Objetivo da aula. Trabalho celular 01/09/2016 GASTO ENERGÉTICO. Energia e Trabalho Biológico

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1 Escola de Educação Física e Esporte Universidade de São Paulo Bioquímica da Atividade Motora Calorimetria Medida do Gasto Energético No Exercício Físico Objetivo da aula Medida do gasto energético no exercício físico Trabalho celular e gasto energético (ATP) Vias metabólicas fornecedoras de ATP Medida do gasto energético no exercício (VO 2 ) Intensidade do exercício: absoluta e relativa (% max) VO 2 absoluto (L/min) e relativo (ml/kg/min) Gasto calórico do exercício Prof. Dr. Paulo Ramires Referência bibliográfica básica Livro: Fisiologia do Exercício McArdle & Katch & Katch GASTO ENERGÉTICO Cap. 6- Transferência energética no corpo Cap. 7 Tranferência energética no exercício Cap. 8 Medida do gasto energético humano Cap. 9 Gasto energético durante a caminhada e corrida Energia e Trabalho Biológico Trabalho celular O que as células fazem que consomem energia (ATP)? Fig

2 Energia e Trabalho Celular Energia e Trabalho Biológico Adaptado de McArdle Adaptado de McArdle Vias de Transferência de Energia Calorimetria Direta e Indireta Substratos + O2 Substratos Energéticos Metabolismo anaeróbio (Glicólise) Metabolismo aeróbio (Ciclo Krebs + CTE) ADP + Pi ATPase (quebra) ATP Energia armazenada Métodos para quantificar a produção de calor metabólico Possibilita calcular o gasto calórico Alimentos (em repouso e no exercício) Trabalho Muscular Movimento 10 Calorimetria Direta Metabolismo Energético Muscular Substrato + O 2 Metabolismo anaeróbio Metabolismo aeróbico Calor + ATP trabalho celular Calor Fig 8.1 2

3 Metabolismo Energético Muscular Calorimetria Substrato + O 2 Metabolismo anaeróbio Metabolismo aeróbico Calor + ATP trabalho celular Calor A medida do calor total produzido pelo organismo representa a taxa do seu metabolismo. Direta Calorímetro A medida do calor total produzido pelo organismo representa a taxa do seu metabolismo. Indireta? Metabolismo Energético Muscular Calorimetria Substrato + O 2 A medida do consumo de oxigênio (VO2) representa a taxa do metabolismo. Metabolismo anaeróbio Metabolismo aeróbico Calor + ATP trabalho celular Calor A medida do calor total produzido pelo organismo representa a taxa do seu metabolismo. Indireta Medida do VO 2 A medida do consumo de oxigênio (VO2) representa a taxa do metabolismo. Direta Calorímetro A medida do calor total produzido pelo organismo representa a taxa do seu metabolismo. GASTO ENERGÉTICO NO EXERCÍCIO FÍSICO Fig 8.1 3

4 Medida do VO 2 no exercício Medida do VO 2 em exercício Wilmore & Costil Wilmore & Costil1999 Medida do VO 2 em exercício Medida do VO 2 Wilmore & Costil1999 Medida do VO 2 Medida do VO2 em repouso 4

5 Medida do VO 2 em exercício Medida do VO 2 em exercício Ergoespirometria Medida direta do VO 2 e VCO 2 durante um exercício realizado em ergômetro. (ex. esteira, bicicleta) Ergoespirometria VO2 no Exercício Progressivo Determinação do VO2max Fig.7.4 Determinação do VO2max Consumo de Oxigênio (VO 2 ) Figure 11.7 Peaking-over in oxygen consumption with increasing treadmill exercise intensity. Each point represents the aver-age oxygen consumption of 18 sedentary males. The region where oxygen consumption fails to increase the expected amount or even decreases slightly with increasing intensity represents the &VO2max. (Data from the Applied Physiology Laboratory, University of Michigan, Ann Arbor, MI.) 30 Representa a quantidade (taxa) do metabolismo aeróbico do organismo. Pode ser medido tanto no repouso como durante o exercício. Representa o gasto energético do organismo no momento de sua medida. Deve ser medido em condições de equilíbrio (estado estável) - para minimizar o metabolismo anaeróbico. 5

