Respirasjonskvoten er en veldig nyttig parameter for å evaluere den metabolske blandingen som brukes i hvile eller under fysisk trening. På grunn av de kjemiske forskjellene som kjennetegner dem, krever fullstendig metabolisering av fett, proteiner og karbohydrater forskjellige mengder oksygen. Følgelig vil typen oksidert energisubstrat også påvirke mengden produsert karbondioksid.
QR = produsert CO2 / forbruk av O2
Med tanke på at hvert makronæringsstoff har en spesifikk QR, er det ved å evaluere denne parameteren mulig å spore blandingen av næringsstoffer som metaboliseres i hvile eller under en bestemt arbeidsaktivitet.
Respirasjonskvote av karbohydrater
Den generiske molekylformelen for et karbohydrat er Cn (H2O) n. Det følger at innenfor et karbohydratmolekyl er andelen mellom antall hydrogenatomer og oksygen faste og lik 2: 1. For å oksidere en generisk heksose (karbohydrat med seks karbonatomer som glukose) vil det derfor være nødvendig seks oksygen molekyler, noe som resulterer i dannelse av 6 karbondioksidmolekyler (C6H1206 + 602 → 6H20 + 6C02).
Respirasjonskvoten av karbohydrater vil derfor være lik: 6CO2 / 6O2 = 1,00
Andningskvotient av lipider
Lipider skilles fra karbohydrater ved lavere oksygeninnhold i forhold til antall hydrogenatomer. Følgelig krever deres oksidasjon en større mengde oksygen.
Ved å ta palmitinsyre som et eksempel, oppdager vi at under oksidasjonen dannes 16 molekyler karbondioksid og vann for 23 oksygenmolekyler som forbrukes. C16H32O2 + 23 O2 → 16 CO2 + 16 H2O
Respirasjonskvoten vil derfor være lik: 16 CO2 / 23 O2 = 0,696
Normalt tilskrives lipider en respirasjonskvotient på 0,7, med tanke på at denne verdien svinger fra 0,69 til 0,73 i forhold til lengden på karbonkjeden som kjennetegner fettsyren.
Respirasjonskvotient av proteiner
Hovedforskjellen som skiller proteiner fra fett og karbohydrater er tilstedeværelsen av nitrogenatomer. På grunn av denne kjemiske forskjellen følger proteinmolekylene en bestemt metabolsk vei. Leveren må først eliminere nitrogen gjennom en prosess som kalles deaminering. Først da kan den gjenværende delen av aminosyremolekylet (kalt ketosyren) oksideres til karbondioksid og vann.
I likhet med lipider er ketosyrer relativt oksygenfattige. Oksidasjonen deres vil derfor føre til dannelse av en mengde karbondioksid som er lavere enn forbruk av oksygen.
Albumin, det mest forekommende proteinet i plasma, oksiderer i henhold til følgende reaksjon:
C72H112N2O22S + 77O2 → 63CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO (NH2) 2
Respirasjonskvoten vil derfor være lik: 63 CO2 / 77 O2 = 0,818
QR -verdien til proteiner er festet, etter konvensjon, til 0,82.
Betydningen av respirasjonskvoten
For å imøtekomme energibehovet til organismen bruker vi alle forskjellige metabolske blandinger i forhold til fysisk anstrengelse. Jo mer intens dette er, desto større prosentandel oksidert glukose. Mye av energien som produseres i hvile kommer fra metaboliseringen av syrer. fett. Av denne grunn er det rimelig å forvente en respirasjonskvotient nær 0,7 i hvile og høyere under anstrengende trening.
Å utføre aktiviteter som strekker seg fra absolutt hvile til lett aerob trening, respirasjonskvoten er rundt 0,82 ± 4%. Denne datoen, oppnådd eksperimentelt, vitner om oksidasjon fra organismen av en blanding bestående av 60% fett og 40% karbohydrater (under forhold av hvile eller moderat fysisk aktivitet er proteineres energirolle ubetydelig, derfor snakker vi om respiratorisk kvotient uten proteiner).
Hver QR -verdi tilsvarer en kalori -ekvivalent av oksygen som representerer antall kalorier som frigjøres per liter O2. Takket være disse dataene er det mulig å spore energiforbruket til en arbeidsaktivitet veldig presist. La oss anta at under moderat aerob trening er respirasjonskvoten, målt gjennom gassanalyse, lik 0,86; ved å konsultere en spesiell tabell finner vi at energiekvivalenten per liter oksygenforbruk er 4,875 Kcal. På dette tidspunktet for å finne ut energien utgifter til trening vil det være tilstrekkelig å multiplisere liter oksygen som forbrukes med 4,875.
Under intens fysisk anstrengelse endres situasjonen radikalt og respirasjonskvoten gjennomgår store variasjoner. På grunn av den massive produksjonen av melkesyre aktiveres mange hjelpemetaboliske mekanismer, for eksempel buffersystemer og hyperventilering. I begge tilfeller er det en økning i eliminering av CO2, uavhengig av oksidasjon av energisubstratene. Til telleren (CO2 ) og holde nevneren konstant (O2) respirasjonskvotienten gjennomgår en bølge som når verdier høyere enn én.
Under utvinningen etter en intens aktivitet, når en del av karbondioksid brukes til å reformere bikarbonatreservene, faller respirasjonskvoten under grenseverdien 0,70.
Det er derfor klart at i slike situasjoner reflekterer respirasjonskvoten ikke akkurat det som skjer på cellenivå under oksidasjon av energisubstrater. I disse tilfellene foretrekker respirasjonsfysiologene å snakke om den ytre respirasjonskvoten eller forholdet mellom respiratoriske utvekslinger (R).
