Näin lasket VO₂:n ja VCO₂:n hengitystiedoista
VO₂ kuvaa kehon käyttämää happea, kun taas VCO₂ kuvaa tuotettua hiilidioksidia. Tässä oppaassa kerrotaan, mitä mittauksia ja yhtälöitä tarvitset arvojen laskemiseen ja tarkistamiseen.
Mitä VO₂ ja VCO₂ tarkoittavat
VO₂ tarkoittaa kehon tietyn ajan kuluessa käyttämän hapen tilavuutta. VCO₂ tarkoittaa saman ajanjakson aikana vapautuneen hiilidioksidin tilavuutta. Arvot ilmoitetaan yleensä litroina tai millilitroina minuutissa.
Näitä arvoja ei voi laskea tarkasti pelkän ruokapäiväkirjan perusteella. Tavallisesti ne saadaan mittaamalla hengitetyn ilman määrä sekä hapen ja hiilidioksidin osuudet ilmassa. Tätä menetelmää kutsutaan epäsuoraksi kalorimetriaksi, koska energiankulutus päätellään kaasujenvaihdunnasta.
- VO₂: minuutissa käytetty happi
- VCO₂: minuutissa tuotettu hiilidioksidi
- VI: sisään hengitetyn ilman tilavuus minuutissa
- VE: ulos hengitetyn ilman tilavuus minuutissa
- F: tietyn kaasun osuus ilmassa
Laskennassa tarvittavat mittaukset
Laskentaan tarvitaan sisään- ja uloshengityksen ilmavirta sekä hapen ja hiilidioksidin osuudet kummassakin. Kaasuosuus ilmoitetaan desimaalilukuna, joten prosentteina annettu lukema on jaettava sadalla ennen sen sijoittamista yhtälöön. Kaikkien ilmavirta-arvojen on koskettava samaa ajanjaksoa.
Kaasun tilavuus muuttuu lämpötilan, paineen ja vesihöyryn vaikutuksesta. Siksi sisään- ja uloshengitetyt tilavuudet on muunnettava samoihin vertailuolosuhteisiin ennen niiden vertailua. Käytännössä oikein määritetyt mittausjärjestelmät tekevät nämä korjaukset yleensä osana tiedonkäsittelyä.
- VI ja VE litroina minuutissa
- Sisäänhengitetyn ilman happiosuus, FIO₂
- Uloshengitetyn ilman happiosuus, FEO₂
- Sisäänhengitetyn ilman hiilidioksidiosuus, FICO₂
- Uloshengitetyn ilman hiilidioksidiosuus, FECO₂
Sisäänhengitysilmavirran laskeminen
Monissa avoimen kierron järjestelmissä uloshengitysilmavirta mitataan suoraan, mutta sisäänhengitysilmavirtaa ei mitata samalla tavalla. Sisäänhengitetty tilavuus voidaan tällöin arvioida olettamalla, että kehoon tulevan ja sieltä poistuvan typen määrä on sama. Tätä kutsutaan Haldanen muunnokseksi.
Laske ensin typen osuus vähentämällä hapen ja hiilidioksidin osuudet luvusta 1. Laske sitten sisäänhengitetty tilavuus kaavalla VI = VE × (1 − FEO₂ − FECO₂) ÷ (1 − FIO₂ − FICO₂). Käytä kaikkia kaasuosuuksia desimaalilukuina äläkä pyöristä välivaiheissa.
- Laske uloshengitetyn ilman typpiosuus: 1 − FEO₂ − FECO₂
- Laske sisäänhengitetyn ilman typpiosuus: 1 − FIO₂ − FICO₂
- Jaa uloshengitetyn ilman typpiosuus sisäänhengitetyn ilman typpiosuudella
- Kerro tulos VE:llä, niin saat VI:n
VO₂:n ja VCO₂:n laskeminen
Kun VI ja VE on määritetty samoissa olosuhteissa, hapenotto voidaan laskea kaavalla VO₂ = (VI × FIO₂) − (VE × FEO₂). Hiilidioksidin tuotto voidaan laskea kaavalla VCO₂ = (VE × FECO₂) − (VI × FICO₂). Jos ilmavirta annetaan litroina minuutissa, myös vastausten yksikkö on litraa minuutissa.
