Andnings kvoten är en mycket användbar parameter för att utvärdera den metaboliska blandningen som används vid vila eller under en fysisk träning. På grund av de kemiska skillnaderna som karakteriserar dem kräver den fullständiga metaboliseringen av fetter, proteiner och kolhydrater olika mängder syre. Följaktligen påverkar typen av oxiderade energisubstrat också den mängd koldioxid som produceras.
QR = CO 2 producerad / O 2 konsumeras
Med tanke på att varje makronäringsämne har en specifik QR, är det genom att utvärdera denna parameter möjligt att spåra näringsblandningen metaboliserad i vila eller under en specifik arbetsaktivitet.
Respiratory quotient av kolhydrater
Den generiska molekylformeln av ett kolhydrat är Cn (H20) n. Härav följer att i en kolhydratmolekyl är proportionen mellan antalet väteatomer och syranas fixerade och lika med 2: 1. För att oxidera en generisk hexos (kolhydrat med sex kolatomer som glukos) krävs därför sex syremolekyler, med följd av bildningen av 6 molekyler koldioxid (C6H1206 + 602 → 6H20 + 6C02) .
Andningsvägarna för kolhydrater kommer därför att vara lika med: 6CO2 / 6O2 = 1, 00
Respiratorisk kvot av lipider
Lipider skiljer sig från kolhydrater med deras lägre syrehalt i proportion till antalet väteatomer. Följaktligen kräver deras oxidation en högre mängd syre.
Med palmitinsyra som ett exempel, upptäcker vi att vid 16 års oxidation bildas 16 molekyler koldioxid och vatten för 23 molekyler syreförbrukad. C16H32O2 + 23O2 → 16C02 + 16H20
Andnings kvoten kommer därför att vara lika med: 16 CO 2/23 O 2 = 0, 696
Normalt tillskrives lipider en respiratorisk kvot som är lika med 0, 7, med tanke på att detta värde varierar från 0, 69 till 0, 73 i förhållande till kolkedjans längd som karaktäriserar fettsyran.
Respiratorisk kvot av proteiner
Huvudskillnaden som skiljer proteiner från fetter och kolhydrater är närvaron av kväveatomer. På grund av denna kemiska skillnad följer proteinmolekyler en särskild metabolisk väg. Levern måste först avlägsna kväve genom en process som kallas deaminering. Endast då kan den återstående delen av aminosyramolekylen (kallad ketoacid) oxidera till koldioxid och vatten.
Liksom lipider är keto-syror också relativt fattiga i syre. Deras oxidation kommer därför att leda till bildandet av en koldioxidmängd som är lägre än den som förbrukas med syre.
Albumin, det mest rikliga proteinet i plasma, oxiderar enligt följande reaktion:
C 72 H 112 N2O2S + 77O2 → 63CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO (NH2) 2
Andnings kvoten kommer därför att vara lika med: 63 CO 2/77 O 2 = 0, 818
Proteinet QR fixas enligt konventionen vid 0, 82 .
Betydelse av respiratorisk kvotient
För att möta kroppens energibehov använder vi alla olika metaboliska blandningar i relation till fysisk ansträngning. Ju mer intensiv detta är desto större är andelen oxiderad glukos. En stor del av den energi som produceras i vila härrör från metaboliseringen av fettsyror. Av detta skäl är det legitimt att förvänta sig en andnings kvotient nära 0, 7 i vila och högre under intensiv träning.
Genom att utföra aktiviteter som sträcker sig från absolut vila till lätt aerob träning är andnings kvoten cirka 0, 82 ± 4%. Dessa data, som erhållits experimentellt, vittnar om organismens oxidation av en blandning bestående av 60% fett och 40% kolhydrater (i vilande eller måttlig fysisk aktivitet är proteins energiska roll försumbar, vi talar därför om en icke-protein respiratorisk kvot).
Varje värde av QR motsvarar en kaloriekvivalent av syret som representerar antalet kalorier som frisätts per liter O2. Tack vare dessa uppgifter är det möjligt att spåra energiförbrukningen för en arbetsaktivitet med stor precision. Vi antar att vid en måttlig aerob träning är andnings kvoten, mätt genom gasanalys, lika med 0, 86; Hos en specifik tabell kan vi konstatera att energianvivalenten per liter syreförbrukning är 4 875 Kcal. Vid denna tidpunkt, för att upptäcka energiutgifterna i övningen, kommer det att vara tillräckligt att multiplicera liter syre förbrukad med 4, 875.
Under en intensiv fysisk ansträngning förändras situationen radikalt och respiratorisk kvotient genomgår stora variationer. På grund av den massiva produktionen av mjölksyra aktiveras många hjälpmetaboliska mekanismer, såsom buffersystem och hyperventilering. I båda fallen finns det en ökning av elimineringen av CO2, oberoende av oxidation av energisubstraten. Att öka data närvarande i täljaren (CO2) och hålla nämnaren konstant (O2) respiratorisk kvotient uppnår en överskott som når värden som är högre än enhet.
Vid återhämtning efter intensiv aktivitet, när en del av koldioxid används för att reformera bikarbonatreserver, faller andnings kvoten däremot under gränsvärdet 0, 70.
Det är därför klart att i sådana situationer reflekterar andnings kvoten inte exakt vad som händer på cellulär nivå under oxidationen av energisubstraten. I dessa fall föredrar andningsfysiologerna att prata om yttre respiratoriska kvoter eller förhållandet mellan andningsväxlingar (R).
