hapnikuvajadus

Hapnikuvajadus on mõiste, mida kasutatakse organismide või süsteemide vajaliku hapniku koguse kirjeldamiseks konkreetsetes tingimustes, et tagada energiavahetus ja elutähtsad funktsioonid. See mõiste ilmneb erinevates valdkondades, näiteks bioloogias, meditsiinis ja ökoloogias. Hapnikukasutus ja hapnikuvajadus on sageli seotud metaboolse aktiivsuse, kudede hapnikutarbimise ja hingamisteede ning vere hapnikuvedu võimega.

Füsioloogilises kontekstis määratakse hapnikuvajadus hapniku tarbimise (VO2) kaudu. VO2 näitab hapniku kasutamise kiirust energiavahetuseks ja sõltub metaboolsest töömahust, kehalisest aktiivsusest, vanusest ja terviseseisundist. Hapnik kudedesse toimetatakse südame- ja kopsude kaudu; Fick'i printsiibi järgi on VO2 = Q × (CaO2 − CvO2), kus Q on verevool ja CaO2 ning CvO2 vastavalt arteriaalne ja veeniline hapnikusisaldus. Puhkeolekus on VO2 keskmiselt umbes 250 ml/min; suurenenud aktiivsusega see suureneb ning treenitud inimeste VO2max võib ulatuda mitu liitrit minutis.

Treeningu puhul hapnikuvajadus suureneb, arendab aeroobne koormus ja VO2max peegeldab organismi maksimaalset hapnikutarbimist. Hapnikuvajadust mõjutavad ka tervislik seisund, haigused, temperatuur ja soojuse-tundlikkuse muutused. Mõisted nagu hapnikutarbimine ja hapnikuvajadus on olulised nii spordieelse hindamise kui ka kliinilise hindamise kontekstis.

Ökoloogilises kontekstis kirjeldatakse hapnikuvajadust sageli Biokeemilise hapnikuvajaduse (BOD) või Keemilise hapnikuvajaduse (COD) mõistet. BOD näitab kogust hapnikku, mida mikroorganismid vajavad orgaanilise materjali lagundamiseks teatud perioodil, tavaliselt viis päeva (BOD5). Kõrge BOD-valuus viitab suurele lagundamisest tingitud hapnikuvajadusele ja võib põhjustada veekogudes hapnikupuudust. COD hindab organilise ja muude lagundatavate ühendite kokkuhoitud hapnikuvajadust ning on kiiremini mõõdetav näitaja kui BOD. Need näitajad on olulised veekvaliteedi hindamisel ning reostuste mõju hindamisel.