VO ₂ max -VO₂ max

V̇O ₂ max (também consumo máximo de oxigênio , consumo máximo de oxigênio ou capacidade aeróbia máxima ) é a taxa máxima de consumo de oxigênio medida durante o exercício incremental ; isto é, exercício de intensidade crescente. O nome é derivado de três abreviações: "V̇" para volume (o ponto aparece sobre o V para indicar "por unidade de tempo"), "O ₂ " para oxigênio e "max" para máximo.

A medição de V̇O ₂ max no laboratório fornece um valor quantitativo da aptidão de resistência para comparação dos efeitos do treinamento individual e entre pessoas em treinamento de resistência . O consumo máximo de oxigênio reflete a aptidão cardiorrespiratória e a capacidade de resistência no desempenho do exercício. Atletas de elite, como corredores de longa distância competitivos , ciclistas de corrida ou esquiadores de cross-country olímpicos , podem atingir valores V̇O ₂ máx. Que excedem 90 mL / (kg · min), enquanto alguns animais de resistência, como huskies do Alasca , têm valores V̇O ₂ máx. Que excedem 200 mL / (kg · min).

Relação com doenças cardiovasculares e expectativa de vida

O V̇O ₂ máx é amplamente utilizado como indicador de aptidão cardiorrespiratória. Em 2016, a American Heart Association publicou parecer científico recomendando que a aptidão cardiorrespiratória (ACR), quantificável como V̇O ₂ máx, seja avaliada regularmente e utilizada como um sinal vital clínico. Essa declaração foi baseada em evidências crescentes de que níveis mais baixos de condicionamento físico estão associados a alto risco de doenças cardiovasculares, mortalidade por todas as causas e taxas de mortalidade decorrentes de vários tipos de câncer. Além da avaliação de risco, a recomendação da AHA citou o valor que mede a aptidão para validar a prescrição de exercícios , aconselhamento de atividade física e melhorar o gerenciamento e a saúde do paciente.

Expressão

V̇O ₂ max é expresso como uma taxa absoluta em (por exemplo) litros de oxigênio por minuto (L / min) ou como uma taxa relativa em (por exemplo) mililitros de oxigênio por quilograma de massa corporal por minuto (por exemplo, mL / (kg · min)). A última expressão é freqüentemente usada para comparar o desempenho de atletas de esportes de resistência. No entanto, V̇O ₂ max geralmente não varia linearmente com a massa corporal, seja entre indivíduos dentro de uma espécie ou entre espécies, então as comparações das capacidades de desempenho de indivíduos ou espécies que diferem no tamanho corporal devem ser feitas com procedimentos estatísticos apropriados, como análises de covariância .

Medição e cálculo

Medição

Medição de VO ₂ máx usando instrumentos em um carrinho metabólico durante um teste de exercício gradativo em esteira

Troca gasosa de VO ₂ e VCO ₂ durante o teste máximo. Comece por 3 minutos a 60 watts e adicione 35 watts a cada 3 minutos até a exaustão

A medição precisa do V̇O ₂ max envolve um esforço físico suficiente em duração e intensidade para sobrecarregar totalmente o sistema de energia aeróbia. Em testes clínicos e atléticos gerais, isso geralmente envolve um teste de exercício graduado (em uma esteira ou em um cicloergômetro ) em que a intensidade do exercício é aumentada progressivamente durante a medição:

• ventilação e
• concentração de oxigênio e dióxido de carbono do ar inspirado e expirado.

O V̇O ₂ máx é alcançado quando o consumo de oxigênio permanece em um estado estacionário, apesar de um aumento na carga de trabalho.

Cálculo: a equação de Fick

V̇O ₂ max é definido corretamente pela equação de Fick :

${\ displaystyle \ mathrm {VO_ {2} \; max} = Q \ times \ (\ mathrm {C_ {a} O_ {2}} - \ mathrm {C_ {v} O_ {2}})}$, quando esses valores são obtidos durante um esforço em um esforço máximo.

onde Q é o débito cardíaco do coração, C _a O ₂ é o conteúdo de oxigênio arterial e C _v O ₂ é o conteúdo de oxigênio venoso.

(C _a O ₂ - C _v O ₂ ) também é conhecido como a diferença arteriovenosa de oxigênio .

