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Nutrição para o Esporte e o Exercício Terceira Edição

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O GEN | Grupo Editorial Nacional reúne as editoras Guanabara Koogan, Santos, LTC, Forense, Método e Forense Universitária, que publicam nas áreas científica, técnica e profissional. Essas empresas, respeitadas no mercado editorial, construíram catálogos inigualáveis, com obras que têm sido decisivas na formação acadêmica e no aperfeiçoamento de várias gerações de profissionais e de estudantes de Administração, Direito, Enfermagem, Engenharia, Fisioterapia, Medicina, Odontologia e muitas outras ciências, tendo se tornado sinônimo de seriedade e respeito. Nossa missão é prover o melhor conteúdo científico e distribuí-lo de maneira flexível e conveniente, a preços justos, gerando benefícios e servindo a autores, docentes, livreiros, funcionários, colaboradores e acionistas. Nosso comportamento ético incondicional e nossa responsabilidade social e ambiental são reforçados pela natureza educacional de nossa atividade, sem comprometer o crescimento contínuo e a rentabilidade do grupo.

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Nutrição para o Esporte e o Exercício Terceira Edição WILLIAM D. McARDLE Professor Emeritus Department of Family, Nutrition, and Exercise Science Queens College of the City University of New York Flushing, New York

FRANK I. KATCH International Research Scholar Faculty of Public Health, Sport, and Nutrition Agder University College Kristiansand, Norway Instructor and Board Member Certificate Program in Fitness Instruction University of California at Los Angeles (UCLA) Extension Los Angeles, California Former Professor and Chair of Exercise Science University of Massachusetts, Amherst Amherst, Massachusetts

VICTOR L. KATCH Professor, Department of Movement Science Division of Kinesiology Associate Professor, Pediatrics School of Medicine University of Michigan Ann Arbor, Michigan

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Foram tomados os devidos cuidados para confirmar a exatidão das informações aqui apresentadas e para descrever as condutas geralmente aceitas. Contudo, os autores e a editora não podem ser responsabilizados pelos erros ou omissões nem por quaisquer eventuais consequências da aplicação da informação contida neste livro, e não dão nenhuma garantia, expressa ou implícita, em relação ao uso, à totalidade e à exatidão dos conteúdos da publicação. A aplicação desta informação em uma situação particular permanece de responsabilidade profissional do médico. Os autores e a editora envidaram todos os esforços no sentido de se certificarem de que a escolha e a posologia dos medicamentos apresentados neste compêndio estivessem em conformidade com as recomendações atuais e com a prática em vigor na época da publicação. Entretanto, em vista da pesquisa constante, das modificações nas normas governamentais e do fluxo contínuo de informações em relação à terapia e às reações medicamentosas, o leitor é aconselhado a checar a bula de cada fármaco para qualquer alteração nas indicações e posologias, assim como para maiores cuidados e precauções. Isso é particularmente importante quando o agente recomendado é novo ou utilizado com pouca frequência. Alguns medicamentos e dispositivos médicos apresentados nesta publicação foram aprovados pela Food and Drug Administration (FDA) para uso limitado em circunstâncias restritas de pesquisa. É da responsabilidade dos provedores de assistência de saúde averiguar a postura da FDA em relação a cada medicamento ou dispositivo planejado para ser usado em sua atividade clínica. O material apresentado neste livro, preparado por funcionários do governo norte-americano como parte de seus deveres oficiais, não é coberto pelo direito de copyright aqui mencionado. Os autores e a editora empenharam-se para citar adequadamente e dar o devido crédito a todos os detentores dos direitos autorais de qualquer material utilizado neste livro, dispondo-se a possíveis acertos caso, inadvertidamente, a identificação de algum deles tenha sido omitida. Traduzido de: SPORTS AND EXERCISE NUTRITION, THIRD EDITION Copyright © 1999, 2005, 2009 Lippincott Williams & Wilkins, a Wolters Kluwer business All rights reserved. 530 Walnut Street Philadelphia, PA 19106 USA LWW.com Published by arrangement with Lippincott Williams & Wilkins, Inc., USA. Lippincott Williams & Wilkins/Wolters Kluwer Health did not participate in the translation of this title Direitos exclusivos para a língua portuguesa Copyright © 2011 by EDITORA GUANABARA KOOGAN LTDA.

Uma editora integrante do GEN | Grupo Editorial Nacional Reservados todos os direitos. É proibida a duplicação ou reprodução deste volume, no todo ou em parte, sob quaisquer formas ou por quaisquer meios (eletrônico, mecânico, gravação, fotocópia, distribuição na internet, ou outros), sem permissão expressa da Editora. Travessa do Ouvidor, 11 Rio de Janeiro, RJ — CEP 20040-040 Tel.: 21-3543-0770 / 11-5080-0770 Fax: 21-3543-0896 gbk@grupogen.com.br www.editoraguanabara.com.br Editoração Eletrônica:

Diagrama DiagramaAção Ação - Produção Editorial PRODUÇÃO EDITORIAL

CIP-BRASIL. CATALOGAÇÃO NA FONTE SINDICATO NACIONAL DOS EDITORES DE LIVROS, RJ M429n McArdle, William D. Nutrição para o esporte e o exercício / William D. McArdle, Frank I. Katch, Victor L. Katch ; [traduzido por Giuseppe Taranto]. – Rio de Janeiro : Guanabara Koogan, 2011. il. Tradução de: Sports and exercise nutrition, 3rd ed. Apêndice Inclui bibliografia ISBN 978-85-277-1665-9 1. Atletas – Nutrição. 2. Aptidão física – Aspectos nutricionais. 3. Exercícios físicos – Aspectos fisiológicos. I. Katch, Frank I., 1942-. II. Katch, Victor L. III. Título. 10-1436.

