Jak obliczyć VO₂ i VCO₂ na podstawie danych oddechowych
VO₂ opisuje ilość tlenu zużywanego przez organizm, a VCO₂ — ilość produkowanego dwutlenku węgla. Ten poradnik wyjaśnia, jakie pomiary, równania i kontrole są potrzebne do obliczenia obu wartości.
Co oznaczają VO₂ i VCO₂
VO₂ to objętość tlenu pobieranego przez organizm w określonym czasie. VCO₂ to objętość dwutlenku węgla wydychanego w tym samym okresie. Wartości te podaje się zwykle w litrach na minutę lub mililitrach na minutę.
Nie da się dokładnie obliczyć tych wartości wyłącznie na podstawie dziennika żywieniowego. Zazwyczaj uzyskuje się je, mierząc ilość wdychanego powietrza oraz udział tlenu i dwutlenku węgla w tym powietrzu. Ta metoda nazywa się kalorymetrią pośrednią, ponieważ zużycie energii szacuje się na podstawie wymiany gazowej.
- VO₂: ilość tlenu zużywanego w ciągu minuty
- VCO₂: ilość dwutlenku węgla produkowanego w ciągu minuty
- VI: objętość wdychanego powietrza w ciągu minuty
- VE: objętość wydychanego powietrza w ciągu minuty
- F: udział określonego gazu w powietrzu
Pomiary potrzebne do obliczeń
Do obliczeń potrzebne są przepływy wdychanego i wydychanego powietrza oraz udziały tlenu i dwutlenku węgla w każdym z nich. Udział gazu zapisuje się jako ułamek dziesiętny, dlatego odczyt podany w procentach trzeba podzielić przez 100, zanim podstawisz go do równania. Wszystkie wartości przepływu powietrza muszą dotyczyć tego samego przedziału czasu.
Objętość gazu zmienia się zależnie od temperatury, ciśnienia i zawartości pary wodnej. Dlatego objętości wdychanego i wydychanego powietrza trzeba sprowadzić do tych samych warunków odniesienia, zanim je porównasz. W praktyce odpowiednio skonfigurowane systemy pomiarowe zwykle uwzględniają te korekty w ramach przetwarzania danych.
- VI i VE w litrach na minutę
- Udział tlenu we wdychanym powietrzu, zapisany jako FIO₂
- Udział tlenu w wydychanym powietrzu, zapisany jako FEO₂
- Udział dwutlenku węgla we wdychanym powietrzu, zapisany jako FICO₂
- Udział dwutlenku węgla w wydychanym powietrzu, zapisany jako FECO₂
Obliczanie przepływu wdychanego powietrza
Wiele systemów otwartego obiegu mierzy bezpośrednio przepływ wydychanego powietrza, ale nie mierzy w ten sam sposób przepływu wdychanego. W takim przypadku objętość wdychanego powietrza można oszacować, zakładając, że ilość azotu wpływającego do organizmu i z niego wypływającego pozostaje bez zmian. To założenie nazywa się transformacją Haldane’a.
Najpierw oblicz udział azotu, odejmując od 1 udziały tlenu i dwutlenku węgla. Następnie oblicz objętość wdychanego powietrza: VI = VE × (1 − FEO₂ − FECO₂) ÷ (1 − FIO₂ − FICO₂). Zapisuj każdy udział gazu jako ułamek dziesiętny i nie zaokrąglaj wyników pośrednich.
- Oblicz udział azotu w wydychanym powietrzu: 1 − FEO₂ − FECO₂
- Oblicz udział azotu we wdychanym powietrzu: 1 − FIO₂ − FICO₂
- Podziel udział w wydychanym powietrzu przez udział we wdychanym powietrzu
- Pomnóż wynik przez VE, aby uzyskać VI
Obliczanie VO₂ i VCO₂
Gdy masz już wartości VI i VE wyrażone w tych samych warunkach, możesz obliczyć pobór tlenu ze wzoru VO₂ = (VI × FIO₂) − (VE × FEO₂). Produkcję dwutlenku węgla obliczysz ze wzoru VCO₂ = (VE × FECO₂) − (VI × FICO₂). Jeśli przepływ powietrza podajesz w litrach na minutę, oba wyniki również będą wyrażone w litrach na minutę.
Udział dwutlenku węgla we wdychanym powietrzu bywa bardzo mały, ale nie pomijaj go, chyba że dana metoda obliczeniowa wyraźnie uznaje go za nieistotny. Uwzględnienie zmierzonej wartości zapewnia spójność równania. Przez cały czas używaj niezaokrąglonych udziałów gazów, a zaokrąglij dopiero wynik końcowy do rozsądnej liczby miejsc po przecinku.
- Oblicz VI, jeśli nie została zmierzona bezpośrednio
- Pomnóż każdą wartość przepływu powietrza przez odpowiadający jej udział gazu
- Odejmij ilość tlenu w wydychanym powietrzu od ilości we wdychanym, aby obliczyć VO₂
- Odejmij ilość dwutlenku węgla we wdychanym powietrzu od ilości w wydychanym, aby obliczyć VCO₂
- Sprawdź, czy oba wyniki są podane w tych samych jednostkach i dotyczą tego samego przedziału czasu
Przeliczanie i porównywanie wyników
Wartość w litrach na minutę możesz przeliczyć na mililitry na minutę, mnożąc ją przez 1 000. Aby odnieść VO₂ do masy ciała, pomnóż wartość w litrach na minutę przez 1 000 i podziel przez masę ciała w kilogramach. Wynik podaje się w mililitrach na kilogram na minutę.
Wartości względne pomagają porównywać pomiary osób o różnej masie ciała, ale samo obliczenie nie wyjaśnia wszystkich różnic między wynikami. Na wartość mogą wpływać intensywność ruchu, sposób oddychania, niedawno spożyty posiłek i to, czy odczyt był stabilny. Porównuj wyniki tylko wtedy, gdy warunki pomiaru są do siebie w miarę zbliżone.
- L/min na ml/min: pomnóż przez 1 000
- Względne VO₂: VO₂ w L/min × 1 000 ÷ masa ciała w kg
- Zapisz, czy pomiar wykonano w spoczynku, czy podczas ruchu
- Do porównywania sesji zawsze używaj tych samych jednostek
Wykorzystanie VCO₂ w połączeniu z monitorowaniem diety
Iloraz VCO₂ i VO₂ to współczynnik wymiany oddechowej, często określany skrótem RER. Odzwierciedla on proporcje wykorzystywanych w danym momencie węglowodanów i tłuszczów, ale nie pokazuje bezpośrednio, co ostatnio zjadłeś. Intensywny wysiłek, zmiany jego intensywności i nieregularny oddech mogą utrudnić interpretację krótkiego pomiaru.
Monitorowanie diety pozwala zapisywać spożywaną energię i składniki odżywcze, podczas gdy VO₂ i VCO₂ opisują wymianę gazową w trakcie pomiaru. Białko i węglowodany dostarczają około 4 kcal na gram, a tłuszcz około 9 kcal na gram, ale tych podręcznikowych przeliczników nie można użyć do odtworzenia dokładnego wyniku wymiany gazowej. Traktuj obliczenia oddechowe i dziennik żywieniowy jako powiązane źródła informacji, a nie jako zamienne pomiary.
- Oblicz RER jako VCO₂ ÷ VO₂
- Używaj wartości zmierzonych w tym samym przedziale czasu
- Szukaj stabilnego pomiaru, a nie pojedynczego nietypowego oddechu
- Przy analizie wyniku zanotuj niedawny posiłek i aktywność