De Maximale Zuurstofopname (c)

De VO_2max is de zuurstofopname die tijdens maximale inspanning op zeeniveau bereikt wordt, en wordt gezien als de gouden standaard voor de inspanningscapaciteit en cardiorespiratoire fitheid van een persoon (1). De Vo_2max wordt meestal uitgedrukt in milliliters zuurstof per minuut per kilogram lichaamsgewicht en kan worden gemeten tijdens een maximale inspanningstest waarbij gebruikt wordt gemaakt van een systeem wat de uitademingsgassen van de proefpersoon analyseert (2). Vaak wordt in de praktijk de VO_2max geschat met behulp van een Astrand test, echter deze schatting is erg onnauwkeurig (meetfout +/- 15%) voor een individueel persoon.

Bij ‘gezonde’ mensen wordt de VO_2max beperkt door de het maximale vermogen van het cardiorespiratoire systeem om de zuurstof op te nemen, aan het bloed te binden en te transporteren (3). Met name het slagvolume van het hart is een belangrijke, zo niet de belangrijkste factor. De zuurstofopname is te beschrijven door middel van de vergelijking van Fick (4):

VO₂ = Slagvolume x Hartfrequentie x Arteriële – gemixte veneuze O₂ concentratie verschil in het bloed.

De zuurstofopnamecapaciteit van het lichaam kan beperkt worden op het niveau van de (respiratie) ademhaling; centrale circulatie (hartfunctie); perifere circulatie (bijvoorbeeld bloedstroom in de spieren) en spiermetabolisme (bijvoorbeeld spiermassa en vezeltype. Dus bij gezonde mensen kunnen er verschillende systemen in het zuurstoftransport en -verbruik worden onderscheiden; o.a. longen, hart, vaten, en spieren.

Uitgaande van een normale zuurstofbindingscapaciteit van 20 ml O₂/dl bloed dat al van zuurstof is voorzien, is er een hartminuutvolume van 5 liter nodig om 1 liter zuurstof te transporten tijdens inspanning. Bij gezonde personen wordt tijdens inspanning het hartminuutvolume met 5 tot 6 liter verhoogd voor elke liter verhoging van de zuurstofopname. Deze relatie tussen hartminuutvolume en zuurstofopname is onafhankelijk van leeftijd, lichaamsgewicht, fitheid of actieve spiermassa.

“Piek versus Max”

Ongeacht leeftijd of gewicht neemt de zuurstofopname progressief toe tijdens een inspanningstest met oplopende intensiteit. In theorie bereikt de zuurstofopname een plateau op het moment dat de mate van inspanning verder toeneemt en de zuurstofverbruik niet. De meting van dit VO₂ plateau wordt gebruikt als een maat voor maximale zuurstofopname (VO_2max) Dit plateau wordt echter doorgaans niet altijd waargenomen. Als indicatie voor de werkelijke VO_2max wordt de ‘piek’ VO₂ gebruikt (VO_2peak), hetgeen de hoogst gemeten zuurstofopname is gedurende een inspanningstest op het moment dat de proefpersoon subjectieve tekenen geeft van maximale inspanning.

Criteria voor VO_2max

Een inspanningstest wordt vaak als maximaal geoormerkt indien aan een aantal voorwaarden wordt voldaan. De meest gebruikelijke criteria zijn: een afvlakking van de stijging in de zuurstofopname; hartfrequentie boven een vooraf bepaalde waarde en een bepaalde waarde van de respiratoire gaswisselingsverhouding (RER; = VCO₂/VO₂). Als belangrijkste criterium wordt vaak de afvlakking in de zuurstofopname gezien (de stijging in zuurstofopname kleiner dan 150 ml/min of 2,1 ml/kg/min), alhoewel dit discutabel is om een plateau in zuurstofopname als afkapcriterium te gebruiken.

