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REF0063 - Medidas e Avaliação em Educação Física e Esporte Prof. Dr. Dalmo Roberto Lopes Machado UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE EDUCAÇÃO FÍSICA E ESPORTE DE RIBEIRÃO PRETO EEFERP - USP

C alculo de kcal em atividade fisica

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Calculo de kcal em ativ fisica

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Page 1: C alculo de kcal em atividade fisica

REF0063 - Medidas e Avaliação em Educação Física e Esporte

Prof. Dr. Dalmo Roberto Lopes Machado

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO ESCOLA DE EDUCAÇÃO FÍSICA E ESPORTE DE RIBEIRÃO PRETO

EEFERP - USP

Page 2: C alculo de kcal em atividade fisica

Energia

“A capacidade de realizar trabalho” Definição: A necessidade de energia de um indivíduo é o nível de

ingestão de energia a partir do alimento que irá equilibrar o gasto de energia quando o indivíduo possui um tamanho e composição corporal e nível de atividade física consistentes com boa saúde a longo prazo. (WHO, 1985)

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Gasto Energético Total (GET)

Taxa metabólica basal (TMB) ou de repouso (TMR) gasto energética mínima necessária para sobreviver em repouso, processos

vitais. Representa mais ou menos 60 à 75% do GET.

Efeito térmico dos alimentos (ETA) Valor da digestão, absorção, metabolismo e armazenamento dos nutrientes. Representa mais ou menos 10% do GET.

Gasto da atividade física (GAF) Energia gasta em exercícios físicos e atividades físicas voluntárias ou

involuntárias Avaliação da atividade e do exercício físico.

GET = TMB(R) + ETA + GAF

Page 4: C alculo de kcal em atividade fisica

Gasto Energético Total (GET)

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Fatores que afetam o gasto de energia em repouso

Tamanho corporal : - ↑MIG - ↑TMB - Atletas possuem TMB 5%↑ Idade:

Criança TMB ↑ (1-2 anos de vida) Envelhecimento TMR ↓ 2% a 3% por década (após o início da maturidade)

Sexo:

♀ TM↓ que o ♂ cerca de 5% a 10% (de mesmo peso e altura)

Estado hormonal: Hiper/hipotireoidismo Estresse

TM das ♀: flutua com o ciclo menstrual e durante a gravidez

Outros fatores

A febre ↓ TM em 13% p/ cada grau acima de 37 ºC Temperatura ambiente TMB 5% a 20% ↑.

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Como medir?

Page 7: C alculo de kcal em atividade fisica

Medição do Gasto de Energia

Calorimetria: é a medição do metabolismo corporal por meio da liberação de calor pelo corpo.

Calorimetria

Liberação de calor real do organismo (Bouchard, 2003)

Medir produção de energia durante um longo período de tempo, de pelo menos 24 hs

Resposta mais lenta devido ao tamanho e à defasagem de tempo entre o calor produzido pelo organismo até ser medido pelo calorímetro

Howley & Franks , 2008

Page 8: C alculo de kcal em atividade fisica

Calorimetria Direta Maior acurácia à realização (1% a 2% de erro) Limitações do método:

Não é representativo de um ambiente de vida de um indivíduo normal;

Engenharia complexa Alto custo

1Kcal15 – ↑1oC – 1L água

20L . 1Kcal . 0,5ºC = 20Kcal

min ºC min

(SI, INMETRO, 2007)

Page 9: C alculo de kcal em atividade fisica

De onde vem a energia para o exercício?

Medida Carboidrato Gordura Proteínaa

Densidade calórica (Kcal . g-1) 4,0 9,0 4,0

Equivalente calórico de 1 L de O2 (Kcal . L-1) 5,0 4,7 4,5

Quociente respiratório (VCO2/VO2 celular) 1,0 0,7 0,8

a Não inclui a energia derivada da oxidação de nitrogênio em aminoácidos, excreção com uréia.

