Den respiratoriske kvotienten er en svært nyttig parameter for å vurdere metabolsk blanding som brukes i ro eller under fysisk trening. På grunn av de kjemiske forskjellene som karakteriserer dem, krever fullstendig metabolisering av fett, proteiner og karbohydrater forskjellige mengder oksygen. Følgelig vil typen av oksidert energisubstrat også påvirke mengden av produsert karbondioksid.
QR = CO 2 produsert / O 2 forbrukes
Tatt i betraktning at hvert makronæringsstoff har en spesifikk QR, ved å evaluere denne parameteren er det mulig å spore næringsblandingen metabolisert i ro eller under en bestemt arbeidsaktivitet.
Respiratorisk kvotient av karbohydrater
Den generiske molekylære formel for et karbohydrat er Cn (H20) n. Det følger at i et karbohydratmolekyl er forholdet mellom antall hydrogenatomer og oksygeninnholdet fast og lik 2: 1. For å oksidere en generisk heksose (karbohydrat med seks karbonatomer som glukose) vil det derfor være nødvendig med seks oksygenmolekyler, med den resulterende dannelsen av 6 molekyler karbondioksid (C 6 H 12 0 6 + 60 2 → 6H 2 0 + 6 CO 2 ) .
Åndedragskvoten av karbohydrater vil derfor være lik: 6CO2 / 6O2 = 1, 00
Respiratorisk kvotient av lipider
Lipider skilles fra karbohydrater med lavere oksygeninnhold i forhold til antall hydrogenatomer. Følgelig krever oksydasjonen en høyere mengde oksygen.
Ved å ta palmitinsyre som et eksempel, oppdager vi at i løpet av oksidasjonen dannes 16 molekyler karbondioksid og vann for 23 molekyler oksygenforbruk. C16H32O2 + 23O2 → 16C02 + 16H20
Åndedragskvoten vil derfor være lik: 16 CO 2/23 O 2 = 0, 696
Normalt tilskrives lipider et respiratorisk kvotient som er 0, 7, med tanke på at denne verdien varierer fra 0, 69 til 0, 73 i forhold til lengden av karbonkjeden som karakteriserer fettsyren.
Respiratorisk kvotient av proteiner
Hovedforskjellen som skiller proteiner fra fett og karbohydrater, er tilstedeværelsen av nitrogenatomer. På grunn av denne kjemiske forskjellen følger proteinmolekyler en bestemt metabolisk vei. Leveren må først eliminere nitrogen gjennom en prosess som kalles deaminering. Først da kan den gjenværende delen av aminosyremolekylet (kalt ketoacid) oksidere til karbondioksid og vann.
Som lipider er keto syrer også relativt fattige i oksygen. Deres oksidasjon vil derfor føre til dannelse av en mengde karbondioksid lavere enn for oksygenforbruket.
Albumin, det mest omfattende proteinet i plasma, oksiderer i henhold til følgende reaksjon:
C 72 H 112 N 2 O 22 S + 77O 2 → 63CO 2 + 38 H20 + SO3 + 9 CO (NH2) 2
Åndedragskvoten vil derfor være lik: 63 CO 2/77 02 = 0, 818
Protein QR er fastsatt ved konvensjon på 0, 82 .
Betydning av respiratorisk kvotient
For å møte kroppens energibehov bruker vi alle forskjellige metabolske blandinger i forhold til fysisk innsats. Jo mer intens dette er, jo større prosentandel av oksidert glukose. En stor del av energien som produseres i hvile stammer fra metaboliseringen av fettsyrer. Av denne grunn er det legitimt å forvente et respiratorisk kvotient nær 0, 7 i hvile og høyere under intens trening.
Utfører aktiviteter som spenner fra absolutt hvile til lett aerob trening, respirasjonskvoten er rundt 0, 82 ± 4%. Disse dataene, som er oppnådd eksperimentelt, vitner for organismens oksidasjon av en blanding som består av 60% fett og 40% karbohydrater (i hvilende eller moderat fysisk aktivitet er proteinets energiske rolle ubetydelig, vi snakker derfor om et ikke-protein respiratorisk kvotient).
Hver verdi av QR tilsvarer en kaloriekvivalent av oksygen som representerer antall kalorier frigjort pr. Liter O2. Takket være disse dataene er det mulig å spore energiforbruket til en arbeidsaktivitet med stor presisjon. Vi antar at ved en moderat aerob trening er respirasjonskvoten, målt ved gassanalyse, lik 0, 86; Ved å konsultere en bestemt tabell finner vi at energiregnet pr. liter oksygenforbruk er 4, 875 Kcal. På dette tidspunktet, for å oppdage energiutgiftene i øvelsen, vil det være tilstrekkelig å multiplisere liter oksygen forbrukes med 4, 875.
Under en intens fysisk innsats endres situasjonen radikalt og respiratorisk kvotient gjennomgår store variasjoner. På grunn av den massive produksjonen av melkesyre, aktiveres mange hjelpemetabolske mekanismer, som for eksempel buffersystemer og hyperventilering. I begge tilfeller er det en økning i eliminering av CO2, uavhengig av oksydasjon av energisubstrater. Å øke dataene som er tilstede i telleren (CO2) og holde nevnerens konstant (O2) respiratoriske kvotient gjennomgår en bølge som når verdier som er høyere enn enhet.
Under gjenvinning etter intens aktivitet, når en del av karbondioksid brukes til å reformere bikarbonatreserver, faller respiratorisk kvotienten under grenseverdien 0, 70.
Det er derfor klart at i slike situasjoner reflekterer respiratoriske kvotienten ikke nøyaktig hva som skjer på mobilnivå under oksidasjonen av energisubstrater. I disse tilfellene foretrekker respirasjonsfysiologer å snakke om ekstern respiratorisk kvotient eller forholdet mellom luftveiene (R).
