VO 2 max (auch maximaler Sauerstoffverbrauch maximale Sauerstoffaufnahme maximale Sauerstoffaufnahme oder maximale aerobe Kapazität ) ist die maximale Rate des Sauerstoffverbrauchs, die während des inkrementellen Trainings gemessen wird; das heißt Übung mit zunehmender Intensität. [1][2] Der Name leitet sich aus drei Abkürzungen ab: "V" für Volumen, "O 2 " für Sauerstoff und "Max" für Maximum. Der maximale Sauerstoffverbrauch spiegelt die kardiorespiratorische Fitness eines Individuums wider, die eine starke modifizierbare Determinante der Lebenserwartung von Erwachsenen in den USA darstellt. Es ist auch eine wichtige Determinante der Ausdauerkapazität bei längerem Training.
Beziehung zu Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Lebenserwartung [ edit
VO 2 max wird weithin als Indikator für die kardiorespiratorische Fitness verwendet. Im Jahr 2016 veröffentlichte die American Heart Association eine wissenschaftliche Stellungnahme [3] in der empfohlen wurde, die als VO 2 max quantifizierbare kardiorespiratorische Fitness (CRF) regelmäßig zu bewerten und als klinisches Vitalzeichen zu verwenden. Diese Aussage beruhte auf dem zunehmenden Beweis, dass ein niedrigeres Fitnessniveau mit einem hohen Risiko für Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Gesamtmortalität und Mortalitätsraten aufgrund verschiedener Krebsarten verbunden ist. Neben der Risikobewertung zitierte die AHA-Empfehlung die Bewertung der Eignung für die Validierung der Verschreibungspflicht für körperliche Aktivität, die Beratung in Bezug auf körperliche Aktivität und die Verbesserung sowohl des Patientenmanagements als auch der Patientengesundheit.
Ausdruck [ edit ]
VO 2 max entweder als absolute Rate in (beispielsweise) Liter Sauerstoff pro Minute (L / min) ausgedrückt oder als relative Rate in (beispielsweise) Millilitern Sauerstoff pro Kilogramm Körpermasse pro Minute (z. B. ml / (kg · min)). Der letztere Ausdruck wird häufig verwendet, um die Leistung von Ausdauersportlern zu vergleichen. VO 2 max variiert jedoch im Allgemeinen nicht linear mit der Körpermasse, entweder zwischen Individuen innerhalb einer Spezies oder zwischen Spezies. Daher müssen Vergleiche der Leistungskapazitäten von Individuen oder Spezies, die sich in der Körpergröße unterscheiden, mit geeigneten Werten durchgeführt werden statistische Verfahren, wie die Analyse der Kovarianz. [2]
Messung und Berechnung [ edit ]
Messung [
VO 2 Max-Messung mit Instrumenten auf einem modernen Stoffwechselwagen während eines abgestuften Lauftrainings
Die genaue Messung von VO 2 Max erfordert eine ausreichende körperliche Anstrengung, um das aerobe Energiesystem vollständig zu besteuern. In allgemeinen klinischen und sportlichen Tests umfasst dies normalerweise einen abgestuften Belastungstest (entweder auf einem Laufband oder auf einem Fahrradergometer), bei dem die Intensität während des Messens progressiv erhöht wird:
Belüftung und
Sauerstoff- und Kohlendioxidkonzentration der ein- und ausgeatmeten Luft.
VO 2 max wird erreicht, wenn der Sauerstoffverbrauch trotz steigender Arbeitslast stabil bleibt.
Berechnung: Die Fick-Gleichung [ edit ]
VO 2 max wird durch die Fick-Gleichung richtig definiert:
(C a O 2 - C v v v ] O 2 ) ist auch als arteriovenöser Sauerstoffunterschied bekannt. [4]
Schätzung mit submaximalem Belastungstest [19659004 edit ]
Die Notwendigkeit, dass ein Subjekt maximale Anstrengung aufnimmt, um den VO 2 max genau zu messen, kann bei Patienten mit einem beeinträchtigten Atmungssystem oder Herz-Kreislaufsystem gefährlich sein. Daher wurden submaximale Tests für die Schätzung VO 2 max entwickelt.
