محاسبه کالری مصرفی دویدن

محاسبه گر کالری مصرفی دویدن میزان کالری ای که شما برای دویدن فاصله داده شده می سوزانید را محاسبه می کند. محاسبه گر، میزان آمادگی جسمانی شما و شیب سطحی که بر روی آن می دوید (بر روی تردمیل یا خیر) را در نظر می گیرد. شیب صعودی یا نزولی سطح دویدن، به این دلیل در نظر گرفته می شود که هر چقدر شیب افزایش یابد میزان کالری بیشتری مصرف می شود و هرچه شیب کاهش یابد، برعکس آن کالری کمتری سوزانده می شود. (البته تا شیب منفی 10 درصد، چرا که کم کردن شیب بیشتر از این مقدار موجب افزایش کالری مصرفی می شود).

اینکه شما بر روی تردمیل می دوید یا خیر باید در نظر گرفته شود چرا که وقتی شما بر روی تردمیل می دوید نیاز به غلبه بر نیروی مقاومت هوا نخواهید داشت، در نتیجه میزان کالری مصرفی هنگامی که بر روی تردمیل می دوید اندکی کمتر از هنگام دویدن در فضای باز خواهد بود.  میزان آمادگی جسمانی (که با مقدار VO2max سنجیده می شود) نیز در نظر گرفته می شود، چون نسبت معکوسی بین میزان بیشینه اکسیژن مصرفی VO2max و انرژی مورد نیاز برای دویدن برقرار است، یعنی هرچه آمادگی جسمانی شما یا به عبارت دیگر بیشینه اکسیژن مصرفی تان افزایش یابد شما میزان کالری کمتری برای دویدن فاصله ای مشخص می سوزانید.

روش شناسی

محاسبه گر مصرف کالری حاصل از دویدن موجود بر اساس معادلات (که در زیر نشان داده شده است) بدست آمده از داده های تجربی جمع آوری شده توسط  مارگاریا، کرتلی، آگمو و ساسی در مطالعه آنها با عنوان "مصرف انرژی در دویدن"، طراحی شده است. داده های جمع آوری شده توسط مارگاریا و دیگران، میزان مصرف کالری حاصل از دویدن سوژه آزمایش بر روی تردمیل با سرعت های مختلف (از 9 تا 22 کیلومتر در ساعت) و شیب های متغیر (از منفی 20% تا مثبت 15%) را اندازه گیری کرده اند. نتایج نشان می دهند که کالری مصرفی خالص نسبت به هر کیلوگرم وزن بدن در هر کیلومتر دویدن مستقل از سرعت بوده و تنها به شیب سطح و میزان آمادگی قلبی-تنفسی دونده (که توسط VO2max سنجیده می شود) بستگی دارد. بنابراین نیاز به دانستن سرعت دونده برای محاسبه کالری مصرفی نیست و تنها لازم است مسافت، وزن دونده و شیب سطح را بدانید. اگر شما میزان آمادگی قلبی-تنفسی دونده خود را بدانید فرصتی خواهید یافت تا تخمین تان از مصرف کالری را دقیق تر کنید زیرا یک نسبت معکوس بین بیشینه اکسیژن مصرفی و میزان انرژی مورد نیاز برای دویدن برقرار است.

در این محاسبه گر، میزان آمادگی قلبی-تنفسی توسط بیشینه اکسیژن مصرفی VO2max سنجیده می شود که بر اساس تعداد ضربان قلب در 20 ثانیه از زمان استراحت تعیین می گردد. این روش توسط اوث، سورنسن، اورگارد و پدرسن در مطالعه ای با عنوان "تخمین VO2max از طریق نسبت بین HRmax (ضربان قلب ماکزیمم) و HRrest (ضربان قلب زمان استراحت)- روشی با استفاده از نسبت ضربان قلب" ارائه شده است. در مطالعه اوث و دیگران، تخمین بیشینه اکسیژن مصرفی توسط تعیین ضربان قلب ماکزیمم برای یک سن خاص مطابق روش پیشنهاد شده توسط تاناکا، مونهان و سیلز در مطالعه ای با عنوان  "پیش بینی حداکثر ضربان قلب  بر مبنای سن" انجام می شود.

جدا از مباحث در نظر گرفته شده برای میزان کالری مصرف شده در دویدن که در بالا بیان شد، این محاسبه گر حضور یا عدم حضور مقاومت هوا در هنگام دویدن را بر این اساس که آیا دویدن بر روی تردمیل (بدون هیچ غلبه ای بر مقاومت هوا) و یا در فضای باز (که در آن بر مقاومت هوا باید غلبه شود) بوده است، در نظر می گیرد. مطالعه ای با عنوان "اثر مقاومت باد در دویدن و پیاده روی و اثر مکانیکی عملکرد در مقابله با نیروهای افقی و عمودی" که توسط ال.جی پاف نوشته شده است، نشان می دهد که بر خلاف تردمیل، در فضای باز (منظور دویدن بر روی سطح غیر متحرک است) مصرف انرژی بر اثر مقاومت هوا افزایش می یابد. بنابراین علاوه بر توضیحات بیان شده در اولین پاراگراف، این محاسبه گر اینکه آیا دونده بر روی تردمیل است یا خیر را نیز در نظر می گیرد.

