VO2最大估计器 - 计算您的有氧健身水平
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"根据VO2max测量,心肺呼吸能力是所有原因死亡率和心血管疾病风险的最强的独立预测因素之一.每一个1-MET增加的健康状况都与13-15%的死亡风险降低有关. "
你知道吗?
- 迄今为止科学验证的最高VO2max为97.5毫升/公斤/分钟,记录在2012年18岁的挪威骑自行车运动员奥斯卡·斯文森身上.
- 诺贝尔奖得主A.V.希尔于1923年首次测量了VO2max;真正的"最大"概念在20世纪50年代对运动员的研究中得到证实.
- 没有训练的成年人通常的VO2max值为35 - 45毫升/千克/分钟;精英马拉松跑者是75 - 85毫升/千克/分钟.
什么是VO2最大值,为什么这很重要?
VO2max - - 最大氧吸收 - - 是您的身体在持续的强度运动中能消耗氧气的最大速度.它以每公斤体重每分钟的氧气毫升 (mL/kg/min) 表示.您的VO2max越高,您的心血管和肌肉系统在强度运动中提供和利用氧气的效率就越高.
VO2max是有氧健身的黄金标准衡量标准,因为它反映了多个生理系统的综合能力:心脏输出 (心脏 多少血液),氧气输送 (血红蛋白和红细胞数量) 和肌肉氧气提取 (线粒体密度和酶活性).改善这些系统中的任何一个可以提高VO2max,并延长您在耐力比赛中的速度或功率.
除了体育之外,VO2max是长期健康的强大预测因素.JAMA和NEJM发表的研究始终表明,VO2max (1MET) 的每一个单位增加与13-15%的死亡率相相关,不论年龄,体重或其他风险因素.适合其年龄的顶级四分之一的人心血管死亡风险比底级四分之一的人低约50%.
根据年龄和性别的VO2最大参考值
久坐的人群中,VO2max在25岁后每年大约下降1%,持续活跃的人群中每年下降0.5%.定期有氧训练可以减缓或部分逆转这种下降.下表为成人提供了规范值:
| VO2最大 (毫升/公斤/分钟) | 男人 20 - 29 | 40 - 49岁的男性 | 女性 20 - 29 | 女性 40 - 49 |
|---|---|---|---|---|
| 非常贫穷 | <38 年 | <31 年 | <29 年 | <24 年 |
| 可怜的 | 38 - 41 年 | 31 - 35 年 | 29 - 33 年 | 24 - 28 年 |
| 公平的 | 42 - 46 年 | 36 - 40 年 | 34 - 36 年 | 29 - 32 年 |
| 好的 | 47 - 51 年 | 第四十一至四十五 | 37 - 41 年 | 33 - 36 年 |
| 这很好. | 52 - 60 年 | 46 - 55 年 | 42 - 49 年 | 37 - 44 年 |
| 上级的 | >60 年 | >55 年 | >49 年 | >44 年 |
精英耐力运动员处于不同的水平:马拉松世界纪录保持者Eliud Kipchoge估计达到85毫升/千克/分钟;挪威越野滑雪运动员Bjørn Dæhlie在实验室中记录了96毫升/千克/分钟.作为参考,健康的久坐不动的成年人可能得分为35-45毫升/千克/分钟.
在此计算器中使用的Uth-Sørensen公式
这个估计器使用乌斯-索伦森-奥弗加德-佩德森公式(2004年):VO2最大值~15倍 (HRmax/HRrest).
该公式来自Fick方程式:VO2 =心脏输出 ×动脉静脉O2差异.在最大努力时,心脏输出与最大心率大致成比例;在休息时,心脏输出与休息心率大致成比例.因此,它们的比率 (HRmax/HRrest) 估计了心血管输出范围,这与VO2max相关.
限制:这是一个估计值,而不是实验室测量.与直接的VO2max测试相比,准确度为+/-10-15%.未被捕获的因素包括个人中风体积,血红蛋白水平和肌肉氧气提取效率.尽管如此,该公式与人口研究中测量的VO2max相对应,并且对跟踪随时间的相对健康变化很有用.
| 休息时间HR (bpm) | 最大的HR (bpm) | 估计的VO2最大值 | 健身类别 |
|---|---|---|---|
| 75 | 一百五十五 | 37.0 年 | 贫困 - 公平 |
| 65 | 一百五十五 | 美国 | 好的 |
| 55 | 一百五十五 | 50.5 年 | 这很好. |
| 48 | 一百五十五 | 美国 | 上级的 |
| 40 | 美国 | 71.3 年 | 精英 |
如何测量休息和最大心率
休息心率 (RHR):早晨起床前,至少5分钟静坐后,测量心率.胸带心率计能给出最准确的读数;指尖脉冲测量足够.连续3 - 5个早晨进行读数和平均值.正常的RHR是60 - 100bpm;运动员通常具有RHR的40 - 55bpm.较低的RHR通常表明更强的心率效率.