CDD: 613.2024796 CDU: 613.2:796.071.2

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Traduzido por GIUSEPPE TARANTO Médico Especializado em Medicina do Esporte. Ex-Médico do Departamento de Futebol do Clube de Regatas do Flamengo

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Prefácio a primeira e segunda edições de Nutrição para o Esporte e o Exercício, tínhamos a esperança de que o surgimento de cursos de estudo de “nutrição para os esportes” poderia combinar-se com o campo estabelecido que incorpora a Ciência do Exercício para criar um novo campo, por nós originalmente intitulado Nutrição para o Exercício e os Esportes. Estamos satisfeitos porque essa perspectiva começou a expandir-se à medida que as faculdades foram adotando cursos que agora possuem um componente atualizado, incluindo a Ciência da Nutrição para o Exercício Humano. Em sua plena maturidade, a Nutrição para o Exercício (ou alguma variante desse título) assumirá seu merecido lugar como um campo de estudo acadêmico respeitável. A evolução está longe de ter sido completada, porém a Fisiologia do Exercício e a Nutrição continuam cada vez mais integradas, em virtude da base de conhecimento em contínua expansão. Dentro desse arcabouço estão entrelaçadas as relações claras que emergem dessa pesquisa, particularmente no que concerne às práticas nutricionais saudáveis, à atividade física regular de intensidade moderada e à saúde ideal para os indivíduos de todas as idades. Os estudantes da Ciência do Exercício e da Ciência da Nutrição exigem agora currículos relacionados aos elementos específicos da Nutrição para o Exercício, e esperamos que nossa obra contribua para esse objetivo.

N

Organização

sobre recursos ergogênicos farmacológicos, químicos e nutricionais. Integramos os achados mais recentes relacionados com a sua eficiência e implicações para a saúde e segurança. Os três capítulos na Seção VI explicam a avaliação da composição corporal (métodos de laboratório e de campo), as diretrizes esporte-específicas acerca da composição corporal e de sua avaliação, o equilíbrio energético e o controle do peso (perder e ganhar peso) e a prevalência cada vez maior de distúrbios alimentares nos diversos grupos de atletas e outras pessoas fisicamente ativas.

Novo na Terceira Edição Os componentes de todo o texto foram atualizados de forma a refletir os achados da pesquisa atual, incluindo recomendações atualizadas acerca da nutrição e da atividade física.

Os Acréscimos Significativos e as Modificações no Texto Incluem: ■

À semelhança da segunda edição, elaboramos o texto para cobrir um curso de um único semestre, a nosso ver com conteúdo suficiente para proporcionar um sequenciamento lógico do material. Por exemplo, não se consegue ter uma compreensão razoável da utilização dos carboidratos durante o exercício sem primeiro rever os rudimentos da digestão humana e, a seguir, a composição e o efeito dos carboidratos no organismo. Também os recursos ergogênicos, a reposição de líquido e a obtenção de um “peso ótimo” (todos tópicos extremamente importantes da Nutrição para os Esportes e o Exercício) poderão ser mais bem avaliados graças a uma compreensão da bioenergética básica, do metabolismo dos nutrientes e do exercício, do equilíbrio energético e da regulação da temperatura. A Seção I integra as informações acerca de digestão, absorção e assimilação dos nutrientes. A Seção II explica como o corpo extrai energia dos nutrientes ingeridos. Enfatizamos o papel da nutrição no metabolismo energético: como os nutrientes são metabolizados e como o treinamento com exercícios afeta o metabolismo dos nutrientes. Essa seção termina com a mensuração e a quantificação do conteúdo energético dos alimentos, sem esquecer as demandas de energia das diversas atividades físicas. A Seção III concentra-se nos aspectos da nutrição que permitem otimizar o desempenho nos exercícios e a resposta ao treinamento. Discutimos também como tomar decisões prudentes na esfera da nutrição-aptidão. A Seção IV descreve os mecanismos fundamentais e as adaptações para a regulação da temperatura durante o estresse induzido pelo calor, incluindo as estratégias para otimizar a reposição de líquido. A Seção V consiste em dois capítulos

Inclusão das mais recentes Ingestões Dietéticas de Referência, incluindo MyPyramid (MinhaPirâmide), abordagens radicalmente novas e mais abrangentes para as recomendações nutricionais que incluem um componente de atividade física no planejamento e na avaliação das dietas para as pessoas sadias. Apresentação do Índice de Alimentação Saudável elaborado pelo USDA (United States Department of Agriculture) para monitorar as mudanças na qualidade da dieta ao longo do tempo. Esse instrumento analítico de 100 pontos avalia até onde a dieta de uma pessoa está em conformidade com recomendações como MyPyramid e Diretrizes Dietéticas para os Norte-americanos, baseadas em equilíbrio dietético, moderação e variedade. Discussão atualizada dos possíveis efeitos ergogênicos de diferentes suplementos nutricionais. Informações ampliadas sobre tópicos característicos e sinais de alerta de anorexia nervosa e bulimia nervosa para ajudar técnicos e treinadores a identificar os atletas com distúrbios alimentares. Inclusão de padrões atuais de sobrepeso e obesidade nos Estados Unidos e no resto do mundo. Informações mais recentes sobre os riscos para a saúde e as tendências acerca de sobrepeso e obesidade e seu impacto econômico sobre os indivíduos, as sociedades e os países. Discussão dos exercícios funcionais de força muscular e do treinamento relacionado com a densidade e saúde dos ossos. Novas informações acerca do exercício e dos distúrbios GI, abrangendo exercício e digestão, assim como os efeitos do exercício sobre os processos e as funções digestivas. Informações atualizadas sobre os testes diretos e indiretos (de desempenho) da capacidade humana de geração de energia. Informações mais recentes sobre tópicos relacionados com momento mais apropriado para a ingestão de nutrientes de forma a otimizar a resposta ao treinamento. vii

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Prefácio

Nova seção discutindo o significado dos alimentos de uma perspectiva social e fisiológica, assim como os vários fatores que afetam as escolhas dos alimentos. Informações atuais sobre fast food e rotulagem dos alimentos, incluindo a rotulagem dos suplementos dietéticos. Discussão acerca da tendência crescente para o cultivo de alimentos orgânicos e como isso se correlaciona com a qualidade nutricional. Uma nova seção estabelecendo comparações entre o que comem as pessoas das diferentes regiões do mundo. Informações atualizadas sobre a composição das diferentes bebidas em termos de nutrientes. Conexões (links) na Internet dentro do texto para web sites governamentais e não governamentais relevantes. Informações atualizadas sobre a composição nutricional dos alimentos dos restaurantes mais populares de refeições rápidas (fast food).