Sisäänhengitetyn hiilidioksidin osuus on joskus hyvin pieni, mutta sitä ei pidä jättää pois, ellei laskentamenetelmässä nimenomaan oleteta sitä merkityksettömäksi. Mitatun arvon säilyttäminen pitää yhtälön johdonmukaisena. Käytä laskussa pyöristämättömiä kaasuosuuksia ja pyöristä vasta lopputulos sopivaan desimaalimäärään.
- Laske VI, jos sitä ei mitattu suoraan
- Kerro kumpikin ilmavirta sitä vastaavalla kaasuosuudella
- Vähennä uloshengitetyn ilman happimäärä sisäänhengitetyn ilman happimäärästä, niin saat VO₂:n
- Vähennä sisäänhengitetyn ilman hiilidioksidimäärä uloshengitetyn ilman hiilidioksidimäärästä, niin saat VCO₂:n
- Tarkista, että molemmissa vastauksissa on sama yksikkö ja aikajakso
Tulosten muuntaminen ja vertailu
Litroina minuutissa ilmoitetun arvon voi muuntaa millilitroiksi minuutissa kertomalla sen 1 000:lla. Kun haluat ilmoittaa VO₂:n suhteessa kehon massaan, kerro litraa minuutissa oleva arvo 1 000:lla ja jaa tulos kehon massalla kilogrammoina. Tulos ilmoitetaan millilitroina kilogrammaa ja minuuttia kohti.
Suhteelliset arvot voivat auttaa eri kokoisilla ihmisillä tehtyjen mittausten vertailussa, mutta laskelma ei selitä kaikkia tulosten eroja. Lukuun voivat vaikuttaa muun muassa liikkumisen teho, hengitystapa, äskettäin syöty ruoka ja se, oliko mittaustulos vakaa. Vertaa tuloksia vain, kun mittausolosuhteet ovat kohtuullisen samankaltaiset.
- L/min → ml/min: kerro 1 000:lla
- Suhteellinen VO₂: VO₂ litroina minuutissa × 1 000 ÷ kehon massa kilogrammoina
- Kirjaa, tehtiinkö mittaus levossa vai liikkuessa
- Käytä samaa yksikköä aina, kun vertailet mittauskertoja
VCO₂:n hyödyntäminen ruokaseurannan rinnalla
Kun jaat VCO₂:n VO₂:lla, saat hengityskaasusuhteen eli RER-arvon. Suhde kuvastaa sillä hetkellä käytössä olevan hiilihydraattien ja rasvan seosta, mutta se ei kerro suoraan, mitä ruokaa söit viimeksi. Kova rasitus, muuttuva teho ja epätasainen hengitys voivat vaikeuttaa lyhyen mittauksen tulkintaa.
Ruokaseuranta kirjaa nautitun energian ja ravintoaineet, kun taas VO₂ ja VCO₂ kuvaavat mittausjakson aikaista kaasujenvaihduntaa. Proteiinista ja hiilihydraateista saa noin 4 kcal grammaa kohti ja rasvasta noin 9 kcal grammaa kohti, mutta näitä oppikirjan mukaisia kertoimia ei voi käyttää tarkan kaasujenvaihduntatuloksen laskemiseen. Pidä hengityksen perusteella tehtävää laskelmaa ja ruokapäiväkirjaa toisiinsa liittyvinä taustatietoina, älä keskenään vaihdettavina mittauksina.
- Laske RER jakamalla VCO₂ VO₂:lla
- Käytä samalla ajanjaksolla mitattuja arvoja
- Etsi vakaa mittaustulos yksittäisen poikkeavan hengenvetokerran sijaan
- Kirjaa ylös äskettäinen syöminen ja liikkuminen, kun tarkastelet tulosta