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Necessidades Energéticas Profª: Maria Lucia Araujo Componentes do gasto energético: 1. Gasto energético basal / repouso (GEB / GER); 2. Efeito térmico da alimentação (ETA); 3. Efeito térmico da atividade física (ETAF). Taxa metabólica basal: Reflete a produção de calor pelo organismo, determinada indiretamente medindo-se a captação de oxigênio em condições bastante rigorosas; As mensurações são feitas no estado pós-absortivo (não se ingere alimento algum por pelo menos 12 horas antes do teste); A atividade física também é restrita antes do teste de avaliação da TMB, e o indivíduo repousa em decúbito dorsal em meio ambiente termoneutro (≈ 25°C) e confortável, por cerca de 30 minutos. A TMB é o componente principal do GE e representa a demanda energética mínima necessária à manutenção da vida, podendo variar de 50 (indivíduo muito ativo fisicamente) até 70% (indivíduo sedentário) do GE total diário. Taxa metabólica de repouso: Ao contrário da TMB, mensurada em condições laboratoriais controladas, a TMR é medida em condições menos rigorosas; O indivíduo, acordado e alerta, é avaliado em repouso e em jejum (de pelo menos 8 horas); A TMR é em torno de 10% maior do que a TMB por causa do efeito térmico dos alimentos e da atividade física e representa a maior porção do gasto energético diário (60 a 75%); A TMR está fundamentalmente relacionada com a massa livre de gordura do organismo e é influenciada, ainda, por idade, gênero, composição corporal e fatores genéticos. Por exemplo, os homens tendem a ter TMR mais alta do que as mulheres, devido a seu maior tamanho corporal. Efeito térmico do alimento: Refere-se a qualquer mudança no gasto energético induzida pela dieta; Após a ingestão de uma refeição, o gasto energético mantém-se elevado por 4 a 8 horas; A ingestão dietética de proteína promove maior aumento no GE no período pós-prandial – em torno de 23% – quando comparado com carboidratos (~6%) e gorduras (~3%). Efeito térmico da atividade física: É o componente mais variável do gasto energético diário, que inclui a energia gasta por meio dos exercícios voluntários e involuntários, como tremor, inquietação nervosa e controle postural; O gasto energético induzido pelo exercício físico voluntário depende do tipo, da intensidade e da duração do exercício, além do nível de treinamento do indivíduo; A atividade física é o componente de maior variação do GE, podendo variar de 10% do total, em um indivíduo confinado ao leito, até 50% em atletas. Três fatores determinam o gasto energético diário total: - A taxa metabólica em repouso; - A influência termogênica do alimento consumido; - A energia gasta durante a atividade física e a recuperação. Fatores que afetam os requerimentos energéticos: Idade; Sexo; Composição corporal; Clima; Estresse (aumento da atv do sistema nervoso simpático); Hormônios. Energia liberada pelo corpo: Todos os processos metabólicos dentro do corpo acabam resultando em produção de calor; A taxa de produção de calor pelas células, tecidos ou pelo corpo inteiro define a taxa do metabolismo energético; A caloria representa a unidade básica de medida de calor, e o termo calorimetria define a medida de transferência de calor; A calorimetria direta e a calorimetria indireta, quantificam com precisão a energia gerada pelo corpo durante o repouso e durante a atividade física. A medida da taxa de produção de calor pelo corpo fornece uma avaliação direta da taxa metabólica; A produção de calor (taxa metabólica) pode ser estimada indiretamente pela medida da troca dos gases dióxido de carbono e oxigênio durante a degradação dos macronutrientes dos alimentos e a excreção de nitrogênio. Calorimetria direta: Um volume conhecido de água em uma temperatura especificada circula através de uma série de serpentinas no topo da câmara; Essa