Die Herzfrequenz-Methode [ edit ]
Eine Schätzung von VO 2 max basiert auf maximalen und Ruheherzfrequenzen. [5] Es wird angegeben durch:
Diese Gleichung verwendet das Verhältnis der maximalen Herzfrequenz (HR max ) zu der Ruheherzfrequenz (HR Ruhe ). zur Vorhersage von VO 2 max. Die Forscher wiesen darauf hin, dass die Umstellungsregel nur auf gut ausgebildeten Männern im Alter von 21 bis 51 Jahren beruhte und in anderen Untergruppen möglicherweise nicht zuverlässig ist. Sie wiesen auch darauf hin, dass die Formel am zuverlässigsten ist, wenn sie auf der tatsächlichen Messung der maximalen Herzfrequenz basiert und nicht auf einer altersbezogenen Schätzung.
Cooper-Test []
Kenneth H. Cooper führte Ende der 1960er Jahre eine Studie für die United States Air Force durch. Eines der Ergebnisse war der Cooper-Test, bei dem die zurückgelegte Distanz in 12 Minuten gemessen wurde. Basierend auf der gemessenen Entfernung ergibt sich eine Schätzung von VO 2 max [in mL/(kg·min)]: [6]
wobei d 12 ist Entfernung (in Metern) in 12 Minuten
Eine alternative Gleichung lautet:
wobei dmiles 12 die Entfernung (in Meilen) ist, die in 12 Minuten zurückgelegt wird.
Mehrstufiger Fitnesstest [ edit ]
Es gibt mehrere andere zuverlässige Tests und VO 2 Max-Rechner zur Schätzung von VO 2 . max, vor allem der mehrstufige Fitnesstest (oder Beep -Test). [7]
Rockport-Fitness-Gehtest [ edit
Schätzung von VO 2 max von einem zeitgesteuerten 1-Meilen-Lauf mit der Dauer t, der Geschlecht, Alter, Körpergewicht in Pfund (BW) und Herzfrequenz (HR) am Ende der Meile einschließt. [8] Die Konstante x ist 6,3150 für Männer, 0 für Frauen. BW ist in Pfund, Zeit in Minuten.
Die Firstbeat-Methode von VO 2 max Estimation, von der 2012 eine Patentanmeldung eingereicht wurde, [9] ist weit verbreitet und wird in Anwendungen der Unterhaltungselektronik verwendet [10] Das erste Consumer-Fitnessgerät, das die Firstbeat-Methode von VO 2 max verwendet, war der Garmin Forerunner 620, der 2013 veröffentlicht wurde. [19659156] Seit damals haben Suunto, Jabra, Huawei und PulseOn [12] auch Produkte eingeführt, die die Firstbeat-Methode verwenden. [13]
Die Methode beruht auf einer Analyse der linearen Beziehung zwischen Sauerstoff Verbrauch und Laufgeschwindigkeit, was bedeutet, dass die Sauerstoffkosten des Laufs steigen, wenn die Laufgeschwindigkeit steigt. Zur Erleichterung der Analyse und zur Verbesserung der Genauigkeit werden zeitlich festgelegte Segmente aufgezeichneter Aktivitätsdaten auf der Grundlage der Herzfrequenzbereiche und der Zuverlässigkeit identifiziert. und nur die zuverlässigsten Segmente werden verwendet. Dies ermöglicht die Anwendung des Verfahrens auf frei durchgeführte Lauf-, Spazier- und Fahrradaktivitäten und verringert den Bedarf an speziellen Fitness-Testprotokollen. Die Berechnung erfordert anthropometrische Basisdaten (Alter, Geschlecht, Größe, Gewicht usw.), Herzschlagdaten (interne Arbeitslast) und ein Maß für die externe Arbeitslast. [14]
Laufende externe Arbeitslast / Gehen: Bewegungsgeschwindigkeit, die entweder von GPS- oder Beschleunigungssensoren erhalten wird
Externes Workload-Cycling: Leistungsausgabe in Watt, gemessen durch einen Leistungsmesser.
