Kako izračunati VO₂ in VCO₂ iz podatkov o dihanju
VO₂ opisuje količino kisika, ki ga porabi telo, VCO₂ pa količino nastalega ogljikovega dioksida. V tem vodiču so pojasnjene meritve, enačbe in preverjanja, potrebna za izračun obeh vrednosti.
Kaj pomenita VO₂ in VCO₂
VO₂ je količina kisika, ki jo telo privzame v določenem času. VCO₂ je količina ogljikovega dioksida, ki se sprosti v istem obdobju. Vrednosti se običajno navajajo v litrih na minuto ali mililitrih na minuto.
Teh vrednosti ni mogoče natančno izračunati samo na podlagi dnevnika prehrane. Običajno ju določimo z merjenjem količine vdihanega zraka ter deležev kisika in ogljikovega dioksida v njem. Ta pristop se imenuje indirektna kalorimetrija, saj porabo energije ocenimo na podlagi izmenjave plinov.
- VO₂: poraba kisika na minuto
- VCO₂: nastajanje ogljikovega dioksida na minuto
- VI: količina vdihanega zraka na minuto
- VE: količina izdihanega zraka na minuto
- F: delež določenega plina v zraku
Meritve, potrebne za izračun
Za izračun potrebujemo pretok vdihanega in izdihanega zraka ter deleže kisika in ogljikovega dioksida v obeh. Delež plina zapišemo kot decimalno število, zato moramo meritev, izraženo v odstotkih, pred vstavitvijo v enačbo deliti s 100. Vse vrednosti pretoka zraka morajo veljati za enako časovno obdobje.
Količina plina se spreminja glede na temperaturo, tlak in vodno paro. Zato moramo vdihane in izdihane količine izraziti pod enakimi referenčnimi pogoji, preden jih primerjamo. V praksi pravilno nastavljeni merilni sistemi te popravke običajno opravijo v okviru obdelave podatkov.
- VI in VE v litrih na minuto
- Delež kisika v vdihanem zraku, zapisan kot FIO₂
- Delež kisika v izdihanem zraku, zapisan kot FEO₂
- Delež ogljikovega dioksida v vdihanem zraku, zapisan kot FICO₂
- Delež ogljikovega dioksida v izdihanem zraku, zapisan kot FECO₂
Izračun pretoka vdihanega zraka
Številni sistemi z odprtim krogom neposredno merijo pretok izdihanega zraka, vdihanega pa ne merijo na enak način. Vdihano količino lahko nato ocenimo ob predpostavki, da se količina dušika, ki vstopi v telo in ga zapusti, ne spremeni. To se imenuje Haldanova transformacija.
Najprej izračunaj delež dušika tako, da od 1 odšteješ deleža kisika in ogljikovega dioksida. Nato vdihano količino izračunaj po enačbi VI = VE × (1 − FEO₂ − FECO₂) ÷ (1 − FIO₂ − FICO₂). Vse deleže plinov ohrani v decimalni obliki in jih med vmesnimi koraki ne zaokrožuj.
- Izračunaj delež dušika v izdihanem zraku: 1 − FEO₂ − FECO₂
- Izračunaj delež dušika v vdihanem zraku: 1 − FIO₂ − FICO₂
- Delež v izdihanem zraku deli z deležem v vdihanem zraku
- Rezultat pomnoži z VE, da dobiš VI
Izračun VO₂ in VCO₂
Ko sta VI in VE na voljo za enake pogoje, lahko privzem kisika izračunaš po enačbi VO₂ = (VI × FIO₂) − (VE × FEO₂). Nastajanje ogljikovega dioksida lahko izračunaš po enačbi VCO₂ = (VE × FECO₂) − (VI × FICO₂). Če pretok zraka izraziš v litrih na minuto, bosta tudi oba rezultata izražena v litrih na minuto.
Delež ogljikovega dioksida v vdihanem zraku je včasih zelo majhen, vendar ga ne izpusti, razen če ga uporabljena metoda izrecno obravnava kot zanemarljivega. Če ohraniš izmerjeno vrednost, enačba ostane dosledna. Deležev plinov med izračunom ne zaokrožuj, zaokroži samo končni rezultat na ustrezno število decimalnih mest.
- Izračunaj VI, če ga nisi izmeril neposredno
- Vsako vrednost pretoka pomnoži z ustreznim deležem plina
- Od privzema kisika z vdihanim zrakom odštej kisik v izdihanem zraku, da dobiš VO₂
- Od ogljikovega dioksida v izdihanem zraku odštej tistega v vdihanem zraku, da dobiš VCO₂
- Preveri, ali sta oba rezultata izražena v isti enoti in za isto časovno obdobje
Pretvarjanje in primerjava rezultatov
Vrednost v litrih na minuto pretvoriš v mililitre na minuto tako, da jo pomnožiš s 1.000. Če želiš VO₂ izraziti glede na telesno maso, litre na minuto pomnoži s 1.000 in deli s telesno maso v kilogramih. Rezultat zapišemo v mililitrih na kilogram na minuto.
Relativne vrednosti lahko pomagajo pri primerjavi meritev pri različnih telesnih velikostih, vendar izračun ne pojasni vseh razlik med rezultati. Na vrednost lahko vplivajo intenzivnost gibanja, vzorec dihanja, nedavni obrok in to, ali je bila meritev stabilna. Primerjaj samo meritve, opravljene v približno enakih pogojih.
- L/min v ml/min: pomnoži z 1.000
- Relativni VO₂: VO₂ v L/min × 1.000 ÷ telesna masa v kg
- Zabeleži, ali je bila meritev opravljena v mirovanju ali med gibanjem
- Pri primerjavi posameznih meritev vedno uporabi isto enoto
Uporaba VCO₂ ob beleženju prehrane
Če VCO₂ deliš z VO₂, dobiš respiratorni količnik, pogosto skrajšano RER. To razmerje odraža mešanico ogljikovih hidratov in maščob, ki jo telo takrat porablja, ni pa neposredna meritev nazadnje zaužite hrane. Pri kratki meritvi je razlaga lahko težja zaradi intenzivnega napora, spreminjanja intenzivnosti in neenakomernega dihanja.
Beleženje prehrane spremlja zaužito energijo in hranila, medtem ko VO₂ in VCO₂ opisujeta izmenjavo plinov v času meritve. Beljakovine in ogljikovi hidrati zagotavljajo približno 4 kcal na gram, maščobe pa približno 9 kcal na gram, vendar teh splošnih vrednosti ni mogoče uporabiti za natančno rekonstrukcijo rezultata izmenjave plinov. Izračun na podlagi dihanja in dnevnik prehrane obravnavaj kot medsebojno povezani, a ne zamenljivi viri informacij.
- RER izračunaj kot VCO₂ ÷ VO₂
- Uporabi vrednosti, izmerjene v istem časovnem obdobju
- Išči stabilno meritev in ne sklepaj na podlagi enega nenavadnega vdiha ali izdiha
- Pri pregledu rezultata upoštevaj nedavni obrok in gibanje