Necessidades energéticas (1)

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Necessidades Energéticas 
Profª: Maria Lucia Araujo 
A definição de energia é a capacidade de um corpo em realizar traba-lho; 
Nos seres humanos, a energia é necessária para o desenvolvimento e a manutenção de todas as funções fisiológicas e sua ausência afeta diretamente a saúde de um indivíduo;
 A energia em humanos é proveniente dos alimentos e de seus constituintes macronutrientes, que fornecem ao organismo carboidratos, proteínas, lipídios e álcool, e cada componente fornece quantidades diferentes de energia.
Na prática clínica, é essencial para o profissional conhecer e saber avaliar o consumo e a necessidade de energia de um indivíduo para uma prescrição precisa e eficiente de um plano alimentar; 
Dessa forma, é possível saber se o suporte nutricional oferecido ao paciente está adequado, insuficiente ou em excesso, dependendo do seu objetivo. 
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. 
Idade: 
A TMB é diferente de acordo com a fase da vida que o indivíduo se encontra;
Na infância, em razão do crescimento e desenvolvimento, a necessidade de energia aumenta;
Na fase adulta, estima-se que o GEB reduza entre 1 e 2% a cada década de idade aumentada pela perda de massa muscular. 
Sexo: 
De forma geral, as mulheres apresentam menor GEB do que os homens; 
Essa diferença é explicada principalmente pelo tamanho e pela composição corporal distintos entre os sexos; 
Os homens geralmente possuem maior quantidade de massa muscular e menos gordura corporal do que as mulheres; 
Mulheres com a mesma estatura e peso que homens geralmente apresentam menor GEB (de 5 a 10%).
Composição corporal: 
Estima-se que o gasto de energia atribuído somente aos músculos seja de aproximadamente 20% do TMB; 
Os órgãos também são importantes para o GEB; estima-se que cérebro, fígado, coração e rim, que são órgãos considerados mais metabolicamente ativos, sejam responsáveis por aproximadamente 60% do TMB; 
 O tecido adiposo, que é um tecido menos metabolicamente ativo, seria responsável por 3,9% do TMB. 
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: 
É um método que consiste em uma câmara fechada na qual o gasto de energia é medido por meio do calor produzido durante o repouso ou atividade física;
Como a forma de mensuração do gasto de energia é pela produção de calor, esse equipamento não fornece dados sobre qual substrato energético está sendo oxidado; 
É pouco utilizada pela complexidade, pelo custo elevado do equipamento e pelas condições necessárias para a realização do teste.
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.
Apesar de ser um método não invasivo, ainda é pouco utilizada na prática clínica em razão de seu custo elevado e da necessidade de um profissional treinado para realizar o teste. 
Quociente respiratório: 
Em situação normal, as necessidades de energia de um indivíduosão 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: 
O indivíduo não precisa seguir nenhuma metodologia específica ou fazer restrições; 
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. 
Como avaliar o gasto energético na prática clínica?
Equações; 
Para desenvolver uma equação que consiga estimar a TMB, é necessário que um método considerado padrão-ouro tenha sido realizado e que a equação que está sendo desenvolvida seja comparada com esse método; 
Apesar de serem amplamente utilizadas na prática clínica e serem relativamente confiáveis, é preciso ter consciência de que as equações podem apresentar erros ao mensurar o GEB. 
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. 
Equivalente metabólico (MET): 
Medida criada para avaliar o gasto de energia durante uma atividade, principalmente o exercício físico; 
A unidade MET é baseada na quantidade de oxigênio consumido por uma pessoa adulta durante o repouso – cerca de 3,5 mL de O2 /kg/min – portanto, 1 MET equivale a 3,5 mL de O2 /kg/min. 
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
NÃO PRATICANTES DE EXERCÍCIO: GET= GEB x ETA x FA*
*Prática de exercícios realizados de forma esporádica podem ser incluídos no FA
PRATICANTES DE EXERCÍCIO GET= ((GEB x ETA x FA**) + METs)
**Exercícios físicos não devem ser contabilizados no fator atividade, pois serão incluídos no cálculo de METs. Assim, somente as atividades do dia a dia devem ser consideradas no FA de praticantes de exercício físico ou de atletas.
Harris-Benedict 
Cunningham 
Referências Bibliográficas: 
BIESEK, S.; ALVES, L.A.; GUERRA, I. Estratégias de Nutrição e Suplementação no Esporte. 3ª Edição. Barueri: Manole, 2019
LANCHA JR, A.H.; LONGO, S. Nutrição do Exercício Físico ao Esporte. 1ª Edição. Barueri: Manole, 2019.