6 Potência do exercício e VO 2 - Comparação entre sedentário e treinado- Formas de expressar o VO 2 de um indivíduo VO 2 absoluto: VO 2 = L / min VO 2 relativo: VO 2 = ml / kg/ min A. 100 kg VO 2 abs = 4,0 L/min B. 70 kg VO 2 abs = 3.5 L/min W Intensidade do Exercício 40 ml/kg/min 50 ml/kg/min Classificação da Capacidade Aeróbica Capacidade Aeróbica Cardiopatas ~ ml/kg/min Corredores olímpicos ~ ml/kg/min Tabela 7.1 Figure 11.6 Maximal oxygen consumption of male and female Olympic-caliber athletes in diferent sport categories compared with healthy sedentary subjects. (Adapted with permission from Saltin B, Åstrand PO. Maximal oxygen consumption in athletes. J Appl Physiol 1967;23:353.) Capacidade Aeróbica (VO 2 max) medida em praticantes de diferentes modalidades esportivas Formas de se expressar a intensidade do exercício Absoluta = expressa em unidade de potência / trabalho Exemplo: km/h, Watt, m/min VO 2 (L/min) MET Relativa = expressa em percentagem do máximo do indivíduo Exemplo: % Potência máx % Força máx. % Velocidade máx % FC máx % VO 2 máx 6

7 Percentual do VO 2 max (intensidade do Exercício) Percentual do VO 2 max Corresponde à intensidade relativa do exercício Expressa a intensidade do exercício em percentual (%) da capacidade aeróbica individual (VO 2 max) Representa o nível de estresse do exercício para o indivíduo Principal determinante do nível das adaptações bioquímicas e fisiológicas ao exercício físico Intensidade do exercício e VO 2 max Comparação de indivíduos com diferentes capacidades Leve Moderado Intenso Máximo % Max Carga (W) Sedentário Treinado Calcule: Dados massa corporal : A) 70 Kg B) 72 Kg C) 68 Kg 1) Qual indivíduo tem o maior o VO 2 max? 2) Qual indivíduo tem a maior taxa metabólica relativa (ml/kg/min)? Taxa Metabólica de Repouso Energia mínima necessária para manter as funções fisiológicas em repouso sentado MET ~ 3,5 ml O 2 / Kg / min 3) Qual é a intensidade relativa individualizada para um exercício realizado a 15 ml/kg/min? 4) Qual é a intensidade relativa individualizada para um exercício realizado a 40 W? 5) Qual a intensidade absoluta individualizada que corresponde a 50% da potência máxima? 7

8 (#) (L/min) 1 0, , , , , , , , , ,196 (#) (L/min) Massa Corporal (Kg) 1 0, , , , , , , , , , (#) (L/min) Massa Corporal (Kg) (ml/kg/min) 1 0, ,5 2 0, , , , , , , , , (#) (L/min) Massa Corporal (Kg) (ml/kg/min) 1 0, ,5 2 0, ,5 3 0, , , , , , , , (#) (L/min) Massa Corporal (Kg) (ml/kg/min) 1 0, ,5 2 0, ,5 3 0, ,5 4 0, , , , , , , (#) (L/min) Massa Corporal (Kg) (ml/kg/min) 1 0, ,5 2 0, ,5 3 0, ,5 4 0, ,5 5 0, ,5 6 0, ,5 7 0, ,5 8 0, ,5 9 0, ,5 10 0, ,5 8

