Dychový kvocient je veľmi užitočným parametrom na vyhodnotenie metabolickej zmesi použitej v pokoji alebo počas fyzického cvičenia. Vzhľadom na chemické rozdiely, ktoré ich charakterizujú, úplná metabolizácia tukov, proteínov a sacharidov vyžaduje rôzne množstvá kyslíka. V dôsledku toho typ oxidovaného energetického substrátu tiež ovplyvní množstvo produkovaného oxidu uhličitého.
QR = produkovaný CO2 / 0 2 spotrebovaný
Vzhľadom na to, že každá makroživina má špecifický QR, vyhodnotením tohto parametra je možné sledovať výživovú zmes metabolizovanú v pokoji alebo počas špecifickej pracovnej aktivity.
Respiračný kvocient sacharidov
Všeobecný molekulový vzorec sacharidu je Cn (H20) n. Z toho vyplýva, že v rámci sacharidovej molekuly je pomer medzi počtom atómov vodíka a atómom kyslíka fixný a rovný 2: 1. Na oxidáciu generickej hexózy (uhľovodík so šiestimi atómami uhlíka, ako je glukóza) bude preto potrebných šesť molekúl kyslíka s následnou tvorbou 6 molekúl oxidu uhličitého (C 6 H 12 0 6 + 60 2 → 6 H 2 0 + 6 C0 2 ),
Respiračný kvocient sacharidov sa preto bude rovnať: 6CO2 / 6O2 = 1, 00
Respiračný kvocient lipidov
Lipidy sa odlišujú od sacharidov svojím nižším obsahom kyslíka v pomere k počtu atómov vodíka. Preto ich oxidácia vyžaduje vyššie množstvo kyslíka.
Ak vezmeme do úvahy napríklad kyselinu palmitovú, zistíme, že počas jej oxidácie vzniká 16 molekúl oxidu uhličitého a vody pre 23 molekúl spotrebovaného kyslíka. C16H32O2 + 232-2-16C02 + 16H20
Respiračný kvocient sa preto bude rovnať: 16 CO 2/23 O 2 = 0, 696
Normálne sa lipidom pripisuje respiračný kvocient rovný 0, 7, s ohľadom na to, že táto hodnota je v rozsahu od 0, 69 do 0, 73 vzhľadom na dĺžku uhlíkového reťazca, ktorá charakterizuje mastnú kyselinu.
Respiračný kvocient proteínov
Hlavným rozdielom, ktorý odlišuje proteíny od tukov a sacharidov, je prítomnosť atómov dusíka. Vzhľadom na tento chemický rozdiel molekuly proteínu sledujú určitú metabolickú dráhu. Pečeň musí najprv eliminovať dusík procesom nazývaným deaminácia. Až potom môže zostávajúca časť molekuly aminokyseliny (nazývanej ketokyselina) oxidovať na oxid uhličitý a vodu.
Podobne ako lipidy, aj ketokyseliny sú relatívne chudobné na kyslík. Ich oxidácia bude teda viesť k tvorbe množstva oxidu uhličitého nižšieho ako je množstvo spotrebovaného kyslíka.
Albumín, najhojnejší proteín v plazme, oxiduje podľa nasledujúcej reakcie:
C72H122N2022S + 77O2 → 63CO2 + 38 H20 + SO3 + 9 CO (NH2) 2
Respiračný kvocient sa preto bude rovnať: 63 CO 2/77 02 = 0, 818
Proteín QR je stanovený konvenciou na 0, 82 .
Význam respiračného kvocientu
Aby sme uspokojili energetickú náročnosť tela, každý z nás používa rôzne metabolické zmesi vo vzťahu k fyzickej námahe. Čím je to intenzívnejšie, tým väčšie je percento oxidovanej glukózy. Veľká časť energie produkovanej v pokoji pochádza z metabolizácie mastných kyselín. Z tohto dôvodu je legitímne očakávať, že dýchací kvocient je v kľudnej polohe blízko 0, 7 a vyšší počas intenzívneho cvičenia.
Vykonávanie aktivít od absolútneho odpočinku až po ľahké aeróbne cvičenie, respiračný kvocient je okolo 0, 82 ± 4%. Tieto údaje, získané experimentálne, svedčia o oxidácii organizmu zo zmesi 60% tuku a 40% sacharidov (pri pokojovej alebo miernej fyzickej aktivite je energetická úloha proteínu zanedbateľná). preto hovoríme o neproteínovom respiračnom kvociente).
Každá hodnota QR zodpovedá kalorickému ekvivalentu kyslíka, ktorý predstavuje počet kalórií uvoľnených na liter O2. Vďaka týmto údajom je možné s vysokou presnosťou sledovať energetický výdaj pracovnej činnosti. Predpokladáme, že pri miernom aeróbnom cvičení je respiračný kvocient, meraný analýzou plynov, rovný 0, 86; konzultáciou s konkrétnou tabuľkou zistíme, že ekvivalent energie na liter spotrebovaného kyslíka je 4 875 Kcal. V tomto bode, aby sme zistili energetický výdaj cvičenia, bude stačiť znásobiť litre kyslíka spotrebovaného o 4, 875.
Počas intenzívnej fyzickej námahy sa situácia radikálne mení a respiračný kvocient prechádza veľkými variáciami. Vďaka masívnej produkcii kyseliny mliečnej sa aktivujú mnohé pomocné metabolické mechanizmy, ako sú pufrové systémy a hyperventilácia. V oboch prípadoch dochádza k zvýšeniu eliminácie CO2, nezávisle od oxidácie energetických substrátov. Zvýšenie údajov prítomných v čitateli (CO2) a udržanie konštantného menovateľa (O2) respiračného kvocientu podlieha prudkému nárastu, ktorý dosahuje hodnoty vyššie ako jednota.
Počas zotavovania po intenzívnej aktivite, keď sa časť oxidu uhličitého používa na reformu zásob bikarbonátu, na druhej strane, respiračný kvocient klesne pod limitnú hodnotu 0, 70.
Je teda jasné, že v takýchto situáciách respiračný kvocient neodráža presne to, čo sa deje na bunkovej úrovni počas oxidácie energetických substrátov. V týchto prípadoch respiračná fyziológia uprednostňuje hovoriť o vonkajšom respiračnom kvociente alebo vzťahu medzi respiračnými výmenami (R).