最大心率 (MHR):真正的MHR需要最大努力测试.最常见的实地方法:以近最大努力跑400米,休息30秒,再尽可能快地跑400米,在最后200米中记录最高HR.流行的公式220-年龄给出人口估计值,标准偏差为+/-10 - 12bpm - 许多人与此估计有很大差异.塔纳卡公式 (208 - 0.7x年龄) 对老年人来说更准确.
可穿戴设备:现代GPS手表 (Garmin,Polar,Coros) 和智能手表 (Apple Watch) 在户外跑步时从心率和步伐数据估计VO2max.当光学HR传感器与手腕保持良好接触并且训练条件一致时,这些估计是相当准确的 (+/-5 - 10%).
提高VO2max的训练方法
VO2max最强烈地响应在接近最大容量的心血管系统的训练.
- VO2最大时间间隔 (经典):4 - 6 x 3 - 5 分钟的重复在~95 - 100%的最大HR (大约3K - 5K跑步速度为跑步者),同等的恢复.由雅各布·英格布里格森推广的"挪威模型"使用双门 会议相反 - 每天2个门 会议在~85%的MHR,积累的体积超过单个最大强度的努力.
- 速度/门 运行时间:20 - 40分钟的乳酸 值速度 (~85 - 88%MHR) 提高您在乳酸积累之前可以维持的速度,提高有效的比赛速度而不直接 准VO2最大值.
- 长缓距离 (LSD):轻松的有氧跑步在65-75%的MHR建立线粒体密度和脂肪氧化能力.虽然不是VO2最大增加的主要驱动因素,但LSD提供了有氧基础,支持高质量的间歇训练和恢复.
| 培训方法 | 心率区域 | 主要适应 | 会议/周 |
|---|---|---|---|
| 轻松运行/LSD | 65- 75% 的 MHR | 有氧基础,脂肪适应 | 3 - 5 年 |
| 速度/门 | 85 - 88% 的 MHR | 乳酸 值 | 一到二 |
| VO2最大时间间隔 | 95 - 100% 的 MHR | 心脏输出量,VO2最大值 | 1 |
| 速度工作 | >100%的VO2速度 | 神经肌肉经济 | 1 |
VO2最大值和比赛表现预测
VO2max设定了耐力表现的生理上限,但比赛结果也取决于乳酸 值 (你可以维持的VO2max的百分比),运行经济 (在给定的速度下每公里的氧气成本) 和精神 力.由于这些其他因素,两个具有相同VO2max值的跑步者在比赛时间上可能会有很大差异.
杰克·丹尼尔斯的VDOT系统 (在"丹尼尔斯的跑步公式"中普及) 使用比赛表现来计算有效的VO2max (VDOT),这既占生理和经济.一个40分钟10K跑步者的VDOT约为46.5;一个35分钟10K跑步者的VDOT约为55.
大致的VO2max转换为比赛时间 (对于跑步者):
| VO2最大值 | 5K时间 | 10K时间 | 半程马拉松 | 马拉松赛 |
|---|---|---|---|---|
| 40 | 时间27:00 | 时间:56:00 | 时间: | 时间是4:20 |
| 50 | 时间22:00 | 时间:45:30 | 一点四十分 | 时间3:29 |
| 60 | 时间18:30 | 时间38:30. | 时间1:24 | 时间2:58 |
| 70 | 时间16:00 | 时间33:00 | 时间 1:13 | 时间2:35 |
| 80 | 时间14:15 | 时间29:30. | 一点零五分 | 时间2:18 |
影响VO2max的因素
多种因素决定了你的VO2max,有些是可改变的,有些是不可改变的:
- 遗传学 (50 - 70%):VO2最大值的遗传性约为50 - 70% - 这是一个主要的决定因素,解释了为什么精英耐力运动员在某些家庭和人群中聚集在一起.根据初始健身水平,训练可以将VO2最大值从基线提高5 - 30%.
- 年龄:20岁中后期的VO2max达到顶峰,然后在久坐的人群中每年大约下降1%.继续训练的大师运动员保留了更高的值 - - 60岁的竞争跑步运动员的VO2max可能相当于30岁的久坐者.
- 性别:男性的平均VO2max比同样训练状态的女性高10 - 25%,主要是由于血红蛋白 度更高,心脏大小更大,体脂百分比更低.
- 高度:由于氧气的部分压力较低,VO2max在1,500米以上每100米下降约1%.高空训练 (2,000 - 2,800米) 刺激了红细胞生成,当运动员回到海平面时,VO2max暂时升高.
- 身体组成:减少多余的体脂会增加相对的VO2max,即使没有心血管适应.
人们常问的问题
什么是我这个年龄的最佳VO2max?
