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 Metabolizável ATP Metabolismo Basal Energia ingerida com o alimento CALOR Digestão e armazenamento Atividade Balanço energético (gasto de ATP = síntese de ATP)

Taxa metabólica representa o fluxo de energia através do organismo 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

Trabalho não aproveitado 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 CALORIMETRIA INDIRETA 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: o volume de oxigênio consumido (VO2) o volume de gás carbônico produzido (VCO2), ventilação minuto (Vebtps), índice de trocas respiratórias (QR),

Equivalente calórico de carboidratos e gorduras 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 A razão entre a produção de dióxido de carbono e o consumo de oxigênio é tradicionalmente chamado de quoeficiente respiratório (QR). O QR é usado para indicar a respiração celular e portanto o VO2 e o VCO2 resultantes do catabolismo do alimento. O QR pode ser usado para calculo do gasto energético durante o exercício

Calorimetria indireta de circuito aberto Princípio: calorias fornecidas por combustão de oxigênio depende do nutriente Medida através do consumo de oxigênio e assim avaliar a intensidade metabólica do exercício.Além disso a relação da produção de dióxido de carbono e oxigênio é usada para indicar as contribuições de dos carboidratos e gorduras para a produção de energia.

Exercício: Qual o dispendio energético ? 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 4,89 0,88 4,91 0,90 4,93 0,92 4,96 0,94 4,98 0,96 5,00 0,98 5,03 1,00 5,05 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 ? Exercitar

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

Potência aeróbica: VO2 = DC x diferença arterio venosa 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 A mensuração do gasto energético e da potência possui muitas aplicações na ciência do exercício. O conhecimento adequado das necessidades energéticas das atividades físicas, por exemplo a corrida, é importante para o treinador ao planejar um programa de treinamento e uma dieta para atletas.

UNIDADES SI Unidades Unidades SI Massa Quilograma (kg) Distância Metros (m) Tempo Segundos (s) Força Newton (N) Trabalho Joule (J) Energia Joule (J) Quilocaloria (Kcal) Potência Watt (W) Velocidade Metros por segundo (m . s-1) Torque Newtons metro (N.m) Sistema internacional, padronização do relato de dados cientificos e facilitar a comparação dos valores publicados.

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 Potência P= F x D / t Unidade de medida onde t = tempo Unidade de medida W: watt=J/s kcal/min: kgm/min ou kp/min: 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 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 Força: resistênica X duração do exercicio X numero de volta Distância: 50rpm Kpm para KJ, multiplicar por 10 m/s é a gravidade arredondado

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

Trabalho não aproveitado Energia no exercício Calor Energia Química Trabalho não aproveitado Trabalho Interno Trabalho Externo Útil

EFICIÊNCIA MECÂNICA – ECONOMIA NO MOVIMENTO Padrão técnico Fibras musculares Não existe fator biomecânico único Eficiência mecânica (%) = Trabalho útil/energia despendida x 100

Eficiência Mecânica = Trabalho útil/ Energia utilizada Ex: Natação 2.9 a 9.4 % Ciclismo: 24 a 34 % Eficiencia mecanica e economia geralmente são utilizadas como sinonimos qdo descrevem condições de exercicio. Isso é incorreto pois esses termos dizem respeito a condições bastante diferentes do corpo; Economia de movimento refere-se ao gasto de energia do movimento (consumo de oxigenio submaximo) biomecanica. Consumo de oxigenio necessario para determinado exercicio. Eficiencia do movimento refere-se a energia mecanica produzida durante o moviemento relativo a energia metabólica usada para causar o movimento. Razao entre a energia mecanica produzida durante o exerciio e o gasto energetico do exercico em %

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 Eficiência é medida em % Custo é medido em Dipendio eneergético por medida de intensidade VO2 estado estável VO2 relativo – peso corporal ml.kg -1.min-1