Респираторни квоцијент је веома користан параметар за процену метаболичке мешавине која се користи у мировању или током физичке вежбе. Због хемијских разлика које их карактеришу, потпуна метаболизација масти, протеина и угљених хидрата захтева различите количине кисеоника. Због тога ће врста оксидоване енергетске подлоге утицати на количину произведеног угљен-диоксида.
КР = произведен ЦО 2 / О 2
Имајући у виду да сваки макронутријент има специфичан КР, проценом овог параметра могуће је пратити смешу хранљивих материја која се метаболише у мировању или током одређене радне активности.
Респираторни количник угљених хидрата
Генеричка молекуларна формула угљеног хидрата је Цн (Х 2 О) н. Из тога следи да је у молекулу угљених хидрата пропорција између броја атома водоника и кисеоника фиксна и једнака 2: 1. За оксидацију генеричког хексозе (угљених хидрата са шест атома угљеника, као што је глукоза) биће потребно шест молекула кисеоника, са последичним формирањем 6 молекула угљендиоксида (Ц 6 Х 12 0 6 + 60 2 → 6Х 2 0 + 6 Ц 2 ) .
Према томе, респираторни коефицијент угљених хидрата ће бити једнак: 6ЦО 2 / 6О 2 = 1.00
Респираторни количник липида
Липиди се разликују од угљикохидрата својим нижим садржајем кисеоника у односу на број атома водоника. Због тога њихова оксидација захтева већу количину кисеоника.
Узимајући за пример палмитинску киселину, открили смо да се током његове оксидације формира 16 молекула угљендиоксида и воде за 23 молекула потрошеног кисеоника. Ц 16 Х 32 О 2 + 23 О 2 → 16 ЦО 2 + 16 Х 2 О
Стога ће респираторни квоцијент бити једнак: 16 ЦО 2/23 О 2 = 0, 696
Обично се липидима приписује респираторни коефицијент једнак 0.7, имајући у виду да се ова вредност креће од 0.69 до 0.73 у односу на дужину угљеничног ланца који карактерише масну киселину.
Респираторни коефицијент протеина
Главна разлика која разликује протеине од масти и угљених хидрата је присуство атома азота. Због ове хемијске разлике, протеински молекули прате одређени метаболички пут. Јетра прво мора да елиминише азот кроз процес који се зове деаминација. Тек тада преостали део молекула амино киселине (назван кетоацид) оксидира до угљен-диоксида и воде.
Као и липиди, кето киселине су такође релативно сиромашне кисеоником. Њихова оксидација ће стога довести до формирања мање количине угљен-диоксида од потрошње кисеоника.
Албумин, најзаступљенији протеин у плазми, оксидише према следећој реакцији:
Ц 72 Х 112 Н 2 О 22 С + 77О 2 → 63ЦО 2 + 38 Х 2 О + СО 3 + 9 ЦО (НХ 2 ) 2
Према томе, респираторни квоцијент ће бити једнак: 63 ЦО 2/77 О 2 = 0.818
Протеин КР је фиксиран конвенцијом на 0.82 .
Значење респираторног квоцијента
Да би се задовољиле енергетске потребе тела, свако од нас користи различите метаболичке мешавине у односу на физички напор. Што је то интензивније, већи је проценат оксидиране глукозе. Велики део енергије произведене у мировању потиче од метаболизације масних киселина. Због тога је легитимно очекивати респираторни квоцијент близу 0.7 у мировању и виши током интензивног вежбања.
Извршавајући активности у распону од апсолутног одмора до лаког аеробног вјежбања, респираторни квоцијент је око 0, 82 ± 4%. Ови подаци, добијени експериментално, сведоче о оксидацији организма смеше састављене од 60% масти и 40% угљених хидрата (у мировању или умјереној физичкој активности енергетска улога протеина је занемарљива, стога говоримо о не-протеинском респираторном квоцијенту).
Свака вредност КР-а одговара калоријском еквиваленту кисеоника који представља број калорија ослобођених по литру О2. Захваљујући овим подацима могуће је са великом прецизношћу пратити потрошњу енергије радне активности. Претпостављамо да је током умерене аеробне вежбе респираторни коефицијент, мерен гасном анализом, једнак 0.86; консултујући одређену табелу налазимо да је еквивалент енергије по литру потрошеног кисеоника 4.875 кцал. У овом тренутку, да би се открило трошење енергије у вежби, биће довољно да се повећа количина кисеоника потрошеног за 4.875.
Током интензивног физичког напора ситуација се радикално мења и респираторни квоцијент пролази кроз велике варијације. Захваљујући масовној производњи млечне киселине, активирају се бројни помоћни метаболички механизми, као што су пуферски системи и хипервентилација. У оба случаја долази до повећања елиминације ЦО2, независно од оксидације енергетских супстрата. Повећањем података присутних у нумератору (ЦО2) и одржавању константе називника (О2) респираторни квоцијент доживљава талас који достиже вриједности веће од јединства.
Током опоравка након интензивне активности, када се дио угљичног диоксида користи за реформу резерви бикарбоната, респираторни квоцијент, с друге стране, пада испод граничне вриједности 0, 70.
Стога је јасно да у таквим ситуацијама респираторни квоцијент не одражава управо оно што се дешава на ћелијском нивоу током оксидације енергетских супстрата. У овим случајевима физиолози респирације преферирају говорити о вањском респираторном квоцијенту или о односу између респираторних размјена (Р).
