Oxygen Consumption and Cardiorespiratory Fitness. The Difference between Chronological and Biological Age.

O oxigênio é, sem dúvida, um dos principais elementos para a vida de um organismo aeróbico. Os animais com estruturas mais complexas – dentre eles, os seres humanos – desenvolveram no processo evolutivo o metabolismo oxidativo como principal fonte de produção de energia. Sendo assim, a nossa capacidade de aproveitamento e utilização do oxigênio representa a principal usina de energia e está intimamente associada à nossa vitalidade. A sua aferição deveria ser considerada mais um sinal vital. Na avaliação de atletas ou de pessoas com patologias graves, o consumo de oxigênio (VO2) é um importante marcador de desempenho ou sobrevida.[1] O VO2 também define terapias fundamentais em pacientes graves com ICC. Em uma série de 715 pacientes encaminhados para transplante cardíaco, a sobrevida livre de eventos como morte e transplante em 1 ano foi de 87% diante de VO2 >14, 77% entre 10,1 e 14 e 65% quando ≤10 mL/kg.min.[2,3] Por outro lado, valores acima de 20 mL/kg.min são considerados de melhor prognóstico e podem seguir em terapia farmacológica.[4] Recentemente, na pandemia do coronavírus-19 (Sars-CoV-2), o valor dos níveis arteriais de oxigênio se mostrou importantíssima ferramenta na avaliação da gravidade desses pacientes. Nos quadros iniciais de lesão pulmonar, os pacientes apresentavam-se relativamente bem, apesar da dessaturação de oxigênio pouco responsiva à oxigenioterapia, em um claro descolamento entre a gravidade da hipoxemia e os sintomas, o que tem sido descrito como “Happy hypoxemia”. O monitoramento precoce da saturação de oxigênio desde a fase domiciliar permitiu a antecipação do aparecimento da dispneia, que já representa um indicativo da fase adiantada do comprometimento pulmonar e da iminente necessidade de suplementação de oxigênio e/ou ventilação invasiva.[5]

A avaliação da capacidade cardiorrespiratória (ACR) ou funcional ao exercício é uma ferramenta poderosíssima na definição do estado de saúde de uma maneira geral na população, seja em indivíduos saudáveis ou com doença cardiovascular, superando outras variáveis no valor prognóstico, como a presença de isquemia miocárdica ao eletrocardiograma no esforço.[6] Essa análise leva em conta o funcionamento integrado dos sistemas cardiovascular, respiratório, metabólico e biomecânico.

Na prática diária da cardiologia, nos consultórios, a cardiologia preventiva e a cardiologia do esporte têm ganhado bastante importância como motivo de procura da população ao médico. No arsenal de exames e avaliações, a ACR deve estar entre as principais medidas devido ao seu importante valor prognóstico. O sedentarismo representa um dos maiores males para a saúde e é um importante fator de risco para doenças cardiovasculares e mortes em geral.[7,8] O teste de esforço, principalmente o teste cardiopulmonar (TCP) é a principal ferramenta na avaliação da ACR. A referência para a classificação de um indivíduo em relação a sua ACR deve estar de acordo com a população na qual estamos avaliando. Por muitos anos, em nosso país, utilizamos valores de referências de outras populações, de outros países, para classificarmos nossos indivíduos. Vários pesquisadores buscaram em nossas casuísticas nacionais parâmetros relativos à ACR e equações de predição de VO2. Em 2011, nosso grupo descreveu valores de referência em uma população de 3.992 indivíduos de ambos os sexos, ativos e sedentários, e, a partir desta população, apresentamos pela primeira vez uma proposta de classificação da ACR com base em dados de 2.837 pessoas fisicamente ativas.[9,10] Almeida et al., utilizando dados de 2.495 indivíduos, desenvolveram uma equação de predição de VO2 de grande utilidade para os laboratórios de TCP nacionais.[11]

Nessa robusta compilação de Rossi Neto et al., em que 18.186 indivíduos realizam TCP em um período de 16 anos, nova proposta nacional de ACR foi apresentada.[12]Análise da distribuição dos valores de VO2 ao longo das faixas etárias em ambos os sexos mostra uma redução gradativa com o progredir dos anos. A idade entre 30 e 49 anos teve a maioria dos participantes mostrando a realidade da população que busca as clínicas para realização de check-up de saúde. A proposta apresentada usa a média populacional da amostra para elaboração dos diferentes níveis de ACR em uma população ampla de menores de 19 até 79 anos. Percebemos uma distribuição muito semelhante dos níveis muito ruim, ruim, regular e bom. Em menor número, em torno de 10%, temos os mais bem condicionados. Nota-se que nem mesmo a classificação excelente ou superior está acima da média, e também não temos informações quanto ao número de sedentários ou ativos da amostra. O presente estudo também tentou fazer comparações com outras séries, como Cooper e o estudo FRIEND, mas as diferenças na população e a dificuldade de acesso aos dados amostrais desses estudos dificultam uma completa comparação. Os valores de VO2 máximo de Cooper não são adequados para a comparação, por serem obtidos de forma indireta.

