Balanço energético no organismoBalanço energético no organismo

Energia no alimento=

Energia liberada (calor) +

Energia liberada (trabalho) ±

Energia armazenada (gordura)

»Os animais obtêm energia através da oxidação dos alimentos!

»Material não »processado»(Fezes)

»Urina e»secreções »corporais

»Energia »Metabolizável

»ATP»Digestão

»e armazenamento

»Atividade

»Crescimento

»Metabolismo »Basal

»CALOR

»Uso da energia

»Energia »ingerida

»com o »alimento

»Balanço energético (gasto de ATP = síntese de ATP)

»Taxa metabólica representa o fluxo de energia Taxa metabólica representa o fluxo de energia através do organismoatravés do organismo

»Metabolismo pode ser definido como o conjunto das Metabolismo pode ser definido como o conjunto das reações químicas ocorrendo em um organismoreações químicas ocorrendo em um organismo

»Taxa metabólica = taxa de energia química ingerida - Taxa metabólica = taxa de energia química ingerida - taxa de energia química perdida.taxa de energia química perdida.

»As taxas de consumo de oxigênio mudam em diferentes As taxas de consumo de oxigênio mudam em diferentes situações…situações…

»Taxa metabólica basal – taxa estável de Taxa metabólica basal – taxa estável de metabolismo energético, medida em aves metabolismo energético, medida em aves

e mamíferos sob condições de repouso e mamíferos sob condições de repouso absoluto, dentro da zona de absoluto, dentro da zona de

termoneutralidade e livre de processos termoneutralidade e livre de processos de digestão de alimentos e absorção de de digestão de alimentos e absorção de

nutrientes.nutrientes.

»Taxa metabólica padrão (SMR) Taxa metabólica padrão (SMR) – É a energia do metabolismo de – É a energia do metabolismo de um animal medida em repouso, em jejum e a dada temperatura.um animal medida em repouso, em jejum e a dada temperatura.

»Taxa metabólica de campo (FMR) Taxa metabólica de campo (FMR) – É a taxa média de utilização – É a taxa média de utilização de energia metabólica quando um animal se encontra nas suas de energia metabólica quando um animal se encontra nas suas atividades normais (i.e., desde o repouso à atividade mais extrema).atividades normais (i.e., desde o repouso à atividade mais extrema).

»MASSA MAGRA

»SEXO

»IDADE

»GLÂNDULAS ENDÓCRINAS

»LACTAÇÃO

»GESTAÇÃO

»OUTROS FATORES: SONO, FEBRE, TÔNUS MUSCULAR, EXERCÍCIO

»FATORES QUE INFLUENCIAM TAXA METABÓLICA BASAL

Energia no exercício

Energia Química

Trabalho Interno Trabalho

Externo Útil

Calor

Trabalho não aproveitado

»MEDIDA DO

»CONSUMO DE OXIGÊNIO

Indicações

Avaliação da capacidade funcional Medida objetiva da intolerância ao exercício Planejar treinamento adequado Comparação pré e pós tratamento

Contra indicações

Absolutas Limitação física ou psicológica Febre Embolia pulmonarRelativas Dor torácica aguda Estenoses valvares moderadas Arritmias importantes Distúrbios hidroeletrolíticos metabólicos

MEDIDA DO CONSUMO MEDIDA DO CONSUMO ENERGÉTICO HUMANOENERGÉTICO HUMANO

Todos os processos metabólicos que Todos os processos metabólicos que ocorrem no corpo resultam, na ocorrem no corpo resultam, na

produção de calorprodução de calor

»Calorimetria diretaCalorimetria direta

CALORIMETRIA INDIRETA

»Todas as reações que liberam energia dependem da utilização de oxigênio

»Mensuração da captação de oxigênio

»Ergoespirometria de circuito fechado e de circuito aberto

SISTEMA ON LINESISTEMA ON LINE

proporciona medida contínuaproporciona medida contínua utiliza sensores para medir fluxo Vutiliza sensores para medir fluxo V analizadores de Oanalizadores de O22 e CO e CO22 (amostras) (amostras) precisão na composição gasosaprecisão na composição gasosa técnica de manipulaçãotécnica de manipulação alto custo alto custo requer calibragem rigorosarequer calibragem rigorosa

» OS PARÂMETROS MENSURADOS POR MEIO DA ESPIROMETRIA SÃO:

» 1) volume ventilatório (VE),

» 2) fração expirada de oxigênio (FEO2) e

» 3) fração expirada de gás carbônico (FECO2).

» A partir destes parâmetros coleta-se os seguintes dados:

1) o volume de oxigênio consumido (VO2)

2) o volume de gás carbônico produzido (VCO2),

3) ventilação minuto (Vebtps),

4) índice de trocas respiratórias (QR),

Equivalente calórico de carboidratos e gorduras

Carboidratos– C6H12O6 + 6 O2

6 CO2 + 6 H2O

– QR = VCO2/VO2

= 6/6 = 1

– 1 g CHO produz 4 Kcal– 1 l O2 produz 5,05 Kcal

Gorduras– C16H32O2 + 23 O2

16 CO2 + 23 H2O

-1 g Gordura produz 9 Kcal

- l l O2 produz 4,7 Kcal

– QR =VCO2/VO2

= 16/23 = 0,70

Calorimetria indireta de circuito aberto

Princípio:

– calorias fornecidas por combustão de oxigênio depende do nutriente

0123456789

kcal/g kcal/l O2 kcal / lCO2

Carboidratos Proteínas Gorduras

Exercício: Qual o dispendio energético ?Exercício: Qual o dispendio energético ?

