Кіріспе

Дене шынықтыру жаттығулары кезінде өлшенген ең жоғары оттегі тұтыну жылдамдығы DISPLAYTITLE:VO2 max V̇O2 max (сонымен қатар ең жоғары оттегі тұтыну, ең жоғары оттегі қабылдау немесе ең жоғары аэробтық қабілеттілік) – физикалық күш-жігер кезінде қол жеткізілетін ең жоғары оттегі тұтыну жылдамдығы. Атауы үш аббревиатурадан тұрады: "V̇" – көлем (V үстіндегі нүкте Ньютонның белгілеуінде "уақыт бірлігіне" дегенді білдіреді), "O2" – оттегі және "max" – ең жоғары, әдетте дене салмағының килограмына шаққандағы мән. Ұқсас өлшем – V̇O2 шыңы (жоғары деңгейдегі оттегі тұтыну), ол физикалық жаттығу сеансынан, оның жоғарылауына немесе басқаша болуына қарамастан, алынған өлшенетін мән. Бұл нақты V̇O2 max-қа сәйкес келуі немесе одан төмен болуы мүмкін. Ескі және танымал фитнес әдебиеттерінде бұл мәндердің шатасуы жиі кездеседі. Өкпенің оттегі мен көмірқышқыл газын алмастыру қабілеті белсенді тіндерге қанның оттегі тасымалдау жылдамдығымен шектеледі. Зертханада V̇O2 max өлшеуі жеке жаттығу эффектілерін салыстыру және төзімділікке жаттығулармен айналысатын адамдардың арасындағы қабілеттілікті бағалау үшін сандық мән береді. Ең жоғары оттегі тұтыну жүрек-қан тамырлар жүйесінің физикалық дайындығын және жаттығу кезіндегі төзімділік қабілетін көрсетеді. Элиталық спортшылар, мысалы, кәсіби қашықтыққа жүгірушілер, велоспортшылар немесе Олимпиадалық шаңғышылар 90 мл/(кг·мин) жоғары V̇O2 max мәндеріне жете алады, ал Алясканың хаскилері сияқты кейбір төзімді жануарлардың V̇O2 max мәндері 200 мл/(кг·мин) асып кетеді. Дене шынықтыруда, әсіресе ғылыми әдебиеттерде, V̇O2 max көбінесе күш-жігер деңгейін анықтау үшін эталондық деңгей ретінде қолданылады, мысалы, 65% V̇O2 max – тұрақты жаттығудың шегі ретінде қарастырылады, бұл әдетте жүрек соғу жылдамдығынан қиынрақ, бірақ өлшеуге күрделірек.

Дененің массасына шаққандағы нормалау

V̇O2 max абсолюттік көрсеткіш ретінде (мысалы) минутына литр оттегімен (л/мин) немесе салыстырмалы көрсеткіш ретінде (мысалы) минутына дене салмағының килограмына миллилитр оттегімен (мл/(кг·мин)) беріледі. Соңғы көрсеткіш шыдамдылық спортымен айналысатын спортшылардың көрсеткіштерін салыстыру үшін жиі қолданылады. Дегенмен, V̇O2 max, әдетте, бір түр ішіндегі жеке тұлғалардың немесе түрлер арасындағы дене салмағына байланысты сызықты түрде өзгереді, сондықтан дене мөлшері әртүрлі жеке тұлғалардың немесе түрлердің өнімділік қабілеттерін салыстыру ковариациялық талдау сияқты тиісті статистикалық әдістермен жүргізілуі керек. Алайда, жаттығудан өткен велоспортшылардың велоэргометрдегі нәтижелері жүгіру жол таспасында алынған нәтижелермен тең немесе одан да жоғары болуы мүмкін. Хилл мен Луптонның (1923) анықтамасына сәйкес классикалық V̇O2 max, жүктеме артқан кезде де оттегінің тұтынылуы тұрақты күйде ("плато") қалғанда жетеді. Платоның пайда болуы міндетті емес және адамдар мен сынама алу аралығына байланысты өзгеруі мүмкін, нәтижесінде әртүрлі нәтижелер беретін өзгертілген протоколдар пайда болады. Екінші жағынан, жүректің соққы көлемін бағалау үшін деммен өлшенген VO2 жеткілікті сенімді болып көрінеді.

