Andningskvoten

Andningskvoten är en mycket användbar parameter för att utvärdera den metaboliska blandning som används i vila eller under fysisk träning. På grund av de kemiska skillnaderna som kännetecknar dem, kräver fullständig metabolisering av fetter, proteiner och kolhydrater olika mängder syre. Följaktligen kommer typen av oxiderat energisubstrat också att påverka mängden koldioxid som produceras.

QR = CO2 producerad / O2 förbrukad

Med tanke på att varje makronäringsämne har en specifik QR, genom att utvärdera denna parameter är det möjligt att spåra blandningen av näringsämnen som metaboliseras i vila eller under en specifik arbetsaktivitet.

Andningskvot av kolhydrater

Den generiska molekylformeln för ett kolhydrat är Cn (H2O) n. Därav följer att inom en kolhydratmolekyl är proportionen mellan antalet väteatomer och syret fasta och lika med 2: 1. För att oxidera en generisk hexos (kolhydrat med sex kolatomer som glukos) kommer det därför att behövas sex syre molekyler, vilket resulterar i bildandet av 6 koldioxidmolekyler (C6H1206 + 602 → 6H20 + 6C02).
Andningskvoten för kolhydrater blir därför lika med: 6CO2 / 6O2 = 1,00

Andningskvot av lipider

Lipider skiljer sig från kolhydrater genom det lägre syreinnehållet i proportion till antalet väteatomer. Följaktligen kräver deras oxidation en högre mängd syre.
Med palmitinsyra som exempel upptäcker vi att under oxidationen bildas 16 molekyler koldioxid och vatten för 23 förbrukade syremolekyler.C16H32O2 + 23 O2 → 16 CO2 + 16 H2O
Andningskvoten kommer därför att vara lika med: 16 CO2 / 23 O2 = 0,696
Normalt tillskrivs en andningskvot på 0,7 lipider, med tanke på att detta värde varierar från 0,69 till 0,73 i förhållande till kolkedjans längd som kännetecknar fettsyran.

Andningskvot av proteiner

Den största skillnaden som skiljer proteiner från fetter och kolhydrater är närvaron av kväveatomer. På grund av denna kemiska skillnad följer proteinmolekylerna en särskild metabolisk väg. Levern måste först avlägsna kväve genom en process som kallas deaminering. Först då kan den återstående delen av aminosyramolekylen (kallad ketosyran) oxideras till koldioxid och vatten.

Liksom lipider är ketosyror relativt syrefattiga. Deras oxidation kommer därför att leda till bildandet av en mängd koldioxid som är lägre än för förbrukat syre.
Albumin, det mest förekommande proteinet i plasma, oxiderar enligt följande reaktion:
C72H112N2O22S + 77O2 → 63CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO (NH2) 2
Andningskvoten kommer därför att vara lika med: 63 CO2 / 77 O2 = 0,818
Proteinernas QR fastställs enligt konventionen till 0,82.

Betydelsen av andningskvoten

För att möta organismens energikrav använder var och en av oss olika metaboliska blandningar i förhållande till fysisk ansträngning. Ju mer intensiv detta är, desto större andel oxiderad glukos. Mycket av energin som produceras i vila härrör från metabolisering av syror. fett. Av denna anledning är det rimligt att förvänta sig en andningskvot nära 0,7 i vila och högre under ansträngande träning.
Genom att utföra aktiviteter som sträcker sig från absolut vila till lätt aerob träning är andningskvoten cirka 0,82 ± 4%. Detta datum, erhållet experimentellt, vittnar om oxidationen av organismen av en blandning bestående av 60% fett och 40% kolhydrater (under förhållanden av vila eller måttlig fysisk aktivitet är proteinernas energiroll försumbar, därför talar vi om icke-protein respiratorisk kvot).
Varje QR -värde motsvarar en kaloriekvivalent syre som representerar antalet kalorier som släpps per liter O2. Tack vare dessa data är det möjligt att spåra energiförbrukningen för en arbetsaktivitet mycket exakt. Låt oss anta att vid måttlig aerob träning andningskvoten, mätt genom gasanalys, är lika med 0,86; genom att konsultera en särskild tabell finner vi att energiekvivalenten per liter syreförbrukning är 4,875 Kcal. Vid denna tidpunkt för att ta reda på energin träningskostnader räcker det att multiplicera syreförbrukningen med 4,875.
Under intensiv fysisk ansträngning förändras situationen radikalt och andningskvoten genomgår stora variationer. På grund av den massiva produktionen av mjölksyra aktiveras många extra metaboliska mekanismer, såsom buffertsystem och hyperventilation.I båda fallen finns en ökning av eliminering av CO2, oberoende av energisubstratets oxidation. Till täljaren (CO2 ) och att hålla nämnaren konstant (O2) genomgår andningskvoten en ökning som når värden högre än en.
Under återhämtningen efter en intensiv aktivitet, när en del koldioxid används för att reformera bikarbonatreserverna, faller andningskvoten under gränsvärdet 0,70.
Det är därför klart att andningskvoten i sådana situationer inte exakt speglar vad som händer på cellnivå under oxidationen av energisubstrat. I dessa fall föredrar andningsfysiologerna att tala om den yttre andningskvoten eller förhållandet mellan andningsbyten (R).