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Die arteriovenöse Sauerstoffdifferenz (a-vDO2) beschreibt die Differenz des Sauerstoffgehalts in Arterien und Venen. Daraus lässt sich bestimmen wie viel Sauerstoff von den Kapillaren ins Gewebe übergegangen ist.
Rechnerische Bestimmung
Die arteriovenöse Sauerstoffdifferenz (a-vDO2) wird wie folgt berechnet:
a-vDO2 = Sauerstoffgehalt in der Vene – Sauerstoffgehalt in der Arterie
Unterschied zwischen Ruhebedingung und Belastungssituation
Der Sauerstoffgehalt im arteriellen Blut ist sehr konstant und beträgt etwa 200ml pro Liter Blut. Der Sauerstoffgehalt in den Venen ändert sich hingegen stark in Abhängigkeit der körperlichen Aktivität. In Ruhe liegt der venöse Sauerstoffgehalt auf Ebene der Skelettmuskeln bei ca. 120-150ml pro Liter Blut. Das heißt, dass nur etwa 25% des Sauerstoffs vom Muskelgewebe aufgenommen wird. Der Rest wird wieder in die Venen eingespeist. Die arteriovenöse Sauerstoffdifferenz ist gering und liegt bei ca. 50-75 ml.
Während körperlicher Belastung steigt der Sauerstoffbedarf von Skelettmuskeln an, dadurch steigt auch die arteriovenöse O2-Differenz. Je nach Intensität können jetzt 175 bis 200ml Sauerstoff vom Blut ins Muskelgewebe übergehen. Die a-vDO2 liegt bei 175-200 ml und ist damit deutlich erhöht. Geringe Sauerstoffkonzentrationen (20-50ml/Liter venöses Blut) findet man im gemischten venösen Blut dennoch vor, auf Grund der geringen Sauerstoffextraktion von weniger aktiven Geweben.
Die geringe Sauerstoffextraktion in Ruhe ist nicht als „ineffizient“ zu betrachten, sie stellt lediglich eine „Reserve“ dar, so dass durch einen plötzlich steigenden Sauerstoffbedarf dieser über eine erhöhte Extraktion sichergestellt wird.
In Herzmuskel (Myokard) ist die Situation anders. Dort wird der erhöhte Sauerstoffbedarf nicht über eine erhöhte Sauerstoffextraktion, also eine erhöhte arteriovenöse Sauerstoffdifferenz gedeckt, sondern über einen verstärkten Blutfluss. Im Herz werden in Ruhe bereits ca. 70% des Sauerstoffs vom Herzmuskel aufgenommen.
Bestimmungsfaktoren der a-vDO2
Die Fähigkeit Sauerstoff aus dem Blut zu schöpfen verbessert sich durch Ausdauertraining. Eine verbesserte muskuläre Mikrozirkulation im Bereich des Muskels, ein höheres Verhältnis von Kapillare zu Muskelfaser sowie eine optimierte aerobe Energiebereitstellung wirken sich positiv auf die Sauerstoffextraktion aus.
Der Beitrag der arteriovenösen Sauerstoffdifferenz an der Ausdauerleistungsfähigkeit wird daran ersichtlich, dass die maximale O2-Differenz in der Gleichung zur Berechnung der VO2max beinhaltet ist.
VO2max = maximales Herzminutenvolumen x maximale Sauerstoffdifferenz
Quellen
McArdle, W. D., Katch, F. I., & Katch, V. L. (2010). Exercise physiology: nutrition, energy, and human performance. Lippincott Williams & Wilkins.