ESTUDO DE CASO/SAÚDE PESSOAL E NUTRIÇÃO PARA O EXERCÍCIO. Cada capítulo inclui também pelo menos um

estudo de caso ou tópico relacionado à saúde pessoal e à nutrição para o exercício. Esse aspecto ímpar envolve mais ativamente o estudante em áreas específicas da avaliação nutricional e da saúde, aplicação das diretrizes dietéticas, controle do peso, determinação da composição corporal, síndrome de uso excessivo (overuse) e recomendações acerca da atividade física. EQUAÇÕES E DADOS. Equações importantes, dados e referência a “websites” são realçados em todo o texto para fácil consulta. TERMOS-CHAVE. Os termos-chave estão em negrito dentro do

capítulo. REFERÊNCIAS. Uma lista atualizada de referências é incluída

em cada capítulo.

Características Pedagógicas Cada capítulo contém numerosas características pedagógicas que irão entusiasmar o estudante e promover a compreensão. TESTE SEU CONHECIMENTO. Cada capítulo começa com 10

sentenças do tipo Certo-Errado acerca do material relevante incluído. A resolução prévia dessas questões, antes de ler o capítulo, permite aos estudantes determinar as mudanças que ocorreram em sua compreensão após completar a leitura do capítulo. Essa abordagem proporciona também aos estudantes a oportunidade de avaliar a correção de suas respostas com a resposta-chave e a base lógica para cada resposta fornecida no final do capítulo.

WEB SITES. Quando apropriado, incluímos websites relevantes

relacionados com a nutrição, exercício e saúde.

Programa de Arte O programa de arte plenamente colorido continua sendo uma característica relevante do compêndio. São incluídas mais de 250 figuras para ilustrar conceitos importantes apresentados no texto. Cinquenta novas figuras foram acrescentadas, redesenhadas ou aprimoradas a fim de complementar o conteúdo novo e atualizado.

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Como Usar este Livro

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ste Guia de Usuário explica todas as características essenciais encontradas nesta Terceira Edição de Nutrição para o Esporte e o Exercício. Familiarize-se com elas para que possa extrair o máximo de cada capítulo e criar uma base forte na Ciência da Nutrição para o Exercício e da Bioenergética, adquirindo assim uma visão mais ampla de como os princípios funcionam no mundo real da atividade física humana e da medicina do esporte.

Seção de Introdução Delineia o precedente histórico da Nutrição para o Exercício, para ajudá-lo a fortalecer e alicerçar seu conhecimento acerca desse campo.

Excelentes Ilustrações e Fotografias Totalmente em Cores Aprimoram o aprendizado de tópicos importantes e ampliam o impacto visual.

Luz solar

H2O CO2

Clorofila

Intestino delgado

Estômago

Pele

Rim

Glicose Celulose, hemicelulose

Folhas, madeira, casca de árvores

Açúcares, amido, celulose

Amido, celulose

Reto Absorção através das vilosidades

Amido, celulose

Fezes

Urina

Suor

Vias comuns para a excreção Frutas

Grãos

Vegetais

Absorção dos minerais e suas vias comuns de excreção.

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Como Usar este Livro

Boxes para Testar seu Conhecimento Oferecem sentenças de Certo-Errado no início de cada capítulo para testar e desafiar seu conhecimento atual, permitindo-lhe determinar sua compreensão após ter concluído a leitura do capítulo.

Boxes de Informação Especial Realçam os conceitos mais importantes e os fatos que você precisa relembrar.

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Como Usar este Livro

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Atividades de Estudos de Caso e Saúde Pessoal e Nutrição para o Exercício Introduzem os leitores em áreas específicas de avaliação nutricional e de avaliação da saúde, aplicação de diretrizes dietéticas, controle do peso, composição corporal, síndrome de uso excessivo e recomendações para a atividade física.

Resumos das Seções Ajudam os leitores a reforçar e rever os conceitos e materiais mais importantes.

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Como Usar este Livro

Listas de Web Sites Relevantes Orientam para recursos online confiáveis sobre nutrição para o exercício.

Referências No final de cada capítulo, listam os recursos adicionais clássicos e atualizados.

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Conteúdo PARTE 1

Nutrientes Alimentares: Estrutura, Função e Digestão, Absorção e Assimilação 1 CAPÍTULO 1 CAPÍTULO 2 CAPÍTULO 3

PARTE 2

Bioenergética dos Nutrientes no Exercício e no Treinamento CAPÍTULO 4 CAPÍTULO 5 CAPÍTULO 6

PARTE 3

123

Papel dos Nutrientes na Bioenergética 124 Metabolismo dos Macronutrientes no Exercício e no Treinamento 154 Mensuração da Energia no Alimento e Durante a Atividade Física 171

Nutrição Ótima para a Pessoa Fisicamente Ativa: Fazendo Escolhas Inteligentes e Saudáveis 193 CAPÍTULO 7

PARTE 4

Os Macronutrientes 2 Os Micronutrientes e a Água 46 Digestão e Absorção dos Nutrientes Alimentares 91

CAPÍTULO 8

Recomendações Nutricionais para a Pessoa Fisicamente Ativa 194 Considerações Nutricionais para Treinamento Intenso e Competição nos Esportes 234

CAPÍTULO 9

Fazendo Escolhas Sensatas no Mercado da Nutrição 256

Termorregulação e Equilíbrio Hídrico Durante o Estresse Térmico

293

CAPÍTULO 10 Termorregulação Durante o Exercício, Equilíbrio Hídrico e Reidratação 294

PARTE 5

Hipotéticos Recursos Ergogênicos

321

CAPÍTULO 11 Avaliação dos Recursos Ergogênicos Farmacológicos e Químicos 322 CAPÍTULO 12 Avaliação dos Recursos Ergogênicos Nutricionais 368

PARTE 6

Composição Corporal, Controle do Peso e Comportamentos com Distúrbios Alimentares 399 CAPÍTULO 13 Avaliação da Composição Corporal e Observações Específicas para os Esportes 400 CAPÍTULO 14 Equilíbrio Energético, Exercício e Controle do Peso 455 CAPÍTULO 15 Alimentação Desordenada 499