água absorve o calor que é produzido e irradiado pelo indivíduo enquanto ele está no calorímetro; Um isolamento protege toda a câmara, de modo que as mudanças na temperatura da água estão diretamente relacionadas com o metabolismo energético do indivíduo; A medida direta da produção de calor pelos seres humanos tem implicações teóricas consideráveis, embora suas aplicações sejam limitadas. Consiste em uma câmara hermética arejada, com isolamento térmico; O calor produzido e irradiado pela pessoa é removido por uma corrente de água fria, que flui em um ritmo constante por tubos espiralados perto do teto da câmara; A diferença na temperatura da água que entra e sai da câmara reflete o calor produzido pela pessoa; Essa técnica, apesar de altamente precisa, é pouco utilizada em razão do custo elevado e da pouca praticidade em estudos de campo. Calorimetria indireta: A perda de calor do corpo não é medida, mas estimada com base na análise da queima de nutrientes; Avaliam-se o gasto energético de repouso e o quociente respiratório (QR) pela medida das concentrações de O2 inspirado e de CO2 expirado; Ao medir o consumo de oxigênio da pessoa em repouso e em condições de exercício em ritmo estável, é possível obter uma estimativa indireta do metabolismo energético; Considerando que cada nutriente metabolizado utiliza uma quantidade diferente de O2 para sua metabolização, obtém-se quocientes respiratórios diferentes. Quociente respiratório: Em situação normal, as necessidades de energia de um indivíduo são supridas por dieta mista de carboidratos, lipídios e proteínas; Como há diferenças químicas na composição desses nutrientes, a quantidade de O2 necessária para oxidar completamente os átomos de carbono e de hidrogênio, presentes na molécula até a formação dos produtos terminais, CO2 e H2O, também será diferente; A quantidade de dióxido de carbono eliminado em relação ao volume de oxigênio utilizado varia ligeiramente de acordo com o substrato oxidado; O QR (QR = CO2/O2), então, fornece um indicativo da mistura de nutrientes que estão sendo catabolizados para energia durante o repouso e o exercício aeróbio. QR do carboidrato: A oxidação completa de uma molécula de glicose requer seis moléculas de oxigênio e produz seis moléculas de dióxido de carbono e água da seguinte maneira: C6 H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O A troca gasosa durante a oxidação da glicose produz uma quantidade de moléculas de dióxido de carbono que é igual à quantidade de moléculas de oxigênio consumidas; portanto, o QR dos carboidratos é igual a 1,00. QR = 6 CO2 ÷ 6 O2 = 1,00 QR do lipídio: A composição química dos lipídios é diferente dos carboidratos porque os lipídios contêm uma quantidade consideravelmente menor de átomos de oxigênio proporcionalmente aos átomos de carbono e de hidrogênio; Consequentemente, a catabolização das gorduras para a geração de energia requer um consumo consideravelmente maior de oxigênio em relação à produção de CO2; C16 H32O2 + 23 O2 → 16 CO2 + 16 H2O QR = 16 CO2 ÷ 23 O2 = 0,696 Geralmente, um valor de 0,70 representa o QR para os lipídios com variações entre 0,69 e 0,73. O valor depende do comprimento da cadeia de carbonos do ácido graxo oxidado. QR das proteínas: As proteínas não são simplesmente oxidadas em dióxido de carbono e água durante o metabolismo energético. Em vez disso, o fígado primeiramente desamina a molécula de aminoácido; O corpo excreta os fragmentos de nitrogênio e de enxofre na urina, no suor e nas fezes. O fragmento “cetoácido” restante é então oxidado em dióxido de carbono e água para fornecer energia para o trabalho biológico. C72H112N2O22S + 77 O2 → 63 CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO(NH2)2 QR = 63 CO2 ÷ 77 O2 = 0,818 O valor geral de 0,82 caracteriza o QR para as proteínas. Água duplamente marcada: É realizado por meio da