Het ademhalingsquotiënt is een zeer nuttige parameter om het metabole mengsel te evalueren dat in rust of tijdens een lichamelijke oefening wordt gebruikt. Vanwege de chemische verschillen die hen kenmerken, vereist de volledige metabolisatie van vetten, eiwitten en koolhydraten verschillende hoeveelheden zuurstof. Dientengevolge zal het type geoxideerd energiesubstraat ook de hoeveelheid geproduceerd koolstofdioxide beïnvloeden.
QR = CO 2 geproduceerd / O 2 verbruikt
Aangezien elke macronutriënt een specifieke QR heeft, is het door het evalueren van deze parameter mogelijk om het voedingsstofmengsel gemetaboliseerd in rust of tijdens een specifieke werkactiviteit te traceren.
Respiratoir quotiënt van koolhydraten
De generieke molecuulformule van een koolhydraat is Cn (H 2 O) n. Hieruit volgt dat binnen een koolhydraatmolecuul de verhouding tussen het aantal waterstofatomen en die van zuurstof vast is en gelijk is aan 2: 1. Voor het oxideren van een generieke hexose (koolhydraat met zes koolstofatomen zoals glucose) zullen daarom zes zuurstofmoleculen nodig zijn, met de daaruit volgende vorming van 6 moleculen koolstofdioxide (C 6 H 12 0 6 + 60 2 → 6H 2 0 + 6C0 2 ) .
Het respiratoire quotiënt van koolhydraten zal daarom gelijk zijn aan: 6CO 2 / 6O 2 = 1, 00
Ademhalingsquotiënt van lipiden
Lipiden onderscheiden zich van koolhydraten door hun lagere zuurstofgehalte in verhouding tot het aantal waterstofatomen. Dientengevolge vereist hun oxidatie een hogere hoeveelheid zuurstof.
Als we palmitinezuur als voorbeeld nemen, ontdekken we dat tijdens de oxidatie 16 moleculen koolstofdioxide en water worden gevormd voor 23 zuurstofmoleculen die worden verbruikt. C 16 H 32 O 2 + 23 O 2 → 16 CO 2 + 16 H 2 O
Het ademhalingsquotiënt zal daarom gelijk zijn aan: 16 CO 2/23 O 2 = 0, 696
Normaal gesproken wordt aan lipiden een respiratoir quotiënt gelijk aan 0, 7 toegekend, rekening houdend met het feit dat deze waarde varieert van 0, 69 tot 0, 73 in verhouding tot de lengte van de koolstofketen die het vetzuur kenmerkt.
Respiratoir quotiënt van eiwitten
Het belangrijkste verschil dat eiwitten onderscheidt van vetten en koolhydraten is de aanwezigheid van stikstofatomen. Vanwege dit chemische verschil volgen eiwitmoleculen een bepaalde metabole route. De lever moet eerst stikstof verwijderen via een proces dat deaminatie wordt genoemd. Alleen dan kan het resterende deel van het aminozuurmolecuul (genaamd ketozuur) oxideren tot koolstofdioxide en water.
Evenals lipiden zijn ketozuren ook relatief arm aan zuurstof. Hun oxidatie zal daarom leiden tot de vorming van een hoeveelheid kooldioxide die lager is dan die van verbruikt zuurstof.
Albumine, het meest voorkomende eiwit in plasma, oxideert volgens de volgende reactie:
C 72 H 112 N 2 O 22 S + 77O 2 → 63CO 2 + 38 H 2 O + SO 3 + 9 CO (NH 2 ) 2
Het ademhalingsquotiënt zal daarom gelijk zijn aan: 63 CO 2/77 O 2 = 0.818
De eiwit-QR wordt bij overeenkomst vastgesteld op 0, 82 .
Betekenis van het respiratoire quotiënt
Om aan de energiebehoeften van het lichaam te voldoen, gebruikt ieder van ons verschillende metabolische mengsels in relatie tot fysieke inspanning. Hoe intenser dit is, hoe groter het percentage geoxideerde glucose. Een groot deel van de in rust geproduceerde energie is afkomstig van de metabolisatie van vetzuren. Om deze reden is het legitiem om een ademhalingsquotiënt van bijna 0.7 bij rust en hoger te verwachten tijdens intensieve training.
Het uitvoeren van activiteiten variërend van absolute rust tot lichte aerobe oefening, het ademhalingsquotiënt is ongeveer 0, 82 ± 4%. Deze gegevens, die experimenteel zijn verkregen, getuigen van de oxidatie van het organisme van een mengsel dat bestaat uit 60% vet en 40% koolhydraten (bij rustende of matige fysieke activiteit is de energetische rol van het eiwit verwaarloosbaar, we spreken daarom van een niet-eiwit respiratoir quotiënt).
Elke waarde van QR komt overeen met een calorisch equivalent van de zuurstof die overeenkomt met het aantal calorieën dat vrijkomt per liter O2. Dankzij deze gegevens is het mogelijk om het energieverbruik van een werkactiviteit met grote precisie te traceren. We veronderstellen dat tijdens een matige aerobe oefening het ademhalingsquotiënt, gemeten met gasanalyse, gelijk is aan 0, 86; Bij het raadplegen van een specifieke tabel vinden we dat het energie-equivalent per liter verbruikte zuurstof 4.875 Kcal is. Op dit punt, om het energieverbruik van de oefening te ontdekken, zal het voldoende zijn om de liters zuurstof verbruikt door 4.875 te vermenigvuldigen.
Tijdens een intense fysieke inspanning verandert de situatie radicaal en ondergaat het ademhalingsquotiënt grote variaties. Vanwege de massale productie van melkzuur worden talrijke aanvullende metabole mechanismen geactiveerd, zoals buffersystemen en hyperventilatie. In beide gevallen neemt de eliminatie van CO2 toe, onafhankelijk van de oxidatie van de energiesubstraten. Door de in de teller (CO2) aanwezige gegevens te vergroten en de noemer constant te houden (O2) ondergaat het ademhalingsquotiënt een stijging van de stijgingswaarde hoger dan de eenheid.
Tijdens herstel na intense activiteit, wanneer een deel van koolstofdioxide wordt gebruikt om de bicarbonaatreserves te reformeren, daalt het ademhalingsquotiënt daarentegen onder de grenswaarde 0, 70.
Het is daarom duidelijk dat in dergelijke situaties het respiratoire quotiënt niet precies weerspiegelt wat er op het cellulaire niveau gebeurt tijdens de oxidatie van de energiesubstraten. In deze gevallen praten ademhalingsfysiologen liever over extern ademhalingsquotiënt of relatie tussen respiratoire uitwisselingen (R).