Субмаксималды күш сынағын пайдалану арқылы бағалау

V̇O2 max-ты дәл өлшеу үшін субъектінің барынша күш жұмсауы, тыныс алу немесе жүрек-қан тамырлар жүйесіне зардап келтірген адамдар үшін қауіпті болуы мүмкін. Сондықтан, V̇O2 max-ты анықтау үшін субмаксималды тесттер жасалған.

Жүрек соғуының қатынас әдісі

V̇O2 max бағасы максималды және тынығудағы жүрек соғу жиілігіне негізделеді. Ұт және авторлар (2004) ұсынған формула бойынша:

Бұл теңдеу V̇O2 max болжау үшін максималды жүрек соғу жиілігінің (HRmax) тынығудағы жүрек соғу жиілігіне (HRrest) қатынасын пайдаланады. Зерттеушілер бұл түрлендіру ережесінің тек 21-ден 51 жасқа дейінгі жақсы жаттығудан өткен ерлердегі өлшемдерге негізделгенін және басқа топтарға қолданғанда сенімді болмауы мүмкін екенін ескертті. Сондай-ақ, формуланың жасқа байланысты емес, максималды жүрек соғу жиілігінің нақты өлшемдеріне негізделген кезде ең сенімді екенін айтты. 15,3 тұрақты коэффициенті жақсы жаттығудан өткен ерлер үшін берілген. Әр 10 жыл сайын жас ұлғайғанда бұл коэффициент бірге төмендейді, сондай-ақ, дене салмағының қалыптыдан семіздікке өзгеруі немесе темекі тартпағаннан темекі шегуге өту де әсер етеді. Осылайша, 60 жастағы семіздікке шалдыққан және қазіргі уақытта темекі шегетін ерлердің V̇O2 max деңгейін HRmax пен HRrest қатынасын 10-ға көбейту арқылы бағалау керек.

Көп сатылы жарамдылық сынағы

V̇O2 max-ты бағалау үшін тағы бірнеше сенімді тесттер мен V̇O2 max есептегіштері бар, ең танымалсы – көп кезеңді фитнес-тест (немесе «бип» тесті).

Rockport фитнес-жүру сынағы

Бір мильді белгілі бір уақытта жүріп өту арқылы V̇O2 макс-ты ондық минуттарда бағалау (t, мысалы: 20:35 – 20.58 ретінде көрсетіледі), сондай-ақ жынысы, жасы (жылда), дене салмағы фунт (BW, lbs) және бір мильді аяқтаған кездегі 60 секунд ішіндегі жүрек соғу жиілігі (HR, bpm) ескеріледі. Тұрақты x еркектер үшін 6.3150, ал әйелдер үшін 0-ге тең.

Спортшы еместер

Орташа жаттығусыз сау еркектің V̇O2 макс көрсеткіші шамамен 35–40 мл/(кг·мин) құрайды. Орташа жаттығусыз сау әйелдің V̇O2 макс көрсеткіші шамамен 27–31 мл/(кг·мин) құрайды.

Спортшылар

Спортта шыдамдылық өнімділіктің маңызды бөлігі болып табылатын, мысалы, жол велосипеді, ескек есу, шаңғы жарысы, жүзу және ұзақ қашықтыққа жүгіру сияқты спорт түрлерінде, әлемдік деңгейдегі спортшылардың V̇O2 max көрсеткіштері жоғары болады. Кәсіби ерлер жүгірушілер 85 мл/(кг·мин)-ға дейін, ал кәсіби әйелдер жүгірушілер шамамен 77 мл/(кг·мин)-ға дейін оттегі тұтына алады. Адамдар арасында абсолюттік көрсеткіштер бойынша жоғары мәндер ескек есушілерде кездеседі, себебі олардың дене бітімі дене салмағына шаққандағы V̇O2 max көрсеткішіндегі шамалы кемшілікті өтемелейді. 1984 жылы өлшенген кәсіби ескек есушілердің V̇O2 max көрсеткіші 6,1±0,6 л/мин, ал әйел ескек есушілердің 4,1±0,4 л/мин болды. Жаңа Зеландиялық ескек есуші Роб Уэдделлдің V̇O2 max деңгейі ең жоғары көрсеткіштердің бірі болып табылады.