Dados

– Espirometria em estado estável

» VO2=2 l/min

» VCO2=1,92 l/min

– Calcule o QR

– Qual a proporção de energia de CHO ? E de gordura ?

QR % Carboidratos % Gordura Kcal/l O2

0,70 0% 100% 4,70

0,72 7% 93% 4,72

0,74 13% 87% 4,75

0,76 20% 80% 4,77

0,78 27% 73% 4,79

0,80 33% 67% 4,82

0,82 40% 60% 4,84

0,84 47% 53% 4,86

0,86 53% 47% 4,89

0,88 60% 40% 4,91

0,90 67% 33% 4,93

0,92 73% 27% 4,96

0,94 80% 20% 4,98

0,96 87% 13% 5,00

0,98 93% 7% 5,03

1,00 100% 0% 5,05

TAXA DE EQUIVALENTE METABÓLICO (MET) •

1 MET (em repouso sentado) = 3,5 ml/kg/min •

1 MET (em repouso sentado) = 0,0175 kcal/kg/min •

1l de Oxigênio = 5 kcal 7000 Kcal = 1 Kg de peso corporalKm/h – m/s = dividir 3,6 o inverso multiplicar por 3,6m/min – Km/h multiplicar 0,06

CALCULO DO GASTO CALÓRICO DO EXERCÍCIO FÍSICO

ATIVIDADE FÍSICA

1 MET (em repouso sentado) = 3,5 ml/kg/min

1 MET (em repouso sentado) = 0,0175 kcal/kg/min

LEVES Até 3 METs

MODERADAS Entre 3 a 6 METs

VIGOROSAS > 6 METs

Valor MET do exercício executado X tempo minutos X peso corporal

VO2 = 0,2 ml.(kg.min)-¹ x Velocidade m/min + 3,5 ml.(kg.min)-¹

50 e 100 m/min na caminhada

Acima de 134 m/min corrida

Testes máximos x submáximos

TE máximo Equipamentos de RCP Capacidade máxima tolerada pelo

indivíduo FC máx = 220 – idade Maior sensibilidade no diagnóstico de DAC

TE submáximo 70 a 85% da FC máx estimada

Útil para programas de reabilitação e comparar efeito do treinamento

Testes máximos x submáximos Testes máximos x submáximos

Respostas do TE

Incompetência cronotrópica– Incapacidade em ↑ FC– Coronariopatia ou miocardiopatia

↓ FC com ↑ esforço– Raro– Dç isquêmica– Interromper o TE

Sedentarismo = atinge FC máx rápido e recuperação lenta

Respostas do TE

PA: avalia resposta inotrópica Hipertensão reativa ao esforço:

– ↑ PAS > 220 mmHg– ↑ PAD > 15 mmHg– Probabilidade em desenvolver HAS

↓ PAS durante esforço = cardiopatia isquêmica ou disfunção contrátil

↑ PAS ou recuperação lenta = DAC

CRITÉRIOS DE INTERRUPÇÃO DE TESTES

alterações de ECG dor precordial crescente redução de FC e/ou PA desconforto muscular intenso dispnéia severa PAS acima de 250 e PAD acima de 130 mmHg cianose e/ou palidez intensa lipotímia / tonteira náuzeas e/ou vômito claudicação induzida pelo exercício

Interrupção do TE

Fadiga mm, dor torácica, tontura, dispnéia, cianose Arritmias, ausência do ↑ FC com ↑ carga Falha no equipamento Paciente pede para parar PAS = 260 mmHg ou PAD > 115 mmHg

ERGÔMETROSERGÔMETROS

BICICLETABICICLETA

frenagem mecânica (carga de trabalho variada) frenagem mecânica (carga de trabalho variada)

frenagem eletromagnética (carga de trabalho estável)frenagem eletromagnética (carga de trabalho estável)

Deve ser usado: limitações ortopédicas, síndromes vertiginosas, grandes Deve ser usado: limitações ortopédicas, síndromes vertiginosas, grandes obesos e deficiência visual grave.obesos e deficiência visual grave.

Menor desempenho em relação a esteira (5 -20%) promove maiores Menor desempenho em relação a esteira (5 -20%) promove maiores incrementos da PA em esforço.incrementos da PA em esforço.

ERGÔMETROSERGÔMETROS»ESTEIRA

»Velocidade mínima 1,6 Km/h e máxima de 12,8 inclinação de 0% a 24% e suportar

»150 Kg.

