Περιοδικό

Πώς να υπολογίσεις το VO₂ και το VCO₂ από δεδομένα αναπνοής

Το VO₂ περιγράφει το οξυγόνο που χρησιμοποιεί το σώμα, ενώ το VCO₂ περιγράφει το διοξείδιο του άνθρακα που παράγεται. Αυτός ο οδηγός εξηγεί τις μετρήσεις, τις εξισώσεις και τους ελέγχους που χρειάζονται για να υπολογίσεις και τις δύο τιμές.

Τι σημαίνουν τα VO₂ και VCO₂

Το VO₂ είναι ο όγκος οξυγόνου που προσλαμβάνει το σώμα σε ένα χρονικό διάστημα. Το VCO₂ είναι ο όγκος διοξειδίου του άνθρακα που αποβάλλεται κατά το ίδιο διάστημα. Συνήθως εκφράζονται σε λίτρα ανά λεπτό ή χιλιοστόλιτρα ανά λεπτό.

Δεν μπορείς να υπολογίσεις με ακρίβεια αυτές τις τιμές μόνο από ένα ημερολόγιο διατροφής. Συνήθως προκύπτουν μετρώντας την ποσότητα αέρα που αναπνέεις και τις αναλογίες οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα σε αυτόν. Η μέθοδος αυτή λέγεται έμμεση θερμιδομετρία, επειδή η ενεργειακή δαπάνη εκτιμάται από την ανταλλαγή αερίων.

VO₂: οξυγόνο που χρησιμοποιείται ανά λεπτό
VCO₂: διοξείδιο του άνθρακα που παράγεται ανά λεπτό
VI: όγκος εισπνεόμενου αέρα ανά λεπτό
VE: όγκος εκπνεόμενου αέρα ανά λεπτό
F: το κλάσμα ενός συγκεκριμένου αερίου στον αέρα

Μετρήσεις που χρειάζονται για τον υπολογισμό

Ο υπολογισμός χρειάζεται τη ροή του εισπνεόμενου και του εκπνεόμενου αέρα, καθώς και τα κλάσματα οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα σε καθένα. Το κλάσμα ενός αερίου γράφεται ως δεκαδικός αριθμός, οπότε μια μέτρηση που δίνεται ως ποσοστό πρέπει να διαιρεθεί με το 100 πριν χρησιμοποιηθεί σε εξίσωση. Όλες οι τιμές ροής αέρα πρέπει να αφορούν το ίδιο χρονικό διάστημα.

Ο όγκος των αερίων μεταβάλλεται ανάλογα με τη θερμοκρασία, την πίεση και τους υδρατμούς. Επομένως, οι όγκοι του εισπνεόμενου και του εκπνεόμενου αέρα πρέπει να εκφράζονται με τις ίδιες συνθήκες αναφοράς προτού συγκριθούν. Στην πράξη, τα σωστά ρυθμισμένα συστήματα μέτρησης συνήθως κάνουν αυτές τις διορθώσεις κατά την επεξεργασία των δεδομένων.

VI και VE σε λίτρα ανά λεπτό
Κλάσμα οξυγόνου στον εισπνεόμενο αέρα, γραμμένο ως FIO₂
Κλάσμα οξυγόνου στον εκπνεόμενο αέρα, γραμμένο ως FEO₂
Κλάσμα διοξειδίου του άνθρακα στον εισπνεόμενο αέρα, γραμμένο ως FICO₂
Κλάσμα διοξειδίου του άνθρακα στον εκπνεόμενο αέρα, γραμμένο ως FECO₂

Υπολογισμός της ροής εισπνεόμενου αέρα

Πολλά συστήματα ανοικτού κυκλώματος μετρούν απευθείας τη ροή του εκπνεόμενου αέρα, αλλά δεν μετρούν με τον ίδιο τρόπο τη ροή του εισπνεόμενου. Τότε, ο εισπνεόμενος όγκος μπορεί να εκτιμηθεί με την παραδοχή ότι η ποσότητα αζώτου που εισέρχεται και εξέρχεται από το σώμα παραμένει ίδια. Αυτό είναι γνωστό ως μετασχηματισμός Haldane.

Πρώτα υπολόγισε το κλάσμα αζώτου αφαιρώντας τα κλάσματα οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα από το 1. Έπειτα, υπολόγισε τον εισπνεόμενο όγκο ως εξής: VI = VE × (1 − FEO₂ − FECO₂) ÷ (1 − FIO₂ − FICO₂). Κράτησε όλα τα κλάσματα αερίων ως δεκαδικούς αριθμούς και μην κάνεις στρογγυλοποίηση στα ενδιάμεσα βήματα.

Βρες το κλάσμα εκπνεόμενου αζώτου: 1 − FEO₂ − FECO₂
Βρες το κλάσμα εισπνεόμενου αζώτου: 1 − FIO₂ − FICO₂
Διαίρεσε το εκπνεόμενο κλάσμα με το εισπνεόμενο κλάσμα
Πολλαπλασίασε το αποτέλεσμα με το VE για να βρεις το VI

Υπολογισμός των VO₂ και VCO₂

Όταν τα VI και VE είναι διαθέσιμα υπό ίδιες συνθήκες, μπορείς να υπολογίσεις την πρόσληψη οξυγόνου ως εξής: VO₂ = (VI × FIO₂) − (VE × FEO₂). Η παραγωγή διοξειδίου του άνθρακα υπολογίζεται ως VCO₂ = (VE × FECO₂) − (VI × FICO₂). Αν η ροή αέρα καταχωριστεί σε λίτρα ανά λεπτό, και τα δύο αποτελέσματα θα είναι επίσης σε λίτρα ανά λεπτό.

