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mariane.meurer@univali.br Balanço energético e fórmulas preditivas Prof.a Dr. a Giovana Vechi Prof .a Dr. a Mariane Meurer BALANÇO ENERGÉTICO O que é energia? “Capacidade de realizartrabalho” Nuclear Elétrica Química Mecânica Luminosa Térmica Conversão Todas as formas de trabalho requerem energia BIOENERGÉTICA Energia dos ALIMENTOS Trabalho biológico Energia Química “Fluxo e permuta de energia dentro de um sistema vivo” Como a energia liberada durante a “quebra” dos alimentos não pode ser diretamente usada para realizar um trabalho biológico, o ATP serve como substância química energética intermediária neste processo Energia para realizar o trabalho ENERGIA QUÍMICA A energia proveniente da oxidação de macronutrientes é recolhida e conduzida através do composto rico em ATP (trifosfato de adenosina) Estoque: 80 a 100g de ATP em condições normais de repouso Molécula carreadora especial de energia livre Unidades de energia •Caloria: •quantidade de energia necessária para elevar a temperatura de 1mL de água, de temperatura padrão inicial, em 1ºC. •14,5ºC para 15,5ºC •Quilocaloria: 1000 Cal •USAMOS = Kcal •Joule: •Medida de energia em termos de trabalho mecânico. •Uma quilocaloria = 4.184 Joules ou 1 kj = 0,239 kcal Energia contida nos alimentos ▪ 1 grama de proteína (PTN) = 4 Kcal ▪ 1 grama de carboidratos (CHO) = 4 Kcal ▪ 1 grama de lipídios (LIP) = 9 Kcal ▪ 1 grama de álcool = 7 Kcal ou 5,6 kcal/mL ▪ Vitaminas, minerais, fibras e água = O Kcal O valor calórico de um alimento ou preparação vai depender da quantidade de proteína, carboidrato e gordura na sua composição. Equilíbrio energético A estabilidade da composição corporal e da massa corporal total durante longos períodos requer que a ingestão energética seja igual ao gasto. Entrada de Energia = Saída de Energia BALANÇO ENERGÉTICO ▪ Balanço neutro: manutenção peso corporal ▪ Balanço negativo: glicogênio e tecido adiposo mobilizados. ↓ tecido adiposo e muscular... ↓ peso ▪ Balanço positivo: ↑ tecido adiposo ↑ peso corpóreo Balanço Energético POSITIVO • Ingestão maior do que o gasto de energia • Ingestão dietética • Predisposição genética • Idade e sexo – aumento da gordura com a idade • Estado socioeconômico • Fatores psicológicos Balanço Energético NEGATIVO • Ingestão menor do que o gasto de energia • Obesos: medida para obtenção de saúde • Atletas: categoria de peso • Desordens alimentares: bulimia e/ou anorexia • Associado a drogas e bebidas • Consequência de doenças BALANÇO ENERGÉTICO • Entrada de energia = soma da energia dos alimentos e das bebidas (CHO, PTN, LIP, ALCOOL) • Saída de energia = absorção, metabolismo, armazenamento dos alimentos; função dos órgãos vitais, regulação térmica... Equilíbrio Energético MAS COMO AVALIAR SE O INDIVÍDUO ESTÁ EM EQUILÍBRIO? Pelo peso, IMC, percentual de gordura e massa magra ESTADO NUTRICIONAL Estado Nutricional: Resultado entre necessidades e ingestão NECESSIDADE ENERGÉTICA ▪ Necessidades energéticas: Energia necessária para manter funcionamento, reparação tecidos, atividade voluntária. “Nível de ingestão de energia que irá compensar o gasto energético para um indivíduo com composição corporal e nível de atividade física necessários para manter a saúde por um longo período de tempo.” Lactantes: produção e secreção do leite materno. IMPORTÂNCIA DA NECESSIDADE ENERGÉTICA Crianças e gestantes: boa saúde + síntese de novos tecidos. Adulto: equilíbrio entre ingestão