(Adaptado de L. K. Koebel, 1984)

Carboidrato (5,0) + Gordura (4,7) = 4,85 kcal . L-1

Conversão do consumo de oxigênio em quilocalorias = 5,0 kcal . L-1

Page 10: C alculo de kcal em atividade fisica

O GE é estimado através da medição do O2 consumido e do CO2 excretado

O equipamento varia, mas a pessoa respira em uma peça colocada na boca ou por um capuz ventilado, através do qual os gases expirados são coletados

Calorimetria Indireta

Dispêndio energético (kcal) = (3,9 * VO2) + (1,1 * VCO2)

(Weir, 1949)

Page 11: C alculo de kcal em atividade fisica

Formas de expressar o gasto energético:

Expressões Conversões Operações

O2 (L . min-1) Multiplica por 5,0 kcal L . min-1 VO2 * 5,0 = kcal

kcal . min-1 Multiplica por 1000 e ÷ peso kcal*1000/peso(kg) = VO2(mL/kg/min)

O2 (mL . Kg-1 . min-1) Divide por 3,5 mL . Kg-1 . min-1 VO2(mL)/3,5 = MET

MET Minutos da atividade X 60 MET * 60min = kcal . h-1

kcal . Kg-1 . h-1 Relativo ao peso corporal

O gasto energético é uma atividade calculada a partir do consumo de oxigênio no estado de equilíbrio medido durante a atividade.

Assim: 1 L O2 (VO2 Absoluto) = 5 Kcal 1 Kcal = x 1000÷peso = VO2Relativo VO2Rel = 1MET x 3,5 1 MET = tempo atividade (min) x 60 1 MET = 1,25 kcal/kg/min

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Estimativa do custo energético

Equações: Estimativa do gasto energético Basal

Harris J, Benedict F. A biometric study of basal metabolism in man. Washington D.C. Carnegie Institute of Washington, 1919.

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Estimativa do custo energético Equações:

Estimativa do gasto energético Basal

Idade (anos) TMB (kcal/dia) r Dp TMB (kJ/dia) r Dp Feminino

< 3 61,0 Peso – 51 0,97 61 255 Peso – 2140 0,97 255 3 - 10 22,5 Peso + 499 0,85 63 94,1 Peso + 2090 0,85 264

10 - 18 12,2 Peso + 746 0,75 117 51,0 Peso + 3120 0,75 489 18 - 30 14,7 Peso + 496 0,72 121 61,5 Peso + 2080 0,72 506 30 - 60 8,7 Peso + 829 0,70 108 36,4 Peso + 3470 0,70 452

> 60 10,5 Peso + 596 0,74 108 43,9 Peso + 2490 0,74 452 Masculino

< 3 60,9 Peso – 54 0,97 53 255 Peso – 2260 0,97 222 3 - 10 22,7 Peso + 495 0,86 62 94,9 Peso + 2070 0,86 259

10 - 18 17,5 Peso + 651 0,90 100 73,2 Peso + 2720 0,90 418 18 - 30 15,3 Peso + 679 0,65 151 64,0 Peso + 2840 0,65 632 30 - 60 11,6 Peso + 879 0,60 164 48,5 Peso + 3670 0,60 686

> 60 13,5 Peso + 487 0,79 148 56,5 Peso + 2040 0,79 619

Fonte: FAO/WHO/UNU , 1985

r : Coeficiente de correlação entre as medidas real e estimada da TMB; e

Dp : Desvio-padrão das diferenças entre as medidas real e estimada da TMB.

Homem 80kg; 22 anos KCAL=15,3 * 80 + 679 = 1903 kcal/dia ou KJ=64,0 * 80 + 2840 = 7960 kj/dia

Preconizadas pela Organização Mundial da Saúde

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Estimativa do custo energético em exercício

Caminhadas: 1 m . min-1 superfície horizontal = 0,1 mL.kg-1 . min-1 (Dill, 1964)

O2gasto = 0,1 mL . Kg-1 . min-1 (velocidade horizontal) + 3,5 mL . Kg-1 . min-1

Quantos METs e o VO2 estimados em uma caminhada de 90 m por minuto?