Wordt er geen afvlakking in de VO_2max (VO_2plateau) gevonden, , dan wordt er vaak gekeken naar de secundaire criteria (5) :

1 Wanneer de maximale hartfrequentie binnen tien hartslagen van de geschatte maximale hartfrequentie is of er een afvlakking van de maximale hartfrequentiecurve is ontstaan. De maximale hartfrequentie wordt bij volwassenen vaak geschat met behulp van de vuistregel 210 – 0,65 x leeftijd. Echter, deze schatting kan nogal onnauwkeurig zijn, aangezien er in de algemene bevolking een grote spreiding is in maximale hartfrequentie rondom deze gemiddelde waarden uit de formule.

2 Een maximale RER groter dan 1,0, 1,1 of 1,15.

3 Een mate van ervaren inspanning op de Borg 6-20-schaal groter dan 17.

4 Sommige laboratoria nemen na afloop van de test op verschillende tijdstippen bloedlactaat af om te kijken of een patiënt voldoende ‘diep’ is gegaan tijdens de test. Na de test moet de bloedlactaatwaarde boven een bepaalde waarde uitkomen, meestal 8 mMol/L.

Interpretatie van VO_2max

Het belangrijkste onderdeel van meten is natuurlijk het interpreteren van de verkregen data. Voor de VO_2max zijn er geen Nederlandse normwaarden beschikbaar voor volwassenen. Daarom wordt vaak gebruik gemaakt van algemene normwaarden. Deze zijn opgesteld op basis van samenvoeging van een groot aantal gepubliceerde waarden uit onderzoek (6). Echter er wordt vaak geen onderscheid gemaakt tussen lopen en fietsen, terwijl er bekend is dat lopen een iets hogere VO_2max geeft dan fietsen (2). Dit verschil is voor de fietsen de Hollanders een niet zo groot in vergelijking met de niet-fietsende Noord-Amerikanen.

Afgelopen jaar hebben wij alle literatuur op het gebied van referentiewaarden voor maximale inspanning bij gezonde volwassenen op een rijtje gezet (7). Het literatuuroverzicht is HIER te raadplegen.

Normwaarden Project

We krijgen veel vragen over Nederlandse en Belgische normwaarden voor maximale inspanning. Omdat gedegen normen ontbreken voor de “Lage-Landen” zijn we een project gestart op dit gat in te vullen. We willen als eerste doel “open source” normen voor o.a. de VO2max opstellen. Als u een dataset met inspanningsgegevens van gezonde mensen heeft en u wilt deze delen ten behoeve van het project, stuur dan een email naar info@physiology-academy.nl.

Conclusie

De VO_2max is een belangrijke indicator van de functie van het cardiorespiratoire systeem en kan bepaald worden door het meten van de uitademinggassen tijdens een inspanningstest met toenemende belasting tot uitputting.

Referenties

1. Shephard RJ, Allen C, Benade AJ, Davies CT, Di Prampero PE, Hedman R, et al. The maximum oxygen intake. An international reference standard of cardiorespiratory fitness. Bull World Health Organ. 1968;38(5):757-64.
2. Takken T. Inspanningstests, 2e Druk. Maarssen: Elsevier Gezondheidszorg; 2007. 1-160 p.
3. Wagner PD. New ideas on limitations to VO2max. Exerc Sport Sci Rev. 2000;28(1):10-4.
4. Fick A. Ueber die Messung des Blutquantums in den Herzventrikeln. Sitx der Physik-Med Ges Wurzburg. 1870;2:16.
5. Howley ET, Bassett DRJ, Welch HG. Criteria for maximal oxygen uptake: review and commentary. Medicine and Science in Sports and Exercise. 1995;27(9):1292-301.
6. Shvartz E, Reibold RC. Aerobic fitness norms for males and females aged 6 to 75 years: a review. Aviat Space Environ Med. 1990;61(1):3-11.
7. Paap D, Takken T. Reference values for cardiopulmonary exercise testing in healthy adults: a systematic review. Expert Review of Cardiovascular Therapy. 2014;12(12):1439-53.