הצגת המקור של הדף "צריכת חמצן מרבית"

{{מפנה|צח"מ|צוות חקירה מיוחד}}
'''צריכת חמצן מרבית (צח"מ)''' (גם VO<sub>2</sub> Max) היא שיעור ספיגת ה[[חמצן]] המרבי של [[גוף האדם]] במהלך [[אימון]] גופני. צריכת החמצן המרבית מבטאת את כמות החמצן המרבית שהגוף מסוגל לנצל ב[[פעילות גופנית]] עצימה.<ref>{{צ-מאמר|שם=Metabolic rate and endurance capacity in Australian varanid lizards (Squamata: Varanidae: Varanus): EVOLUTION OF ENDURANCE IN VARANIDS|קישור=https://academic.oup.com/biolinnean/article-lookup/doi/10.1111/j.1095-8312.2009.01207.x|כתב עת=Biological Journal of the Linnean Society|שנת הוצאה=2009-06-23|עמ=664–676|כרך=97|doi=10.1111/j.1095-8312.2009.01207.x|מחבר=Christofer J. Clemente, Philip C. Withers, Graham G. Thompson}}</ref> מקור שם המונח הלועזי VO<sub>2</sub> הוא בהלחם בסיסים בין שלושת המרכיבים: "V" עבור Volume, נפח, O<sub>2</sub> - המסמל חמצן ו-Max עבור Maximum, כלומר מקסימלי.
[[קובץ:Ergospirometry laboratory.jpg|טקסט=אישה במהלך בדיקת צח"מ|ממוזער]]

ככל שעצימות האימון עולה, כך צריכת החמצן עולה בהתאמה, עד לנקודה שבה נשארת קבועה. נקודה זו היא צריכת החמצן המרבית (VO<sub>2</sub>max) והיא מייצגת את מיצוי היכולת ה[[פעילות אירובית|אירובית]] המרבית של האדם המבצע את הבדיקה. העלייה בעצימות הפעילות לא נפסקת לאחר הגעה לצריכת החמצן המרבית והיא נמשכת באמצעות הפקת אנרגיה במסלול [[פעילות אנאירובית|האנאירובי]]. למעשה המונח "צריכה" מבטא את ה"ניצול" של החמצן מן האוויר.

מדידת צח"מ ב[[תנאי מעבדה]] מספקת ערך כמותי עבור הכושר האירובי של ספורטאי. ערך זה משמש להשוואה בין אפקטיביות האימונים של אותו ספורטאי כמו גם בין ספורטאים שונים. ערך גבוה של חמצן מרבי הניתן לספיגה מצביע על [[סיבולת לב-ריאה]] גבוהה בביצועים ספורטיביים. ספורטאי עלית, כמו גם רצים תחרותיים למרחקים ארוכים, [[מרוץ אופני כביש|רוכבי כביש]], [[סקי למרחקים|גולשי סקי במישור]] ו[[טריאתלון|טריאתלטים]] מקצועיים, הם בעלי צח"מ של כ-80 מ"ל/ק"ג לדקה. בעלי חיים כמו [[מרוץ סוסים|סוסי מרוץ]] או [[אנטילוקפרה אמריקנית]] הם בעלי ערכי צח"מ של מעל 200 מ"ל/ק"ג לדקה.

==ביטוי==

צח"מ בא לידי ביטוי בדרך כלל בערכים של ליטר חמצן לדקה (ליטר/דקה). לחלופין, הוא מנורמל עבור משקל גוף כערך יחסי - בערכי מיליליטר של חמצן לקילו לדקה (מ"ל/ק"ג לדקה). הביטוי האחרון משמש על פי רוב להשוות את הביצועים של ספורטאי עלית בענפי סיבולת. אף על פי כן, צח"מ לא משתנה בדרך כלל בהתאם למשקל הגוף בצורה ליניארית, לא בקרב פרטים מאותו [[זן (טקסונומיה)|זן]] ולא בין בהשוואה בין זנים. לכן, השוואות ביצועים וערכי צח"מ של פרטים או זנים השונים בגודל הגוף צריך להעשות באמצעים סטטיסטיים הולמים כמו ניתוח של [[שונות משותפת]].<ref>{{צ-מאמר|שם=Phylogenetic analysis of mammalian maximal oxygen consumption during exercise|קישור=http://jeb.biologists.org/cgi/doi/10.1242/jeb.088914|כתב עת=Journal of Experimental Biology|שנת הוצאה=2013-12-15|עמ=4712–4721|כרך=216|doi=10.1242/jeb.088914|מחבר=E. M. Dlugosz, M. A. Chappell, T. H. Meek, P. A. Szafranska}}</ref>

