitivo

UTR-R: corredores de nível regional; UTR-N: corredores de nível nacional; WAnT-Max: potência máxima no teste Wingate; WAnT-Med: potência média no teste Wingate.

Figura 3

Valores médios das variáveis mensuradas durante o teste de esteira expressos em valores absolutos e normalizados para massa corporal, de acordo com o nível competitivo

UTR-R: corredores de nível regional; UTR-N: corredores de nível nacional; LV1: primeiro limiar ventilatório; LV2: segundo limiar ventilatório; VO2max: volume máximo de oxigênio.

DISCUSSÃO

Este estudo transversal delineou o perfil de atletas adultos do sexo masculino praticantes de UTR de acordo com o nível competitivo (regional ou nacional), com base nos resultados de diferentes testes e em variáveis associadas às vias metabólicas. Os principais resultados sugerem que corredores do grupo UTR-N apresentaram menor massa corporal em valores absolutos e obtiveram melhores valores de consumo de oxigênio nas variáveis intermediárias do LV2. Os valores de consumo máximo de oxigênio não diferiram. Entretanto, as variáveis de consumo de oxigênio tenderam a diferir de forma mais pronunciada quando expressas em valores relativos (ajustados para massa corporal) do que quando expressas em valores absolutos, sugerindo a necessidade de controle adequado do peso corporal em corredores de longa distância.

As diferenças detectadas no LV2 (valores absolutos) de acordo com o nível competitivo corroboram os dados disponíveis na literatura. O LV2, também chamado de ponto de compensação respiratória, é definido como o segundo ponto de quebra na resposta ventilatória em decorrência da acidose (queda do pH) causada pela produção de lactato (efeito insuficiente de tamponamento pelo bicarbonato).(Diferenças de consumo absoluto de oxigênio entre corredores de distâncias médias ou longas já foram relatadas.( Os dados deste estudo sugerem ainda que as diferenças detectadas entre UTRs de níveis competitivos contrastantes também podem refletir adaptabilidade, podendo ser, em parte, explicadas pelo fato de UTRs-N terem acesso a programas mais adequados de treinamento, incluindo acelerações e desacelerações rápidas ao longo da corrida, além de serem submetidos a avaliações de parâmetros morfológicos e fisiológicos com maior frequência.

Outros indicadores de desempenho em atividades de resistência utilizados neste estudo foram o limiar e a concentração de lactato (marcadores da prova na esteira para a via anaeróbica).( Concentrações mais baixas de lactato durante os testes sugerem maior capacidade do músculo de prevenir ou protelar a percepção de fadiga, uma vez que o acúmulo de lactato sanguíneo leva à exaustão precoce ou ao desenvolvimento de câimbras, fatores esses associados à desistência ou ao mau desempenho em ultramaratonas.( A baixa concentração sanguínea de lactato detectada nos UTRs-N neste estudo corrobora estudos prévios em corredores de distâncias médias e longas.( Corredores de longa distância menos experientes tendem a manter um ritmo constante de corrida( para evitar a produção de lactato, enquanto corredores com desempenho competitivo melhor tendem a variar o ritmo e apresentam melhor recuperação após episódios curtos de exercício fora da zona aeróbica.

No presente estudo, os níveis de potência atingidos no teste Wingate (WAnT-Max e WAnT-Med) não diferiram de forma significativa entre UTRs-N e UTRs-R. O protocolo Wingate é frequentemente utilizado para se estimar a aptidão anaeróbica em diversos esportes.( Sabe-se que corredores de médias e longas distâncias atingem valores menores de potência anaeróbica do que corredores de velocidade.(Apesar das diferenças de treinamento entre corredores classificados para competir no nível nacional ou regional, o desempenho de ambos os grupos no teste Wingate foi semelhante neste estudo. A investigação de diferenças entre os dois grupos talvez reclame protocolos específicos de corrida, como tiros repetidos em alta velocidade. Em outras palavras, sendo um teste realizado em cicloergômetro, com o participante na posição sentada, o teste Wingate pode não ser ideal para discriminar UTRs.

Este estudo, ao comparar vias metabólicas entre UTRs de acordo com o nível competitivo (nacional ou regional), contribui para o conhecimento disponível em ciências do desporto. Entretanto, algumas limitações devem ser ressaltadas. Em primeiro lugar, o recrutamento voluntário de atletas gerou uma amostra pequena. Além disso, protocolos de avaliação de aptidão aeróbica que adotem velocidades iniciais diferentes (determinadas individualmente) podem ser necessários. Finalmente, é possível que a duração do exercício em cada patamar de velocidade não tenha sido suficiente para a avaliação da cinética do consumo de oxigênio. Estudos futuros também devem incluir coletas de sangue ao final do exercício em cada patamar de velocidade.(

CONCLUSÃO

Os treinos e as competições de corrida de ultradistância em trilhas exigem um componente aeróbico bem desenvolvido. Embora o consumo máximo de oxigênio seja considerado o melhor indicador de aptidão aeróbica, o mesmo não se confirmou como componente fundamental da aptidão da via aeróbica. Corredores de trilhas de ultradistância que competem em diferentes níveis parecem ter maior capacidade de ajustar o ritmo de corrida. Valores moderados a altos no segundo limiar ventilatório se mostraram vantajosos para a prática de atividades de resistência extrema. Corredores de trilha que competem no nível nacional obtiveram melhores resultados no segundo limiar ventilatório/ponto de compensação respiratória, o que sugere maior capacidade de resposta a episódios curtos de exercício de alta intensidade. Essa versatilidade mostrou-se específica para a corrida, sendo este o padrão de esforço de eleição para avaliação da aptidão metabólica em corredores de trilha de ultradistância, e não os protocolos baseados cicloergômetros. Finalmente, a aptidão aeróbica no esporte agora estudado mostrou-se associada à manutenção do peso corporal ideal, visto que as diferenças entre os grupos surgiram mais pronunciadas quando os parâmetros fisiológicos foram expressos por unidade de massa corporal. Novos estudos devem levar em conta a variação intraindividual de variáveis fisiológicas e desempenho competitivo.