Hengitysosamäärä

Hengityssuhde on erittäin hyödyllinen parametri levossa tai liikunnan aikana käytetyn aineenvaihduntaseoksen arvioimiseksi. Niille ominaisten kemiallisten erojen vuoksi rasvojen, proteiinien ja hiilihydraattien täydellinen metabolointi vaatii erilaisia ​​määriä happea. Näin ollen hapettuneen energiaalustan tyyppi vaikuttaa myös tuotetun hiilidioksidin määrään.

QR = tuotettu CO2 / kulutettu O2

Kun otetaan huomioon, että kullakin makroravinneella on erityinen QR, tätä parametria arvioimalla on mahdollista jäljittää levossa tai tietyn työtehtävän aikana metaboloituvien ravinteiden seos.

Hiilihydraattien hengityssuhde

Hiilihydraatin yleinen molekyylikaava on Cn (H2O) n. Tästä seuraa, että hiilihydraattimolekyylin sisällä vety- ja happiatomien lukumäärä on kiinteä ja yhtä suuri kuin 2: 1. Geneerisen heksoosin (kuuden hiiliatomin, kuten glukoosin, hiilihydraatin) hapettamiseksi tarvitaan siis kuusi happea molekyylejä, jolloin muodostuu 6 hiilidioksidimolekyyliä (C6H1206 + 602 → 6H20 + 6C02).
Hiilihydraattien hengityssuhde on näin ollen: 6CO2 / 6O2 = 1,00

Lipidien hengityssuhde

Lipidit erottuvat hiilihydraateista pienemmällä happipitoisuudella suhteessa vetyatomien määrään. Näin ollen niiden hapettuminen vaatii suuremman määrän happea.
Ottaen esimerkkinä palmitiinihapon havaitsemme, että sen hapettumisen aikana muodostuu 16 hiilidioksidimolekyyliä ja vettä 23 kulutetulle happimolekyylille.C16H32O2 + 23 O2 → 16 CO2 + 16 H2O
Hengityssuhde on näin ollen: 16 CO2 / 23 02 = 0,696
Normaalisti hengityssuhde 0,7 lasketaan lipideille, kun otetaan huomioon, että tämä arvo vaihtelee välillä 0,69 - 0,73 suhteessa rasvahappoa kuvaavan hiiliketjun pituuteen.

Proteiinien hengityssuhde

Tärkein ero, joka erottaa proteiinit rasvoista ja hiilihydraateista, on typpiatomien läsnäolo. Tämän kemiallisen eron vuoksi proteiinimolekyylit kulkevat tiettyä metabolista polkua. Maksan on ensin poistettava typpi deaminaatioprosessin avulla ja vasta sen jälkeen aminohappomolekyylin jäljellä oleva osa (nimeltään ketohappo) voidaan hapettaa hiilidioksidiksi ja veteen.

Kuten lipidit, ketohapot ovat suhteellisen happipitoisia. Niiden hapettuminen johtaa siten kulutetun hapen määrää pienemmän hiilidioksidimäärän muodostumiseen.
Albumiini, plasman runsain proteiini, hapettuu seuraavan reaktion mukaan:
C72H112N2O22S + 77O2 → 63CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO (NH2) 2
Hengityssuhde on näin ollen: 63 CO2 / 77 02 = 0,818
Proteiinien QR -arvo on sopimuksen mukaan 0,82.

Merkitys hengitysteiden osamäärä

Elimistön energiatarpeiden tyydyttämiseksi jokainen meistä käyttää erilaisia ​​aineenvaihduntaseoksia fyysiseen rasitukseen verrattuna. Mitä voimakkaampi tämä on, sitä suurempi on hapettuneen glukoosin osuus. Suurin osa levossa tuotetusta energiasta tulee happojen metaboloitumisesta. lihava. Tästä syystä on järkevää odottaa hengityssuhde, joka on lähellä 0,7 levossa ja suurempi rasittavan liikunnan aikana.
Suoritettaessa aktiviteetteja absoluuttisesta levosta kevyeen aerobiseen harjoitukseen, hengityssuhde on noin 0,82 ± 4%. Tämä kokeellisesti saatu data osoittaa, että organismi hapettaa seoksen, joka koostuu 60% rasvoista ja 40% hiilihydraateista (olosuhteissa lepotilasta tai kohtuullisesta fyysisestä aktiivisuudesta proteiinien energiarooli on vähäinen, joten puhumme ei-proteiinisesta hengityssuhteesta).
Jokainen QR -arvo vastaa kalorien happiekvivalenttia, joka edustaa vapautuneiden kaloreiden lukumäärää O2 -litraa kohti.Tämän datan ansiosta on mahdollista jäljittää erittäin tarkasti työtehtävän energiankulutus. Oletetaan, että kohtalaisen aerobisen harjoituksen aikana hengitysosamäärä, joka on mitattu kaasuanalyysillä, on 0,86; tarkastelemalla erityistä taulukkoa havaitsemme, että energiaekvivalentti kulutettua happea litraa kohti on 4,875 Kcal. liikunnan kustannukset riittää kertomalla kulutetut hapen litrat 4,875: llä.
Tiukan fyysisen rasituksen aikana tilanne muuttuu radikaalisti ja hengityssuhde vaihtelee suuresti. Massiivisen maitohapon tuotannon vuoksi aktivoidaan lukuisia aineenvaihduntamekanismeja, kuten puskurijärjestelmiä ja hyperventilaatiota.Kummassakin tapauksessa hiilidioksidin poistuminen lisääntyy riippumatta energia -alustojen hapettumisesta. ) ja pitämällä nimittäjä vakiona (O2) hengitysosamäärässä tapahtuu aalto, joka saavuttaa yli yhden arvon.
Intensiivisen toiminnan jälkeisen toipumisen aikana, kun osa hiilidioksidista käytetään bikarbonaattivarantojen uudistamiseen, hengityssuhde laskee alle raja -arvon 0,70.
Siksi on selvää, että tällaisissa tilanteissa hengityssuhde ei heijasta tarkalleen sitä, mitä tapahtuu solutasolla energia -substraattien hapettumisen aikana. Näissä tapauksissa hengityksen fysiologit puhuvat mieluummin ulkoisesta hengityssuhteesta tai hengitysvaihdon välisestä suhteesta (R).