Estimativa usando teste de exercício submáximo

A necessidade de um sujeito exercer o esforço máximo para medir com precisão o V̇O ₂ máx pode ser perigosa em pessoas com sistemas respiratório ou cardiovascular comprometidos; assim, testes submáximos para estimar o V̇O ₂ max foram desenvolvidos.

O método da taxa de freqüência cardíaca

Uma estimativa de V̇O ₂ máx é baseada na freqüência cardíaca máxima e em repouso. É dado por:

${\ displaystyle {\ text {V}} {\ ce {O2}} {\ text {max}} \ approx {\ frac {{\ text {HR}} _ {\ text {max}}} {{\ text {HR}} _ {\ text {rest}}}} \ times 15,3 {\ text {mL}} / ({\ text {kg · minuto}}).}$

Esta equação usa a razão entre a freqüência cardíaca máxima (FC _máx ) e a freqüência cardíaca em repouso (FC _repouso ) para prever o V̇O ₂ máx. Os pesquisadores alertaram que a regra de conversão foi baseada em medições em homens bem treinados com idades entre 21 e 51 anos e pode não ser confiável quando aplicada a outros subgrupos. Eles também informaram que a fórmula é mais confiável quando baseada na medição real da freqüência cardíaca máxima, ao invés de uma estimativa relacionada à idade.

Em homens com peso normal por volta dos 40 anos de idade que nunca fumaram e sem doenças cardiovasculares, asma brônquica ou câncer, a relação FC _{máx /} FC _repouso deve ser multiplicada por aproximadamente 14 para estimar o V̇O ₂ máx. A cada 10 anos o coeficiente é reduzido em um, assim como a mudança do peso corporal de normal para obeso ou de não fumante para fumante atual. Consequentemente, o V̇O ₂ máx de homens obesos e fumantes atuais de 60 anos deve ser estimado multiplicando a razão da FC _máx pela FC de _repouso por 10.

Teste de Cooper

Kenneth H. Cooper conduziu um estudo para a Força Aérea dos Estados Unidos no final dos anos 1960. Um dos resultados disso foi o teste de Cooper, no qual a distância percorrida em 12 minutos é medida. Com base na distância medida, uma estimativa de V̇O ₂ max [em mL / (kg · min)] é:

${\ displaystyle \ mathrm {VO_ {2} \; max} \ aprox {d_ {12} -504,9 \ over 44,73}}$

onde d ₁₂ é a distância (em metros) percorrida em 12 minutos.

Uma equação alternativa é:

${\ displaystyle \ mathrm {VO_ {2} \; max} \ approx {(35,97 * d '_ {12}) - 11,29}}$

onde d _'12 é a distância (em milhas) percorrida em 12 minutos.

Teste de condicionamento físico em vários estágios

Existem vários outros testes confiáveis ​​e calculadoras de V̇O ₂ máx para estimar o V̇O ₂ máx, mais notavelmente o teste de aptidão em vários estágios (ou teste de bipe ).

Teste de caminhada fitness Rockport

Estimativa de V̇O ₂ max de uma caminhada cronometrada de uma milha incorporando a duração em minutos e segundos ( por exemplo: 20:35 seria especificado como 20,58), sexo, idade, peso corporal em libras ( ) e frequência cardíaca em 10 segundos ( ) no final da milha. A constante x é 6,3150 para homens, 0 para mulheres. BW está em libras, o tempo está em minutos. ${\ displaystyle t}$${\ displaystyle BW}$${\ displaystyle HR}$

${\ displaystyle \ mathrm {VO_ {2} \; max} \ approx 132.853-0.0769BW-0.3877 {\ text {age}} - 3.2649t-0.1565HR + x}$

Efeito do treinamento

Não atletas

A média de homens saudáveis ​​não treinados tem um V̇O ₂ máx de aproximadamente 35–40 mL / (kg · min). A média de mulheres saudáveis ​​não treinadas tem um V̇O ₂ máx de aproximadamente 27–31 mL / (kg · min). Essas pontuações podem melhorar com o treinamento e diminuir com a idade, embora o grau de treinabilidade também varie amplamente.