对于你的年龄和性别来说,50个百分点以上的VO2max是平均的;75个百分点以上是运动的;90个百分点以上是出色的.对于40岁的男性来说",好"大约是42 - 48毫升/公斤/分钟;对于40岁的女性来说,33 - 41毫升/公斤/分钟.VO2max每年下降约1%,因此应根据年龄调整预期.
如果没有实验室, 我怎么能估计VO2max?
实地测试:库珀12分钟跑步 (VO2最大~ (米距离-504.9) / 44.73);1.5英里定时跑步 (VO2最大~3.5+483/time_in_minutes).可穿戴设备根据心率和步伐进行估计.本计算器使用休息和最大HR (Uth-Sørensen公式).所有估计都带有+/-10-15%的误差与实验室黄金标准.
需要多长时间才能提高VO2max?
随着持续的训练 (3 - 5天/周,包括1 - 2次高强度训练),可测量的VO2max改善会在4 - 8周内出现.对于初学者来说,在3 - 6个月内可以获得5 - 15%的典型收益;高训练的运动员看到更小的绝对收益 (1 - 5%),因为他们接近他们的遗传上限.
减肥会影响VO2max吗?
VO2max与体重相对表达 (mL/kg/min),因此即使没有心血管适应,减肥也会增加VO2max.仅通过分母效应,减少10%的体脂可以使相对VO2max增加约5-10%,而不依赖于任何健身改善.
VO2最大值和乳酸 值的区别是什么?
乳酸 值是乳酸开始积累的强度,通常是VO2max的70-85%.精英马拉松运动员在VO2max的75-85%,接近他们的乳酸 值.提高乳酸 值 (将其移动到VO2max的更高%) 即使不提高VO2max,也可以提高比赛表现.
我可以通过骑自行车或游泳而不是跑步来提高VO2max吗?
是的.VO2max是一种全身心血管测量,任何持续的有氧运动将心率提高到80-95%MHR长时间将改善它.与骑自行车,游泳,划船或越野滑雪进行交叉训练是有效的.然而,特定运动的经济性 (效率) 只有在该运动中练习时才会改善.
谷歌或 果手表的VO2max估计有多准确?
研究表明,大多数用户的现代可穿戴VO2max估计值在+/-5 - 10%的实验室值范围内,前提是HR是准确的 (光学传感器在高强度的努力中 扎) 和训练条件一致. Garmin的FirstBeat算法在几项同行评审的研究中得到了验证,在训练有素的跑步者中准确度很好.
什么是VDOT系统,它与VO2max有什么关系?
VDOT (杰克·丹尼尔斯系统) 是一种有效的VO2最大值,源于比赛表现 - 它结合了原始有氧容量 (VO2最大值) 和运行经济.50的VDOT大致相当于VO2最大值~50毫升/公斤/分钟与平均经济.VDOT表提供相当于轻松,节奏,间隔和重复 炼的训练步伐.
休息心率会影响VO2max吗?
休息心率与VO2max相反相关 - 健身的心脏每次抽出更多的血液 (更高的中风量),需要每分钟休息的次数更少.Uth-Sørensen公式直接使用这种关系:VO2max~15x (MHR/RHR).通过训练降低休息HR可以提高估计值.
一个50的VO2最大相当于什么在种族方面?
大约50毫升/公斤/分钟的VO2max大致相当于:5K~22分钟,10K~45分钟,半程马拉松~1:40,马拉松~3:29 (对于训练有素的男性跑步者).由于跑步经济和身体组成的差异,女性在相同的VO2max中比这些时间慢一点.这些是估计值 - 实际比赛时间因节奏策略和条件而异.
呼吸交换比率和能量基质
但身体选择的燃料 (脂肪与碳水化合物) 也对耐力表现有影响.呼吸交换比率 (RER)燃烧的燃料:RER=产生的二氧化碳/消耗的二氧化碳.0.70的RER表示纯脂肪氧化;1.00表示纯碳水化合物氧化.超过1.00的值表明无氧代谢 (产生的二氧化碳过量以缓冲乳酸).
在低强度 (区域1 - 2,<65%VO2max) 时,训练有素的运动员主要燃烧脂肪 - - 即使在瘦身运动员中也几乎没有限制的燃料 (即使是一名体重70公斤的10%体脂肪的跑者也拥有7公斤的脂肪 = ~63,000卡路里的能量).在高强度 (区域4 - 5,>85%VO2max) 时,糖原 (碳水化合物) 成为主要的燃料 - - 一种有限的燃料 (大约500g糖原 = ~2,000卡路里,足够进行90分钟的硬跑).
