Mensuracao do trabalho, potencia e gasto energetico durante o exercicio_2014

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Quantificação do trabalho, 
potência e gasto energético
durante o exercício
DEFINIÇÕES
• Trabalho:
  = força x distância
 1 Kgm = 9,81 J = 2,34 x 10-3 Kcal
• Potência:
 Potência = trabalho / tempo
Velocidade com que o trabalho é realizado
1W = 1 J / s
1 Hp = 745 W
Como quantificar trabalho e potência
• Ergometria: quantificação do trabalho realizado
• Ergômetro: aparelho utilizado para quantificar o 
trabalho realizado
• Principais ergômetros: bicicleta, esteira e degrau
• Testes de campo podem apresentar correlação
satisfatória com testes com ergômetros, porém
podem fornecer valores imprecisos
DEFINIÇÕES
•Em degrau:
  = peso x altura do degrau
 P =  / tempo
Exemplo: peso 70 Kg, altura 0,2 m
 = 14 Kgm = 0,03 Kcal / degrau
Como quantificar trabalho e potência
• Degrau:
• Subir e descer um degrau numa velocidade
específica
• Vantagens: baixo custo; portabilidade; testes 
rápidos e bem relacionados com capacidade
funcional
• Desvantagens: pouca padronização; mais útil
para estimar capacidade de endurance
(resistência) do que capacidade máxima; 
receio de quedas pelos pacientes
• Bicicleta ergométrica:
• Quantificação relativamente simples
• Potência = influenciada pela distância
percorrida; frequência de rotação; 
resistência contra a rotação; e duração do 
exercício
Como quantificar trabalho e potência
• Bicicleta ergométrica:
• Vantagens: < preço, < tamanho, + silenciosa e + segura; 
menor movimentação de tronco e MMSS (facilita
monitoração); 
não influenciada pelo peso corporal; 
acurácia na mensuração da relação potência aplicada X 
demanda metabólica; 
diversas equações de predição de VO2 para uma
determinada carga
Como quantificar trabalho e potência
• Desvantagens: atividade menos comum; desconforto do 
banco
• Esteira: 
• Taxa de trabalho é variável
• Depende de: massa corporal, velocidade, inclinação, 
eficiência da marcha (tamanho e frequência das 
passadas, equilíbrio, suporte)
Como quantificar trabalho e potência
• Desvantagens: dificuldade na estimativa de trabalho
(estimativas indiretas de VO2 podem ser inacuradas); 
>custo; >tamanho; + dificil para aferição da FC e PA
• Vantagens: exige maior demanda metabólica (6-11% > 
que a bicicleta), e possivelmente maior stress cardíaco
e ventilatório; atividade + comum no dia-a-dia
GASTO ENERGÉTICO
• Calorimetria Direta:
 alimento + O2 ATP + calor
basal  calor
1 Kcal = quantidade 
de calor necessária 
para aquecer 1 g de 
H2O em 1 C
GASTO ENERGÉTICO
• Calorimetria Indireta:
 alimento + O2  calor + CO2 + H2O
“medição”
Existe relação direta entre o consumo de O2 e a 
quantidade de calor produzido no organismo
Portanto, a quantificação do consumo de O2
fornece uma estimativa do gasto energético
Apesar de não exato, o gasto energético (ou
calórico) do exercício é estimado em aprox. 5 kcal 
por cada litro de O2 consumido
GASTO ENERGÉTICO
• Calorimetria Indireta
Amostras do ar expirado “breath-
by-breath”: [O2] e [CO2]
Cálculo do VO2 e VCO2
GASTO ENERGÉTICO
Calorimetria Indireta
GASTO ENERGÉTICO
Portanto...
• A calorimetria direta utiliza a quantificação
da produção de calor como um indicador
do gasto energético
• A calorimetria indireta utiliza a 
quantificação do consumo de O2 para
estimar o gasto energético
Estimativa do gasto energético
O gasto energético da caminhada ou corrida sobre esteira pode ser estimado 
com razoável precisão pois as exigências por O2 aumentam como uma função 
linear da velocidade
Estimativa do gasto energético
“MET”
• A necessidade de exprimir o custo energético 
do exercício em termos simples levou ao 
desenvolvimento do termo MET, ou equivalente 
metabólico
• 1 MET equivale ao VO2 de repouso, ou seja, 
3,5 ml.kg.min
• Diferentes atividades físicas levam a diferentes 
gastos energéticos
•Uma atividade física que exige um VO2 de 35 
ml.kg.min gera 10 METS de gasto energético
GASTO ENERGÉTICO
MET: 3,5 ml O2 / min / kg
http://portaldocoracao.uol.com.br/calc-gasto-de-calorias-em-atividades-fisicas.php
ou...
AINSWORTH,B.E. , HASKELLL,W.L. , LEON,A.S. , JACOBS JR.,D.R. , MONTOYE,H.J. , SALLIS, 
J.F. and PAFFENBARGER JR., R.S. Compendium of Physical Activities: classification of energy costs of 
human physical activities. Med. Sci. Sport. Exerc. 25(1): 71-80, 1993.
