Hengitysteiden osuus on erittäin hyödyllinen parametri, jolla arvioidaan levossa tai liikunnan aikana käytettyä aineenvaihduntasekoitusta. Niille ominaisten kemiallisten erojen vuoksi rasvojen, proteiinien ja hiilihydraattien täydellinen metabolointi vaatii erilaisia määriä happea. Näin ollen hapettuneen energialähteiden tyyppi vaikuttaa myös tuotetun hiilidioksidin määrään.
QR = CO 2 tuotettu / O 2 kulutettu
Ottaen huomioon, että kullakin makroelementillä on tietty QR-arvo, arvioimalla tätä parametria on mahdollista jäljittää levossa tai tietyn työaktiivisuuden aikana metaboloitunut ravintoaineseos.
Hiilihydraattien hengityssuhde
Hiilihydraatin yleinen molekyylikaava on Cn (H20) n. Tästä seuraa, että hiilihydraattimolekyylissä vetyatomien ja hapen lukumäärän välinen suhde on kiinteä ja 2: 1. Geneerisen heksoosin (hiilihydraatti, jossa on kuusi hiiliatomia, kuten glukoosi) hapettamiseksi tarvitaan siksi kuusi happimolekyyliä, jolloin muodostuu 6 hiilidioksidimolekyyliä (C 6H 12 0 6 + 60 2 → 6H 2 0 + 6C 2 2 ) .
Hiilihydraattien hengityskerroin on siis yhtä suuri kuin: 6CO2 / 6O2 = 1, 00
Lipidien hengityskerroin
Lipidit erotetaan hiilihydraateista niiden alhaisempaan happipitoisuuteen suhteessa vetyatomien lukumäärään. Näin ollen niiden hapettuminen vaatii suuremman määrän happea.
Ottaen esimerkiksi palmitiinihapon huomaa, että hapettumisen aikana muodostuu 16 molekyyliä hiilidioksidia ja vettä 23 kulutetun hapen molekyylille. C16H32O2 + 23O2 → 16C02 + 16H20
Hengityssuhde on siten yhtä suuri kuin: 16 CO 2/23 O 2 = 0, 696
Normaalisti lipideille annetaan hengityskerroin, joka on 0, 7, ottaen huomioon, että tämä arvo vaihtelee 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 seuraavat tiettyä metabolista reittiä. Maksan on ensin poistettava typpi deaminoinnin avulla. Vasta sitten aminohappomolekyylin jäljellä oleva osa (kutsutaan ketohappoksi) hapettuu hiilidioksidiksi ja vedeksi.
Kuten lipidit, ketohapot ovat myös suhteellisen huonoja happea. Niiden hapettuminen johtaa siten hiilidioksidimäärän muodostumiseen, joka on alhaisempi kuin kulutetun hapen.
Albumiini, joka on runsain plasman proteiini, hapetetaan seuraavan reaktion mukaisesti:
C 72H 112N 2O 22S + 77O 2 → 63CO 2 + 38 H20 + SO 3 + 9 CO (NH2) 2
Sen vuoksi hengityskerroin on: 63 CO 2/77 O 2 = 0, 818
Proteiini QR on vahvistettu sopimuksella 0, 82 .
Merkitys hengityselimistä
Jotta voisimme vastata kehon energiantarpeisiin, jokainen meistä käyttää erilaisia aineenvaihduntaseoksia fyysisen ponnistuksen suhteen. Mitä voimakkaampi tämä on, sitä suurempi on hapetetun glukoosin prosenttiosuus. Suuri osa levossa olevasta energiasta johtuu rasvahappojen metaboloitumisesta. Tästä syystä on oikeutettua odottaa hengityssuhteen suuruutta, joka on lähellä 0, 7 lepoa ja korkeampaa intensiivisen harjoituksen aikana.
Hengitystekijä on noin 0, 82 ± 4%, kun kyseessä on absoluuttinen lepo ja kevyt aerobinen liikunta. Nämä kokeellisesti saadut tiedot osoittavat, että 60% rasvasta ja 40% hiilihydraateista koostuvan seoksen hapettuminen (levossa tai kohtalaisessa fyysisessä aktiivisuudessa proteiinin energinen rooli on vähäinen, puhumme siksi ei-proteiinista hengityskertoimesta).
QR: n jokainen arvo vastaa hapen kaloriekvivalenttia, joka edustaa vapautettujen kalorien määrää litraa kohti. Näiden tietojen ansiosta työelämän energiankulutusta voidaan jäljittää hyvin tarkasti. Oletamme, että kohtalaisen aerobisen liikunnan aikana kaasun analyysillä mitattu hengityssuhde on 0, 86; erityistä taulukkoa tarkasteltaessa havaitaan, että kulutetun hapen litraa kohti energiaekvivalentti on 4 875 Kcal. Tässä vaiheessa harjoituksen energiankulutuksen selvittämiseksi riittää, että kerätään 4, 875: llä kulutetun hapen litraa.
Voimakkaan fyysisen ponnistuksen aikana tilanne muuttuu radikaalisti ja hengitystekijä vaihtelee suuresti. Maitohapon massiivisen tuotannon ansiosta aktivoituu lukuisia lisäaineenvaihduntamekanismeja, kuten puskurijärjestelmiä ja hyperventilaatiota. Molemmissa tapauksissa CO2: n eliminaatio lisääntyy riippumatta energialähteiden hapettumisesta. Laskimessa (CO2) olevien tietojen lisääminen ja nimittäjän vakiona pitäminen (O2) hengityskerroin läpäisee ylemmän arvon, joka ylittää yhtenäisyyden.
Voimakkaan aktiivisuuden jälkeen elpymisen jälkeen, kun osa hiilidioksidia käytetään bikarbonaattireservien uudistamiseen, hengityssuhde laskee puolestaan raja-arvon 0, 70 alapuolelle.
Siksi on selvää, että tällaisissa tilanteissa hengityskerroin ei heijasta tarkalleen, mitä tapahtuu solutasolla energialähteiden hapettumisen aikana. Näissä tapauksissa hengitysfysiologit puhuvat mieluummin ulkoisesta hengityskertoimesta tai hengitystietojen välisestä suhteesta (R).