APÊNDICES APÊNDICE A APÊNDICE B APÊNDICE C

535–553

Avaliação da Ingestão Energética e de Nutrientes: Levantamento Dietético de Três Dias 535 Características da Composição Corporal de Atletas em Diferentes Esportes 544 Registro da Atividade Física de Três Dias 549

Índice Alfabético

554

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Introdução alimento proporciona a fonte dos elementos estruturais essenciais para preservar a massa corporal magra, sintetizar novos tecidos, otimizar a estrutura esquelética, reparar as células existentes, maximizar o transporte e a utilização de oxigênio, manter o equilíbrio hidreletrolítico ideal e regular todos os processos metabólicos. A “boa nutrição” engloba muito mais que a simples prevenção das deficiências de nutrientes relacionadas à doença, incluindo doenças endêmicas francas, que variam desde o beribéri (doença por deficiência vitamínica secundária a aporte inadequado de tiamina [vitamina B1]; dano do coração e do sistema nervoso) até xeroftalmia (causada por deficiência de vitamina A e desnutrição geral que evolui para cegueira noturna, ulceração corneana e cegueira). Engloba também o reconhecimento de diferenças individuais em termos de necessidade e de tolerância de nutrientes específicos e do papel da herança genética sobre esses fatores. As deficiências limítrofes de nutrientes (i. e, menor que aquela necessária para acarretar manifestações clínicas da doença) exercem um impacto negativo sobre a estrutura e a função corporais e, dessa forma, sobre a capacidade de realizar exercícios. A nutrição apropriada constitui também o alicerce para o desempenho físico; proporciona o combustível para o trabalho biológico e as substâncias químicas que permitirão extrair e utilizar a energia potencial dos alimentos. Assim sendo, não é de surpreender que, desde a época das antigas Olimpíadas até a atualidade, quase todas as práticas dietéticas concebíveis tenham sido utilizadas para aprimorar o desempenho nos exercícios. Os documentos desde os primeiros jogos Olímpicos, em 776 a.C., até a era computadorizada atual fornecem uma ideia do que os atletas consomem. Poetas, filósofos, escritores e médicos da Grécia e da Roma antigas nos relatam as diferentes estratégias que os atletas adotavam visando ao preparo para as competições. Eles consumiam várias carnes animais (bois, cabras, touros, cervos), queijos moles e trigo, figos secos e “misturas” especiais e bebidas alcoólicas. No transcorrer dos 2.000 anos seguintes, porém, houve pouca informação confiável acerca das preferências alimentares dos atletas de elite (com exceção dos remadores e dos pedestrianistas durante o século XIX). Os Jogos Olímpicos de 1936, em Berlim, ofereceram uma avaliação preliminar dos alimentos consumidos por atletas de classe mundial. O trabalho de Schenk1 mostra que

O

… os atletas olímpicos que competiram em Berlim priorizavam com frequência a carne, a qual ingeriam regularmente na forma de dois bifes por refeição, e, às vezes, aves, consumindo em média quase meio quilo de carne por dia … as refeições que precediam as competições consistiam regularmente em um a três bifes e ovos, suplementados por extratos de “sucos de carne” … Outros atletas enfatizavam a importância dos carboidratos … Os atletas olímpicos da Inglaterra, Finlândia e Holanda consumiam regularmente mingau de aveia; os americanos comiam trigo triturado ou flocos de milho (corn flakes) misturados ao leite; e os chilenos e italianos re-

galavam-se com as massas … os membros da equipe japonesa consumiam quase meio quilo de arroz diariamente. Durante os Jogos Olímpicos de 2004, em Atenas, cerca de 12.000 atletas de 197 países consumiram uma quantidade descomunal de alimentos. Durante essa Olimpíada, alguns países utilizaram esquemas dietéticos específicos, enquanto os atletas de países menos industrializados escolhiam livremente o que comer, combinando, com frequência, alimentos bem conhecidos com novidades. A maioria dos atletas consumia provavelmente suplementos dietéticos que incluíam vitaminas e minerais; um percentual menor ingeria mais provavelmente estimulantes, narcóticos, agentes anabólicos, diuréticos, peptídios, hormônios glicoproteicos e análogos, álcool, maconha, anestésicos locais, corticosteroides, betabloqueadores, agonistas beta-2 e doping, todos recursos proibidos pelo Comitê Olímpico Internacional. Na guerra contra o uso de drogas ilegais, nos Jogos Olímpicos de 2008, em Beijing, foram realizados cerca de 4.500 testes farmacológicos. Esse representa um grande aumento em comparação com os 2.800 testes realizados nos Jogos Olímpicos de 2000, em Sydney, e os 3.700 testes realizados nos Jogos de 2004, em Atenas.

Alimentando os Atletas Olímpicos

N

a Vila Olímpica, as refeições eram preparadas para cerca de 22.000 clientes para um período de 24 h. Eram servidas diariamente cerca de 50.000 refeições a partir de 1.500 receitas culinárias internacionais que exigiam cerca de 100 toneladas de alimento e produziam 55 toneladas de detritos! Eram usados os seguintes suprimentos para preparar 6.000 refeições a cada hora na Vila Olímpica: 15.000 litros de leite, 2.500 dúzias de ovos, 300 toneladas de frutas e vegetais, 120 toneladas de carne, 85 toneladas de frutos do mar, 25.000 fatias de pão, 2 milhões de litros de água potável e 3 milhões de refrescos.