VO 2 Maximal werden nach der Firstbeat-Methode angegeben präzise während laufender Aktivitäten, die GPS verwenden, um externe Arbeitslastdaten zu erfassen. Diese Kombination wurde im Vergleich zu Labortests mit einer Genauigkeit von 95% validiert. [14] Da die Firstbeat-Schätzmethode naturgemäß untermaximal ist, hängt die Genauigkeit der Schätzung stark von der Gültigkeit des in der Berechnung verwendeten HRmax-Werts ab. [19659163AuswirkungdesTrainings [ edit ]
Nicht-Sportler [ edit ]
Der durchschnittliche, ungeschulte, gesunde Mann hat eine VO 2. max von ungefähr 35–40 ml / (kg · min). [15][16] Das durchschnittliche, nicht trainierte gesunde Weibchen hat eine VO 2 max von ungefähr 27–31 ml / (kg · min). [19659169] Diese Werte können sich mit dem Training verbessern und mit dem Alter abnehmen, auch wenn der Grad der Trainingsfähigkeit sehr unterschiedlich ist: Die Konditionierung kann bei einigen Personen das Maximum von VO 2 max verdoppeln und wird sie bei anderen niemals verbessern.
Athleten [ edit ]
In Sportarten, in denen Ausdauer eine wichtige Komponente für die Leistung ist, wie Radfahren, Rudern, Langlaufen, Schwimmen und Laufen, typischerweise Weltklasse-Athleten haben hohe VO 2 Maxima. Männliche Elite-Läufer können bis zu 85 ml / (kg · min) und weibliche Elite-Läufer etwa 77 ml / (kg · min) verbrauchen. [17] Der fünfmalige Tour de France-Sieger Miguel Indurain hatte eine VO 2 max von 88,0 auf seinem Höhepunkt, während der Langläufer Bjørn Dæhlie bei 96 ml / (kg · min) gemessen wurde. [18] Dæhlies Ergebnis wurde außerhalb der Saison erzielt, und der verantwortliche Physiologe Erlend Hem wurde erreicht Für die Prüfung wurde angegeben, dass er die Möglichkeit nicht außer Acht lassen würde, dass der Skifahrer an seinem absoluten Höhepunkt 100 mL / (kg · min) überschreitet. Es wird angenommen, dass der norwegische Radfahrer Oskar Svendsen im Alter von 18 Jahren die höchste VO 2 max von 97,5 ml / (kg · min) erreicht hat. [19]
Die höchsten Werte in Absolutwerte für den Menschen finden sich häufig in Ruderern, da ihre viel größere Masse einen etwas niedrigeren VO 2 max pro kg ausmacht. Elitische Ruderleute, die 1984 gemessen wurden, hatten VO 2 Max-Werte von 6,1 ± 0,6 l / min und Ruderer 4,1 ± 0,4 l / min. [20] Ruderer interessieren sich für beide absoluten Werte von VO 2 ] max und in der Lungenkapazität, und die Tatsache, dass sie in ähnlichen Einheiten gemessen werden, bedeutet, dass die beiden oft verwirrt sind. Der britische Ruderer Sir Matthew Pinsent soll eine VO 2 von 7,5 L / min [21] gehabt haben. Er hatte auch ein Lungenvolumen von 8,5 Litern. [22] Der neuseeländische Sculler Rob Waddell hat einen der höchsten absoluten VO2-Max-Werte, die jemals getestet wurden. [23] Diese VO2max-Zahlen sind absolute Werte (dh die Gesamtmenge an Sauerstoff, die in einer Minute metabolisiert wird.) ). Ruderer neigen eher dazu, sich für absolutes VO2max zu interessieren, während Läufer im Allgemeinen eher an relativen VO2max interessiert sind (dh die pro Minute pro Kilogramm Körpergewicht metabolisierte Gesamtmenge an Sauerstoff) [24].