e gasto energético em relação à superfície corporal, composição corporal e nível de atividade física, condizentes com boa saúde. Necessidades Nutricionais (requerimento energético) Variam entre as pessoas ≠ genéticas e metabólicas Influenciado por vários fatores: ▪ Idade ▪ Tamanho do corpo ▪ Temperatura do corpo ▪ Atividade física ▪ Temperatura ambiental ▪ Taxa de crescimento ▪ Gênero ▪ Estado nutricional ▪ Estado emocional ▪ Ingestão de alimentos O balanço energético precisa ser mantido, ou seja, a quantidade de energia consumida deverá ser igual àquela dispendida BALANÇO ENERGÉTICO TMB ETAAF Termo regulaçãoGasto energético total (GET) = BALANÇO ENERGÉTICO TMB ETAAF Termo regulaçãoGasto energético total (GET) = TAXA METABÓLICA TAXA METABÓLICA BASAL Medida pela manhã, após acordar, 12 horas após a última refeição (estado pós-absortivo), deitada e completamente relaxada → Energia gasta para realizar os processos vitais básicos [50 a 70% do GET] TAXA METABÓLICA DE REPOUSO Medida em qualquer período do dia e de 2 a 4 horas após a última refeição. (10% maior que a TMB) [65 a 80% do GET] • TAXA METABÓLICA Principal componente do gasto energético diário: • 50% indivíduos muito ativos fisicamente • 70% indivíduos mais sedentários TAXA METABÓLICA Altura: > superfície corporal FATORES QUE AFETAM A TAXA METABÓLICA Dimensão e composição corporais Massa corporal gorda: menos ativa Massa corporal magra: vísceras (60%), cérebro, sangue e massa muscular (20 – 25%). 1 Taxa metabólica mais alta durante os períodos de crescimento (1° e 2° anos) Idade FATORES QUE AFETAM A TAXA METABÓLICA ↑ Idade ↓TMB 2 Gênero FATORES QUE AFETAM A TAXA METABÓLICA Masculino (5 a 10% > que mulheres) 3 Genética4 10% Hormônios FATORES QUE AFETAM A TAXA METABÓLICA 5 Tiroxina (T4): •Quando reduzida, diminui 30 a 50% a TMB Noradrenalina: • Quando reduzida, diminui a TMB Adrenalina: • Quando aumentada, aumenta o metabolismo pelo aumento da atividade celular Hormônio do crescimento e insulina: • Anabolismo Cortisol: • Catabolismo ↑Leve: incremento de 30% sobre a basal ↑Moderada: incremento entre 40 a 80% ↑Muito intenso: incremento 100% ou mais. Atividade física5 FATORES QUE AFETAM A TAXA METABÓLICA Consumo de oxigênio durante atividade física Dietas restritivas... (talvez por isso uma das estratégias seja ciclar a restrição calórica...) Jejum ou inanição acentuada7 FATORES QUE AFETAM A TAXA METABÓLICA ↓ em ate 50% Febre ou infecções (aprox. 13% para cada °C acima de 37°C) Estresse (queimaduras, traumatismo), hipertireoidismo ↑ TMB 10 a 100% Doenças8 FATORES QUE AFETAM A TAXA METABÓLICA Nicotina, cafeína e teofilina, anfetaminas, beta-bloqueadores ↑ TMB Fármacos9 FATORES QUE AFETAM A TAXA METABÓLICA Aumento em 20% a TMB Sono10 FATORES QUE AFETAM A TAXA METABÓLICA Diminui aprox. 10% a TMB Gravidez/Lactação11 Clima tropical: TMB 5 a 20% maior que indivíduos que vivem no clima temperado Temperatura entre 14° e 30° (zona térmica de neutralidade): ↑ GE suor ou tremor para manter temperatura corporal Clima12 FATORES QUE AFETAM A TAXA METABÓLICA BALANÇO ENERGÉTICO TMB ETAAF Termo regulaçãoGasto energético total (GET) = EFEITO TÉRMICO DO ALIMENTO Representa a elevação no gasto energético associado ao processamento de alimentos pelo corpo, incluindo o trabalho associado à digestão, absorção, transporte, metabolismo e armazenamento de energia. Resposta metabólica a alimentos OU termogênese induzida pela dieta ou efeito térmico dos alimentos Média dieta mista = 