Até mesmo o mundo tecnologicamente “esperto” da atualidade é inundado por teorias tendenciosas, completa desinformação e charlatanice explícita acerca dos elos entre a nutrição e o desempenho físico. As proezas durante os últimos 100 anos de competições olímpicas evidenciaram uma melhora inegável (fig. i.1), porém até agora ninguém estabeleceu vínculos com um padrão universal entre o alimento e essas façanhas impressionantes. Os atletas têm todo o direito de desejar qualquer substância capaz de conferir-lhes alguma vantagem competitiva, pois a vitória garante a glória e os contratos de patrocínio de milhões de dólares. A ânsia de reduzir alguns milissegundos em uma corrida, ou de acrescentar alguns centímetros a um salto, acaba convencendo-os de experimentar suplementos nutricionais e múltiplas substâncias, incluindo drogas ilegais. xvii

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xviii

Introdução

Arremesso do Disco

RM

RM

Tempo (Minutos)

Distância (Metros)

Maratona

RM

RM

Tempo (Segundos)

Distância (Metros)

Corrida de 100 m

Arremesso do Dardo

RM

RM

Tempo (Segundos)

Distância (Metros)

Corrida de 200 m

Cem anos de competição Olímpica — Atenas, 1896, até Atlanta, 1996. Os recordes são plotados para os homens em azul e para as mulheres em vermelho. O último ponto de cada gráfico demarca o recorde mundial (RM). (Recordes mundiais até 9 de novembro de 1997.) FIG. I.1 ■ Cem anos de competição Olímpica — Atenas, 1896, até Atlanta, 1996 — em eventos selecionados para homens em azul e mulheres em vermelho.

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Introdução

Aprimoramento Nutricional

Saúde e Longevidade

• Nutrição ótima vs. nutrição ótima para o exercício

• Padrões alimentares

• Estressores ambientais

• Padrões de exercício

• Atividade militar

• Interações nutrição-atividade física

• Dinâmica do voo espacial

• Reprodução • Mortalidade e morbidade • Epidemiologia

Equilíbrio Energético e Composição Corporal

Função Fisiológica Máxima

• Metabolismo

• Necessidade de proteína, carboidrato e lipídio

• Dinâmica do exercício

• Estresse oxidativo

• Avaliação

• Fadiga e estafa

• Controle do peso/adiposidade excessiva

• Reparo e crescimento teciduais

• Tamanho, formato e proporção corporais

• Necessidades de micronutrientes • Efeitos relacionados ao sexo

Crescimento Ótimo

Segurança

• Normal e anormal

• Alimentação desordenada

• Osso, músculo, outros tecidos

• Substâncias ergogênicas/ergolíticas

• Tempo de vida

• Estresse térmico e reposição de líquido

• Efeitos sobre os comportamentos cognitivos

• Abuso de nutrientes

• Efeitos do exercício crônico • Interações específicas para cada esporte

FIG. I.2

Seis áreas centrais para pesquisa e estudo no campo da Nutrição para o Exercício.

A procura do Santo Graal para aprimorar o desempenho físico não se limitou às últimas décadas. Atletas e treinadores nas civilizações antigas também tentaram aprimorar as proezas atléticas. Apesar da falta de provas concretas, eles experimentaram sistematicamente rituais e substâncias nutricionais, acreditando que o natural e o sobrenatural poderiam proporcionar-lhes alguma vantagem. Durante os últimos 25 séculos, o método científico substituiu gradativamente o dogma e o ritual como a abordagem mais efetiva para uma vida saudável e um desempenho físico ideal. O campo emergente da Nutrição para o Exercício utiliza as ideias de pioneiros em medicina, anatomia, física, química, higiene, nutrição e fisiculturismo para estabelecer um enorme acervo de conhecimentos. Uma compreensão objetiva da nutrição para o exercício permite reconhecer a importância da nutrição adequada, assim como avaliar de forma crítica a validade das alegações acerca dos suplementos de nutrientes e das modificações dietéticas especiais com o intuito de melhorar o biotipo, o desempenho físico e as respostas ao treinamento com exercícios. O conhecimento da interação de nutriçãometabolismo constitui a base para as fases de preparação, de desempenho e de recuperação de um exercício intenso e/ou treinamento. Não é de surpreender que muitos indivíduos fisicamente ativos, incluindo alguns dos melhores atletas do mundo, obtenham informações nutricionais no vestiário e de artigos de revistas e de jornais, de anúncios de propaganda, em videofilmes de curta metragem com

fins de propaganda comercial, de parceiros de treinamento, em lojas de comidas saudáveis e de referências feitas por atletas bem-sucedidos, em vez de obtê-la de técnicos bem informados e bem educados, treinadores, médicos e profissionais de aptidão física e de nutrição para o exercício. Muitíssimos deles dedicam períodos de tempo consideráveis e realizam muitos esforços visando acumular energia para poderem alcançar um desempenho e um treinamento ideais, porém deixam de atingir sua meta em virtude de práticas nutricionais inadequadas, contraprodutivas e, às vezes, prejudiciais. Esperamos que a terceira edição de Nutrição para o Esporte e o Exercício continue proporcionando informações científicas de “altíssima qualidade” para todas as pessoas envolvidas em atividade física regular e treinamento com exercícios, e não apenas para o atleta competitivo.

Nutrição para o Exercício no Futuro: Uma Nova Perspectiva E se formos ignorantes de nosso passado, se formos indiferentes à nossa história e às pessoas que tanto fizeram por nós, não estaremos sendo apenas estúpidos, mas sim grosseiros. (Da 146.ª Colação de Grau do Beloit College, 12 de maio de 1996. David McCollough, agraciado com o Prêmio Pulitzer)