Andere Tiere [ edit ]
VO 2 max wurde bei anderen Tierarten gemessen. Während des beladenen Schwimmens hatten Mäuse einen VO 2 max von etwa 140 ml / (kg · min), [25] Vollblutpferde hatten einen VO 2 max von etwa 193 ml / (kg) Min) nach 18 Wochen intensiven Trainings. [26] Alaskan Huskies, die im Iditarod Trail Sled Dog Race liefen, hatten VO 2 Max. Werte von bis zu 240 ml / (kg · min). [27] ] Geschätzte VO 2 max für Pronghorn-Antilopen war so hoch wie 300 ml / (kg · min). [28]
Begrenzungsfaktoren [ edit
Die Faktoren, die dies beeinflussen VO 2 werden häufig in Angebot und Nachfrage unterteilt. [29] Das Angebot ist der Transport von Sauerstoff von der Lunge zu den Mitochondrien (einschließlich Lungendiffusion, Schlagvolumen, Blutvolumen und Kapillardichte des Skelettmuskels). Die Nachfrage ist die Geschwindigkeit, mit der die Mitochondrien den Sauerstoff während des Prozesses der oxidativen Phosphorylierung reduzieren können. [29] Von diesen wird der Versorgungsfaktor oft als limitierender Faktor angesehen. [19659192] Es wurde jedoch auch argumentiert, dass, obwohl ausgebildete Probanden wahrscheinlich das Angebot begrenzt sind, ungeschulte Probanden tatsächlich eine Nachfrageschwäche haben können. [31]
Faktoren, die VO beeinflussen 2 Max sind: Alter, Geschlecht, Fitness und Training, Höhe und Wirkung der Atemmuskulatur. [32] VO 2 Max kann aufgrund der unterschiedlichen Laufökonomie und Ermüdungsfestigkeit ein schlechter Indikator für die Leistung von Läufern sein [32]
Das Herzzeitvolumen, die Lungendiffusionskapazität, die Sauerstofftragfähigkeit und die peripheren Einschränkungen der Muskeldiffusionskapazität, der mitochondrialen Enzyme und der Kapillardichte sind Beispiele für VO . 2 Max-Determinanten. Der Körper arbeitet als System. Wenn einer dieser Faktoren untergeordnet ist, verliert das gesamte System seine normale Funktionsfähigkeit. [31]
Das Medikament Erythropoietin (EPO) kann VO 2 2 steigern. max sowohl bei Menschen als auch bei anderen Säugetieren um einen erheblichen Betrag. [33] Dies macht EPO für Athleten im Ausdauersport, wie zum Beispiel beim Radsport, attraktiv. Das EPA ist seit den 1990er Jahren als unerlaubter leistungssteigernder Stoff verboten. 1998 wurde es jedoch im Radsport weit verbreitet und führte zur Festina-Affäre [34][35] und wurde im USADA-Bericht 2012 über das US-Postal-Team allgegenwärtig erwähnt. [36] Greg LeMond schlug vor, eine Basis für die VO der Fahrer festzulegen ] max (und andere Attribute), um abnormale Leistungssteigerungen zu erkennen. [37]
Geschichte [ edit ]
Der britische Physiologe Archibald Hill stellte die Konzepte der maximalen Sauerstoffaufnahme und Sauerstoffverschuldung vor 1922. [38][30] Hill und der deutsche Arzt Otto Meyerhof teilten sich 1922 den Nobelpreis für Physiologie oder Medizin für ihre unabhängige Arbeit im Zusammenhang mit dem Energiestoffwechsel von Muskeln. [39] Darauf aufbauend begannen die Wissenschaftler, den Sauerstoffverbrauch während des Trainings zu messen. Bemerkenswerte Beiträge wurden von Henry Taylor an der University of Minnesota, den skandinavischen Wissenschaftlern Per-Olof Åstrand und Bengt Saltin in den fünfziger und sechziger Jahren, dem Harvard Fatigue Laboratory, deutschen Universitäten und dem Muscle Research Centre in Kopenhagen, ua eingereicht. [40][41]
Siehe auch [ edit ]
Referenzen [ edit ]
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