O2gasto = 0,1 mL . Kg-1 . min-1 (90 m/min) + 3,5 mL . Kg-1 . min-1

O2 = 12,5 mL . Kg-1 . min-1

MET = 12,5 ÷ 3,5 mL . Kg-1 . min-1

MET = 3,6

Howley & Franks , 2008

1 MET = 3,5 mL O2 ou 1Kcal x peso x h

Energia gasta com a atividade (Kcal) = MET x Peso x Tempo de atividade (min)/60

3,6 x 80kg = 288Kcal

Page 15: C alculo de kcal em atividade fisica

Estimativa do custo energético em exercício

Caminhadas em superfície vertical - rampas: (Balke&Ware, 1959; Nagle et al., 1965)

1 m . min-1 superfície vertical = 1,8 mL.kg-1 . min-1

Qual é o custo de O2 total em uma caminhada de 90 m por minuto com inclinação de 12%?

VO2gasto = 0,1 * 90 (horizontal) + 19,4 (vertical) + 3,5 (repouso) VO2 = 9,0 (horizontal) + 22,9

VO2gasto = 31,9 mL . Kg-1 . min-1 ou (31,9/3,5) 9,1 METs

Vertical = 1,8 mL . Kg-1 . min-1 * 0,12(% inclinação) * 90 m/min = 19,4 mL . Kg-1 . min-1

Howley & Franks , 2008

Velocidade vertical = %inclinação * velocidade horizontal

VO2gasto = 0,1 mL . Kg-1 . min-1 (velocidade horizontal) + 1,8 mL . Kg-1 . min-1 (velocidade vertical) + 3,5 mL . Kg-1 . min-1

9,1 x 80kg = 728Kcal

Page 16: C alculo de kcal em atividade fisica

Estimativa do custo energético em exercício

Corridas: O custo do jogging ou corrida a 1 m . min-1 equivale a 2 vezes ao de andar.

(Balke, 1966; Bransford&Howley, 1977; Margaria et al., 1963)

VO2gasto = 0,2 mL . Kg-1 . min-1 (velocidade horizontal) + 3,5 mL . Kg-1 . min-1

Qual é o gasto energético de correr 10 km em uma pista em 60 minutos?

VO2gasto = 167 m . min-1 . 02 mL . Kg-1 . min-1 + 3,5 mL . Kg-1 . min-1

VO2gasto = 36,9 mL . Kg-1 . min-1 ou 10,5 METs

10.000 m ÷ 60 min = 167 m . min-1

Howley & Franks , 2008 10,5 x 80kg = 840Kcal

Page 17: C alculo de kcal em atividade fisica

Estimativa do custo energético em exercício Caminhadas:

O2gasto = 0,1 mL . Kg-1 . min-1 (velocidade horizontal) + 3,5 mL . Kg-1 . min-1

Caminhadas em superfície vertical - rampas: 1 m . min-1 superfície vertical = 1,8 mL.kg-1 . min-1

O2gasto = 0,1 mL . Kg-1 . min-1 (velocidade horizontal) + 1,8 mL . Kg-1 . min-1 (velocidade vertical) + 3,5 mL . Kg-1 . min-1

Corridas: (velocidades acima de 140m/min [5,2mph]. Menos do que isso, correr ou caminhar não diferem)

O2gasto = 0,2 mL . Kg-1 . min-1 (velocidade horizontal) + 3,5 mL . Kg-1 . min-1

Corridas em superfície vertical - rampas: 1 m . min-1 superfície vertical = 0,9 mL.kg-1 . min-1

(parte do impulso vertical associado à corrida horizontal é usado no trabalho em pista inclinada)

O2gasto = 0,2 mL . Kg-1 . min-1 (velocidade horizontal) + 0,9 mL . Kg-1 . min-1 (velocidade vertical) + 3,5 mL . Kg-1 . min-1

Howley & Franks , 2008

Page 18: C alculo de kcal em atividade fisica

Estimativa do VO2 máx.

