Universidade Ibirapuera Arquitetura e Urbanismo CONFORTO AMBIENTAL: ERGONOMIA E ANTROPOMETRIA. AULA 8 Metabolismo

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1 Universidade Ibirapuera Arquitetura e Urbanismo CONFORTO AMBIENTAL: ERGONOMIA E ANTROPOMETRIA AULA 8 Metabolismo Profª Mª Claudete Gebara J. Callegaro claudete.callegaro@ibirapuera.edu.br

2 METABOLISMO (do grego): troca, mudança

3 O homem é um animal endotérmico (ou homeotérmico), como os demais mamíferos e as aves; ou seja, seu organismo é mantido a uma temperatura interna sensivelmente constante, por meio de absorção de energia do meio (alimento) e modificação da mesma no interior do organismo. Nossa temperatura corporal é de cerca de 37 Celsius em condição de saúde, variando 1 grau para menos e até 5 graus para mais quando em situação de enfermidade.

4 Quando o meio fornece calor a um corpo ele aumenta sua temperatura. Quando o corpo perde temperatura para o meio ele diminui de temperatura. A energia se manifesta de várias formas: térmica, cinética, de posição, elétrica, nuclear... Calor é a forma térmica de energia e é medido em: joule (J), quilocaloria (kcal), quilowatt-hora (kwh) Temperatura é um índice, uma indicação do calor do corpo em relação a algum referencial. No caso dos 37 graus Celsius da espécie humana, o referencial é a temperatura de solidificação da água (zero grau).

5 O processo de produção de energia interna a partir de elementos combustíveis orgânicos é denominado metabolismo. A energia térmica produzida pelo organismo humano advém de reações químicas internas, especialmente pela combinação do carbono (alimentos) com o oxigênio (respiração). O organismo humano, produz energia por processos metabólicos (de troca). Os organismos endotérmicos podem ser comparados a máquinas térmicas. O rendimento do organismo humano como máquina térmica é, todavia, relativamente baixo. A maior parte da energia produzida por nosso corpo é aplicada na sobrevivência do próprio organismo, seja para os processos vitais internos, seja para manter sua temperatura constante. Apenas cerca de 20% da energia produzida por nosso organismo são transformados em potencialidade de trabalho.

6 Os processos metabólicos são divididos em dois grupos: Reações anabólicas, ou reações de síntese - reações químicas que produzem novos compostos orgânicos (moléculas complexas) a partir de moléculas simples. A energia necessária para esse processo provém das reações catabólicas. Reações catabólicas, ou reações de decomposição / degradação - reações químicas que produzem grandes quantidades de energia livre (sob a forma de ATP) a partir da decomposição ou degradação de moléculas mais complexas (alimentos), que é feita pela oxigenação. ATP = Adenosina trifosfato é um composto auxiliar do metabolismo responsável pelo armazenamento de energia. Sem ele, a energia gerada pelo organismo seria rapidamente dissipada sob a forma de calor. Uma das razões da fadiga muscular é a falta de compostos necessários para produção do ATP. Exemplo de molécula de ATP. /e/adenosintrifosfato-(atp)/

7 Quando o catabolismo supera em atividade o anabolismo, o organismo perde peso, o que acontece em períodos de jejum ou doença, ou pelo excesso de trabalho. A fadiga física faz parte do processo normal de metabolismo. O catabolismo, sob o ponto de vista fisiológico, envolve três tipos de fadiga: física, muscular, resultante do trabalho de força; termo-higrométrica, relativa ao calor ou ao frio; nervosa, particularmente visual e sonora. A fadiga termohigrométrica é resultante do trabalho excessivo do aparelho termorregulador, pela existência de condições ambientais desfavoráveis, no tocante à temperatura do ar, tanto com relação ao frio quanto ao calor, e à umidade do ar.

8 Se o anabolismo superar o catabolismo, o organismo cresce ou ganha peso: 1 kg de peso para cada superavit alimentar de kcal. Se a quantidade de energia necessária ao trabalho não for suprida pela alimentação, a pessoa apresentará redução de peso e queda no rendimento, além de ficar mais suscetível a doenças. Se ambos os processos estão em equilíbrio, o organismo encontra-se em equilíbrio dinâmico ou homeostase.