معادلات

معادلات مصرف کالری هنگام دویدن

برای- 20% ≤ % Grade ≤ - 15%
CB = (((-0.01 x G) + 0.50) x WKG + TF) x DRK x CFF
برای  15% < % Grade ≤ - 10%
CB = (((-0.02 x G) + 0.35) x WKG + TF) x DRK x CFF
برای- 10% < % Grade ≤ 0%
CB = (((0.04 x G) + 0.95) x WKG + TF) x DRK x CFF
برای0% < % Grade ≤ 10%
CB = (((0.05 x G) + 0.95) x WKG + TF) x DRK x CFF
برای10% < % Grade ≤ 15%
CB = (((0.07 x G) + 0.75) x WKG + TF) x DRK x CFF

 که در آنها

  • Grade و G شیب سطح
  • CB کالری مصرفی
  • WKG وزن (کیلوگرم)
  • DRK مسافت (کیلومتر)
  • CFF تأثیر فاکتور آمادگی قلبی-تنفسی (در ادامه توضیح داده خواهد شد)
  • TF تأثیر فاکتور تردمیل (در ادامه توضیح داده خواهد شد)

تعیین فاکتور آمادگی قلبی-تنفسی CFF

هدف از فاکتور آمادگی قلبی-تنفسی استفاده شده در این محاسبه گر در نظر گرفتن آمادگی جسمانی دونده است. این موضوع در مطالعه مارگاریا و دیگران با عنوان" ورزشکاران می توانند عملکرد بهتری داشته باشند نه به خاطر مهارت بیشترشان بلکه به خاطر ظرفیت بالاتر مصرف اکسیژن" بیان شده است. اصولاً، یک دونده با بیشینه اکسیژن مصرفی بالا (VO2max) 5 تا 7 درصد کالری کمتری به نسبت یک دونده با بیشینه اکسیژن مصرفی پایین می سوزاند. برای تعیین فاکتور آمادگی قلبی-تنفسی CFF، تخمین میزان بیشینه اکسیژن مصرفی لازم است و VO2max بر پایه ضربان قلبی زمان استراحت دونده، توسط رابطه تعریف شده توسط اوث و دیگران (که در زیر نشان داده شده است) تعیین می شود.

VO2max = 15.3 x (MHR/RHR) 

MHR  = 208 - (0.7 x Age) 

RHR  = 20 second heart rate x 3 

که در آن

  • VO2max بیشینه اکسیژن مصرفی
  • MHR ماکزیمم (بیشینه) ضربان بر حسب تعداد ضربان در دقیقه
  • RHR ضربان قلب در زمان استراحت بر حسب تعداد ضربان در دقیقه

پس از تعیین بیشینه اکسیژن مصرفی، فاکتور آمادگی قلبی-تنفسی به صورت زیر محاسبه می شود:

برایVO2max ≥ 56 mL•kg-1•min-1
CFF = 1.00
برای56 mL•kg-1•min-1 > VO2max ≥ 54 mL•kg-1•min-1
CFF = 1.01
برای54 mL•kg-1•min-1 > VO2max ≥ 52 mL•kg-1•min-1
CFF = 1.02
برای52 mL•kg-1•min-1 > VO2max ≥ 50 mL•kg-1•min-1
CFF = 1.03
برای50 mL•kg-1•min-1 > VO2max ≥ 48 mL•kg-1•min-1
CFF = 1.04
برای48 mL•kg-1•min-1 > VO2max ≥ 46 mL•kg-1•min-1
CFF = 1.05
برای46 mL•kg-1•min-1 > VO2max ≥ 44 mL•kg-1•min-1
CFF = 1.06
برایVO2max < 44 mL•kg-1•min-1
CFF = 1.07

تعیین فاکتور تردمیل TF

هدف از بکارگیری فاکتور تردمیل (TF) در این محاسبه گر در نظر گرفتن عامل حضور یا عدم حضور مقاومت هوا است. بر اساس مطالعه انجام شده توسط ال.جی. پاف با عنوان "اثر مقاومت باد در دویدن و پیاده روی و اثر مکانیکی عملکرد در مقابله با نیروهای افقی و عمودی" می توان نشان که برای دونده ای که با آهنگ معمول 5/2 متر در ثانیه (9 کیلومتر در ساعت یا 6/5 مایل در ساعت) می دود، مصرف انرژی به علت مقاومت هوا هنگام دویدن بر زمین جامد حدود 84/0 کالری در کیلومتر است که مترادف است با 2/1% مصرف کالری بیشتر به نسبت یک دونده بر روی تردمیل. مقدار 84/0 کالری در کیلومتر با سرعت 5/2 متر در ثانیه بدون حضور باد در نظر گرفته شده است، به این معنی که دونده انرژی بیشتری را تنها صرف شکافتن هوای محیط می کند.

برای یک دونده تردمیل

TF=0

برای یک دونده بر روی زمین با سرعت فرض شده 5/2 متر در ثانیه

TF=0.84

 Margaria R, Cerretelli P, Aghemo P, Sassi G. Energy cost of running. J Appl Physiol. 1963 Mar;18:367-70.

Uth N, Sørensen H, Overgaard K, Pedersen PK. Estimation of VO2max from the ratio between HRmax and HRrest--the Heart Rate Ratio Method. Eur J Appl Physiol. 2004 Jan;91(1):111-5.

Tanaka, H., Monhan, K.D., Seals, D.G., Age-predicted maximal heart rate revisited. Am Coll Cardiol 2001; 37:153-156.

Pugh L.G, The influence of wind resistance in running and walking and the mechanical efficiency of work against horizontal or vertical forces, J Physiol. 1971 Mar;213(2):255-76.