»BANCO

»Altura variada: 4 -52 – dependente do protocolo usado

»Baixo custo, fácil de transportar, é indicado para avaliar grandes grupos

»Uso do metronômo (ritmo de 4 ou 6 tempos dependendo da altura do banco)

»TESTES DE CAMPO

»PISTA: CAMINHADA, CORRIDA

UNIDADES DE MEDIDA

ENERGIA , TRABALHO E POTÊNCIA

Energia: é a capacidade de realizar trabalho

Trabalho: é a aplicação de uma força através de uma determinada distância

Potência: é o trabalho empreendido em uma unidade de tempo (ritmo)

Potência aeróbica: VO2 = DC x diferença arterio venosa

Potência anaeróbica

UNIDADES SI

UnidadesUnidades Unidades SIUnidades SI

MassaMassa Quilograma (kg)Quilograma (kg)

DistânciaDistância Metros (m)Metros (m)

TempoTempo Segundos (s)Segundos (s)

ForçaForça Newton (N)Newton (N)

TrabalhoTrabalho Joule (J)Joule (J)

EnergiaEnergia Joule (J) Quilocaloria (Kcal)Joule (J) Quilocaloria (Kcal)

PotênciaPotência Watt (W)Watt (W)

VelocidadeVelocidade Metros por segundo (m . sMetros por segundo (m . s-1-1))

TorqueTorque Newtons metro (N.m)Newtons metro (N.m)

1 Kg/m = 9,8 joules

1Kcal = 426,85 Kg/m

1 Joule = 1 Newton/metro

1 KJ = 1000 joules = 0,23889 Kcal

Trabalho e potência

Trabalho

– T = F x D» onde T: trabalho

» F: Força

» D: distância

Unidade de medida

– J: joule

– cal: caloria

– kgm ou kpm: kilograma metro ou kilopound metro

Potência

– P= F x D / t» onde t = tempo

Unidade de medida

– W: watt=J/s

– kcal/min:

– kgm/min ou kp/min:

1 pound = 453, 6 gramas

Cálculo de trabalho e potência

Cicloergômetro (Monark)

– Duração do exercício = 10 min

– Resistência = 2,0 kp

– Distância por volta = 6 m

– Cadência = 50 rpm Qual o trabalho ? Qual a potência ?

Trabalho

– T = F x d

– T = 2,0 kp x 10 min x 6 m x 50/min = 6.000 kpm

– T = 6.000 Potência

– P = 6.000 kpm/10 min = 600 kpm/min

Cálculo de trabalho e potência

Esteira

– Não existe trabalho horizontal, somente vertical

– Peso = 70 kg

– Velocidade = 12 km/h

– Inclinação = 7,5 %

– Tempo de exercício = 10 min

Distância vertical (Dv)– Dv = 10 min x

12000m/60min x 0,075 – Dv = 150 m

Trabalho– T=70 kg x 150 m = 10.500

kgm– T=10.500 kgm

Potência– P = 10.500 kgm/10 min =

1.050 kgm/min

Energia no exercícioEnergia no exercício

Energia Química

Trabalho Interno Trabalho

Externo Útil

Calor

Trabalho não aproveitado

EFICIÊNCIA MECÂNICA – ECONOMIA NO MOVIMENTO

Padrão técnico

Fibras musculares

Não existe fator biomecânico único

Eficiência mecânica (%) = Trabalho útil/energia despendida x 100

Eficiência mecânica

Eficiência Mecânica = Trabalho útil/ Energia

utilizada

Ex:

– Natação 2.9 a 9.4 %

– Ciclismo: 24 a 34 % 05

1015202530354045

Mar

cha

Hor

izon

tal

Mar

cha

Ver

tica

l

Nat

ação

Rem

o

Pat

inaç

ão

Cic

lism

o

Minimo Máximo

Exemplo de cálculo de eficiênciaExemplo de cálculo de eficiência

Do exemplo da bicicletaDo exemplo da bicicleta

– P = 600 kpm/minP = 600 kpm/min

– VO2ss=1,5 l/minVO2ss=1,5 l/min

– Admitindo que 1 l O2 Admitindo que 1 l O2 produz 5 Kcal ou 21 KJproduz 5 Kcal ou 21 KJ

Dispêndio energético (DE)Dispêndio energético (DE)– DE = 1,5 l/min x 21 KJ/lDE = 1,5 l/min x 21 KJ/l

– DE =31,5 KJ/minDE =31,5 KJ/min

Potência mecânicaPotência mecânica– P=600 kpm/min x 10 m/sP=600 kpm/min x 10 m/s22 = =

6000 J/min=6 KJ/min6000 J/min=6 KJ/min

Eficiência (e)Eficiência (e)

– e =P/DEe =P/DE

– e =6/31,5=19,0 %e =6/31,5=19,0 %

Custo energético do exercício ou Economia de Corrida

Custo energético relaciona DE com medida de intensidade do exercício

P.ex:

– VO2/velocidade de corrida

– Kcal/watt

Exemplo:

– Do cicloergômetro» VO2 = 1,5 l/min

» P = 600 kpm/min

» CE = (1500 ml/min)/(600 kpm/min) = 2,5 mlO2/kpm

• VO2 estado estável

•VO2 relativo – peso corporal ml.kg -1.min-1