9 A quantidade média ideal de alimentos é de 3000 kcal/dia para 100% de rendimento no trabalho. O homem gasta cerca de 20% a mais de energia do que a mulher, para a mesma tarefa. - 10% alimento (2700 kcal/dia) >>> -20% rendimento - 13% alimento (2500 kcal/dia) >>> - 50% rendimento alimento suficiente só para o metabolismo basal >>> rendimento nulo Taxa metabólica basal - energia necessária para manter a pessoa viva, sem realizar nenhum trabalho externo e sem acumular energia sob forma de gordura ~1800 kcal/dia (homem) ~1600 kcal/dia (mulher).

10 1 W = 0,861 kcal/h 1 kcal = 1 quilocaloria energia necessária para elevar em 1 C a temperatura de 1 litro de água Figura 12 Tabela de consumo de energia por atividade, com base em Iida, 2001, p.69.

11 A maioria das estruturas que compõem os seres vivos é construída a partir de três classes básicas de moléculas: aminoácidos (necessários para fabricação de proteínas pelo próprio organismo, necessárias para formação dos tecidos), glicídios (carboidratos, açúcares para produção de energia pelo organismo), lipídios (gordura, mais calóricos que os glicídios, reserva de energia do organismo). Todos esses tipos de moléculas têm em comum em sua composição os elementos químicos carbono, hidrogênio e oxigênio, sendo que as proteínas ainda contêm nitrogênio. A alimentação humana inclui essas 3 classes de moléculas, fazendo com que o organismo humano se comporte como uma complexa máquina térmica. Seu combustível é utilizado para: trabalho interno (funcionamento do organismo) reserva de energia (gordura) trabalho externo (movimento)

12 Proteínas (carne, leite, ovos e alguns vegetais) aminoácidos hidrocarbonetos construção de tecidos + glicídios + lipídios glicogênio energia IIDA, 2001, p. 68

13 aminoácidos hidrocarbonetos construção de tecidos + glicídios + lipídios Os hidrocarbonetos também constituem a maioria dos combustíveis minerais (carvão, petróleo, gás natural, etc.) e dos biocombustíveis (plásticos, ceras, solventes e óleos). A oxidação do glicogênio (glicose acumulada nas células, em especial no fígado e nos músculos) é uma reação exotérmica, liberando: energia, TRABALHO glicogênio energia calor, dióxido de carbono, água. ELIMINAÇÃO (suor, urina)

14 O glicogênio hepático é degradado no intervalo das refeições, mantendo constante o nível de glicose no sangue e fornecendo energia para as outras células do organismo. O glicogênio muscular só forma glicose para a contração muscular.

15 A capacidade de um músculo realizar trabalho depende diretamente da quantidade de glicogênio armazenado no músculo. Em trabalhos pesados, o músculo fica exaurido de glicogênio em cerca de 2 horas. Os carboidratos ingeridos propiciam um maior armazenamento de glicogênio nos músculos, em relação às proteínas e gorduras da alimentação, aumentando a capacidade de trabalho. O oxigênio provindo da respiração também interfere na capacidade de trabalho. Pessoas que se exercitam fisicamente normalmente apresentam capacidade pulmonar maior e melhor irrigação sanguínea dos músculos (capilares). Além do abastecimento de oxigênio nas células, essa melhor irrigação também favorece a remoção dos subprodutos do metabolismo acumulados nos músculos e que provocam fadiga muscular: fosfato inorgânico (Pi), íons de hidrogênio (H+), ácido lático, amônia (NH3), peróxido de hidrogênio e outras espécies reativas de oxigênio (ROS) e calor.

16 A subnutrição é um problema sério, pois não depende apenas de condições financeiras para aquisição de alimentos. A cultura alimentar e os cuidados com a saúde são fatores fundamentais para a nutrição. O consumo prevalecente de carboidratos não é suficiente para o armazenamento de energia para o trabalho por períodos mais longos, nem para a regeneração celular e a produção de novas células. Verminoses consomem energia. Problemas dentários e digestivos dificultam os processos metabólicos. Atendimento médico preventivo e educação alimentar são essenciais para o bem viver e para o aumento de produtividade.

17 REFERÊNCIAS IIDA, Itiro. Ergonomia: Projeto e Produção. São Paulo: Edgard Blücher, 2001 (edição de 1990, 7ª impressão em 2001). ROCHA, Nathan. Metabolismo e Nutrição. Revista Informa. Universidade de Brasília. Faculdade de Nutrição. 28 de novembro de Disponível em