Tiêu thụ oxy và khả năng hiếu khí

Tiêu thụ oxy (VO2) là tốc độ cơ thể hấp thụ và sử dụng oxy, và trong quá trình tập luyện, nó tăng tỷ lệ thuận với nhu cầu năng lượng của các cơ đang hoạt động. Tốc độ cao nhất mà một người có thể đạt được, mức hấp thụ oxy tối đa (VO2max), là một thước đo chính về khả năng hiếu khí và phản ánh chức năng tổng hợp của phổi, tim, máu và cơ bắp.

Definition

Tiêu thụ oxy là tốc độ hấp thụ oxy của toàn bộ cơ thể, và khả năng hiếu khí (hấp thụ oxy tối đa, VO2max) là tốc độ hấp thụ oxy cao nhất có thể đạt được trong quá trình tập luyện, được thiết lập bởi khả năng tổng hợp để cung cấp oxy đến và chiết xuất oxy trong cơ bắp đang hoạt động.

Scope

Chủ đề này bao gồm tiêu thụ oxy như một dấu hiệu của sự chuyển hóa năng lượng hiếu khí, các yếu tố quyết định mức hấp thụ oxy tối đa, chuỗi vận chuyển và sử dụng oxy được thể hiện bằng nguyên lý Fick, và việc sử dụng trao đổi khí để đặc trưng hóa khả năng hiếu khí. Đây là một tài liệu tham khảo và không cung cấp các bài kiểm tra thể lực hoặc các chỉ định tập luyện cá nhân hóa.

Core questions

• Tại sao tiêu thụ oxy tăng theo cường độ tập luyện?
• Điều gì quyết định mức hấp thụ oxy tối đa, và nó bị giới hạn chủ yếu bởi việc cung cấp hay bởi việc chiết xuất?
• Chuỗi vận chuyển oxy được tóm tắt bằng nguyên lý Fick như thế nào?

Key concepts

• Tiêu thụ oxy (VO2)
• Hấp thụ oxy tối đa (VO2max)
• Nguyên lý Fick (cung lượng tim x sự khác biệt oxy động mạch-tĩnh mạch)
• Cung cấp oxy trung tâm so với chiết xuất ngoại vi
• Cung lượng tim và khả năng vận chuyển oxy
• Đo trao đổi khí khả năng hiếu khí

Mechanisms

Tiêu thụ oxy tăng lên khi tập luyện vì quá trình phosphoryl hóa oxy hóa trong ty thể cơ, nguồn ATP chính cho công việc bền vững, tiêu thụ oxy tỷ lệ thuận với nhu cầu năng lượng. Tốc độ hấp thụ oxy có thể được biểu thị bằng nguyên lý Fick là tích của cung lượng tim và sự khác biệt oxy động mạch-tĩnh mạch, liên kết việc cung cấp oxy với việc chiết xuất. Hấp thụ oxy tối đa đại diện cho giới hạn trên của hệ thống này; bằng chứng cho thấy nó bị giới hạn chủ yếu bởi việc cung cấp oxy, tích của cung lượng tim tối đa và hàm lượng oxy động mạch, hơn là bởi khả năng chiết xuất oxy của cơ bắp (Bassett, 2000). Bởi vì quá trình oxy hóa carbohydrate và chất béo đều tiêu thụ oxy, hấp thụ oxy tích hợp việc sử dụng nhiên liệu được mô tả trong các chủ đề liên quan (Romijn, 1993). Các phép đo trao đổi khí trong quá trình tập luyện tăng dần định lượng hấp thụ oxy và xác định các ngưỡng trong phản ứng (Beaver, 1986; McArdle, 2015).

Clinical relevance

Hấp thụ oxy và mức tối đa của nó là các thước đo trung tâm trong kiểm tra gắng sức tim phổi và trong việc mô tả khả năng hiếu khí trong sức khỏe và bệnh tật. Mục này giải thích sinh lý học cơ bản làm nền tảng tham khảo và không phải là cơ sở để chẩn đoán cá nhân, chỉ định thể lực hoặc quyết định điều trị.

Evidence & guidelines

Các mô tả dựa trên các đánh giá sinh lý về các yếu tố quyết định mức hấp thụ oxy tối đa và phương pháp luận trao đổi khí chính, hơn là dựa trên các hướng dẫn lâm sàng; các phương pháp đo lường xuất phát từ các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm có kiểm soát (Bassett, 2000; Beaver, 1986).

History

Khái niệm về mức hấp thụ oxy tối đa có từ công trình đầu thế kỷ 20 của A. V. Hill và các đồng nghiệp; những thập kỷ sau đó đã tinh chỉnh phép đo của nó và cuộc tranh luận kéo dài về việc liệu việc cung cấp oxy trung tâm hay chiết xuất ngoại vi đặt ra giới hạn của nó, với việc cung cấp nổi lên như yếu tố hạn chế chính trong hầu hết các điều kiện (Bassett, 2000; McArdle, 2015).

Debates

VO2max bị giới hạn bởi việc cung cấp oxy hay bởi việc chiết xuất của cơ bắp?

Việc hấp thụ oxy tối đa được thiết lập chủ yếu bởi việc cung cấp oxy trung tâm (cung lượng tim tối đa và khả năng vận chuyển oxy) hay bởi khả năng chiết xuất oxy của cơ bắp đang hoạt động đã được tranh luận trong nhiều thập kỷ, với bằng chứng nghiêng về việc cung cấp oxy trong hầu hết các trường hợp.

Key figures

• David R. Bassett
• Edward T. Howley
• Karlman Wasserman
• A. V. Hill

Seminal works

• bassett-2000
• beaver-1986

Frequently asked questions

VO2max là gì?

Đây là tốc độ tối đa mà cơ thể có thể hấp thụ và sử dụng oxy trong quá trình tập luyện, một thước đo chính về khả năng hiếu khí phản ánh chức năng tổng hợp của phổi, tim, máu và cơ bắp.

Điều gì chủ yếu giới hạn mức hấp thụ oxy tối đa?

Bằng chứng cho thấy nó bị giới hạn chủ yếu bởi việc cung cấp oxy đến cơ bắp, tích của cung lượng tim tối đa và hàm lượng oxy trong máu động mạch, hơn là bởi khả năng chiết xuất oxy của cơ bắp.