Dišni kvocijent je vrlo koristan parametar za procjenu metaboličke mješavine koja se koristi u mirovanju ili tijekom fizičke vježbe. Zbog kemijskih razlika koje ih karakteriziraju, potpuna metabolizacija masti, proteina i ugljikohidrata zahtijeva različite količine kisika. Zbog toga će vrsta oksidiranog energetskog supstrata također utjecati na količinu proizvedenog ugljičnog dioksida.
QR = CO 2 proizveden / O 2 konzumiran
S obzirom da svaki makronutrijent ima specifičan QR, procjenom ovog parametra moguće je pratiti smjesu hranjivih tvari koja se metabolizira u mirovanju ili tijekom određene radne aktivnosti.
Respiratorni količnik ugljikohidrata
Generička molekularna formula ugljikohidrata je Cn (H 2 O) n. Iz toga slijedi da je u molekuli ugljikohidrata udio broja atoma vodika i kisika fiksan i jednak 2: 1. Za oksidaciju generičkog heksoze (ugljikohidrata sa šest ugljikovih atoma, kao što je glukoza) bit će potrebno šest molekula kisika, uz posljedično stvaranje 6 molekula ugljičnog dioksida (C 6 H 12 0 6 + 60 2 → 6H 2 0 + 6 C 2 ),
Dišni koeficijent ugljikohidrata bit će stoga jednak: 6CO2 / 6O2 = 1, 00
Dišni kvocijent lipida
Lipidi se razlikuju od ugljikohidrata s nižim sadržajem kisika proporcionalno broju atoma vodika. Zbog toga njihova oksidacija zahtijeva veću količinu kisika.
Uzimajući za primjer palmitinsku kiselinu, otkrivamo da se tijekom njegove oksidacije formira 16 molekula ugljičnog dioksida i vode za 23 molekule potrošenog kisika. C16H32O2 + 23O2 → 16C02 + 16H20
Stoga će respiratorni kvocijent biti jednak: 16 CO 2/23 O 2 = 0, 696
Obično se lipidima pripisuje respiratorni kvocijent jednak 0.7, imajući u vidu da se ta vrijednost kreće od 0.69 do 0.73 u odnosu na dužinu ugljikovog lanca koji karakterizira masnu kiselinu.
Respiratorni kvocijent proteina
Glavna razlika koja razlikuje proteine od masti i ugljikohidrata je prisutnost dušikovih atoma. Zbog ove kemijske razlike, molekule proteina slijede određeni metabolički put. Jetra prvo mora eliminirati dušik kroz proces koji se naziva deaminacija. Tek tada preostali dio molekule aminokiseline (nazvan ketoacid) oksidira u ugljični dioksid i vodu.
Kao i lipidi, keto kiseline su također relativno siromašne kisikom. Njihova oksidacija će stoga dovesti do stvaranja manje količine ugljičnog dioksida od one potrošene kisika.
Albumin, najzastupljeniji protein u plazmi, oksidira prema sljedećoj reakciji:
C72Hl 112N202S + 77O2 → 63C02 + 38H20 + S03 + 9CO (NH2) 2
Stoga će respiratorni kvocijent biti jednak: 63 CO 2/77 O 2 = 0, 818
Protein QR je fiksiran konvencijom na 0, 82 .
Značenje respiratornog kvocijenta
Kako bi zadovoljili tjelesne energetske potrebe, svatko od nas koristi različite metaboličke mješavine u odnosu na fizički napor. Što je to intenzivnije, to je veći postotak oksidirane glukoze. Veliki dio energije proizvedene u mirovanju potječe od metabolizacije masnih kiselina. Zbog toga je legitimno očekivati respiratorni kvocijent blizu 0.7 u mirovanju i viši tijekom intenzivnog vježbanja.
Izvođenjem aktivnosti od apsolutnog odmora do lagane aerobne vježbe, respiratorni kvocijent je oko 0, 82 ± 4%. Ovi podaci, dobiveni eksperimentalno, svjedoče o oksidaciji organizma smjese sastavljene od 60% masti i 40% ugljikohidrata (u mirovanju ili umjerenoj tjelesnoj aktivnosti energetska uloga proteina je zanemariva, stoga govorimo o respiratornom kvocijentu bez proteina).
Svaka vrijednost QR-a odgovara kalorijskom ekvivalentu kisika koji predstavlja broj kalorija oslobođenih po litri O2. Zahvaljujući tim podacima moguće je s velikom preciznošću pratiti potrošnju energije radne aktivnosti. Pretpostavljamo da je za vrijeme umjerene aerobne vježbe respiratorni kvocijent, izmjeren analizom plina, jednak 0, 86; Uvidom u specifičnu tablicu nalazimo da je ekvivalent energije po litri potrošenog kisika 4, 875 Kcal. U ovom trenutku, kako bi se otkrilo trošenje energije u vježbi, bit će dovoljno umnožiti litre kisika potrošenog za 4.875.
Tijekom intenzivnog fizičkog napora situacija se radikalno mijenja, a respiratorni kvocijent prolazi kroz velike varijacije. Zbog masovne proizvodnje mliječne kiseline aktiviraju se brojni pomoćni metabolički mehanizmi, kao što su puferski sustavi i hiperventilacija. U oba slučaja dolazi do povećanja eliminacije CO2, neovisno o oksidaciji energetskih supstrata. Povećavajući podatke prisutne u brojniku (CO2) i zadržavajući konstantu nazivnika (O2), respiratorni kvocijent doživljava val koji doseže vrijednosti veće od jedinstva.
Tijekom oporavka nakon intenzivne aktivnosti, kada se dio ugljičnog dioksida koristi za reformu rezervi bikarbonata, respiratorni kvocijent se, s druge strane, spušta ispod granične vrijednosti 0, 70.
Stoga je jasno da u takvim situacijama respiratorni kvocijent ne odražava točno što se događa na staničnoj razini tijekom oksidacije energetskih supstrata. U tim slučajevima fiziolozi disanja radije govore o vanjskom respiratornom kvocijentu ili o odnosu između respiratornih razmjena (R).
