Balanço 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
»Uso da energia
»Crescimento
»Energia
»ingerida
»com o
»alimento
»Energia
»Metabolizável
»Metabolismo
»Basal
»CALOR
»ATP
»Digestão
»e armazenamento
»Atividade
»Balanço energético
(gasto de ATP = síntese de ATP)
»Metabolismo pode ser definido como o conjunto das reações
químicas ocorrendo em um organismo
»Taxa metabólica representa o fluxo de energia através do
organismo
»Taxa metabólica = taxa de energia química ingerida - taxa de
energia química perdida.
»As taxas de consumo de oxigênio mudam em diferentes situações…
»Taxa metabólica basal – taxa estável de
metabolismo energético, medida em aves
e mamíferos sob condições de repouso
absoluto, dentro da zona de
termoneutralidade e livre de processos
de digestão de alimentos e absorção de
nutrientes.
»Taxa metabólica padrão (SMR) – É a energia do metabolismo de
um animal medida em repouso, em jejum e a dada temperatura.
»Taxa metabólica de campo (FMR) – É a taxa média de utilização de
energia metabólica quando um animal se encontra nas suas atividades
normais (i.e., desde o repouso à atividade mais extrema).
»FATORES QUE INFLUENCIAM TAXA METABÓLICA BASAL
»MASSA MAGRA
»SEXO
»IDADE
»GLÂNDULAS ENDÓCRINAS
»LACTAÇÃO
»GESTAÇÃO
»OUTROS FATORES: SONO, FEBRE, TÔNUS MUSCULAR, EXERCÍCIO
Energia no exercício
Calor
Energia
Química
Trabalho não
aproveitado
Trabalho
Interno
Trabalho
Externo Útil
»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 pulmonar
Relativas
 Dor torácica aguda
 Estenoses valvares moderadas
 Arritmias importantes
 Distúrbios hidroeletrolíticos metabólicos
MEDIDA DO CONSUMO ENERGÉTICO
HUMANO
Todos os processos metabólicos que
ocorrem no corpo resultam, na produção
de calor
»Calorimetria 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 LINE







proporciona medida contínua
utiliza sensores para medir fluxo V
analizadores de O2 e CO2 (amostras)
precisão na composição gasosa
técnica de manipulação
alto custo
requer 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
– QR =VCO2/VO2
= 16/23 = 0,70
-1 g Gordura produz 9 Kcal
- l l O2 produz 4,7 Kcal
Calorimetria indireta de circuito aberto

Princípio:
– calorias fornecidas por
combustão de oxigênio
depende do nutriente
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
kcal/g kcal/l O2 kcal / l
CO2
Carboidratos
Proteínas
Gorduras
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
CALCULO DO GASTO CALÓRICO DO EXERCÍCIO FÍSICO
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 corporal
Km/h – m/s = dividir 3,6 o inverso multiplicar por 3,6
m/min – Km/h multiplicar 0,06
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
Testes máximos x submáximos
TE submáximo

70 a 85% da FC máx estimada

Útil para programas de reabilitação e comparar efeito do treinamento
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
ERGÔMETROS
BICICLETA
frenagem mecânica (carga de trabalho variada)
frenagem eletromagnética (carga de trabalho estável)
Deve ser usado: limitações ortopédicas, síndromes vertiginosas, grandes
obesos e deficiência visual grave.
Menor desempenho em relação a esteira (5 -20%) promove maiores
incrementos da PA em esforço.
ERGÔMETROS
»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
Unidades
Massa
Unidades SI
Quilograma (kg)
Distância
Tempo
Força
Metros (m)
Segundos (s)
Newton (N)
Trabalho
Energia
Potência
Velocidade
Joule (J)
Joule (J) Quilocaloria (Kcal)
Watt (W)
Metros por segundo (m . s-1)
Torque
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=FxD
» 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=Fxd
– 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 exercício
Calor
Energia
Química
Trabalho não
aproveitado
Trabalho
Interno
Trabalho
Externo Útil
EFICIÊNCIA MECÂNICA – ECONOMIA NO MOVIMENTO
Não existe fator biomecânico único
Padrão técnico
Fibras musculares
Eficiência mecânica (%) = Trabalho útil/energia despendida x 100
Minimo
Máximo
Ciclismo
Patinação
– Natação 2.9 a 9.4 %
– Ciclismo: 24 a 34 %
Remo
Ex:
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
Natação

Eficiência Mecânica =
Trabalho útil/ Energia
utilizada
Marcha
Vertical

Marcha
Horizontal
Eficiência mecânica
Exemplo de cálculo de eficiência

Do exemplo da bicicleta
– P = 600 kpm/min
– VO2ss=1,5 l/min
– Admitindo que 1 l O2
produz 5 Kcal ou 21 KJ

Dispêndio energético (DE)
– DE = 1,5 l/min x 21 KJ/l
– DE =31,5 KJ/min

Potência mecânica
– P=600 kpm/min x 10 m/s2 =
6000 J/min=6 KJ/min

Eficiência (e)
– e =P/DE
– 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