Majalah

Cara menghitung VO₂ dan VCO₂ dari data pernapasan

VO₂ menggambarkan oksigen yang digunakan tubuh, sedangkan VCO₂ menggambarkan karbon dioksida yang dihasilkan. Panduan ini menjelaskan pengukuran, persamaan, dan pemeriksaan yang diperlukan untuk menghitung keduanya.

Arti VO₂ dan VCO₂

VO₂ adalah volume oksigen yang diserap tubuh dalam kurun waktu tertentu. VCO₂ adalah volume karbon dioksida yang dikeluarkan dalam periode yang sama. Keduanya biasanya dilaporkan dalam liter per menit atau mililiter per menit.

Nilai-nilai ini tidak dapat dihitung secara akurat hanya dari catatan makanan. Biasanya, nilainya diperoleh dengan mengukur jumlah udara yang dihirup dan proporsi oksigen serta karbon dioksida dalam udara tersebut. Pendekatan ini disebut kalorimetri tidak langsung karena penggunaan energi diperkirakan dari pertukaran gas.

VO₂: oksigen yang digunakan per menit
VCO₂: karbon dioksida yang dihasilkan per menit
VI: volume udara yang dihirup per menit
VE: volume udara yang diembuskan per menit
F: fraksi gas tertentu di dalam udara

Pengukuran yang diperlukan untuk perhitungan

Perhitungan ini memerlukan aliran udara yang dihirup dan diembuskan, serta fraksi oksigen dan karbon dioksida pada masing-masingnya. Fraksi gas ditulis sebagai desimal, jadi pembacaan dalam persen harus dibagi 100 sebelum dimasukkan ke dalam persamaan. Semua nilai aliran udara harus mencakup jangka waktu yang sama.

Volume gas berubah mengikuti suhu, tekanan, dan uap air. Karena itu, volume udara yang dihirup dan diembuskan perlu dinyatakan dalam kondisi acuan yang sama sebelum dibandingkan. Dalam praktiknya, sistem pengukuran yang dikonfigurasi dengan benar biasanya melakukan koreksi ini sebagai bagian dari pemrosesan.

VI dan VE dalam liter per menit
Fraksi oksigen udara yang dihirup, ditulis sebagai FIO₂
Fraksi oksigen udara yang diembuskan, ditulis sebagai FEO₂
Fraksi karbon dioksida udara yang dihirup, ditulis sebagai FICO₂
Fraksi karbon dioksida udara yang diembuskan, ditulis sebagai FECO₂

Menghitung aliran udara yang dihirup

Banyak sistem sirkuit terbuka mengukur aliran udara yang diembuskan secara langsung, tetapi tidak mengukur aliran udara yang dihirup dengan cara yang sama. Volume udara yang dihirup kemudian dapat diperkirakan dengan mengasumsikan bahwa nitrogen yang masuk dan keluar dari tubuh jumlahnya tidak berubah. Metode ini dikenal sebagai transformasi Haldane.

Pertama, hitung fraksi nitrogen dengan mengurangi fraksi oksigen dan karbon dioksida dari 1. Volume udara yang dihirup kemudian dihitung dengan rumus VI = VE × (1 − FEO₂ − FECO₂) ÷ (1 − FIO₂ − FICO₂). Nyatakan setiap fraksi gas sebagai desimal dan jangan membulatkan hasil di langkah perantara.

Cari fraksi nitrogen udara yang diembuskan: 1 − FEO₂ − FECO₂
Cari fraksi nitrogen udara yang dihirup: 1 − FIO₂ − FICO₂
Bagi fraksi udara yang diembuskan dengan fraksi udara yang dihirup
Kalikan hasilnya dengan VE untuk mendapatkan VI

Menghitung VO₂ dan VCO₂

Setelah VI dan VE tersedia dalam kondisi pengukuran yang sama, serapan oksigen dapat dihitung dengan rumus VO₂ = (VI × FIO₂) − (VE × FEO₂). Produksi karbon dioksida dapat dihitung dengan rumus VCO₂ = (VE × FECO₂) − (VI × FICO₂). Jika aliran udara dimasukkan dalam liter per menit, kedua hasilnya juga akan dalam liter per menit.

Nilai karbon dioksida yang dihirup terkadang sangat kecil, tetapi jangan menghilangkannya kecuali metode perhitungan secara khusus menganggapnya dapat diabaikan. Mempertahankan nilai terukur membuat persamaan tetap konsisten. Gunakan fraksi gas yang belum dibulatkan selama perhitungan, lalu bulatkan hanya hasil akhir ke jumlah tempat desimal yang wajar.

Hitung VI jika tidak diukur secara langsung
Kalikan setiap nilai aliran udara dengan fraksi gas yang sesuai
Kurangi oksigen yang diembuskan dari oksigen yang dihirup untuk mendapatkan VO₂
Kurangi karbon dioksida yang dihirup dari karbon dioksida yang diembuskan untuk mendapatkan VCO₂
Pastikan kedua hasil menggunakan satuan dan periode waktu yang sama

Mengonversi dan membandingkan hasil

Nilai dalam liter per menit dapat dikonversi menjadi mililiter per menit dengan mengalikannya dengan 1.000. Untuk menyatakan VO₂ relatif terhadap massa tubuh, kalikan nilai liter per menit dengan 1.000, lalu bagi dengan massa tubuh dalam kilogram. Hasilnya dinyatakan dalam mililiter per kilogram per menit.

Nilai relatif dapat membantu membandingkan pengukuran pada orang dengan ukuran tubuh berbeda, tetapi perhitungan ini tidak menjelaskan setiap perbedaan hasil. Intensitas gerakan, pola pernapasan, asupan makanan baru-baru ini, dan apakah pembacaan sudah stabil dapat memengaruhi angka tersebut. Bandingkan pembacaan hanya jika kondisi pengukurannya cukup serupa.

L/menit ke ml/menit: kalikan dengan 1.000
VO₂ relatif: VO₂ dalam L/menit × 1.000 ÷ massa tubuh dalam kg
Catat apakah pembacaan diambil saat istirahat atau bergerak
Gunakan satuan yang sama setiap kali membandingkan sesi

Menggunakan VCO₂ bersama pencatatan makanan

Membagi VCO₂ dengan VO₂ menghasilkan rasio pertukaran pernapasan, yang sering disingkat RER. Rasio ini mencerminkan campuran karbohidrat dan lemak yang sedang digunakan pada saat itu, tetapi bukan pembacaan langsung dari makanan yang terakhir dimakan. Aktivitas berat, intensitas yang berubah-ubah, dan pola pernapasan yang belum stabil dapat membuat pembacaan singkat lebih sulit ditafsirkan.

Pencatatan makanan merekam energi dan zat gizi yang dikonsumsi, sedangkan VO₂ dan VCO₂ menggambarkan pertukaran gas selama periode pengukuran. Protein dan karbohidrat menyediakan sekitar 4 kkal per gram, sedangkan lemak menyediakan sekitar 9 kkal per gram. Namun, faktor acuan tersebut tidak dapat digunakan untuk merekonstruksi hasil pertukaran gas secara presisi. Anggap perhitungan pernapasan dan catatan makanan sebagai sumber konteks yang saling berkaitan, bukan sebagai pengukuran yang dapat saling menggantikan.

Hitung RER dengan rumus VCO₂ ÷ VO₂
Gunakan nilai yang diambil selama periode waktu yang sama
Cari pengukuran yang stabil, bukan satu tarikan napas yang tidak biasa
Catat waktu makan dan aktivitas terakhir saat meninjau hasil