Magazín

Ako vypočítať VO₂ a VCO₂ z údajov o dýchaní

VO₂ vyjadruje kyslík, ktorý telo spotrebuje, a VCO₂ oxid uhličitý, ktorý vytvorí. V tomto sprievodcovi sa dozvieš, aké merania, rovnice a kontroly potrebuješ na výpočet oboch hodnôt.

Čo znamenajú VO₂ a VCO₂

VO₂ je objem kyslíka, ktorý telo spotrebuje za určitý čas. VCO₂ je objem oxidu uhličitého, ktorý telo za rovnaký čas vydýchne. Zvyčajne sa uvádzajú v litroch za minútu alebo mililitroch za minútu.

Tieto hodnoty nemožno presne vypočítať iba na základe záznamu o jedle. Bežne sa získavajú meraním množstva vdýchnutého a vydýchnutého vzduchu a podielu kyslíka a oxidu uhličitého v ňom. Tento postup sa nazýva nepriama kalorimetria, pretože spotreba energie sa odvodzuje z výmeny plynov.

  • VO₂: množstvo kyslíka spotrebovaného za minútu
  • VCO₂: množstvo oxidu uhličitého vytvoreného za minútu
  • VI: objem vdýchnutého vzduchu za minútu
  • VE: objem vydýchnutého vzduchu za minútu
  • F: podiel konkrétneho plynu vo vzduchu

Merania potrebné na výpočet

Na výpočet potrebuješ prúdenie vdýchnutého a vydýchnutého vzduchu a tiež podiel kyslíka a oxidu uhličitého v každom z nich. Podiel plynu sa zapisuje ako desatinné číslo, takže hodnotu vyjadrenú v percentách musíš pred dosadením do rovnice vydeliť číslom 100. Všetky hodnoty prúdenia vzduchu musia pokrývať rovnaký časový úsek.

Objem plynu sa mení v závislosti od teploty, tlaku a vodnej pary. Vdýchnutý a vydýchnutý objem preto treba pred porovnaním vyjadriť za rovnakých referenčných podmienok. V praxi tieto korekcie zvyčajne vykonávajú správne nastavené meracie systémy ako súčasť spracovania údajov.

  • VI a VE v litroch za minútu
  • Podiel kyslíka vo vdýchnutom vzduchu, označený FIO₂
  • Podiel kyslíka vo vydýchnutom vzduchu, označený FEO₂
  • Podiel oxidu uhličitého vo vdýchnutom vzduchu, označený FICO₂
  • Podiel oxidu uhličitého vo vydýchnutom vzduchu, označený FECO₂

Výpočet prúdenia vdýchnutého vzduchu

Mnohé systémy s otvoreným okruhom merajú prúdenie vydýchnutého vzduchu priamo, no prúdenie vdýchnutého vzduchu nemerajú rovnakým spôsobom. Objem vdýchnutého vzduchu sa potom dá odhadnúť za predpokladu, že množstvo dusíka vstupujúceho do tela a vystupujúceho z neho sa nemení. Tento postup sa nazýva Haldaneova transformácia.

Najprv vypočítaj podiel dusíka tak, že od čísla 1 odčítaš podiely kyslíka a oxidu uhličitého. Objem vdýchnutého vzduchu potom vypočítaš podľa vzorca VI = VE × (1 − FEO₂ − FECO₂) ÷ (1 − FIO₂ − FICO₂). Všetky podiely plynov ponechaj v desatinnom tvare a medzivýsledky nezaokrúhľuj.

  • Vypočítaj podiel dusíka vo vydýchnutom vzduchu: 1 − FEO₂ − FECO₂
  • Vypočítaj podiel dusíka vo vdýchnutom vzduchu: 1 − FIO₂ − FICO₂
  • Vydeľ podiel vo vydýchnutom vzduchu podielom vo vdýchnutom vzduchu
  • Výsledok vynásob hodnotou VE a získaš VI

Výpočet VO₂ a VCO₂

Keď máš k dispozícii VI a VE vyjadrené za rovnakých podmienok, spotrebu kyslíka vypočítaš podľa vzorca VO₂ = (VI × FIO₂) − (VE × FEO₂). Tvorbu oxidu uhličitého vypočítaš podľa vzorca VCO₂ = (VE × FECO₂) − (VI × FICO₂). Ak prúdenie vzduchu zadáš v litroch za minútu, aj oba výsledky budú v litroch za minútu.

