Як розрахувати VO₂ і VCO₂ за даними дихання
VO₂ описує кількість кисню, яку використовує організм, а VCO₂ — кількість утвореного вуглекислого газу. У цьому посібнику пояснюємо, які вимірювання, рівняння та перевірки потрібні для розрахунку обох показників.
Що означають VO₂ і VCO₂
VO₂ — це об’єм кисню, який організм поглинає за певний час. VCO₂ — це об’єм вуглекислого газу, який виділяється за той самий період. Зазвичай їх виражають у літрах або мілілітрах за хвилину.
Точно розрахувати ці показники лише за щоденником харчування неможливо. Зазвичай для цього вимірюють кількість вдихуваного повітря та частки кисню й вуглекислого газу в ньому. Цей підхід називають непрямою калориметрією, оскільки витрати енергії визначають за газообміном.
- VO₂: кисень, який використовується за хвилину
- VCO₂: вуглекислий газ, який утворюється за хвилину
- VI: об’єм вдихуваного повітря за хвилину
- VE: об’єм видихуваного повітря за хвилину
- F: частка певного газу в повітрі
Які вимірювання потрібні для розрахунку
Для розрахунку потрібні потоки вдихуваного й видихуваного повітря, а також частки кисню та вуглекислого газу в кожному з них. Частку газу записують десятковим дробом, тому показник у відсотках перед підстановкою у формулу потрібно поділити на 100. Усі значення потоку повітря мають стосуватися однакового проміжку часу.
Об’єм газу змінюється залежно від температури, тиску та вмісту водяної пари. Тому перед порівнянням об’єми вдихуваного й видихуваного повітря потрібно привести до однакових умов. На практиці належним чином налаштовані вимірювальні системи зазвичай виконують ці поправки під час обробки даних.
- VI та VE у літрах за хвилину
- Частка кисню у вдихуваному повітрі, FIO₂
- Частка кисню у видихуваному повітрі, FEO₂
- Частка вуглекислого газу у вдихуваному повітрі, FICO₂
- Частка вуглекислого газу у видихуваному повітрі, FECO₂
Розрахунок потоку вдихуваного повітря
Багато систем із відкритим контуром безпосередньо вимірюють потік видихуваного повітря, але не вимірюють потік вдихуваного так само. Тоді об’єм вдихуваного повітря можна оцінити, припустивши, що кількість азоту, який надходить в організм і виходить із нього, не змінюється. Цей метод називають перетворенням Галда́на.
Спершу обчисли частку азоту, віднявши частки кисню та вуглекислого газу від 1. Потім розрахуй об’єм вдихуваного повітря за формулою VI = VE × (1 − FEO₂ − FECO₂) ÷ (1 − FIO₂ − FICO₂). Записуй усі частки газів десятковими дробами й не округлюй проміжні значення.
- Знайди частку азоту у видихуваному повітрі: 1 − FEO₂ − FECO₂
- Знайди частку азоту у вдихуваному повітрі: 1 − FIO₂ − FICO₂
- Поділи частку у видихуваному повітрі на частку у вдихуваному
- Помнож результат на VE, щоб отримати VI
Розрахунок VO₂ і VCO₂
Коли VI та VE відомі й виміряні за однакових умов, поглинання кисню можна розрахувати за формулою VO₂ = (VI × FIO₂) − (VE × FEO₂). Утворення вуглекислого газу можна розрахувати за формулою VCO₂ = (VE × FECO₂) − (VI × FICO₂). Якщо потік повітря задано в літрах за хвилину, обидва результати також будуть у літрах за хвилину.
Частка вдихуваного вуглекислого газу іноді дуже мала, але її не слід вилучати, якщо метод розрахунку прямо не вважає її незначною. Якщо залишити виміряне значення, рівняння буде послідовним. Використовуй неокруглені частки газів упродовж усього розрахунку, а округлюй лише кінцевий результат до розумної кількості знаків після коми.
- Розрахуй VI, якщо його не вимірювали безпосередньо
- Помнож кожне значення потоку повітря на відповідну частку газу
- Відніми кисень у видихуваному повітрі від кисню у вдихуваному, щоб знайти VO₂
- Відніми вуглекислий газ у вдихуваному повітрі від вуглекислого газу у видихуваному, щоб знайти VCO₂
- Перевір, що обидва результати мають однакові одиниці та стосуються однакового проміжку часу
Переведення та порівняння результатів
Щоб перевести значення з літрів за хвилину в мілілітри за хвилину, помнож його на 1 000. Щоб виразити VO₂ відносно маси тіла, помнож значення в літрах за хвилину на 1 000 і поділи на масу тіла в кілограмах. Результат записують у мілілітрах на кілограм за хвилину.
Відносні значення можуть допомогти порівняти вимірювання людей із різною масою тіла, але сам розрахунок не пояснює всіх відмінностей між результатами. На показник можуть впливати інтенсивність руху, характер дихання, нещодавній прийом їжі та стабільність показників під час вимірювання. Порівнюй результати лише тоді, коли умови вимірювання достатньо подібні.
- Л/хв у мл/хв: помнож на 1 000
- Відносний VO₂: VO₂ у л/хв × 1 000 ÷ маса тіла у кг
- Записуй, чи вимірювання проводили у спокої або під час руху
- Порівнюючи тренування, завжди використовуй однакові одиниці
Як використовувати VCO₂ разом із харчовим щоденником
Якщо поділити VCO₂ на VO₂, вийде коефіцієнт дихального обміну, який часто скорочено називають RER. Цей коефіцієнт відображає співвідношення вуглеводів і жирів, які організм використовує в цей момент, але не показує безпосередньо, яку їжу ти з’їв або з’їла останньою. Інтенсивне навантаження, зміна його інтенсивності та нестабільний ритм дихання можуть ускладнити інтерпретацію короткого вимірювання.
Харчовий щоденник фіксує спожиту енергію та поживні речовини, тоді як VO₂ і VCO₂ описують газообмін під час вимірювання. Білки й вуглеводи дають близько 4 ккал на грам, а жири — близько 9 ккал на грам, але ці стандартні коефіцієнти не дають змоги відновити точний результат вимірювання газообміну. Розглядай розрахунок за диханням і харчовий щоденник як пов’язані джерела контексту, а не як взаємозамінні вимірювання.
- Розрахуй RER за формулою VCO₂ ÷ VO₂
- Використовуй значення, отримані за той самий проміжок часу
- Орієнтуйся на стабільний показник, а не на один незвичний вдих
- Під час аналізу результату враховуй, коли ти востаннє їв або їла та рухався або рухалася