这就是为什么马拉松跑者在20英里左右"碰到墙壁":糖原储量耗尽,迫使转向脂肪氧化,无法维持马拉松步伐.延迟这一点的策略:以低于无氧 值的速度跑 (糖原节约),在比赛期间消耗碳水化合物 (30 - 90g/小时),并通过长时间的有氧跑步在禁食或低碳水化合物状态中训练适应脂肪的系统.
提高脂肪氧化能力是Zone 2训练的关键适应之一.在轻松的有氧运动中持续积累3 - 4小时/周的跑者会发展出更大,更高效的线粒体和更高的脂肪燃烧酶 度 - - 允许他们跑得更快,同时仍然主要燃烧脂肪,在全速赛跑时保留最后几英里的糖原.Stephen Seiler和其他人的研究表明,两极化的80/20训练模型利用了这个Zone 2脂肪适应基础,同时仍然通过Zone 4 - 5间隔开发VO2最大限值.跳过Zone 2以支持所有中等强度 ("灰色区域") 训练的运动员既不发展脂肪适应力,也不发展最大的有氧功率,尽管在训练中感觉更强,但长期产生较差的结果.
| 强度 (% VO2最大) | 其他 | 主要燃料 | 持续时间 |
|---|---|---|---|
| 百分之五十至六十 | 0.70 - 0.80 在 | 脂肪占主导地位 | 工作时间 |
| 65 - 75% 的 | 0.80 - 0.90 在 | 混合脂肪/碳水化合物 | 2 - 4 小时 |
| 80 - 85% 的 | 0.90 - 0.95 年 | 碳水化合物占主导 | 1 - 2 小时 |
| 百分之九十至百分之百 | 0.95 - 1.05以上 | 碳水化合物/无氧 | 会议记录 |
心率区域和训练强度
了解心率区域有助于您以正确的强度进行训练,以最大限度地提高特定的生理适应.区域通常被定义为最大心率 (MHR) 的百分比,尽管心率储备 (HRR) 区域 (使用卡沃宁公式) 更具个性化,通常由教练优先选择.
基于HRR的区域的卡尔沃宁公式:目标HR = ((MHR - RHR) x %强度) + RHR
| 地区 | 百分比的MHR | 在% HRR | 生理效应 | 运行感觉 |
|---|---|---|---|---|
| 区域1 (恢复) | 百分之五十至六十 | 30 - 40% 的 | 主动回收,脂肪氧化 | 谈话,没有努力 |
| 区域2 (有氧基地) | 60 - 70% 的 | 40至55% | 氧化能力,线粒体 | 舒适,可以进行对话 |
| 区域3 (节奏) | 70 - 80% 的 | 55 - 70% 的 | 乳酸 值,经济 | 舒适地硬,只有短语 |
| 区域4 (门 ) | 80 - 90% 的 | 70 - 85% 的 | VO2最大发展,速度 | 很难,只有单词 |
| 区域5 (VO2最大值) | 百分之九十至百分之百 | 百分之85至百分之100 | 最大的心脏输出 | 非常艰难,不可持续 |
对于VO2最大限度的发展,区域4 - 5间隔最有效.在95 - 100%MHR下4 - 6x4分钟的会话与3 - 4分钟的恢复是提高VO2最大限度的黄金标准.然而,这些会话非常苛刻 - 大多数跑步者应将其限制在每周一次,大部分训练 (80%) 在区域1 - 2 ("两极化训练"模式).
精英耐力运动员经常使用"80/20规则":80%的训练在低强度 (区域1 - 2) 和20%的训练在高强度 (区域4 - 5),在区域3的时间最小. 这种两极分化的方法在多项研究中得到了验证,与中等强度训练-重量计划相比,显示出优异的VO2最大增长.
不同运动中的VO2max
由于不同的肌肉质量参与和心血管需求,体育运动中的VO2max值因体育运动而异.涉及大肌肉群的体育运动 (越野滑雪,划船,骑自行车) 产生的VO2max值高于体育特定测试中的较小肌肉活动 (游泳使用的肌肉比跑步少).
跑步者在跑步时测量的VO2max通常会比在循环人体表上测试的同一个跑步者高5-10%,因为跑步需要更多的肌肉质量.使用双极技术的越野滑雪者同时使用上肢和下肢肌肉,这就是为什么他们始终产生任何运动中最高的VO2max值.
| 运动 | 平均精英VO2最大值 (M) | 平均精英VO2最大值 (W) |
|---|---|---|
| 越野滑雪 | 85 - 96 年 | 70 - 80 年 |
| 自行车 (公路) | 80 - 90 年 | 65 - 75 年 |
| 马拉松跑步 | 75 - 85 年 | 62 - 72 年 |
| 划船 | 70 - 80 年 | 58 - 68 年 |
| 游泳 | 65 - 75 年 | 55 - 65 年 |
| 足球/足球 | 58 - 68 年 | 50 - 60 年 |
| 没有运动的成年人 | 35 - 45 年 | 28 - 38 年 |