9 Metabolismo Energético Área superficial (m 2 ) Peso Corporal Composição Corporal (%gordura) Gênero (mulheres: > % de gordura corporal) Idade Criança (área superficial maior) Envelhecimento (inversão da composição corporal) Aptidão física (aumenta o metabolismo devido principalmente a aumento da massa magra) Calcule: Dados massa corporal : A) 70 Kg B) 72 Kg C) 74 Kg 1) Qual indivíduo tem o maior o VO 2 max? 2) Qual indivíduo tem a maior taxa metabólica em METs? 3) Qual é a intensidade relativa individualizada para um exercício realizado a 3 METs? 4) Qual é a intensidade individualizada em METs para um exercício realizado a 40% da carga máxima? 50 Equivalente Calórico do Oxigênio E.C. O 2 Quanto cada um litro de O2 consumido fornece de energia (Kcal)? Equivalente Calórico do Oxigênio OXIDAÇÃO DE GLICOSE C 6 H 12 O O 2 6 C H 2 O kcal 1 mol de O 2 = 22,4 L 6 mol de O 2 = 134,4 L 686 Kcal 1 L de O 2 = 5,1 Kcal Equivalente Calórico do Oxigênio OXIDAÇÃO DE ÁCIDO PALMÍTICO C 16 H 32 O O 2 16 C H 2 O kcal 1 mol de O 2 = 22,4 L 23 mol de O 2 = 515,2 L kcal Equivalente Calórico do Oxigênio Oxidação de carboidrato... 5,1 Kcal / L O 2 Oxidação de gordura... 4,7 Kcal / L O 2 Oxidação mista... 5,0 Kcal / L O 2 1 L de O 2 = 4,7 Kcal 9

10 Equivalente Calórico do Oxigênio - valor médio - Cálculo do Gasto Calórico da Atividade Física Gato calórico por minuto = (Consumo de O2/min) x EC do O2 EC O 2 (dieta mista) = 5 Kcal / L O 2 Ou seja: GC = VO 2 x EC O 2 1 L de O 2 = 5 Kcal (Kcal / min) (L O 2 / min) (Kcal / L O2) Valor cientificamente aceito para estimativa do gasto energético no exercício Cálculo do Gasto Calórico da Atividade Física GC = VO 2 x EC O 2 (Kcal / min) (L O 2 / min) (Kcal / L O2) Um de seus alunos realizou uma avaliação ergoespirométrica (medida do VO2). Você prescreveu para ele um treino de corrida numa intensidade (velocidade) equivalente a (VO2 = 1,5 LO2/min), 3 vezes por semana. Quantas Kcal seu aluno gastará por minuto de treino? Quantas Kcal seu aluno gastará numa corrida de 1 hora? Quantas Kcal seu aluno gastará com o treino da semana? Peso VO2max CARGAmax (Kg) (L/min) (W) Atleta 70 4,0 350 Treinado 70 2,5 200 Sedentário 70 1,5 100 Calcule o gasto calórico de cada indivíduo: 1) Durante 24 h em repouso 2) Durante 60 min de exercício realizado a 50% da carga máx. 3) Durante 45 min de exercício realizado a 60% VO2max. A quantidade de energia gasta (Kcal) para percorrer (corrida em ritmo constante) uma distância fixa é quase igual (semelhante), independente da velocidade de corrida do indivíduo? Calorias gastas para percorrer a volta da USP de 10 km A) Peso = 70 Kg; Velocidade = 5 km/h B) Peso = 70 Kg; Velocidade = 10 km/h Calcule: Qual dos dois gasta mais calorias? Por que? 60 10

11 Aumento do VO2 é proporcional a Velocidade A quantidade de energia gasta (Kcal) para percorrer (corrida em ritmo constante) uma distância fixa é semelhante, independente da velocidade de corrida do indivíduo e do peso do indivíduo? Calorias gastas para percorrer a volta da USP de 10 km A) Peso = 70 Kg; Velocidade = 5 km/h B) Peso = 80 Kg; Velocidade = 5 km/h Qual dos dois gasta mais calorias? Por que? Fig Corrida Relação entre VO2 e massa corporal Corrida Relação entre VO2 e massa corporal 25,7 25,3 25,5 Fig. 9.5 Fig

12 12

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