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Introdução

A linha do tempo que será mostrada a seguir apresenta uma visão histórica global de indivíduos selecionados, desde a Renascença até o século XXI, cujo trabalho e experiências científicas demonstraram as íntimas conexões entre Medicina, Fisiologia, Exercício e Nutrição. As importantes façanhas proporcionam uma poderosa base lógica para elaborar um campo de estudo de tópicos integrados que nós denominamos Nutrição para o Exercício. Alguns consideram um currículo de Nutrição para o Exercício (em nível acadêmico ou universitário) como um subtítulo de Nutrição, porém acreditamos que essa designação torna necessária uma atualização. Em primeiro lugar, recomendamos uma mudança no nome de “Nutrição para o Esporte” para “Nutrição para o Exercício”. O termo exercício engloba muito mais que a palavra esporte, refletindo mais plenamente os muitos homens e mulheres ativos que não são necessariamente “esportistas”. Um programa acadêmico deveria ter como seu conteúdo acadêmico central algo aplicável ao número cada vez maior de indivíduos fisicamente ativos. Esse tipo de currículo não deveria ser contido em um Departamento de Nutrição nem em um Departamento de Ciência do Exercício ou de Cinesiologia. Pelo contrário, o currículo merece uma identidade específica. A fig. i.2 apresenta seis áreas centrais para a pesquisa e o estudo que constituem a Nutrição para o Exercício, com tópicos específicos listados dentro de cada área. O foco da Nutrição para o Exercício torna-se um tópico interdisciplinar, que sintetiza o conhecimento dos campos separados, porém correlatos, da Nutrição e da Cinesiologia. Inúmeros campos existentes adotam uma abordagem interdisciplinar. Os bioquímicos não recebem um treinamento em profundidade como químicos ou biólogos. Pelo contrário, seu treinamento como bioquímicos os torna bioquímicos mais competentes do que os químicos ou biólogos com um enfoque mais restrito. A mesma inclusividade caracteriza um biofísico, um radioastrônomo, um biólogo molecular e um geofísico. Existem precedentes históricos para a correlação de dois campos: aqueles que envolvem a nutrição e aqueles que envolvem o exercício. O químico Lavoisier, por exemplo, utilizou o exercício para estudar a respiração, provavelmente sem pensar que suas descobertas teriam impacto sobre outros campos além da Química. A.V. Hill, renomado matemático e fisiologista, foi agraciado com o Prêmio Nobel em Fisiologia ou Medicina, não por

seus estudos de matemática ou de fisiologia em si, mas por seu trabalho integrativo com o músculo que ajudaram a desvendar os segredos acerca da bioquímica da contração muscular. Na disciplina mais abrangente da Nutrição para o Exercício, os estudantes não se especializam nem em Exercício nem em Nutrição. Pelo contrário, são treinados em aspectos de ambos os campos. Nosso conceito de uma disciplina acadêmica concorda com as ideias do professor Franklin Henry promovidas no final da década de 1960.2 Trata-se de informações incluídas coletivamente em um curso formal de instrução que merece ser frequentado por seus próprios méritos. A Nutrição para o Exercício sintetiza dados da Fisiologia, Química, Fisiologia do Exercício, Medicina e Nutrição. Os estudantes da Nutrição para o Exercício podem não ser químicos, fisiologistas do exercício nem nutricionistas muito proeminentes. No entanto, seu treinamento interdisciplinar lhes confere uma perspectiva mais ampla e apropriada para que possam avançar em sua disciplina. O fisiologista renal estuda o rim como um órgão isolado a fim de determinar sua função, utilizando com frequência o exercício como o estímulo estressante. O cientista especializado em exercício mede os efeitos do exercício sobre a função renal. Aqui o pesquisador enfatiza a fisiologia do exercício muito mais que a fisiologia renal. Em contrapartida, o nutricionista do exercício poderia investigar de que maneira a combinação de dieta e exercício exerce impacto sobre a função renal em geral e, em circunstâncias específicas, como atividade física na vigência de um estresse térmico. Quanto a nós, recomendamos com insistência o estabelecimento de uma disciplina em separado para unir campos previamente diferentes. Esperamos que outros compartilhem nossa visão. REFERÊNCIAS 1. Grivetti LE, Applegate EA. From Olympia to Atlanta: a culturalhistorical perspective on diet and athletic training. J Nutr 1997;127:860S–868S. 2. Henry FM. Physical education: An academic discipline. Proceedings of the 67th Annual Meeting of the National College Physical Education Association for Men, AAHPERD, Washington DC, 1964.

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LINHA DO TEMPO:

Leonardo da Vinci (1452–1519). Mestre anatomista, produziu desenhos extraordinários do coração e da circulação que mostravam o ar alcançando as artérias pulmonares através dos brônquios, e não diretamente, através do coração, como ensinado pela medicina de Galeno.

Nutrição para o Exercício Através dos Tempos

Santorio (1561–1636). Registrou com acurácia as mudanças no peso corporal durante um período de 30 anos para compreender o metabolismo. Publicou De Medicina Statica Aphorismi (Aforismas Médicos), em 1614.

Michelangelo Buonarroti (1475–1564). A estátua realista de “David” combina a anatomia científica com as proporções ideais do corpo. “David”

1450

Balança de Santorio usada para determinar o peso

1500 Albrecht Dürer (1471–1528). O “Homem Quadrado” ilustrou as diferenças relacionadas com a idade nas relações dos segmentos corporais.

Andreas Vesalius (1514–1564). Os incomparáveis De Humani Corporis Fabrica (Acerca da Composição do Corpo Humano) e De Fabrica (1543), baseados em suas próprias dissecções, demoliram os pronunciamentos galênicos tradicionais sobre a anatomia humana.

1600 William Harvey (1578–1657). Provou que o coração bombeava o sangue em uma única direção através de um sistema circulatório fechado.

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Linha do Tempo

Giovanni Alfonso Borelli (1608–1679). Utilizou modelos matemáticos para explicar a locomoção (De Motu Animaliu, 1680, 1681). Mostrou que os pulmões se enchiam de ar porque o volume do tórax aumentava quando o diafragma se deslocava inferiormente. Contestou a alegação galênica de que o ar esfriava o coração ao demonstrar como a respiração, e não a circulação, tornava necessária a difusão do ar nos alvéolos.

René-Antoine Fercault de Réaumur (1683–1757). Comprovou por experiências de regurgitação que as secreções gástricas digerem os alimentos (Digestion in Birds, 1752).

1620

James Lind (1716–1794). Erradicou o escorbuto ao acrescentar frutas cítricas à dieta dos marinheiros

1700

Robert Boyle (1627–1691). Comprovou que a combustão e a respiração dependiam do ar. A Lei dos Gases de Boyle afirma que, com uma temperatura constante, a pressão (P) de determinada massa de gás sofre uma variação inversamente proporcional ao seu volume (V): P1V1 = P2V2.

1735 Joseph Priestley (1733–1804). Descobriu o oxigênio ao aquecer óxido vermelho de mercúrio em um vaso fechado (Observations on Different Kinds of Air, 1773).