Ο όρος του εισπνεόμενου διοξειδίου του άνθρακα είναι μερικές φορές πολύ μικρός, αλλά δεν πρέπει να τον παραλείπεις, εκτός αν η μέθοδος υπολογισμού τον θεωρεί συγκεκριμένα αμελητέο. Αν διατηρήσεις τη μετρούμενη τιμή, η εξίσωση παραμένει συνεπής. Χρησιμοποίησε μη στρογγυλοποιημένα κλάσματα αερίων σε όλο τον υπολογισμό και στρογγυλοποίησε μόνο το τελικό αποτέλεσμα σε κατάλληλο αριθμό δεκαδικών ψηφίων.

Υπολόγισε το VI αν δεν μετρήθηκε απευθείας
Πολλαπλασίασε κάθε τιμή ροής αέρα με το αντίστοιχο κλάσμα αερίου
Αφαίρεσε το εκπνεόμενο οξυγόνο από το εισπνεόμενο για να βρεις το VO₂
Αφαίρεσε το εισπνεόμενο διοξείδιο του άνθρακα από το εκπνεόμενο για να βρεις το VCO₂
Έλεγξε ότι και τα δύο αποτελέσματα έχουν την ίδια μονάδα και αφορούν το ίδιο χρονικό διάστημα

Μετατροπή και σύγκριση των αποτελεσμάτων

Μπορείς να μετατρέψεις μια τιμή σε λίτρα ανά λεπτό σε χιλιοστόλιτρα ανά λεπτό πολλαπλασιάζοντάς τη με το 1.000. Για να εκφράσεις το VO₂ σε σχέση με τη μάζα σώματος, πολλαπλασίασε τα λίτρα ανά λεπτό με το 1.000 και διαίρεσε με τη μάζα σώματος σε κιλά. Το αποτέλεσμα εκφράζεται σε χιλιοστόλιτρα ανά κιλό ανά λεπτό.

Οι σχετικές τιμές μπορούν να βοηθήσουν στη σύγκριση μετρήσεων από άτομα με διαφορετικό σωματικό μέγεθος, αλλά ο υπολογισμός δεν εξηγεί κάθε διαφορά στα αποτελέσματα. Η ένταση της κίνησης, το μοτίβο αναπνοής, το πρόσφατο φαγητό και το αν η μέτρηση ήταν σταθερή μπορούν όλα να επηρεάσουν την τιμή. Σύγκρινε μετρήσεις μόνο όταν οι συνθήκες μέτρησης είναι αρκετά παρόμοιες.

L/min σε ml/min: πολλαπλασίασε με 1.000
Σχετικό VO₂: VO₂ σε L/min × 1.000 ÷ μάζα σώματος σε kg
Κατέγραψε αν η μέτρηση έγινε σε ηρεμία ή κατά την κίνηση
Χρησιμοποίησε την ίδια μονάδα κάθε φορά που συγκρίνεις συνεδρίες

Χρήση του VCO₂ παράλληλα με την καταγραφή τροφίμων

Αν διαιρέσεις το VCO₂ με το VO₂, βρίσκεις τον αναπνευστικό συντελεστή ανταλλαγής, που συχνά συντομογραφείται ως RER. Αυτός ο λόγος δείχνει το μείγμα υδατανθράκων και λίπους που χρησιμοποιείται εκείνη τη στιγμή, αλλά δεν αποτελεί άμεση μέτρηση της τροφής που έφαγες πιο πρόσφατα. Η έντονη προσπάθεια, η μεταβαλλόμενη ένταση και ένα ασταθές μοτίβο αναπνοής μπορούν να δυσκολέψουν την ερμηνεία μιας σύντομης μέτρησης.

Η καταγραφή τροφίμων αποτυπώνει την ενέργεια και τα θρεπτικά συστατικά που καταναλώνεις, ενώ τα VO₂ και VCO₂ περιγράφουν την ανταλλαγή αερίων κατά τη διάρκεια της μέτρησης. Οι πρωτεΐνες και οι υδατάνθρακες παρέχουν περίπου 4 kcal ανά γραμμάριο, ενώ το λίπος περίπου 9 kcal ανά γραμμάριο, αλλά αυτοί οι θεωρητικοί συντελεστές δεν αρκούν για να ανασυνθέσεις ένα ακριβές αποτέλεσμα ανταλλαγής αερίων. Αντιμετώπισε τον υπολογισμό από την αναπνοή και το ημερολόγιο διατροφής ως πηγές πληροφορίας που συμπληρώνουν η μία την άλλη, όχι ως εναλλάξιμες μετρήσεις.

Υπολόγισε το RER ως VCO₂ ÷ VO₂
Χρησιμοποίησε τιμές που αφορούν το ίδιο χρονικό διάστημα
Αναζήτησε μια σταθερή μέτρηση αντί για μία ασυνήθιστη αναπνοή
Σημείωσε το πρόσφατο φαγητό και την κίνηση όταν εξετάζεις το αποτέλεσμα