Dechový kvocient je velmi užitečným parametrem pro vyhodnocení metabolické směsi použité v klidu nebo při fyzickém cvičení. Vzhledem k chemickým rozdílům, které je charakterizují, vyžaduje úplná metabolizace tuků, bílkovin a sacharidů různá množství kyslíku. V důsledku toho typ oxidovaného energetického substrátu také ovlivní množství produkovaného oxidu uhličitého.
QR = produkovaný CO 2/0 2 spotřebován
Vzhledem k tomu, že každá makronutrient má specifický QR, pomocí vyhodnocení tohoto parametru je možné sledovat výživovou směs metabolizovanou v klidu nebo během specifické pracovní aktivity.
Respirační kvocient sacharidů
Obecný molekulární vzorec sacharidu je Cn (H20) n. Z toho vyplývá, že v rámci sacharidové molekuly je poměr mezi počtem atomů vodíku a počtem kyslíku pevně stanoven a roven 2: 1. Pro oxidaci generické hexózy (sacharidů se šesti atomy uhlíku, jako je glukóza) bude tedy zapotřebí šesti molekul kyslíku s následnou tvorbou 6 molekul oxidu uhličitého (C 6 H 12 0 6 + 60 2 → 6 H 2 0 + 6 C0 2 ),
Respirační kvocient sacharidů bude tedy roven: 6CO2 / 6O2 = 1, 00
Respirační kvocient lipidů
Lipidy se liší od sacharidů jejich nižším obsahem kyslíku v poměru k počtu atomů vodíku. Proto jejich oxidace vyžaduje vyšší množství kyslíku.
Vezmeme-li příklad kyseliny palmitové, zjistíme, že během oxidace vzniká 16 molekul oxidu uhličitého a vody pro 23 molekul spotřebovaného kyslíku. C16H32O2 + 2302 → 16C02 + 16H20
Dýchací kvocient bude tedy roven: 16 CO 2/23 O 2 = 0, 696
Normálně se lipidům přičítá respirační kvocient rovný 0, 7, s ohledem na to, že tato hodnota se pohybuje v rozmezí od 0, 69 do 0, 73 vzhledem k délce uhlíkového řetězce, která charakterizuje mastnou kyselinu.
Respirační kvocient proteinů
Hlavní rozdíl, který odlišuje proteiny od tuků a sacharidů, je přítomnost atomů dusíku. Vzhledem k tomuto chemickému rozdílu sledují molekuly proteinu určitou metabolickou dráhu. Játra musí nejprve eliminovat dusík procesem zvaným deaminace. Teprve potom může zbývající část molekuly aminokyseliny (zvané ketoacid) oxidovat na oxid uhličitý a vodu.
Podobně jako lipidy jsou keto kyseliny také relativně chudé na kyslík. Jejich oxidace tedy povede k tvorbě menšího množství oxidu uhličitého než je spotřeba kyslíku.
Albumin, nejhojnější protein v plazmě, oxiduje podle následující reakce:
C72H122N2022S + 77O2 → 63CO2 + 38 H20 + SO3 + 9 CO (NH2) 2
Dýchací kvocient bude tedy roven: 63 CO 2/77 02 = 0, 818
Protein QR je stanoven konvencí na 0, 82 .
Význam respiračního kvocientu
Ke splnění energetické náročnosti těla každý z nás používá různé metabolické směsi ve vztahu k fyzické námaze. Čím je to intenzivnější, tím větší je procento oxidované glukózy. Velká část energie produkované v klidu pochází z metabolizace mastných kyselin. Z tohoto důvodu je legitimní očekávat v klidu dýchací kvocient blízký 0, 7 a vyšší během intenzivního cvičení.
Činnost pohybující se od absolutního odpočinku až po lehký aerobní cvičení, respirační kvocient je kolem 0, 82 ± 4%. Tato data, získaná experimentálně, svědčí o oxidaci organismu směsi složené ze 60% tuku a 40% sacharidů (v klidu nebo mírné fyzické aktivitě je energetická role proteinu zanedbatelná, proto hovoříme o neproteinovém respiračním kvocientu).
Každá hodnota QR odpovídá kalorickému ekvivalentu kyslíku, který představuje počet kalorií uvolněných na litr O2. Díky těmto datům je možné s vysokou přesností sledovat energetický výdaj pracovní činnosti. Předpokládáme, že během mírného aerobního cvičení je respirační kvocient, měřený analýzou plynu, roven 0, 86; Na základě konkrétní tabulky zjistíme, že ekvivalent energie na litr spotřebovaného kyslíku je 4 875 Kcal. V tomto okamžiku bude pro zjištění energetického výdeje cvičení dostačující násobit litry kyslíku spotřebovaného o 4, 875.
Během intenzivního fyzického úsilí se situace radikálně mění a respirační kvocient podstoupí velké variace. Díky masivní produkci kyseliny mléčné jsou aktivovány četné pomocné metabolické mechanismy, jako jsou pufrové systémy a hyperventilace. V obou případech dochází ke zvýšení eliminace CO2, nezávisle na oxidaci energetických substrátů. Zvýšení dat přítomných v čitateli (CO2) a udržení konstantního jmenovatele (O2) dýchacího kvocientu podléhá prudkému nárůstu, jehož hodnoty jsou vyšší než jednota.
Během zotavování po intenzivní aktivitě, kdy se část oxidu uhličitého používá k reformě zásob hydrogenuhličitanu, klesá respirační kvocient pod mezní hodnotu 0, 70.
Je tedy jasné, že v takových situacích respirační kvocient neodráží přesně to, co se děje na buněčné úrovni během oxidace energetických substrátů. V těchto případech dýchací fyziologové upřednostňují mluvit o externím respiračním kvocientu nebo vztahu mezi respiračními výměnami (R).