Laboratório de Priestley

Aparelho do “Engenho Pneumático” de Boyle

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Linha do Tempo

Stephen Hales (1677–1761). Vegetable Statics (1727) descreveu como as modificações químicas ocorriam nos sólidos e líquidos após calcinação (oxidação durante a combustão) e como o sistema nervoso governava a contração muscular.

Joseph Black (1728–1799). Isolou o gás dióxido de carbono no ar produzido por fermentação (Experiments Upon Magnesia Alba, Quickline, And Some Other Alcaline Substances, 1756).

Aparelho de combustão de Hales.

1620

1700

xxiii

Lazzaro Spallanzani (1729–1799). Provou que os tecidos do coração, estômago e fígado consomem oxigênio e liberam dióxido de carbono, até mesmo em seres vivos sem pulmões.

1735 Henry Cavendish (1731–1810). Identificou o hidrogênio produzido quando os ácidos se combinavam com metais (On Factitious Air, 1766). Provou que a água se formava quando o “ar inflamável” (hidrogênio) se combinava com o “ar deflogisticado” (oxigênio) (Experiments in Air, 1784).

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Linha do Tempo

Antoine Laurent Lavoisier (1743–1794). Quantificou os efeitos do trabalho muscular sobre o metabolismo ao medir os aumentos na captação de oxigênio, na frequência do pulso e na frequência respiratória. Provou que o ar atmosférico fornece oxigênio para a respiração animal e que o “calórico” (calor) liberado durante a respiração é, por sua vez, a fonte da combustão.

A.F. Fourcroy (1755–1809). Demonstrou que ocorrem as mesmas proporções de nitrogênio em animais e plantas.

1740

1755

Carl Wilhelm Scheele (1742–1786). Descreveu o oxigênio (“fogo-ar”) independentemente de Priestley e o “ar impuro” (ar flogisticado — denominado subsequentemente nitrogênio) em uma experiência famosa com abelhas (Chemical Treatise on Air and Fire, 1777). As abelhas de Scheele vivendo no “fogo-ar” em um vaso fechado submerso em água de cal.

Claude Louis Berthollet (1748–1822). Provou que os tecidos animais não contêm amônia, mas que o hidrogênio se unia ao nitrogênio durante a fermentação para produzir amônia. Discordou do conceito de Lavoisier acerca da produção do calor: “A quantidade de calor liberada na oxidação incompleta de uma substância é igual à diferença entre o valor calórico total da substância e aquele dos produtos formados.”

1775 Joseph Louis Proust (1755–1826). Formulou a “Lei das Proporções Definidas” (a constância química das substâncias permite a análise futura dos principais nutrientes, incluindo a avaliação metabólica pelo consumo de oxigênio).

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Linha do Tempo

Metabolismo e Fisiologia no Século Dezenove A morte prematura de Lavoisier (1794) não encerrou a pesquisa proveitosa em Nutrição e Medicina. Durante os 50 anos seguintes, os cientistas descobriram a composição química de carboidratos, lipídios e proteínas e esclareceram ainda mais a equação do equilíbrio energético. Laboratório de química de Davey, onde ele isolou 47 elementos

1778

François Magendie (1783–1855). Estabeleceu a fisiologia experimental como uma ciência e fundou sua primeira revista (Journal de Physiologie Expérimentale). Provou que as raízes nervosas espinhais anteriores controlam as atividades motoras, enquanto as raízes posteriores controlam as funções sensoriais. Classificou os alimentos como nitrogenados ou não nitrogenados (Précis élémentaire de Physiologie, 1816), argumentando que são os alimentos, e não o ar, que fornecem nitrogênio aos tecidos.

1800

Humphrey Davey (1778–1829). Consolidou todos os dados químicos contemporâneos relacionados com a nutrição, incluindo 47 elementos por ele isolados. (Elements of Agricultural Chemistry, 1813). Tentou explicar como o calor e a luz afetam a capacidade do sangue em conter oxigênio.

xxv

1735

Joseph-Louis Gay-Lussac (1778–1850). Provou que 20 substâncias animais e vegetais diferiam de acordo com a proporção de átomos de hidrogênio para átomos de oxigênio. Designou uma classe de compostos (“sacarina”) identificada subsequentemente como carboidratos. Provou a equivalência do percentual de oxigênio no ar acima e ao nível do mar.

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Linha do Tempo

William Beaumont (1785–1853). Explicou a digestão humana in vitro e in vivo.

1778

Michel Eugène Chevreul (1786–1889). Explicou que as gorduras consistem em ácidos graxos e glicerol (Chemical Investigations of Fat, 1823). Cunhou o termo margarina e mostrou que o toucinho consiste em duas gorduras principais, que denominou “estearina e elaína”. Com Gay-Lussac, patenteou a fabricação da vela de ácido esteárico (ainda utilizada hoje em dia).

1800 William Prout (1785–1850). O primeiro a separar as substâncias alimentares na moderna classificação de carboidratos, gorduras e proteínas. Mediu o dióxido de carbono exalado por homens que se exercitavam até a fadiga (Annals of Philosophy, 2:328, 1813). Mostrou que a caminhada elevava a produção de dióxido de carbono até um platô (anunciando o moderno conceito de permuta gasosa em estado estável). Provou que o HCl livre aparecia no suco gástrico. Foi o primeiro a preparar a ureia pura. Enalteceu o leite como o alimento perfeito em Treatise on Chemistry, Meteorology, and the Function of Digestion (1834).

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Linha do Tempo

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Edward Smith (1819–1874). Utilizou a espirometria em circuito fechado para determinar o metabolismo energético durante o exercício forçado. Contestou a alegação de Liebig de que apenas a proteína funciona como fonte primária de potência muscular.

Jean Baptiste Boussingault (1802–1884). Pai da “agricultura científica”. Determinou os efeitos da ingestão de cálcio, ferro e outros nutrientes (particularmente nitrogênio) sobre o equilíbrio energético em animais e seres humanos.

1800

Justus von Liebig (1803–1873). Químico importante de sua época, afirmava, sem evidências, que o exercício vigoroso realizado por seres humanos e animais exigia uma alta ingestão de proteína (as experiências de 1850 realizadas por outros pesquisadores refutaram suas asserções).