Жануарлар

V̇O2 max басқа жануар түрлерінде де өлшенген. Жүктемемен жүзу кезінде егешқұйрықтардың V̇O2 max шамамен 140 мл/(кг·мин) құрады. Тазақан жылқылар 18 апталық жоғары қарқынды жаттығудан кейін V̇O2 max 193 мл/(кг·мин) шамасында болды. Идитарод шлейфтік иттер жарысына қатысатын Аляска хаскилерінің V̇O2 max көрсеткіші 240 мл/(кг·мин) дейін жетеді. Мүйізді антилопалардың болжамды V̇O2 max 300 мл/(кг·мин) құрайды.

Шектеуші факторлар

V̇O2-ге әсер ететін факторларды ұсыныс және сұраныс деп бөлуге болады. Ұсыныс – бұл өкпеден митохондрияға оттегі тасымалдау (өкпе функциясы, жүрек шығыны, қан көлемі және қаңқа бұлшық еттерінің капиллярлық тығыздығын қамтиды), ал сұраныс – митохондрияның тотығу фосфорилирлеу процесінде оттегіні қысқарту жылдамдығы. V̇O2 max-қа әсер ететін жалпы сипаттамаларға жас, жыныс, физикалық дайындық және жаттығу, биіктік кіреді. V̇O2 max жүгіру экономикасы мен ұзақ жаттығулар кезінде шаршауға төзімділіктің өзгеруіне байланысты, жүгірушілердің өнімділігін болжауда нашар көрсеткіш болуы мүмкін. Дене – жүйе ретінде жұмыс істейді. Егер осы факторлардың біреуі жеткіліксіз болса, бүкіл жүйенің қалыпты қабілеті төмендейді. Бұл ЭПО-ны төзімділік спортының (мысалы, кәсіби велоспорт) атлеттері үшін тартымды етеді. ЭПО 1990 жылдан бері өнімділікті жақсартатын рұқсатсыз зат ретінде тыйым салынған. Бірақ 1998 жылға қарай ол велоспортта кеңінен таралды, нәтижесінде «Фестина ісі» болды және АҚШ Пошта Сервисінің кәсіби велокомандасы туралы USADA-ның 2012 жылғы есебінде жиі айтылды. Грег Лемонд велошілердің V̇O2 max (және басқа да көрсеткіштері) үшін базалық деңгейді белгілеуді ұсынды, бұл олардың өнімділігіндегі ауытқуларды анықтауға көмектесер еді.

Кардиореспираторлық жарамдылық пен өлімді бағалау үшін клиникалық қолдану

V̇O2 max/пик таңдалған спортшылар тобында немесе сирек жағдайларда ауру қаупін бағалауға түскен адамдарда кардиореспираторлық қабілеттіліктің (КРҚ) көрсеткіші ретінде кеңінен қолданылады. 2016 жылы Америка Жүрек Қауымдастығы (AHA) V̇O2 max/пик ретінде өлшенетін КРҚ тұрақты түрде бағаланып, клиникалық маңызды көрсеткіш ретінде қолданылуы керек деген ғылыми мәлімдеме жариялады; VO2 қол жетімді болмаған жағдайда эргометрия (жаттығу қуатын өлшеу) қолданылуы мүмкін. Бұл мәлімдеме төмен физикалық дайындық деңгейінің жүрек-қан тамырлары ауруларының жоғары тәуекелімен, барлық себептерге байланысты өліммен және өлім-жітім көрсеткіштерімен байланысты екендігіне негізделген. 2023 жылға қарай V̇O2 max ресурстар мен шығындардың көп болуына байланысты кардиореспираторлық қабілеттілікті немесе өлім-жітімді бағалау үшін күнделікті клиникалық тәжірибеде сирек қолданылады.

Тарих

Британдық физиолог Арчибальд Хилл 1922 жылы максималды оттегі сіңіру және оттегі қарызы концепцияларын енгізді. Хилл мен неміс дәрігері Отто Мейерхоф бұлшықет энергиясы метаболизмі саласындағы тәуелсіз жұмыстары үшін 1922 жылы физиология және медицина бойынша Нобель сыйлығын бөлісті. Осы жұмыстың негізінде ғалымдар жаттығу кезінде оттегі тұтынуды өлшеуге кірісті. Маңызды үлес қосқандар қатарында Миннесота университетінің Генри Тейлоры, 1950 және 60-жылдардағы скандинавиялық ғалымдар Пер Олоф Астранд пен Бенгт Салтин, Гарвардтың шаршау зертханасы, неміс университеттері және Копенгаген бұлшықет зерттеу орталығы бар.