10% Média dieta rica em PTN = 15% EFEITO TÉRMICO DO ALIMENTO (ETA) Aumento no GE sobre a TMB causado pelo efeito térmico de alimentos = 5 a 30% Varia: teor calórico, composição da refeição: Proteínas = 20 a 30% Carboidratos = 5 a 10% Gorduras = 0 a 5% ↑ Na TMB estimulado pela ingestão de alimentos específicos (que podem variar de pessoa para pessoa). Ex.: cafeína FATORES QUE INFLUENCIAM O ETA Varia: teor calórico, composição da refeição Pós-prandial: • Gasto energético ↑ 1 hora após Termogênese obrigatória: • Associado à absorção, transporte, síntese e armazenamento dos nutrientes energéticos. Termogênese adaptativa ou facultativa: • Mediada pela atividade sistema nervoso simpático. BALANÇO ENERGÉTICO TMB ETAAF Termo regulaçãoGasto energético total (GET) = EFEITODA ATIVIDADE FÍSICA • Componente mais variável do gasto energético diário • Único facilmente alterado • Energia gasta para exercício voluntários • Varia com intensidade, duração, frequência. • Pode variar de 100 a 3000 Kcal/dia • Idade • Gêneros BALANÇO ENERGÉTICO TMB ETAAF Termo regulaçãoGasto energético total (GET) = TERMORREGULAÇÃO ü Ou termogênese adaptativa, facultativa ou regulatória. = alteração do metabolismo decorrente de diversos fatores. ü Temperatura ambiental, trauma, queimadura, jejum, déficit calórico, doenças... Componentes do gasto energético diário Taxa Metabólica Basal - TMB Energia dispendida durante os processos corporais vitais 60 – 75% Efeito térmico do exercício Energia gasta durante a atividade física 15 – 30% Efeito térmico dos alimentos Gasto de energia decorrente do processo de digestão, absorção e metabolismo de alimentos e armazenamento de glicogênio e gordura 10% Termogênese facultativa Adaptação a condições ambientais que podem modificar o gasto de energia <ou=10 – 15% Componentes do GET CÁLCULOS Como calcular IMC? ÍNDICE DE MASSA CORPORAL IMC = Peso (kg) Altura (m)² Exemplo IMC = 55 kg = 55 = 19,50 kg/m² (1,68 m)² 2,82 Avaliação do peso corporal Classificação IMC (Kg/m2) Risco de comorbidades Baixo Peso < 18,5 Baixo (mas risco de outros problemas clínicos aumentam) Normal/Eutrofia 18,5 – 24,9 Médio Sobrepeso 25,0 – 29,9 Aumentado Obesidade Grau I 30,0 – 34,9 Moderado Obesidade Grau II 35,0 – 39,9 Severo Obesidade Grau III ≥ 40,0 Muito severo Classificação do sobrepeso em adultos de acordo com o IMC* *WHO, 2000; Sisvan, 2011 Para nível ótimo de saúde: 21 – 23 Kg/ m2 (WHO, 2003) Peso teórico (PT): Masculino IMC 22,5 Kg/m2 Feminino: IMC 21,5 Kg/m2 Como calcular? PT = IMC (masc. ou fem.) x (Altura (m)²) Avaliação do peso corporal EXEMPLO: Sexo feminino PT = 21,5 x (1,70)2 PT = 21,5 x 2,89 PT = 62Kg ▪ Limitações IMC... ▪ Não separa gordura e músculo (% gordura) ▪ Não diz onde está a gordura... (RCQ, CC) ▪ Diferenças étnicas na deposição de gordura corporal Avaliação do peso corporal Índice de Adiposidade Corporal (IAC) Usa a circunferência do quadril e a altura da pessoa para chegar à porcentagem de gordura no corpo (não usa peso). Método barato e simples!! IAC = Circunferência do quadril - 18 (altura x √ Altura) Classificação/IAC Homens Mulheres Baixo peso <11% <23% Saudável 11 a 22% 23 a 35% Sobrepeso 22 a 27% 35 a 40% Obeso >27% >40% ÍNDICE DE ADIPOSIDADE CORPORAL EXEMPLO IAC = Circunferência do quadril - 18 (altura x √ Altura) Sexo feminino Circunferência do quadril: 88 cm Altura: 1,70m IAC = 88 - 18 (1,70 x √ 1,70) IAC = 88 - 18 (1,70 x 1,3) IAC = 88 - 18 2,21 IAC = 39,81 - 18 IAC = 21 Índice de Adiposidade Corporal (IAC) Classificação/IAC Homens Mulheres Baixo peso <11% <23% Saudável 11 a 22% 23 a 35% Sobrepeso 22 a 27% 35 a 40% Obeso >27% >40% DETERMINANDO O GASTO ENERGÉTICO • Mensuração acurada da ENERGIA despendida pelo organismo → Grande Desafio! • Não há um método considerado padrão ouro para todas as situações • Cada um possui vantagens e desvantagens DETERMINANDO O GASTO ENERGÉTICO Calorimetria Direta: Fornece uma medida da energia gasta pelo indivíduo através da dissipação do calor do corpo. Calorímetros: câmeras hermeticamente vedadas e recobertas por material isolante térmico Aferição: variação da T°C dentro da câmara → transmissão de energia da câmara para um sensor acoplado. Calor liberado pelo corpo dentro da câmara aquece uma quantidade de água que passa por canos dentro e fora da câmara → Diferença da °T em ºC da água que entra e sai da câmara = gasto energético da atividade física. CALORIMETRIA DIRETA CÂMARA CALORIMÉTRICA Tem alto custo operacional e é pouco usado. É realizado em câmaras/salas que limitam a atividade física normal. Não fornece informações sobre o substrato que está sendo oxidado e não reproduz fielmente situações que não podem ser simuladas dentro da câmara. CALORIMETRIA INDIRETA Calorimetria indireta: Medida do consumo de 02 e produção de C02 de um individuo respirando em bocal, máscara ou capuz colocado em câmara calorimétrica. Custo menor, permite mobilidade e é mais utilizado, principalmente UTIs p/ prescrição de energia mais adequada. Quociente Respiratório Princípio: ao se determinar o consumo de O2 → quantificar o GE Cada litro de O2 consumido → organismo gera aproximadamente 5 kcal → Permite o cálculo do quociente respiratório (QR): Proporção de CO2 produzido para o de 02 consumido. QR = mol de CO2 expirado mol de O2 consumido CALORIMETRIA INDIRETA Valores médios 1,0, 0,7 e 0,8 são aceitos como QR representativos para carboidratos, gorduras e proteínas, respectivamente. VANTAGENS: custo mais acessível, a praticidade durante a avaliação e a possibilidade de determinação dos substratos oxidados EXEMPLO DE RELATÓRIO ÁGUA DUPLAMENTE MARCADA Utiliza moléculas de água compostas por isótopos estáveis de hidrogênio (2H) e de oxigênio (18O) (método não calorimétrico): Método mais acurado (padrão-ouro) de mensuração do gasto energético total em indivíduos fora de confinamento, sem causar modificação no cotidiano. Análise urina ou da saliva antes e após a ingestão de água com isótopos estáveis de 2H e 18O. Água Duplamente Marcada (Doubly Labeled Water - DLW) Água marcada Isótopos 18O e 2H 18O 2H Água H218O Gás Carbônico C18O2 Água 2H2O Urina, suor e vapor d’água Análise: diferenças nas taxas de eliminação de 18O e 2H Água Duplamente Marcada 2H → eliminado como água 18O → eliminado como água e CO2 VANTAGENS: > precisão, s/ desconfortos, não influencia a AF, pode ser usado em qualquer estágio de vida e condições fisiopatológicas e de composição corporal DESVANTAGENS: preço, não avalia intensidade, frequência e duração da AF, requer equipamentos sofisticados e pessoal amplamente treinado. Q R Fórmulas preditivas do gasto energético FÓRMULAS PREDITIVAS → As primeiras estimativas das necessidades nutricionais basearam-se em observações epidemiológicas: ingestões por indivíduos saudáveis versus doentes. → Gradualmente, foram substituídas por abordagens experimentais, mais confiáveis. FÓRMULAS DERIVADAS 1. Harris e Benedict (1919) Baseadas na calorimetria indireta Para todas as idades Mulheres: TMB = 655 + (9,6xP) + (1,8xAcm) – (4,7xI) Homens: TMB = 66 + (13,75xP) + (5,0xAcm) – (6,8xI) 2. Mifflin-St. Jeor (1990) Idade: 19 – 78 anos Mulheres: GER = (10xP) + (6,25xAcm) – (5xI) - 161 Homens: GER = (10xP) + (6,25xAcm) – (5xI) + 5 FÓRMULAS DERIVADAS 3. FAO/OMS, 1985 FÓRMULAS DERIVADAS Grau de atividade física Valores de GAF Sedentário 1 a 1,39 Pouco ativo Exercícios 1h a 2h (caminhada, bike, esportes...) 