Podiel oxidu uhličitého vo vdýchnutom vzduchu býva niekedy veľmi malý, nemal by si ho však vynechať, pokiaľ ho použitá metóda výpočtu výslovne nepovažuje za zanedbateľný. Ak ponecháš nameranú hodnotu, rovnica zostane konzistentná. Počas celého výpočtu používaj nezaokrúhlené podiely plynov a zaokrúhli až konečný výsledok na primeraný počet desatinných miest.

  • Ak sa VI nemeralo priamo, vypočítaj ho
  • Každú hodnotu prúdenia vynásob príslušným podielom plynu
  • Od množstva kyslíka vo vdýchnutom vzduchu odpočítaj množstvo vo vydýchnutom vzduchu a získaš VO₂
  • Od množstva oxidu uhličitého vo vydýchnutom vzduchu odpočítaj množstvo vo vdýchnutom vzduchu a získaš VCO₂
  • Skontroluj, či sú oba výsledky v rovnakých jednotkách a za rovnaké časové obdobie

Prevod a porovnávanie výsledkov

Hodnotu v litroch za minútu prevedieš na mililitre za minútu tak, že ju vynásobíš číslom 1 000. Ak chceš vyjadriť VO₂ vzhľadom na telesnú hmotnosť, vynásob litre za minútu číslom 1 000 a vydeľ telesnou hmotnosťou v kilogramoch. Výsledok sa uvádza v mililitroch na kilogram za minútu.

Relatívne hodnoty môžu pomôcť pri porovnávaní meraní ľudí s rôznou telesnou hmotnosťou, no tento výpočet nevysvetľuje každý rozdiel medzi výsledkami. Číslo môže ovplyvniť intenzita pohybu, spôsob dýchania, nedávny príjem jedla aj to, či sa hodnota počas merania ustálila. Porovnávaj iba merania vykonané za dostatočne podobných podmienok.

  • L/min na ml/min: vynásob číslom 1 000
  • Relatívne VO₂: VO₂ v L/min × 1 000 ÷ telesná hmotnosť v kg
  • Zaznamenaj, či sa meranie uskutočnilo v pokoji alebo počas pohybu
  • Pri porovnávaní jednotlivých meraní vždy použi rovnakú jednotku

VCO₂ v súvislosti so sledovaním stravy

Keď vydelíš VCO₂ hodnotou VO₂, získaš respiračný výmenný pomer, často označovaný skratkou RER. Tento pomer odráža zmes sacharidov a tukov, ktoré telo v danom okamihu využíva, nejde však o priame meranie jedla, ktoré si zjedol naposledy. Pri krátkom meraní môže byť interpretácia náročnejšia, ak sa veľmi namáhaš, meníš intenzitu alebo dýchaš nepravidelne.

Záznam o jedle zachytáva prijatú energiu a živiny, zatiaľ čo VO₂ a VCO₂ opisujú výmenu plynov počas merania. Bielkoviny a sacharidy dodávajú približne 4 kcal na gram a tuky približne 9 kcal na gram, no tieto učebnicové hodnoty nemožno použiť na presnú rekonštrukciu výsledku merania výmeny plynov. Výpočet založený na dýchaní a záznam o jedle ber ako súvisiace zdroje kontextu, nie ako vzájomne zameniteľné merania.

  • Vypočítaj RER ako VCO₂ ÷ VO₂
  • Použi hodnoty namerané za rovnaké časové obdobie
  • Hľadaj stabilné meranie, nie jediný nezvyčajný nádych alebo výdych
  • Pri vyhodnocovaní výsledku zaznamenaj nedávne jedlo a pohyb

Aj v magazíne