Uma das grandes utilidades das classificações da ACR é situar o indivíduo testado quanto ao seu estado de aptidão física frente às pessoas de sua faixa etária. Em uma comparação, podemos situar o estado funcional (idade biológica) diante de um valor de ACR relativo a uma determinada faixa etária (idade cronológica). Essa informação pode ser uma valiosíssima ferramenta no aconselhamento para a prática de exercícios e combate ao sedentarismo.

Por ser uma grande amostra de uma cidade muito populosa e muito miscigenada, o presente estudo oferece mais uma possibilidade de classificação às propostas já existentes de ACR.[10] Em conjunto com os estudos anteriores de referência em TCP, o presente estudo coloca nosso país entre os líderes na execução do TCP, em que dados nacionais robustos e bastante representativos de diversas regiões podem ser utilizados para correta análise e classificação dessa importante informação biológica, que é a aptidão cardiorrespiratória.

Oxygen is undoubtedly one of the main elements for the life of an aerobic organism. Animals with more complex structures, including humans, developed oxidative metabolism in the evolutionary process as the main source of energy production. Therefore, our ability to consume and use oxygen represents our main power plant and is closely associated with our vitality. Its measurement should undoubtedly be considered as another vital sign. When assessing athletes or people with severe pathologies, oxygen consumption (VO2) is an important marker of performance or survival[1]. VO2 also defines essential therapies in critically-ill patients with CHF. In a series of 715 patients referred for heart transplantation, the event-free survival, such as death and transplantation in one year, was 87% with VO2 > 14, 77% between 10.1 and 14, and 65% when VO2 ≤ 10 mL/kg.min.[2,3] On the other hand, values above 20 mL/kg.min are considered to have a better prognosis and may continue with the pharmacological therapy.[4]

Recently, in the current coronavirus-19 pandemic (Sars-CoV-2), the value of arterial oxygen levels showed to be an important tool in the assessment of the severity of these patients. In the initial cases of lung injury, patients were relatively well, despite oxygen desaturation, which is not very responsive to oxygen therapy, in a clear gap between the severity of hypoxemia and symptoms, which has been described as “Happy hypoxemia”. The early monitoring of oxygen saturation since the home phase allowed the anticipation of the dyspnea onset, which already represents an indication of the advanced stage of pulmonary impairment and the imminent need for oxygen supplementation and/or invasive ventilation.[5]

The evaluation of cardiorespiratory fitness (CRF) or functional capacity to exercise is a very powerful tool in the definition of the general health status in the population, whether in healthy individuals or those with cardiovascular disease, surpassing other variables regarding the prognostic value, such as the presence of myocardial ischemia at the electrocardiogram during exercise.[6] It takes into account the integrated function of the cardiovascular, respiratory, metabolic and biomechanical systems.

In the daily practice of cardiology, in medical offices, preventive cardiology and sports cardiology have gained considerable importance, as a reason for the population to seek medical attention. In the arsenal of exams and evaluations, CRF should be among the main measures, due to its important prognostic value. A sedentary lifestyle represents one of the greatest health problems and is an important risk factor for cardiovascular diseases and death in general.[7,8] The exercise test, mainly the cardiopulmonary test (CPT) is the main tool for the evaluation of CRF. The reference for the classification of an individual in relation to his CRF must be in accordance with the population in which we are evaluating. For many years, in our country, we have used reference values obtained from other populations, from other countries, to classify our individuals. Several researchers searched our national series for parameters related to CRF and VO2 prediction equations. In 2011, our group described reference values in a population of 3,992 individuals of both genders, active and sedentary ones, and based on that population we presented for the first time a proposal for the classification of CRF based on data from 2,837 physically active individuals.[9,10] Almeida et al, using data from 2,495 individuals, developed a VO2 prediction equation that is very useful for national CPT laboratories.[11]

In this robust compilation by Rossi Neto et al, where 18,186 individuals performed CPT over a 16-year period, a new national proposal for CRF was presented.[12] The analysis of the distribution of VO2 values over the age groups in both genders shows a gradual reduction with aging. The age group between 30 and 49 years had the vast majority of participants, showing the reality of the population that seeks clinics to undergo health check-ups. The presented proposal uses the population average of the sample to create the different levels of CRF in a large population sample aged from 19 to 79 years old. We noticed a remarkably similar distribution of the very bad, bad, regular and good levels. At a smaller number, around 10% have the best fitness. It was observed that the neither excellent nor higher classification is above average, and we also do not have information on the number of sedentary or active individuals in the sample. The present study also tried to make comparisons with other series, such as Cooper and the FRIEND study, but the differences in the population and the difficulty in gaining access to the sample data of these studies makes a complete comparison difficult. Cooper’s maximum VO2 values are not suitable for comparison because they are obtained indirectly.

One of the great uses of the CRF classifications is to situate the tested individuals in terms of their physical fitness status in relation to people from their age group. In a comparison, we can situate the functional status (biological age) against a CRF value related to a given age group (chronological age). This information can be a very valuable tool when counseling about the practice of exercises and fighting a sedentary lifestyle.

As this is a large sample from a very densely inhabited and very mixed-race city, the present study offers yet another possibility to classify the existing CRF proposals.[10] Together with the previous reference studies in CPT, the present study places our country among the leaders in the performance of CPT, where robust national data and very representative of different regions can be used for the correct analysis and classification of this important biological information, which is cardiorespiratory fitness.