Cálculo do gasto de VO2 estimado em esteira

VO2caminhada (mL . Kg-1 . min-1 ) = velocidade * 0,1 + %inclinação * 1,8 + 3,5 mL . Kg-1 . min-1

Cálculo do VO2 estimado em bicicleta

VO2 (mL . min-1) = carga (kgm . min-1) * 2 ml . kgm + 3,5 (mL . Kg-1 . min-1 ) x peso (kg)

Onde: •Kgm . min-1 = kilogrâmetros/min (kgm/min). •É a resistência mecânica (kilopounds) estimado pela circunferência da roda, sendo a distância percorrida igual ao número de revoluções (voltas) por minuto. •Na maioria dos ergômetros essa circunferência (distância) corresponde a 3 ou 6 metros por revolução. •A carga é expressa em kilogrâmetros/min (kgm . min-1)ou em watts.

Howley & Franks , 2008

VO2corrida (mL . Kg-1 . min-1 ) = velocidade * 0,2 + %inclinação * 0,9 + 3,5 mL . Kg-1 . min-1

Page 19: C alculo de kcal em atividade fisica

Classificação de Capacidade Aeróbica em METS

até 60 min de acordo com a faixa etária - ACSM, 1998

Jovem

20- 39 anos

Meia idade

(40-64)

Velho

(65-79)

Muito Velho

(80 anos)

Muito Leve <2,4 <2,0 <1,6 < ou igual a 1,0

Leve 2,4 - 4,7 2,0 - 3,9 1,6 - 3,1 1,1 - 1,9

Moderada 4,8 - 7,1 4,0 - 5,9 3,2 - 4,7 2,0 - 2,9

Intensa 7,2 - 10,1 6,0 - 8,4 4,8 - 6,7 3,0 - 4,25

Muito Intensa >ou igual a 10,2 > ou igual a 8,5 > ou igual a 6,8 > ou igual a 4,25

Máximo 12 10 8 5

Jogging (corrida leve) = 7.0 Mets Ciclismo (ergométrica /moderado) = 7.0 Mets Natação Crawl = 8.0 Mets Dança (aeróbia geral) = 6.5 Mets Futebol de campo(competição) = 9.9 Mets Futebol de campo(pelada) = 7.0 Mets

Uso de tabelas de atividades em METs

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GEtotal = GE basal x Gradiente GEcotidiano + 20%(crescimento)

Gradiente GEcotidiano

pouco ativo1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0muito ativo

GE basal = Superfície Corporal x Coef.Calórico x 24

SC = 0,007184 x Estatura (cm)0,725 x Peso (kg)0,425

Coef.Calórico Masc = 38 Kcal Fem = 35 Kcal

Estimativa do gasto energético diário

DuBois & DuBois , 1916

Page 21: C alculo de kcal em atividade fisica

Ex. Homem Peso = 70 kg Estatura = 174 cm

Coef.Calórico (Masc) = 38 Kcal

GE basal = 1,84 x 38 x 24 (horas/dia) = 1678,52 Kcal.

SC = 0,007184 x 174 (cm)0,725 x 70 (kg)0,425

SC = 0,007184 x 42,11 x 6,08 = 1,84 m2

Estimativa do gasto energético diário

GEtotal = 1678,52 x 1,6 = 2685,63 Kcal

Page 22: C alculo de kcal em atividade fisica

1 Repouso na cama: horas de sono. 1,0 0,26

2 Posição sentada: refeições, assistir TV, trabalho intelectual sentado, etc

1,5 0,38

3 Posição em pé suave: higiêne pessoal, trabalhos domésticos leves sem deslocamentos, etc.

2,3 0,57

4 Caminhada leve (<4km/h): trabalhos domésticos leves sem deslocamentos, dirigir carros, etc.

2,8

0,69

5 Trabalho manual suave: trabalhos domésticos como limpar chão, lavar carro, jardinagem, etc.

3,3 0,84

6 Atividade de lazes e prática de esportes recreativos: volibol, ciclismo passeio, caminhar de 4 a 6 km/h, etc.

4,8

1,20

7 Trabalho manual em um ritmo moderado: trabalho braçal, carpintaria, pedreiro, pintor, etc.

5,6

1,40

8 Atividade de lazer e prática de esportes de alta intensidade: futebol, ginástica aeróbica, natação, tenis, caminhar > 6 km/h, etc.

