Respiratorisk kvotient er en meget nyttig parameter til at vurdere den metaboliske blanding, der anvendes i hvile eller under en fysisk træning. På grund af de kemiske forskelle, der karakteriserer dem, kræver fuldstændig metabolisering af fedtstoffer, proteiner og kulhydrater forskellige mængder ilt. Følgelig vil typen af oxideret energisubstrat også påvirke mængden af dannet carbondioxid.
QR = CO 2 produceret / O 2 forbruges
I betragtning af at hvert makronæringsstof har en specifik QR, er det ved evaluering af denne parameter muligt at spore næringsblandingen metaboliseret i hvile eller under en bestemt arbejdsaktivitet.
Respiratory quotient af kulhydrater
Den generiske molekylære formel for et kulhydrat er Cn (H20) n. Det følger heraf, at i et carbonhydratmolekyle er forholdet mellem antallet af hydrogenatomer og oxygenindholdet fast og lig med 2: 1. For at oxidere en generisk hexose (kulhydrat med seks carbonatomer som glukose) vil der derfor kræves seks oxygenmolekyler med den resulterende dannelse af 6 molekyler carbondioxid (C6H1206 + 602 → 6H20 + 6C02) .
Kulhydraternes respiratoriske kvotient vil derfor være lig med: 6CO2 / 6O2 = 1, 00
Respiratorisk kvotient af lipider
Lipider adskiller sig fra kulhydrater med deres lavere iltindhold i forhold til antallet af hydrogenatomer. Følgelig kræver deres oxidation en højere mængde ilt.
Ved at tage palmitinsyre som et eksempel, opdager vi, at der under dets oxidation dannes 16 molekyler kuldioxid og vand for 23 molekyler iltforbrug. C16H32O2 + 23O2 → 16C02 + 16H20
Åndedræts kvotenienten vil derfor være lig med: 16 CO 2/23 O 2 = 0, 696
Normalt tilskrives lipider et respiratorisk kvotient svarende til 0, 7, idet man husker at denne værdi ligger fra 0, 69 til 0, 73 i forhold til længden af carbonkæden, som karakteriserer fedtsyren.
Respiratorisk kvotient af proteiner
Den største forskel, der adskiller proteiner fra fedtstoffer og kulhydrater, er tilstedeværelsen af nitrogenatomer. På grund af denne kemiske forskel følger proteinmolekyler en bestemt metabolisk vej. Leveret skal først eliminere nitrogen gennem en proces kaldet deaminering. Først da kan den resterende del af aminosyremolekylet (kaldet ketoacid) oxidere til kuldioxid og vand.
Ligesom lipider er keto syrer også relativt fattige i ilt. Deres oxidation vil derfor føre til dannelse af en mængde kuldioxid, der er lavere end for iltforbruget.
Albumin, det mest almindelige protein i plasma, oxideres ifølge følgende reaktion:
C 72 H 112 N 2 O 22 S + 77O 2 → 63 CO 2 + 38 H20 + S03 + 9 CO (NH2) 2
Respiratorisk kvotient vil derfor være lig med: 63 CO 2/77 O 2 = 0, 818
Proteinet QR fastgøres ved konventionen til 0, 82 .
Betydning af respiratorisk kvotient
For at imødekomme kroppens energibehov bruger vi alle forskellige metaboliske blandinger i forhold til fysisk indsats. Jo mere intense dette er, desto større er procentdelen af oxideret glucose. En stor del af den producerede hvile udledes af metaboliseringen af fedtsyrer. Af denne grund er det legitimt at forvente et respiratorisk kvotient tæt på 0, 7 i hvile og højere under intens træning.
Udøvende aktiviteter lige fra absolut hvile til let aerob træning er luftvejskvoten omkring 0, 82 ± 4%. Disse data, der opnås eksperimentelt, vidner om organismens oxidation af en blanding bestående af 60% fedt og 40% kulhydrater (i hvilende eller moderat fysisk aktivitet er proteinets energiske rolle ubetydelig, vi taler derfor om et non-protein respiratorisk kvotient).
Hver værdi af QR svarer til en ækvivalent ækvivalent af oxygenet, der repræsenterer antallet af kalorier udgivet pr. Liter O2. Takket være disse data er det muligt at spore energiforbrug af en arbejdsaktivitet med stor præcision. Vi antager, at respiratorisk kvotient målt ved gasanalyse under en moderat aerob træning er lig med 0, 86; Høring af en bestemt tabel finder vi, at energienækvivalenten pr. liter iltforbruget er 4.875 Kcal. På dette tidspunkt, for at opdage energiudgifterne i øvelsen, vil det være tilstrækkeligt at multiplicere liter ilt forbrugt af 4, 875.
Under en intens fysisk indsats ændrer situationen sig radikalt, og respiratorisk kvotient gennemgår store variationer. På grund af den massive produktion af mælkesyre aktiveres adskillige hjælpemetabolske mekanismer, såsom buffersystemer og hyperventilering. I begge tilfælde er der en stigning i elimineringen af CO2, uafhængig af oxidationen af energisubstraterne. Ved at øge de data, der er til stede i tælleren (CO2) og holde nævneren konstant (O2), respiratorisk kvotienten, opnås en stigning, der når værdier højere end enhed.
Under genopretning efter intens aktivitet, når en del af kuldioxid anvendes til at reformere bicarbonatreserver, falder respiratorisk kvotient derimod under grænseværdien 0, 70.
Det er derfor klart, at respiratoriske kvotient i sådanne situationer ikke afspejler præcis, hvad der sker på cellulært niveau under oxidationen af energisubstraterne. I disse tilfælde foretrækker respirationsfysiologer at tale om ekstern respiratorisk kvotient eller forholdet mellem respiratoriske udvekslinger (R).