==מדידה וחישוב==
[[קובץ:Gas_exchange_during_max_test.jpg|טקסט=|ממוזער|309x309 פיקסלים]]

===מדידה===
מדידת צח"מ מדויקת כוללת מאמץ פיזי עצים מספיק בזמן ובמאמץ כדי להגיע לגירוי מספר של המערכת האירובית. בבדיקות פיזיות כלליות, הדבר כרוך במבדק מאמץ על [[מסילת כושר|הליכון]] או [[אופניים נייחים]] במהלכו עצימות האימון הולכת ועולה בהדרגה. במהלך הבדיקה נמדדים ב[[נשימה]] ריכוזי חמצן ו[[פחמן דו-חמצני]] ב[[שאיפה]] וב[[נשיפה]].
נקודת צריכת החמצן המרבית מגיעה כאשר ריכוז החמצן בנשימה נשאר קבוע למרות התגברות המאמץ.

===חישוב: משוואת פיק===
צח"מ מוגדר על ידי משוואת פיק:
:<math>\mathrm{VO_2\; max} = Q \times\ (\mathrm{C_aO_2} - \mathrm{C_vO_2})</math>

כאשר הערכים מושגים במהלך מאמץ בעצימות מרבית.
* ''Q'' מסמל את תפוקת הלב
* C<sub>a</sub>O<sub>2</sub> את תכולת החמצן העורקי
* C<sub>v</sub>O<sub>2</sub> את תכולת החמצן הוורידי
*(C<sub>a</sub>O<sub>2</sub> – C<sub>v</sub>O<sub>2</sub>) ידוע גם כהפרש החמצן העורקי.

==הערכת צח"מ על סמך בדיקת מאמץ שאינו מרבי==
הדרישה להגיע למאמץ מרבי במטרה למדוד את הצח"מ המדויק עשויה להיות מסוכנת לאנשים עם בעיות במערכות הנשימה או הלב. לשם כך פותחו בדיקות מאמץ לא-מרבי המשמשות להערכת הצח"מ.

===שיטת הדופק===
על פי שיטה זו ערך צח"מ משוער מבוסס על הדופק המקסימלי ועל דופק המנוחה<ref>{{צ-מאמר|שם=Estimation of V?O2max from the ratio between HRmax and HRrest ? the Heart Rate Ratio Method|קישור=http://link.springer.com/10.1007/s00421-003-0988-y|כתב עת=European Journal of Applied Physiology|שנת הוצאה=2004-01|עמ=111–115|כרך=91|doi=10.1007/s00421-003-0988-y|מחבר=Niels Uth, Henrik S�rensen, Kristian Overgaard, Preben K. Pedersen}}</ref>

:<math chem="">\text{V}\ce{O2}\text{ max} \approx \frac{\text{HR}_\text{max}}{\text{HR}_\text{rest}} \times 15.3\text{ mL}/(\text{kg·minute})</math>

משוואה זו משתמשת ביחס בין הדופק המקסימלי (HR<sub>max</sub>) לבין דופק המנוחה (HR<sub>rest</sub>) כדי לחזות את הצח"מ. חוקרים מזהירים שהנוסחה פותחה על בסיס מדידות בקרב ספורטאים שכולם גברים, מאומנים היטב, בגילאי 21 עד 51. לכן עשויה להתברר כלא אמינה כאשר מיישמים אותה על קבוצות אחרות. בנוסף, החוקרים ממליצים להציב בנוסחה מדידות אמיתיות של דופק מקסימלי ולא הערכה של הדופק על סמך הגיל.