1,4 a 1,59 Ativo Exercícios mais de 2h mais intensos (bike, correr, esportes alto rendimento) 1,6 a 1,89 Muito Ativo 2 ou mais exercícios, atletas geralmente 1,9 a 2,5 Os valores podem variar muuuuito!! Atividade Física VALOR ENCONTRADO NAS FÓRMULAS x Grau de Atividade Física VAMOS USAR ESTA COMO BASE Atividade Física Fator Atividade Categoria Leve (Exercícios 1h a 2h (caminhada, bike, esportes...) Moderado (Exercícios mais de 2h mais intensos (bike, correr, esportes alto rendimento) Intenso (2 ou mais exercícios, atletas geralmente) Homens 1,55 1,78 2,1 Mulheres 1,56 1,64 1,82 VALOR ENCONTRADO NAS FÓRMULAS x Grau de Atividade Física REAVALIAÇÕES DA LITERATURA CIENTÍFICA Os valores previstos são geralmente maiores do que o gasto real, não podendo ser aplicados a todas as pessoas, como no caso das obesas. Qual fórmula utilizar para calcular o gasto energético do meu paciente? Harris Benedict Fórmula criada em 1919 e reformulada em 1984 para maior precisão. Utiliza o peso, altura, idade e sexo do paciente para o cálculo. Não leva em consideração a composição corporal do paciente, e por isso pode dar um resultado pouco fidedigno emcasos extremos. Mede a taxa metabólica basal do paciente e deve ser posteriormente multiplicada pelo fator atividade para que tenhamos o gasto energético total. Qual fórmula utilizar para calcular o gasto energético do meu paciente? FAO/OMS Essa fórmula utiliza apenas o peso, idade e sexo do paciente como base de cálculo. Pode ser utilizado também para o cálculo de gastos energéticos de bebês. Existem duas versões dessa fórmula, de 1985 e 2001. Assim como a anterior, mede a taxa metabólica basal do paciente e deve ser posteriormente multiplicada pelo fator atividade para que tenhamos o gasto energético total. Qual fórmula utilizar para calcular o gasto energético do meu paciente? IOM (EER) Criada em 2005, essa fórmula também utiliza peso, altura, idade e sexo para seus cálculos. Pode ser utilizada para crianças e adultos. Essa fórmula, diferente das outras, não mede a taxa metabólica basal do paciente, ela calcula direto o gasto energético total, pois o fator atividade está embutido na fórmula original. Atualizada em 2023. Padrão para UNIVALI FÓRMULAS DERIVADAS EER = Estimated energy requirement (IOM, 2023) TRADUZINDO: NET = Necessidade estimada de energia EER: Estimadas a partir de equações para predição do gasto total de energia medido pela técnica da água duplamente marcada (padrão ouro). EER 2023 = ATUALIZAÇÃO A necessidade de reexaminar as DRIs para energia, atualizadas pela última vez em 2005, decorre de dois fatores: 1. Tanto a população dos Estados Unidos quanto a do Canadá experimentaram um desequilíbrio em suas ingestão e gasto de energia durante as últimas décadas (mais sobrepeso e obesidade) 2. A nova ciência tem avançado seu conhecimento sobre a ingestão e gasto de energia através do uso de análise de água duplamente marcada (DLW). Duas mudanças importantes: Primeiro, a população em geral, incluindo aqueles com sobrepeso, obesidade e doenças crônicas, em vez da população “normalmente saudável” anterior. Em segundo lugar, os dados fonte para DLW foi expandidos para incluir bancos de dados que representam população mais diversificada Na prática, antes, a fórmula SUPERESTIMAVA a necessidade energética!!! EER 2023 = ATUALIZAÇÃO ATIVIDADE FÍSICA - 2023 Como avaliar? Sexo masculino, 33 anos, 1,73 m e 75 Kg Nível atividade: caminha todos os dias 40 minutos 1º) Avaliar adequação do peso corporal 2º) Buscar a fórmula correta (ATENÇÃO, NOS EUA TUDO QUE É VÍRGULA USAMOS PONTO E VICE E VERSA) IMC: 75/(1,73 X 1,73) = 75/2,99 = 25,08 Kg/m² = sobrepeso ATIVIDADE FÍSICA - 2023 Como avaliar? EXEMPLO 2023: 2º) EER correta com nível de AF: 581,47 - (10,83 x I-anos) + (8,3 x A-cm) + (14,94 x P-kg) = 581,47 – (10,83 x 33) + (8,3 x 173) + (14,94 x 1,73) = 581,47 – (357,39) + (1435,9) + (25,85) = 1685,83 Kcal/dia Outras Fórmulas Derivadas Harris e Benedict Mulheres: TMB = 655 + (9,6xP) + (1,8xAcm) – (4,7xI) TMB = 655 + (9,6 x 55) + (1,8 x 163) – (4,7 x 33) TMB = 655 + 528 + 293,4 – 155,1 TMB = 1321,3 kcal (REPRESENTA em média 50-70% GET) GET = TMB x AF = 1321,3 X 1,56 = 2061,23 kcal Outras Fórmulas Derivadas FAO Mulheres: TMB = 8,7 X P + 829 TMB = 8,7 X 55 + 829 TMB = 478,5 + 829 TMB = 1307,5 kcal (REPRESENTA em média 50-70% GET) GET = TMB x AF = 1307,5 X 1,56 = 2039,7 kcal Outras Fórmulas Derivadas Mifflin-St. Jeor (1990) Mulheres: GER = (10xP) + (6,25xAcm) – (5xI) - 161 GER = (10x55) + (6,25 x 163) – (5x33) – 161 GER = 550 + 1018,75 – 165 – 161 GER = 1564,75 kcal TMR = 1564,75 kcal (REPRESENTA em média 70% GET) GET = TMR x AF = 1564,75 X 1,56 = 2441 kcal Fórmulas de bolso Objetivo GET Perda de peso 20 – 30 Kcal/Kg/dia Manutenção do peso 25 - 30 Kcal/Kg/dia Ganho de peso 30 – 35 Kcal/Kg/dia Manutenção do peso em catabolismo 30 – 35 Kcal/Kg/dia Ganho de peso em catabolismo 35 – 40 Kcal/Kg/dia Fórmula de Bolso → Objetivo Qual utilizar? Qual é a mais indicada? Existe situação para o uso de cada uma das fórmulas? DEPENDE Situação e das informações que você dispõe no momento E se o meu paciente quer emagrecer? •A equação de predição para IMC >30 (adultos e adolescentes) •Mifflin-St Jeor - É a única equação que permite a estimativa válida de TMB em indivíduos obesos. KRÜGER, Renata Lopes et al. Validation of predictive equations for basal metabolic rate in eutrophic and obese subjects. Revista Brasileira de Cineantropometria & Desempenho Humano, v. 17, n. 1, p. 73-81, 2015. E se meu paciente for fisicamente ativo? •Cunningham e Tinsley: São as equações mais indicadas para indivíduos ativos fisicamente e que possuem alto volume muscular e baixo percentual de gordura. •P é peso e MLG é massa livre de gordura. E se meu paciente for fisicamente ativo e quer ganhar massa magra? •Harris-Benedict: Essa equação é mais indicada para praticantes de exercícios físicos, enfermos ou feridos. Utilizar com pacientes ativos fisicamente que tem como objetivo aumento de peso e massa magra. •P é peso, A é altura em centímetros e I idade em anos. Atividade de hoje (Peso 5) 1. Calcular o seu IMC 2. Fazer sua própria avaliação com as 4 fórmulas: 1. EER 2. FAO 3. Harris e Benedict 4. Mifflin 3. Fazer o cálculo com a fórmula de bolso 4. Justificar a atividade física (descrever o que faz para mostrar o valor que usou) 5. Entregar (INDIVIDUAL) para professora em mãos Critérios avaliativos: • Organização das respostas • Letra legível • Entrega na data • Apresentação dos cálculos
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