Atividade Descrição Mets
Doméstica Lavar pratos em pé 2,3
Física Dançar 5,5
GASTO ENERGÉTICO
Classificação das atividades físicas pelo dispêndio 
de energia
Nível METS - METS -
Leve 1,6 – 3,9 1,2 – 2,7
Moderado 4,0 – 5,9 2,8 – 4,3
Pesado 6,0 – 7,9 4,4 – 5,9
Muito Pesado 8,9 – 9,9 6,0 – 7,5
Extremamente Pesado ≥ 10,0 ≥ 7,6
Testes de esforço
Indicações
• Avaliação da presença, causa e grau da
intolerância ao esforço
• Avaliação da resposta a intervenções
terapêuticas
• Risco pré-operatório
• Prescrição correta da intensidade de 
exercício
Tipos de protocolos para 
teste de esforço
• Carga incremental
• Carga constante
• Testes clínicos de campo
ECG
vent
Teste cardio-pulmonar máximo 
de esforço (teste incremental)
SpO2
Metodologia – bicicleta ou esteira
• Variáveis: carga em watts (bicicleta) 
velocidade e inclinação (esteira)
• Aquecimento  teste  “cool down”
• Aumento de carga em “rampa” ou “degrau”
watts
30
20
10
0
tempo
1min 2min 3min 4min
até exaustão
Teste incremental
Diferentes protocolos em esteira
Astrand Bruce 
Teste incremental
Diferentes protocolos em esteira
Balke mod. ou Harbor Weber 
Teste incremental
em bicicleta
• Monitoração semelhante ao teste em esteira
• Pedalar em velocidade constante (50-60 rpm)
• Carga incremental em watts (aumenta a cada 
1-3 minutos)
Possíveis causas do fim do teste 
• Limitação cárdio-circulatória (FCmax, PA)
• Relação V/Q (hipoxemia,  Saturação O2)
• Limitação ventilatória (ventilação, Borg dispnéia)
• Fadiga muscular (Borg fadiga)
• Fatores psicológicos ??
Relação V/Q
•  oxigenação
• Hipoxemia, hipercapnia,  Saturação de O2
0 Nenhuma falta de ar 
0,5 Muito, muito pouca dispnéia 
1 Muito leve 
2 Leve 
3 Moderada 
4 Pouco severa 
5 Severa 
6 
7 Muito Severa 
8 
9 Muito, muito severa 
10 Máxima falta de ar 
Escala de Borg – fadiga e dispnéia
Teste da caminhada de 6 minutos
(DP6min ou TC6min)
Técnica de aplicação do teste
• Indivíduo é orientado a percorrer a maior 
distância possível em 6 minutos
• Roupa e calçado adequados;
• Coleta inicial e final de dados - FC, FR, Borg 
(dispnéia, fadiga), SpO2
• Caso o indivíduo queira parar, é orientado a 
recomeçar assim que desejar; o cronômetro 
não pára;
• Correr NÃO é permitido
• Incentivo deve ocorrer a cada minuto 
(padronizado de acordo com Guyatt et al, Thorax 1984)
• Após o término do teste manter o indivíduo em 
repouso até a normalização dos sinais vitais
• Considera-se satisfatório o teste quando o 
indivíduo atinge 80% da DP6min prevista
Técnica de aplicação do teste
Valores de referência 
(ou normalidade)
Brito et al. (Braz J Phys Ther 2013)
•DP6pred= 890,46 - (6,11 x idade) + (0,0345 x idade2) + 
(48,87 x gênero) - (4,87 x IMC)
•DP6pred= 890,46 - (6,11 x 41) + (0,0345 x 1681) + 
(48,87 x 1) - (4,87 x 25) = 868,57 metros
Corredor
Recomendado: > 30 m de comprimento
Marcação a cada metro
Acompanhar ou não ?
Importante: realizar o teste pelo menos duas vezes 
(efeito aprendizado)
1 2 3 4 56 
minutos
VO2
VE
FC
DP6min – um teste sub-máximo…
Troosters et al., ERJ 2002
Shuttle test (incremental)
Shuttle test
• Máximo (incremental) (Correr é permitido)
Δ 10 ou 20 metros Δ
•Fim do teste: quando pcte não consegue 
mais seguir o ritmo dos sinais sonoros
•Velocidade é dada por sinais sonoros 
gradualmente mais rápidos provenientes 
de uma gravação de CD
Shuttle test
• Reproduz bem o perfil de VO2 obtido num 
teste ergométrico; há fórmulas de estimativa
do VO2 no Shuttle test
• Há valores de referência disponíveis no Brasil
• Já que as únicas variáveis avaliadas são FC e 
SpO2, o teste não permite determinação da
causa da limitação ao exercício
Shuttle test
Shuttle X DP6min em ICC
Pico VO2 teste 
máximo
Pico VO2
shuttle
Pico VO2
DP6min
Pico VO2
shuttle
Pico VO2 teste 
máximo
Green et al., J Sci Med Sport 2001