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必备技能|利用V-slope法确定无氧阈值
作者: 来源:心脏康复网发布时间:2020-07-21

无氧阈值(AT),也称之为乳酸阈值、气体交换阈值或通气阈值,是反映心肺功能、运动耐力和机体利用氧能力的一个良好指标。


运动负荷增加到一定程度后,组织对氧的需求超过循环所能提供的氧供量,组织必须通过无氧代谢提供更多的氧,有氧代谢与无氧代谢的临界点称为AT,也称为乳酸代谢域值,正常值大于40%peakVO2,一般在50%~65%peakVO2,其值大小受长期有氧训练等个体因素的影响。相对peakVO2而言,AT更能反映肌肉线粒体利用氧的能力。由于AT所代表的是亚极量运动负荷,不受患者主观因素影响,因此把AT和peakVO2结合在一起判断患者的运动耐力。AT用于制定个体化运动处方中运动强度的推荐,AT通常由V-slope方法判定。


V-slope法判定AT


当患者在运动时,有氧功能尚未需要无氧代谢补充功能时的最大VO2值,即尚未发生乳酸性酸中毒时的最高VO2。AT在反应组织灌注变化方面较VO2max 敏感,且相对于用力与否无关,代表着循环系统运输氧的能力。在康复医学中,AT点的氧耗经常被用作康复训练的运动强度,是保证患者在心肺系统适应度内进行有氧安全运动的金标准。


当乳酸增多导致酸中毒时,相对于VO2而言,VCO2的增长加速。当这两个变量用点描绘出来时,关系曲线包含两个线性部分,较低的部分(S1)斜率稍小于1.0,而较高的部分(S2)斜率大于1.0(见下图1)。通过气体交换测定出的AT为两个斜率的截距(见下图2)。在乳酸缓冲的过程中,碳酸氢盐与乳酸反应产生CO2,导致相对于VO而言,VCO2增长较快。这种方法称作V-slope法,因为它将CO2产出量与O2摄取量增长联系起来。


图1(点击图片查看大图)


图2(点击查看大图)


如图1所示,S1和S2可以在VCO2-VO2关系曲线各自相应的区域,由统计方法导出的回归斜率测出。计算机程序可以确定斜率变化拐点的VO2,在此VO2之上,尽管没有过度通气,但相对于VO2而言,VCO2快速增长。有关研究指出用V-slope法,S1的斜率等于或小于1,S2的斜率大于1,因而在VCO2-VO2关系曲线放一个45°直角三角形(以等比例划分)即可测定出拐点代表的AT值。当描绘出的数值点开始以大于45°上升(斜率大于1.0),此时的VO2即为AT值。


用这种方法得到的数值与乳酸阈值(LT)相吻合,且与[HCO3]阈值吻合度更高。若患者轻度运动就出现乳酸酸中毒,那无负荷运动开始后,其VCO2-VO2关系曲线斜率很快就超过1.0,因而其AT值将小于运动VO2的最低测定值。


尽管此方法同时测定VCO2和VO2,但它不依赖于机体的肺通气反应,而且对无规律呼吸不敏感。因此,对于那些对运动时的乳酸酸中毒不能做出呼吸代偿反应的患者(如肥胖综合征、重度慢性阻塞性肺疾病患者),用V-slope法测定其AT值是很有效的。虽然V-slope法不依赖于运动肺通气反应,一些学者还是把它与“肺通气阈值”相提并论,这显然是错误的,因为VE在横轴和纵轴的值都是相同的,因此它不能描述V-slope曲线中的拐点。V-slope斜率曲线实际上是描绘与O2摄取量相应CO2产出量的曲线。此曲线等同于心排血量×C(v-a)CO2与心排血量C(a-v)O2的关系曲线。因此,如图1和图3所示,AT阈值是由于额外的CO2进入静脉血使C(v-a)CO2比C(a-v)O2增长更快的结果。


图3(点击查看大图)


如果S1和S2间的拐点不能用V斜率法准确地确定出来,可能是由于功率递增试验中与机体适应性相当的功率增长较慢,导致HCO3-缓冲乳酸产生的CO2增长速度较慢造成的;还有可能是由于肌组织磷酸化酶缺陷( McArdle综合征)导致患者体内不产生乳酸。若为前者,可以加快功率增长速度重复试验;如果还是不能观察到拐点(VCO2比VO2上升更快),则可能是因为患者肌肉代谢缺陷引起的血液中乳酸水平不能上升。


本篇部分内容摘自《心肺运动试验的原理和解读—病理生理及临床应用》(第五版)/Karlman Wasserman(美国)等原著;孙兴国主译.-北京大学医学出版社.2018(1):91-94.


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