Atletas

Em esportes nos quais a resistência é um componente importante do desempenho, como ciclismo de estrada , remo , esqui cross-country , natação e corrida de longa distância , os atletas de classe mundial costumam ter altos valores de V̇O ₂ máx. Corredores de elite masculinos podem consumir até 85 mL / (kg · min), e corredores de elite femininos podem consumir cerca de 77 mL / (kg · min).

Valores elevados em termos absolutos para humanos podem ser encontrados em remadores , pois seu maior volume compensa um V̇O ₂ máx. Ligeiramente inferior por peso corporal. Os remadores de elite medidos em 1984 tinham valores de V̇O ₂ máx de 6,1 ± 0,6 L / min e as remadoras de 4,1 ± 0,4 L / min. O sculler da Nova Zelândia, Rob Waddell, tem um dos mais altos níveis absolutos de V̇O ₂ max já testado.

Animais

O V̇O ₂ max foi medido em outras espécies animais. Durante a natação carregada, os camundongos tiveram um V̇O ₂ max de cerca de 140 mL / (kg · min). Cavalos puro-sangue tiveram um V̇O ₂ max de cerca de 193 mL / (kg · min) após 18 semanas de treinamento de alta intensidade. Huskies do Alasca correndo na Iditarod Trail Sled Dog Race tinham valores de V̇O ₂ máx. De até 240 mL / (kg · min). O V̇O ₂ max estimado para antílopes de pronghorn foi tão alto quanto 300 mL / (kg · min).

Fatores limitantes

Os fatores que afetam o V̇O ₂ podem ser separados em oferta e demanda. O suprimento é o transporte de oxigênio dos pulmões para as mitocôndrias (combinando função pulmonar , débito cardíaco , volume sanguíneo e densidade capilar do músculo esquelético), enquanto a demanda é a taxa na qual as mitocôndrias podem reduzir o oxigênio no processo de fosforilação oxidativa . Destes, os fatores de oferta podem ser mais limitantes. No entanto, também foi argumentado que, embora os sujeitos treinados sejam provavelmente limitados na oferta, os sujeitos não treinados podem de fato ter uma limitação da demanda.

As características gerais que afetam o V̇O ₂ máx incluem idade, sexo , condicionamento físico e treinamento, e altitude . O V̇O ₂ máx pode ser um mau preditor de desempenho em corredores devido às variações na economia de corrida e na resistência à fadiga durante exercícios prolongados. O corpo funciona como um sistema. Se um desses fatores estiver abaixo da média, toda a capacidade normal do sistema é reduzida.

A droga eritropoietina (EPO) pode aumentar o V̇O ₂ max em uma quantidade significativa tanto em humanos quanto em outros mamíferos. Isso torna o EPO atraente para atletas em esportes de resistência , como o ciclismo profissional. EPO foi banido desde a década de 1990 como uma substância ilícita para melhorar o desempenho . Mas em 1998 ele se espalhou no ciclismo e levou ao caso Festina , além de ser mencionado de forma onipresente no relatório da USADA 2012 sobre a equipe de ciclismo do US Postal Service Pro . Greg LeMond sugeriu estabelecer uma linha de base para o V̇O ₂ máx. Dos motociclistas (e outros atributos) para detectar aumentos anormais de desempenho.

História

O fisiologista britânico Archibald Hill introduziu os conceitos de consumo máximo de oxigênio e débito de oxigênio em 1922. Hill e o médico alemão Otto Meyerhof compartilharam o Prêmio Nobel de Fisiologia ou Medicina de 1922 por seu trabalho independente relacionado ao metabolismo da energia muscular. Com base nesse trabalho, os cientistas começaram a medir o consumo de oxigênio durante o exercício. As principais contribuições foram feitas por Henry Taylor da Universidade de Minnesota , os cientistas escandinavos Per-Olof Åstrand e Bengt Saltin nas décadas de 1950 e 60, o Harvard Fatigue Laboratory , universidades alemãs e o Copenhagen Muscle Research Center.

Veja também

• Exercício anaeróbico
• Diferença arteriovenosa de oxigênio
• Aptidão cardiorespiratória
• Fisiologia comparativa
• VDOT
• Pulso de oxigênio
• Respirometria
• Efeito de treinamento
• vVO ₂ max
• Economia de corrida

Referências