כאשר עושים פעילות גופנית עצימה, בעיקר כזו המפעילה שרירים גדולים כמו בריצה, הדרישה האנרגטית של השרירים בזמן המאמץ הולכת וגדלה ויש עלייה מתמדת בקצב צריכת החמצן.

ככל שהעצימות עולה צריכת החמצן עולה במקביל עד לנקודה שבה נשארת קבועה. נקודה זו היא צריכת החמצן המרבית (VO2max) והיא מייצגת את מיצוי היכולת האירובית המרבית. העלייה בעצימות הפעילות לא נפסקת אחרי שהגענו לצריכת החמצן המרבית והיא נמשכת באמצעות הפקת אנרגיה במסלול האנאירובי.

צריכת החמצן המרבית (צח"מ) מבטאת את כמות החמצן המרבית שהגוף שלנו מסוגל לנצל בפעילות גופנית עצימה
ומצביעה בעיקר על תפקודן של שלוש מערכות: ריאות, לב וכלי הדם.

ההגעה לצריכת חמצן מרבית (VO2max) מתקיימת כאשר עושים פעילות עצימה באופן יחסי לפרק זמן בינוני. למשל, ריצת 2000-3000 מטר למשך כ – 8 דקות, או כאשר עושים מאמצים בעלי קצב צריכה נמוך וקבוע של חמצן, הנדרש במהלך ביצוע פעילות תת מרבית מתונה ומתמשכת, כמו ריצות ל – 5, ו – 10 ק"מ, למשך כ – 60 – 30 דקות.

פעילויות בסביבות הצח"מ מוגבלות בזמן עקב הצטברות חומצת חלב ברמה שמקשה על המשך תפקוד יעיל של השרירים בפעילות הגופנית. ככל שהעצימות עולה ומתקרבת לרמת הצח"מ, כך מתקצר משך הזמן שבו ניתן להתמיד בפעילות.

את צריכת החמצן ניתן למדוד בשני דרכים:

1. צריכת חמצן מוחלטת: כמות הליטרים הכוללת שבה הגוף משתמש בדקה, למשל צריכת חמצן של 5 ליטרים בדקה.
2. צריכת חמצן יחסית: כמות חמצן במיליליטר אותה מנצל הגוף לכל לכל ק"ג משקל גוף. למשל צריכת חמצן מוחלטת של 5 ליטרים אצל אדם השוקל 70 קילוגרם היא: 71 = 70 /1000*5. כלומר, כל ק"ג גוף צורך בכל דקה 71 מיליליטר חמצן.

הדרך הנכונה לבטא את צריכת החמצן המרבית היא באופן יחסי.

צריכת חמצן יחסית: בגילאי 25 -20 אצל לא מאומנים תהיה בין 45 – 30.
בקרב מאומנים בפעילות אירובית צריכת החמצן המרבית תהיה בין 75 – 55.
אצל גברים צריכת החמצן תהיה גבוהה מאשר אצל נשים.

נתוני צריכת החמצן המרבית משמשים לשתי מטרות עיקריות:

1.מדד לכושרו האירובי של האדם
2.אמת מידה להערכת עצימות הפעילות הגופנית. ככל שעצימות הפעילות תהיה גבוהה יותר (למשל 90 – 80 אחוז מהצח"מ) כך האימון יהיה קשה יותר וקצר יותר, לעומת זאת כאשר עצימות הפעילות תהיה נמוכה יותר (למשל 60 – 50 אחוז מהצח"מ) האימון יהיה קל יותר ונוכל לעשות אותו לאורך זמן רב יותר.

גורמים הקובעים את צריכת החמצן המרבית:

1. גנטיקה: הגורם המרכזי הקובע את אופי סיבי השריר (סיבי שריר אדומים הם סיבים בעלי יכולת התכווצות איטית יותר אך בעלי יכולת אירובית טובה יותר) ואת תפקודה של מערכת הלב-ריאה.
2. גיל: צריכת החמצן המרבית הולכת ויורדת מגיל 20 ואילך, כאשר קצב הירידה מהיר יותר בקרב אנשים לא מאומנים.
3. מין: אצל נשים רמות הצח"מ נוטות להיות נמוכות בכ -10% מאשר אצל גברים, משום שלנשים יש רמות שומן חיוניות גבוהות יותר ורמות המוגלובין נמוכות יותר.
4. אימון: סוג האימון ורמת הקושי של האימון יקבעו את משך הזמן שבו נוכל לבצע את האימון מבלי להגיע לצריכת החמצן המרבית.

איך נדע שהגענו לצריכת החמצן המרבית?

1. התייצבות בצריכת החמצן למרות עליה בעומס העבודה – פלאטו.
2. הערך המרבי בין נשיפת פחמן דו חמצני לשאיפת חמצן הינו RQ = 1.1
3. הדופק נמצא כ- 10 פעימות לדקה מתחת לדופק המרבי החזוי.
4. רמת חומצת חלב בדם של לפחות 8 מילימול.

איך מודדים צריכת חמצן?

מדידה של צריכת חמצן מתבצעת ע"י הבאה של הנבדק למצב של צריכת חמצן מרבית כאשר המצב נשאר יציב למרות עלייה בעצימות האימון. את המבחן מבצעים על מסילת ריצה או אופני כושר נייחים.

בדיקת צח"מ מבוצעת בעצימות אירובית מקסימלית ולכן איננה מיועדת לכל אדם ונהוג לבצע אותה בעיקר לספורטאים ואנשים מאומנים. אצל אנשים פחות מאומנים נבצע מבחנים במאמצים תת מרבים בכדי להעריך באמצעותם את צריכת החמצן המרבית.