Časopis

Kako izračunati VO₂ i VCO₂ iz podataka o disanju

VO₂ opisuje koliko kisika tijelo troši, a VCO₂ koliko ugljikova dioksida proizvodi. Ovaj vodič objašnjava mjerenja, jednadžbe i provjere potrebne za izračun obiju vrijednosti.

Što znače VO₂ i VCO₂

VO₂ je volumen kisika koji tijelo preuzme tijekom određenog vremena. VCO₂ je volumen ugljikova dioksida koji se oslobodi tijekom istog razdoblja. Te se vrijednosti obično izražavaju u litrama u minuti ili mililitrima u minuti.

Te vrijednosti nije moguće točno izračunati samo na temelju dnevnika prehrane. Obično se dobivaju mjerenjem količine udahnutog zraka te udjela kisika i ugljikova dioksida u tom zraku. Taj se pristup naziva neizravnom kalorimetrijom jer se potrošnja energije procjenjuje na temelju izmjene plinova.

  • VO₂: kisik potrošen u minuti
  • VCO₂: ugljikov dioksid proizveden u minuti
  • VI: volumen udahnutog zraka u minuti
  • VE: volumen izdahnutog zraka u minuti
  • F: udio određenog plina u zraku

Mjerenja potrebna za izračun

Za izračun su potrebni protok udahnutog i izdahnutog zraka te udjeli kisika i ugljikova dioksida u svakom od njih. Udio plina zapisuje se kao decimalni broj, pa očitanje izraženo u postotku prije uvrštavanja u jednadžbu treba podijeliti sa 100. Sve vrijednosti protoka zraka moraju se odnositi na isto vremensko razdoblje.

Volumen plina mijenja se s temperaturom, tlakom i vodenom parom. Zato se udahnuti i izdahnuti volumen prije usporedbe moraju izraziti prema istim referentnim uvjetima. U praksi pravilno konfigurirani mjerni sustavi te korekcije obično obavljaju tijekom obrade podataka.

  • VI i VE u litrama u minuti
  • Udio kisika u udahnutom zraku, zapisan kao FIO₂
  • Udio kisika u izdahnutom zraku, zapisan kao FEO₂
  • Udio ugljikova dioksida u udahnutom zraku, zapisan kao FICO₂
  • Udio ugljikova dioksida u izdahnutom zraku, zapisan kao FECO₂

Izračun protoka udahnutog zraka

Mnogi sustavi otvorenog kruga izravno mjere protok izdahnutog zraka, ali ne mjere na isti način protok udahnutog zraka. Tada se volumen udahnutog zraka može procijeniti uz pretpostavku da se količina dušika koja ulazi u tijelo i izlazi iz njega ne mijenja. To se naziva Haldaneova transformacija.

Najprije izračunaj udio dušika tako da od 1 oduzmeš udjele kisika i ugljikova dioksida. Zatim izračunaj volumen udahnutog zraka: VI = VE × (1 − FEO₂ − FECO₂) ÷ (1 − FIO₂ − FICO₂). Sve udjele plinova zapiši kao decimalne brojeve i nemoj zaokruživati tijekom međukoraka.

  • Izračunaj udio dušika u izdahnutom zraku: 1 − FEO₂ − FECO₂
  • Izračunaj udio dušika u udahnutom zraku: 1 − FIO₂ − FICO₂
  • Podijeli udio u izdahnutom zraku s udjelom u udahnutom zraku
  • Pomnoži rezultat s VE da dobiješ VI

Izračun VO₂ i VCO₂

Kad su VI i VE dostupni i izraženi prema istim uvjetima, unos kisika može se izračunati formulom VO₂ = (VI × FIO₂) − (VE × FEO₂). Proizvodnja ugljikova dioksida može se izračunati formulom VCO₂ = (VE × FECO₂) − (VI × FICO₂). Ako je protok zraka unesen u litrama u minuti, i rezultati će biti izraženi u litrama u minuti.

Član koji se odnosi na ugljikov dioksid u udahnutom zraku ponekad je vrlo malen, ali ne treba ga izostaviti osim ako ga metoda izračuna izričito smatra zanemarivim. Zadržavanjem izmjerene vrijednosti jednadžba ostaje dosljedna. U svim izračunima koristi nezaokružene udjele plinova, a zaokruži tek konačni rezultat na razuman broj decimala.

  • Izračunaj VI ako nije izravno izmjeren
  • Pomnoži svaku vrijednost protoka zraka s odgovarajućim udjelom plina
  • Oduzmi kisik u izdahnutom zraku od kisika u udahnutom zraku da dobiješ VO₂
  • Oduzmi ugljikov dioksid u udahnutom zraku od ugljikova dioksida u izdahnutom zraku da dobiješ VCO₂
  • Provjeri jesu li obje vrijednosti izražene u istoj jedinici i za isto vremensko razdoblje

Pretvaranje i usporedba rezultata

Vrijednost u litrama u minuti možeš pretvoriti u mililitre u minuti tako da je pomnožiš s 1 000. Da bi VO₂ izrazio u odnosu na tjelesnu masu, pomnoži litre u minuti s 1 000 pa podijeli tjelesnom masom u kilogramima. Rezultat se izražava u mililitrima po kilogramu u minuti.

Relativne vrijednosti mogu pomoći pri usporedbi mjerenja osoba različite tjelesne mase, ali sam izračun ne objašnjava sve razlike među rezultatima. Na broj mogu utjecati intenzitet kretanja, način disanja, nedavni unos hrane i stabilnost očitanja. Uspoređuj očitanja samo kad su uvjeti mjerenja razmjerno slični.

  • L/min u ml/min: pomnoži s 1 000
  • Relativni VO₂: VO₂ u L/min × 1 000 ÷ tjelesna masa u kg
  • Zabilježi je li očitanje dobiveno u mirovanju ili tijekom kretanja
  • Kad uspoređuješ mjerenja, uvijek koristi istu jedinicu

Korištenje VCO₂ uz praćenje prehrane

Dijeljenjem VCO₂ s VO₂ dobiva se respiracijski kvocijent, često skraćeno RER. Taj omjer odražava mješavinu ugljikohidrata i masti koje tijelo u tom trenutku koristi, ali nije izravno očitanje hrane koju si nedavno pojeo. Intenzivan napor, promjenjiv intenzitet i nepravilan ritam disanja mogu otežati tumačenje kratkog mjerenja.

Praćenje prehrane bilježi unesenu energiju i hranjive tvari, dok VO₂ i VCO₂ opisuju izmjenu plinova tijekom mjerenja. Proteini i ugljikohidrati daju oko 4 kcal po gramu, a masti oko 9 kcal po gramu, no tim se uobičajenim čimbenicima ne može rekonstruirati precizan rezultat izmjene plinova. Izračun na temelju disanja i dnevnik prehrane smatraj povezanim izvorima konteksta, a ne međusobno zamjenjivim mjerenjima.

  • Izračunaj RER kao VCO₂ ÷ VO₂
  • Koristi vrijednosti izmjerene tijekom istog razdoblja
  • Traži stabilno mjerenje, a ne jedan neuobičajen udah
  • Pri pregledu rezultata zabilježi nedavni unos hrane i kretanje

Također u časopisu