Calorimetria Indireta: Protocolo, Fundamentos e Aplicações na Avaliação do Gasto Energético

Introdução

A calorimetria indireta é o método padrão-ouro para a medição do gasto energético em seres humanos, baseando-se na premissa de que a maior parte da energia despendida pelo corpo deriva da utilização de oxigênio em reações metabólicas (1,3). Este método oferece uma estimativa altamente precisa do metabolismo energético, tanto em repouso quanto durante a atividade física.

Protocolo para o Exame de Calorimetria Indireta

Para garantir a acurácia dos resultados na calorimetria indireta, um protocolo rigoroso deve ser seguido:

Jejum: Idealmente, um jejum de 12 horas é recomendado, com um mínimo de 4 horas (2,3).
Sono: O exame deve ser realizado após uma noite de sono tranquila (6-8 horas), preferencialmente no período da manhã (2,3).
Temperatura Ambiente: O ambiente deve estar com temperatura neutra, entre 20 °C e 26,5 °C (2,3).
Eliminação de Fatores de Agitação: Quaisquer fatores físicos e psíquicos que possam causar agitação devem ser eliminados antes da medição (2).
Restrições Pré-exame:
- Evitar cafeína por pelo menos 4 horas antes (1).
- Evitar álcool e tabagismo por, no mínimo, 2 dias antes (1).
- Não praticar atividade física vigorosa por 14 horas antes (1,2).
Período de Repouso Prévio: O indivíduo deve repousar por 10 a 20 minutos antes da medição (1).
Duração da Medição: A medição total é de 10 minutos, descartando-se os primeiros 5 minutos. Os 5 minutos restantes devem apresentar um coeficiente de variação menor que 10% (1). O período recomendado para o exame é de 30 minutos, considerando-se apenas a média dos 20 minutos finais (2).

Fundamentos da Calorimetria Indireta

A validade da calorimetria indireta é amplamente corroborada por comparações com a calorimetria direta. Pesquisas que compararam ambos os métodos, como um estudo de 40 dias em que indivíduos viviam em um calorímetro, demonstraram uma grande concordância. O gasto energético diário médio foi de 2723 kcal pela medição direta da produção de calor e de 2717 kcal pela calorimetria indireta (4). Outros estudos também apontaram uma diferença média inferior a 1% entre os métodos (4).

Princípio de Funcionamento

Todas as reações que liberam energia nos seres humanos dependem essencialmente da utilização de oxigênio (4). Assim, a mensuração do consumo de oxigênio de uma pessoa durante as atividades físicas oferece uma estimativa indireta, porém altamente precisa, do gasto energético (4).

Estudos com calorímetros mostram que a queima de uma dieta mista de carboidratos, proteínas e lipídios libera aproximadamente 4,82 kcal de energia por litro de oxigênio consumido (4). Um valor arredondado de 5 kcal/L de oxigênio consumido é frequentemente utilizado como fator de conversão adequado para estimar o gasto energético em condições de equilíbrio dinâmico do metabolismo aeróbio (4). Este equivalente energético do oxigênio de 5 kcal por litro serve como um parâmetro conveniente para expressar qualquer atividade física aeróbia em unidades de energia (4). Uma vez que mais de 95% da energia despendida pelo corpo é derivada das reações do oxigênio com os diferentes alimentos, o metabolismo total do corpo pode ser calculado com alta precisão a partir do oxigênio utilizado (3).

Espirometria de Circuito Aberto

O método de circuito aberto é uma forma simples de medir o consumo de oxigênio. O indivíduo inala ar ambiente, que possui uma composição constante (20,93% de oxigênio, 79,04% de nitrogênio e concentração insignificante de gases inertes) (4). As mudanças nos percentuais de oxigênio e dióxido de carbono no ar expirado, em comparação com o ar inspirado, refletem diretamente o processo contínuo do metabolismo energético (4). A análise do volume de ar inspirado e expirado em um determinado período, juntamente com a composição do ar expirado e inspirado, permite medir o consumo de oxigênio e inferir o gasto energético (4).

Cálculo do Gasto Energético

A calorimetria indireta utiliza a equação de Weir (1949) e um valor de quociente respiratório (QR) constante de 0,85 (relativo a uma dieta mista) para converter o consumo de oxigênio em Gasto Energético em Repouso (GER) (1). O GER geralmente representa 80% (±10%) do Gasto Energético Total (GET) (1).

Para encontrar o Gasto Energético Basal (GEB) em 24 horas, basta multiplicar o valor encontrado na equação por 1440, que é a quantidade de minutos em 24 horas.

Calorimetria Indireta e Uso de Substrato

A razão entre a produção de dióxido de carbono (VCO2) e o consumo de oxigênio (VO2), conhecida como quociente respiratório (QR), fornece uma indicação conveniente do substrato que está sendo utilizado durante o exercício em estado estável (4):

QR=VCO2/VO2 (4)

Referências Bibliográficas

MAHAN, L. K.; ESCOTT-STUMP, S.; RAYMOND, J. L. Krause Alimentos, Nutrição e Dietoterapia. 13. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2012. 1227 p.
LANCHA JR., A. H.; LONGO, S. Nutrição do Exercício Físico ao Esporte. 1. ed. São Paulo: Manole, 2019. 262 p.
HALL, J. E.; GUYTON, A. C. Tratado de Fisiologia Médica. 13. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2017. 1–1176 p.
MCARDLE, W. D.; KATCH, F. I.; KATCH, V. L. Fisiologia do Exercício – Nutrição, Energia e Desempenho Humano. 8. ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017. 1059 p.