6,0

1,50

9 Trabalho manual intenso, prática de esportes competitivos: carregador de cargas elevadas, atletas profissionais, etc

7,8

2,00

Dia da semana:

Horas 0 - 15 minutos 16 - 30 minutos 31 - 45 minutos 46 - 60 minutos

00

01

02

03

04

05

06

07

08

09

10

11

12

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20

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Categoria Tipos de Atividade Gasto Energético

Tipos de atividades cotidianas e seu equivalente gasto energético

METS Kcal/Kg/15'

Bouchard et al., 1983

Page 23: C alculo de kcal em atividade fisica

1 Repouso na cama: horas de sono. 1,0 0,26

2 Posição sentada: refeições, assistir TV, trabalho intelectual sentado, etc

1,5 0,38

3 Posição em pé suave: higiêne pessoal, trabalhos domésticos leves sem deslocamentos, etc.

2,3 0,57

4 Caminhada leve (<4km/h): trabalhos domésticos leves sem deslocamentos, dirigir carros, etc.

2,8

0,69

5 Trabalho manual suave: trabalhos domésticos como limpar chão, lavar carro, jardinagem, etc.

3,3 0,84

6 Atividade de lazes e prática de esportes recreativos: volibol, ciclismo passeio, caminhar de 4 a 6 km/h, etc.

4,8

1,20

7 Trabalho manual em um ritmo moderado: trabalho braçal, carpintaria, pedreiro, pintor, etc.

5,6

1,40

8 Atividade de lazer e prática de esportes de alta intensidade: futebol, ginástica aeróbica, natação, tenis, caminhar > 6 km/h, etc.

6,0

1,50

9 Trabalho manual intenso, prática de esportes competitivos: carregador de cargas elevadas, atletas profissionais, etc

7,8

2,00

Dia da semana:

Horas 0 - 15 minutos 16 - 30 minutos 31 - 45 minutos 46 - 60 minutos

00 2 2 1 1

01 1 1 1 1

02 1 1 1 1

03 1 1 1 1

04 1 1 1 1

05 1 1 1 1

06 1 1 1 1

07 3 2 2 4

08 2 2 2 2

09 2 2 2 2

10 4 4 2 2

11 2 2 2 2

12 4 3 2 2

13 2 2 2 4

14 2 2 2 2

15 2 2 2 2

16 4 4 2 2

17 2 2 2 2

18 4 3 6 6

19 6 6 5 5

20 4 3 3 2

21 2 2 2 2

22 2 2 2 2

23 3 3 2 2

Categoria Tipos de Atividade Gasto Energético

Tipos de atividades cotidianas e seu equivalente gasto energético

METS Kcal/Kg/15'

Bouchard et al., 1983

Page 24: C alculo de kcal em atividade fisica

Categoria das atividades do cotidiano

Cálculo dos equivalentes METs Dispêndio energético

1 26 períodos de x 0,26kcal/kg/15’ 6,76kcal/kg 2 48 períodos de x 0,38kcal/kg/15’ 18,24kcal/kg 3 7 períodos de x 0,57kcal/kg/15’ 3,99kcal/kg 4 9 períodos de x 0,69kcal/kg/15’ 6,21kcal/kg 5 2 períodos de x 0,84kcal/kg/15’ 1,68kcal/kg 6 4 períodos de x 1,20kcal/kg/15’ 4,80kcal/kg 7 - - 8 - - 9 - -

Total 96 períodos 41,68kcal/kg

Exemplo do cálculo:

41,68kcal/kg/dia x 70 kg = 2918 kcal/dia

Ex. Homem – 25 anos Peso = 70 kg Estatura = 174 cm

18 - 30 15,3 Peso + 679 Idade (anos) TMB (kcal/dia) TMB(kcal/dia) = (15,3 x 70kg) + 679

= 1071 + 679 = 1750kcal/dia Fonte: FAO/WHO/UNU , 1985

2918-1750 = 1168 kcal/dia

Gasto energético do cotidiano:

Taxa metabólica basal:

Gasto energético não-basal: Powers & Howley, 2005

Page 25: C alculo de kcal em atividade fisica

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