como é possível aos seres humanos sobreviver a mudanças de temperaturas ambientais com sensações térmicas que podem chegar de -23°C até + 81°C?
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Aspectos históricos do estudo do metabolismo basal
O interesse sobre o metabolismo remonta à antigüidade, quando surgiu a teoria da "perspiração insensível" da escola de Hipócrates (King, 1924) que baseava-se na observação de que um adulto não ganhava peso apesar de ingerir uma quantidade de alimento e líquido muito superior a sua excreção. Foi somente em 1780 que o metabolismo começou a ser melhor entendido através dos experimentos de Antoine Laurent Lavoisier (Lusk, 1917) nobre francês que identificou que um gás, por ele chamado de oxigênio, mas anteriormente denominado "ar de fogo" (dephlogisticated air) por Joseph Priestley (McHenry & Beaton, 1963), combinava-se com substâncias combustíveis liberando calor. Para provar que a oxidação era a fonte de calor em animais, Lavoisier construiu, juntamente com Laplace, o primeiro calorímetro direto para animais e desenvolveu o princípio da calorimetria indireta ao medir a quantidade de gás carbônico produzida pelo animal durante o mesmo período da calorimetria direta (Taylor et al., 1956). Nesse experimento, Lavoisier conseguiu evidenciar que a quantidade de calor produzida pelo animal era praticamente igual ao calor calculado a partir do gás carbônico produzido pela respiração. Com isto, ficou comprovada a hipótese de que o carbono contido no organismo combinava-se com o oxigênio para produzir calor. Lavoisier estendeu seus experimentos para o homem, estudando aparentemente, apenas as trocas gasosas e demonstrando que a exposição ao frio, a digestão e a atividade física eram fatores que elevavam o consumo de oxigênio (Du Bois, 1936; King, 1924) e, conseqüentemente, a produção de calor ou metabolismo.
Durante o século XIX, com o estabelecimento das leis da termodinâmica, vários calorímetros diretos e câmaras respiratórias foram desenvolvidos (Durnin & Passmore, 1967) na tentativa de aperfeiçoar as técnicas propostas por Lavoisier. Neste período, também ocorreram descobertas importantes que possibilitaram o desenvolvimento de métodos mais exatos para medir o metabolismo através das trocas gasosas, como a identificação dos substratos oxidados pelo organismo, a quantidade de oxigênio necessária para oxidá-los e o valor calorífico dos componentes dos alimentos quando oxidados no organismo (Lusk, 1917; Mchenry & Beaton, 1963).
Em 1894, Rubner construiu o primeiro calorímetro direto de êxito para estudo experimental em cães (Webb, 1985). Em conexão ao calorímetro, foi utilizado o aparelho de Pettenkofer-Voit que possibilitava, além de medir a perda de calor, obter a quantidade de gás carbônico produzida. Neste caso, ele utilizava ao mesmo tempo a calorimetria direta e indireta, podendo observar a concordância entre os valores obtidos pelos dois métodos (Boothby & Sandiford, 1920) e, provando assim, que a lei de conservação de energia também se aplicava aos animais.
Até o final do século XIX, a calorimetria limitava-se a medir a produção de calor em animais (Webb, 1985) enquanto que os aparelhos (câmaras) respiratórios já tinham sido utilizados para experimentos em pessoas com diabetes, anemia e malária. No período entre 1892 e 1899, nos Estados Unidos, Atwater & Rosa desenvolveram o primeiro calorímetro humano utilizando-se também do aparelho de Pettenkofer-Voit em conexão ao calorímetro (Boothby & Sandiford, 1920). Este aparelho era grande o suficiente para manter, confortavelmente, em seu interior um homem por duas semanas ou mais e era provido de cama, cadeira, mesa e um ciclo-ergômetro. As medições, então, poderiam ser feitas com o indivíduo em repouso, trabalhando ou exercitando-se. Posteriormente, em 1905, Atwater & Benedict aperfeiçoaram este calorímetro para que fosse possível a determinação simultânea também do consumo de oxigênio. A medida do oxigênio consumido, ou seja, a calorimetria indireta, significou importante melhora na mensuração da produção de calor (Boothby & Sandiford, 1920) pois possibilitava quantificar o oxigênio utilizado na oxidação dos substratos energéticos, além da possibilidade de se obter o consumo de energia nas várias atividades, ao invés do gasto energético total de um intervalo de tempo grande.
Em 1919, Harris & Benedict publicaram os dados de taxa metabólica basal de 333 indivíduos, empregando pela primeira vez a análise estatística mais sofisticada disponível à época em dados fisiológicos. Desta análise foram deduzidas as primeiras equações de predição da taxa metabólica basal em homens, mulheres e crianças que serviriam de controle para comparação em situações especiais de dieta ou doença.