ingestão de água que contém dois isótopos, o deutério (2H) e o oxigênio 18 (18O); Permite avaliar o GE do indivíduo pela diferença entre a eliminação do oxigênio marcado e do deutério na urina; Parte-se do princípio que a produção de gás carbônico pode ser medida pelas diferentes eliminações da água marcada com as formas isotópicas de hidrogênio e oxigênio. Amostras sucessivas de urina comparadas, uma logo após a ingestão da dose oral e outra após o período final da observação, permitem a medição precisa do gasto energético total; As medidas são realizadas por um longo período de tempo (1 a 3 semanas); Custo elevado. Equações preditivas: A maioria das equações é derivada de amostras das populações norte-americana e europeia, que apresentam características diferentes de composição corporal e vivem em condições ambientais distintas; Com base nessas evidências, Henry e Rees compilaram as informações disponíveis de TMB de pessoas que vivem nos trópicos e desenvolveram equações específicas para essas populações. Levando-se em consideração a ideia de que a massa corporal magra influencia positivamente o GE, Cunningham propôs uma equação generalizada para estimar o gasto energético diário de repouso (GEDR) para homens e mulheres por ampla gama de pesos corporais. Exemplo: Para um homem de 70 kg de massa, com 21% de gordura corporal, sua massa livre de gordura (MLG) seria estimada em 55,3 kg e, com isso, seu GEDR seria de: GEDR = 370 + 21,6 (MLG em kg) GEDR = 370 + 21,6 (55,3) GEDR = 370 + 1.194,48 = 1.564,48 kcal Se esse mesmo indivíduo tivesse 11% de gordura, sua MLG seria estimada em 62,3 kg e, com isso, seu GEDR seria de: GEDR = 370 + 21,6 (62,3) GEDR = 370 + 1.345,68 = 1.715,68 kcal Após definir a equação de estimativa da taxa metabólica basal a ser utilizada, recomenda-se, em seguida, multiplicar a TMB pelo nível de atividade física ou a realização do método fatorial; No caso de atletas, sugere-se realizar um diário do tempo gasto em cada atividade desempenhada nas 24 horas. Exemplo da recomendação de energia para um jovem por meio do método fatorial: Calcule a TMB, de acordo com gênero, idade e peso do indivíduo (no exemplo abaixo utilizou-se a equação de Schoefield; Divida o resultado do cálculo da TMB por 24, obtendo, assim, a TMB/h; - Faça o registro das atividades realizadas pelo indivíduo, contabilizando as 24 horas do dia (período de sono, horas gastas com atividade profissional e atividade física, horas gastas comendo, tomando banho etc.); Multiplique o gasto energético bruto (Anexo 3) de cada atividade registrada pelo tempo (horas). Divida o resultado do somatório por 24. Avalie o nível de atividade do indivíduo utilizando a Tabela 13.7; Para obter a recomendação de ingestão energética ou o GET do indivíduo, multiplique o gasto energético bruto de cada atividade pelo tempo em horas e pela TMB/hora e, em seguida, some as quilocalorias (kcal) correspondentes a cada atividade física (Tabela 13.10). Equivalente metabólico: Um MET representa o consumo médio de oxigênio ou o gasto energético de um adulto em repouso na posição sentada – cerca de 250 mℓ O2/min, 3,5 mℓ O2/kg/min, 1 kcal/kg/h ou 0,017 kcal/kg/min (1 kcal/kg/h ÷ 60 min/h = 0,017); Por exemplo, uma atividade de 2 MET requer o dobro do metabolismo em repouso, ou cerca de 500 mℓ de oxigênio por minuto; Um nível de intensidade de 3 MET requer o triplo da energia que é gasta durante o repouso e assim por diante a cada incremento no MET. Cálculo do gasto energético baseado no MET (kcal): Exemplo. Para um indivíduo que pesa 70 kg e pratica 30 minutos de musculação com intensidade média, o gasto energético será: MET (referente à musculação média): 4,5 (ver tabela) Tempo de atividade: 30 minutos Peso do indivíduo: 70kg kcal = MET x peso (kg) x tempo do exercício em horas kcal = 4,5 x 70 x 0,5 = 157,5 kcal Harris-Benedict Cunningham