Energia em Fisiologia: Conceitos, Cálculo e Eficiência Metabólica
Introdução
Em fisiologia, a energia é definida como a capacidade de realizar trabalho, muitas vezes denominada energia mecânica. Atividades cotidianas como andar, correr, lançar e pular exemplificam a necessidade de produção dessa energia. A quantificação do trabalho e da potência, juntamente com o entendimento do gasto energético, são fundamentais para compreender a eficiência do corpo humano no uso e transformação da energia.
Conceitos Fundamentais de Energia
O trabalho (energia) é o produto da força pela distância vertical (1).
W = F×D
Onde:
- W = Trabalho (energia)
- F = Força
- D = Distância
Quando o trabalho é expresso por unidade de tempo, utiliza-se o termo potência (1).
P = W/t
Onde:
- P = Potência
- W = Trabalho
- t = Tempo
O gasto energético (GE) refere-se à energia consumida (em quilojoules [kJ] ou em quilocalorias [kcal]) por unidade de tempo para produzir potência (1).
Unidades de Medida da Energia
A energia é frequentemente expressa em calorias (sistema imperial) ou em joules (sistema métrico) (1). Uma caloria expressa a quantidade de energia (calor) necessária para elevar a temperatura de 1 grama (1 mL) de água em 1 °C (1). No entanto, quando nos referimos à energia corporal, essa é uma unidade muito pequena (2). Portanto, utilizamos a quilocaloria (kcal), que equivale a 1.000 calorias e é a unidade ordinariamente utilizada no metabolismo energético (3). Uma quilocaloria (kcal) equivale à energia necessária para aumentar em 1 °C 1 quilograma (1 litro) de água (2).
Assim, um alimento que contém 837 kJ (200 kcal) tem energia potencial suficiente para elevar a temperatura de 200 litros de água em 1 °C (1).
Observação: Para converter calorias em joules ou quilocalorias em quilojoules, o valor da caloria deve ser multiplicado por 4,184 (1).
Eficiência Energética Humana
O corpo humano é ineficiente no uso da energia proveniente da quebra de carboidratos e gorduras (1). Durante o exercício de ciclismo, por exemplo, apenas 20% da energia é convertida em potência; o restante se transforma em calor (1).
De forma geral, os seres humanos são aproximadamente 20% eficientes (1). A maior parte da energia restante é utilizada para manter a homeostase e é dissipada na forma de calor (1). A eficiência, contudo, pode variar dependendo do tipo de atividade e do nível de aclimatação do indivíduo a essa atividade (1).
Referências Bibliográficas
- Jeukendrup AE, Gleeson M. Nutrição no esporte – Diretrizes nutricionais e bioquímica e fisiologia do exercício. 3. ed. São Paulo: Manole; 2021. 559 p.
- Hall JE, Guyton AC. Tratado de Fisiologia Médica. 13. ed. Rio de Janeiro: Elsevier; 2017. 1–1176 p.
- Calixto-Lima L, Reis NT. Interpretação de Exames Laboratoriais Aplicados à Nutrição Clínica. 1. ed. Rio de Janeiro: Rubio; 2012. 490 p.