Edward Hitchcock, Jr. (1828–1911). Professor do Amherst College, foi o pioneiro da avaliação antropométrica do biotipo e do treinamento e dos testes científicos para força muscular.

1820

Gerardus Johannis Mulder (1802–1880). Estabeleceu o campo da química fisiológica (General Physiological Chemistry, 1854). Pesquisou as substâncias albuminosas, que denominou “proteína”. Defendeu ardorosamente o papel da sociedade na promoção de uma nutrição de alta qualidade. Estabeleceu os padrões mínimos para o consumo de proteína (trabalhadores, 120 g/dia; outros, 60 g).

1835

Henri Victor Regnault (1810–1878). Desenvolveu a espirometria em circuito fechado para determinar o quociente respiratório (V˙CO2/V˙O2). Estabeleceu a relação entre tamanho e metabolismo do corpo (produção de calor). Câmara para respiração de pequenos animais.

Claude Bernard (1813–1878). Talvez o maior fisiologista experimental de todos os tempos. Suas descobertas em fisiologia reguladora ajudaram os futuros cientistas a compreender como o metabolismo e a nutrição afetam o exercício.

Carl von Voit (1831–1908). Refutou a asserção de Liebig acerca da proteína como a principal fonte energética ao demonstrar que a degradação da proteína não aumenta proporcionalmente com a intensidade ou a duração do exercício.

Eduard Pflüger (1829–1910). Foi o primeiro a demonstrar que alterações minúsculas na pressão parcial dos gases no sangue afetam a velocidade de liberação e de transporte do oxigênio através das membranas capilares, comprovando dessa forma que não é apenas o fluxo sanguíneo que governa como os tecidos utilizam o oxigênio.

Max Joseph von Pettenkofer (1818–1901). Aperfeiçoou o calorímetro respiratório para estudar o metabolismo humano e animal. Iniciou estudos de higiene científica (qualidade do ar, composição do solo e água do solo, conteúdo em umidade das estruturas, controle da ventilação, funções da vestimenta, propagação das doenças, qualidade da água). Descobriu a creatinina (aminoácido na urina) e fundou Zeitschrift für Biologie (1865, juntamente com Voit) e Zeitschrift für Hygiene (1885). Câmara respiratória de Pettenkofer de 1863. A imagem mostra todo o aparelho. A imagem à direita é um detalhe mostrando a experiência humana. O ar fresco era bombeado para dentro da câmara vedada e o ar expirado era examinado para determinar o conteúdo de dióxido de carbono

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Linha do Tempo

Wilbur Olin Atwater (1844–1907). Publicou a composição química de 2.600 alimentos norteamericanos (1896), ainda utilizada nos bancos de dados modernos sobre consumo de alimento; realizou estudos calorimétricos humanos. Confirmou que a lei de conservação da energia governa a transformação da matéria no corpo humano e no mundo inanimado.

1835

Frederick Gowland Hopkins (1861–1947). Isolou e identificou a estrutura do aminoácido triptofano (Prêmio Nobel em 1929 em Medicina ou Fisiologia).

1850

Austin Flint, Jr. (1836–1915). Autor prolífico e pesquisador em Fisiologia, registrou tópicos de importância para a ciência emergente da Fisiologia do Exercício e a ciência futura da Nutrição para o Exercício. Seu compêndio de 987 páginas de cinco livros anteriores (The Physiology of Man; Designed to Represent the Existing State of Physiological Science as Applied to the Functions of the Human Body, 1877) resumiu o conhecimento acerca do exercício, circulação e nutrição das literaturas francesa, alemã, inglesa e americana.

Nathan Zuntz (1847–1920). Elaborou o primeiro aparelho metabólico portátil para determinar a permuta respiratória em animais e em seres humanos em diferentes altitudes. Provou que os carboidratos são os precursores da síntese dos lipídios e que os lipídios e os carboidratos não devem ser consumidos em quantidades iguais. Zuntz produziu 430 artigos acerca do sangue e dos gases sanguíneos, circulação, mecânica e química da respiração, metabolismo geral e metabolismo de alimentos específicos, metabolismo energético e produção de calor, e sobre a digestão.

Russel Henry Chittenden (1856–1943). Voltou a enfocar a atenção científica sobre a demanda de proteína animal pelo homem quando em repouso ou ao exercitar-se (não ocorreu debilitação com uma ingestão proteica inferior a 1 g/kg de massa corporal tanto em homens normais quanto em jovens atletas. (Physiological Economy in Nutrition, With Special References To The Minimal Proteid Requirement Of The Healthy Man. An Experimental Study, 1897).

1860 Max Rubner (1854–1932). Descobriu a lei isodinâmica e os valores calóricos dos alimentos (4,1 kCal/g para as proteínas e os carboidratos; 9,3 kCal/g para os lipídios). A lei da área superficial de Rubner afirma que a produção de calor em repouso é proporcional à área superficial corporal, e que o consumo de alimento faz aumentar a produção de calor (efeito SDA).

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August Krogh (1874–1949). Prêmio Nobel de 1920 em Fisiologia ou Medicina pela descoberta do mecanismo que controla o fluxo sanguíneo capilar no músculo em repouso e ativo (em rãs). Os 300 artigos científicos publicados por Krogh relacionam a fisiologia do exercício com a nutrição e o metabolismo.

1870

1900

Francis Gano Benedict (1870–1957). Realizou estudos exaustivos de metabolismo energético em recém-nascidos, crianças e adolescentes em crescimento, pessoas em inanição, atletas e vegetarianos. Elaborou “quadros metabólicos padronizados” sobre sexo, idade, altura e peso a fim de comparar o metabolismo energético em pessoas normais e nos pacientes.

Otto Fritz Meyerhof (1884–1951). Prêmio Nobel de 1923 em Fisiologia ou Medicina com A.V. Hill por terem elucidado as características cíclicas da transformação intermediária da energia celular.

Archibald Vivian (A.V.) Hill (1886–1977). Prêmio Nobel de 1922 em Fisiologia ou Medicina com Meyerhof pelas descobertas acerca dos eventos químicos e mecânicos na contração muscular.

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