Dihalni kvocient je zelo uporaben parameter za ocenjevanje presnove, ki se uporablja v mirovanju ali med telesno vadbo. Zaradi kemijskih razlik, ki jih opisujejo, popolna presnova maščob, beljakovin in ogljikovih hidratov zahteva različne količine kisika. Posledično bo vrsta oksidiranega substrata vplivala tudi na količino proizvedenega ogljikovega dioksida.
QR = porabljen CO 2 / O 2
Glede na to, da ima vsak makronutrien specifično QR, je z vrednotenjem tega parametra mogoče slediti mešanici hranil, ki se presnavljajo v mirovanju ali med določeno delovno aktivnostjo.
Dihalni količnik ogljikovih hidratov
Generična molekularna formula ogljikovega hidrata je Cn (H 2 O) n. Iz tega sledi, da je v molekuli ogljikovih hidratov razmerje med številom vodikovih atomov in tistimi s kisikom fiksno in enako 2: 1. Za oksidacijo generičnega heksoze (ogljikovih hidratov s šestimi ogljikovimi atomi, kot je glukoza) bo zato potrebnih šest kisikovih molekul, s posledičnim nastankom 6 molekul ogljikovega dioksida (C 6 H 12 0 6 + 60 2 → 6H 2 0 + 6 C 2 ). .
Dihalni količnik ogljikovih hidratov bo torej enak: 6CO 2 / 6O 2 = 1, 00
Dihalni količnik lipidov
Lipidi se od ogljikovih hidratov razlikujejo po nižji vsebnosti kisika sorazmerno s številom vodikovih atomov. Posledično njihova oksidacija zahteva večjo količino kisika.
Če vzamemo za primer palmitinsko kislino, odkrijemo, da se pri oksidaciji tvorijo 16 molekul ogljikovega dioksida in vode za 23 molekul porabljenega kisika. C16H32O2 + 23O2 → 16C02 + 16H20
Dihalni količnik bo torej enak: 16 CO 2/23 O 2 = 0, 696
Običajno se lipidom pripiše respiratorni količnik, ki je enak 0, 7, ob upoštevanju, da se ta vrednost giblje od 0, 69 do 0, 73 glede na dolžino ogljikove verige, ki je značilna za maščobno kislino.
Dihalni količnik beljakovin
Glavna razlika, ki razlikuje proteine od maščob in ogljikovih hidratov, je prisotnost dušikovih atomov. Zaradi te kemijske razlike proteinske molekule sledijo določeni presnovni poti. Jetra morajo najprej izločiti dušik skozi proces, imenovan deaminacija. Le tako lahko preostali del molekule amino kisline (imenovane ketoacid) oksidira v ogljikov dioksid in vodo.
Tako kot lipidi so tudi keto-kisline relativno slabo kisik. Njihova oksidacija bo zato privedla do nastanka količine ogljikovega dioksida, nižjega od porabljenega kisika.
Albumin, najbolj bogat protein v plazmi, oksidira v skladu z naslednjo reakcijo:
C 72 H 112 N 2 O 22 S + 77O 2 → 63CO 2 + 38 H 2 O + SO 3 + 9 CO (NH 2 ) 2
Dihalni količnik bo torej enak: 63 CO 2/77 O 2 = 0, 818
Protein QR je določen po dogovoru pri 0, 82 .
Pomen respiratornega količnika
Da bi zadostili telesnim potrebam po energiji, vsak od nas uporablja različne presnovne zmesi v povezavi s fizičnim naporom. Bolj kot je intenzivna, večji je odstotek oksidirane glukoze. Velik del energije, ki se proizvaja v mirovanju, izvira iz presnove maščobnih kislin. Zato je legitimno pričakovati dihalni kvopec blizu 0, 7 v mirovanju in višje med intenzivno vadbo.
Opravlja dejavnosti, od absolutnega počitka do lahke aerobne vadbe, je respiratorni količnik okoli 0, 82 ± 4%. Ti podatki, pridobljeni eksperimentalno, pričajo o oksidaciji organizma v mešanici, sestavljeni iz 60% maščobe in 40% ogljikovih hidratov (pri mirovanju ali zmerni telesni aktivnosti je energetska vloga beljakovin zanemarljiva, zato govorimo o ne-proteinskem respiratornem količniku).
Vsaka vrednost QR ustreza kaloričnemu ekvivalentu kisika, ki predstavlja število kalorij, izpuščenih na liter O2. Zahvaljujoč tem podatkom je možno z veliko natančnostjo slediti porabi energije delovne aktivnosti. Domnevamo, da je pri zmerni aerobni vadbi respiratorni količnik, izmerjen s plinsko analizo, enak 0, 86; S pomočjo posebne tabele ugotovimo, da je energijski ekvivalent na liter porabljenega kisika 4.875 Kcal. Na tej točki, da bi odkrili porabo energije vadbe, bo dovolj, da pomnožimo litre kisika, porabljenega s 4.875.
V času intenzivnega fizičnega napora se stanje radikalno spreminja in kronični dihalni količnik se močno spreminja. Zaradi velike proizvodnje mlečne kisline se aktivirajo številni pomožni metabolni mehanizmi, kot so puferski sistemi in hiperventilacija. V obeh primerih se povečuje izločanje CO2, neodvisno od oksidacije energijskih substratov. Povečanje podatkov, ki so prisotni v števcu (CO2) in ohranjanje konstante imenovalca (O2), povzroči dihalni krog, ki dosega višje vrednosti kot enotnost.
Med okrevanjem po intenzivni aktivnosti, ko se del ogljikovega dioksida uporablja za reformo rezervoarjev bikarbonata, se respiratorni količnik po drugi strani spusti pod mejno vrednost 0, 70.
Zato je jasno, da v takih razmerah respiratorni količnik ne odraža natančno tistega, kar se dogaja na celični ravni med oksidacijo energetskih substratov. V teh primerih fiziologi dihanja raje govorijo o zunanjem dihalnem količniku ali o odnosu med dihalnimi izmenjavami (R).