===מבחן קופר===
קנת ה. קופר ביצע מחקר עבור [[חיל האוויר של ארצות הברית]] ב[[שנות ה-60 של המאה ה-20|שנות ה-60]] המאוחרות. כתוצאה מהמחקר נולד מבחן קופר, בו הנבדק מבצע ריצה של 12 דקות והמרחק אותו הוא מצליח לכסות במהלכן נמדד. בהסתמך על מדידת המרחק, מבוצעת הערכה של הצח"מ על פי הנוסחה:

:<math>\mathrm{VO_2\; max} \approx {d_{12} - 504.9 \over 44.73}</math>

כאשר d<sub>12</sub> הוא המרחק במטרים שהנבדק הצליח לרוץ ב-12 דקות.

משוואה אפשרית נוספת למבחן זה היא:

:<math>\mathrm{VO_2\; max} \approx {(35.97 * d'_{12}) - 11.29}</math>
כאשר d'<sub>12</sub> הוא המרחק במיילים שהנבדק הצליח לרוץ ב-12 דקות.

==היסטוריה==
הפיזיולוג הבריטי [[ארצ'יבלד ויויאן היל]] הציג את רעיון ספיגת חמצן מרבית וחוב חמצן ב-[[1922]].<ref>{{צ-מאמר|שם=History of developments in sport and exercise physiology: A. V. Hill, maximal oxygen uptake, and oxygen debt|קישור=http://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/02640410701701016|כתב עת=Journal of Sports Sciences|שנת הוצאה=2008-02-15|עמ=365–400|כרך=26|doi=10.1080/02640410701701016|מחבר=Tudor Hale}}</ref><ref>{{צ-מאמר|שם=Maximal oxygen uptake: ???classical??? versus???contemporary??? viewpoints:|קישור=http://journals.lww.com/00005768-199705000-00002|כתב עת=Medicine &amp Science in Sports &amp Exercise|שנת הוצאה=1997-05|עמ=591–603|כרך=29|doi=10.1097/00005768-199705000-00002|מחבר=David R. Bassett, Edward T. Howley}}</ref> היל ו[[רופא]] [[יהודי]] יליד [[גרמניה]] בשם [[אוטו מאירהוף]] חלקו את [[פרס נובל לפיזיולוגיה או לרפואה]] על התגליותי שגילו בנוגע לייצור חום ב[[שריר]]ים.<ref>{{קישור כללי|כתובת=https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1922/summary/|כותרת=The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1922|אתר=NobelPrize.org|שפה=אנגלית|תאריך_וידוא=2020-04-15}}</ref> בהמשך לעבודה שביצעו, מדענים החלו למדוד צריכת חמצן במהלך פעילות גופנית. תרומות משמעותיות נעשו על ידי הנרי טיילור מ[[אוניברסיטת מינסוטה]], המדענים הסקנדינבים פר-אולוף אסטראנד ובנג סלטין בשנות ה-50 וה-60, מעבדת העייפות של הרווארד, [[אוניברסיטה|אוניברסיטאות]] גרמניות והמכון למחקר שרירים ב[[קופנהגן]].<ref>{{קישור כללי|כתובת=http://www.sportsci.org/2011/ss.pdf|הכותב=Seiler, Stephen|כותרת=A Brief History of Endurance Testing in Athletes|אתר=SportScience|תאריך=2011}}</ref><ref>{{קישור כללי|כתובת=https://us.humankinetics.com/products/history-of-exercise-physiology|הכותב=|כותרת=History of Exercise Physiology|אתר=Human Kinetics|תאריך=10.11.2018|שפה=en|תאריך_וידוא=2020-04-15}}</ref>

==ראו גם==
* [[פעילות אנאירובית]]
* [[פעילות אירובית]]
* [[סיבולת לב-ריאה]]
* [[ריווי חמצן בדם]]

==קישורים חיצוניים==
{{ויקישיתוף בשורה}}
* [https://www.shvoong.co.il/יש-לי-מושג-מהי-צריכת-חמצן-מרבית-צחמ/82738/ "יש לי מושג מהי צריכת חמצן מרבית"], דניאל קרן, שוונג.
* [https://www.endure.co.il/מה-זה-vo2-max/ "מה זה VO2 MAX"], endure.

== הערות שוליים ==
{{הערות שוליים|יישור=שמאל}}

[[קטגוריה:פעילות גופנית]]
[[קטגוריה:ריצה]]
[[קטגוריה:אימון ספורטיבי]]
[[קטגוריה:מונחים בספורט]]