Коефициентът на дишане е много полезен параметър за оценка на метаболитната смес, използвана в покой или по време на физически упражнения. Поради химическите различия, които ги характеризират, пълният метаболизъм на мазнини, протеини и въглехидрати изисква различни количества кислород. Следователно, типът окислен енергиен субстрат също ще повлияе на количеството на произвеждания въглероден диоксид.
QR = произведен CO2 / консумиран O2
Като се има предвид, че всеки макронутриент има специфичен QR, чрез оценяване на този параметър е възможно да се проследи сместа от хранителни вещества, метаболизирани в покой или по време на специфична работна дейност.
Дихателен коефициент на въглехидрати
Общата молекулна формула на въглехидратите е Cn (H2O) n. От това следва, че в рамките на една въглехидратна молекула пропорцията между броя на водородните атоми и тези на кислорода е фиксирана и равна на 2: 1. За окисляване на обща хексоза (въглехидрат с шест въглеродни атома, като глюкоза) следователно ще са необходими шест кислорода молекули, което води до образуването на 6 молекули въглероден диоксид (C6H1206 + 602 → 6H20 + 6C02).
Следователно дихателният коефициент на въглехидратите ще бъде равен на: 6CO2 / 6O2 = 1,00
Дихателен коефициент на липиди
Липидите се различават от въглехидратите с по -ниското съдържание на кислород пропорционално на броя на водородните атоми. Следователно тяхното окисляване изисква по -голямо количество кислород.
Като вземем за пример палмитинова киселина, откриваме, че по време на нейното окисление се образуват 16 молекули въглероден диоксид и вода за 23 консумирани кислородни молекули. C16H32O2 + 23 O2 → 16 CO2 + 16 H2O
Следователно коефициентът на дишане ще бъде равен на: 16 CO2 / 23 O2 = 0,696
Обикновено дихателният коефициент от 0,7 се приписва на липидите, като се има предвид, че тази стойност варира от 0,69 до 0,73 по отношение на дължината на въглеродната верига, характеризираща мастната киселина.
Дихателен коефициент на протеини
Основната разлика, която отличава протеините от мазнините и въглехидратите, е наличието на азотни атоми. Поради тази химическа разлика, протеиновите молекули следват определен метаболитен път. Черният дроб първо трябва да елиминира азота чрез процес, наречен дезаминиране. Едва след това останалата част от молекулата на аминокиселината (наречена кето киселина) може да се окисли до въглероден диоксид и вода.
Подобно на липидите, кето киселините са относително бедни на кислород. Следователно тяхното окисляване ще доведе до образуване на количество въглероден диоксид, по -ниско от това на консумирания кислород.
Албуминът, най -разпространеният протеин в плазмата, се окислява съгласно следната реакция:
C72H112N2O22S + 77O2 → 63CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO (NH2) 2
Следователно коефициентът на дишане ще бъде равен на: 63 CO2 / 77 O2 = 0,818
QR на протеините е фиксиран, по конвенция, на 0.82.
Значение на дихателния коефициент
За да отговори на енергийните нужди на организма, всеки от нас използва различни метаболитни смеси във връзка с физическите усилия. Колкото по -интензивен е този, толкова по -голям е процентът на окислена глюкоза. Голяма част от енергията, произвеждана в покой, се получава от метаболизирането на киселини. дебел. Поради тази причина е разумно да се очаква дихателен коефициент близо до 0,7 в покой и по -висок по време на натоварващи упражнения.
При извършване на дейности, вариращи от абсолютна почивка до леки аеробни упражнения, коефициентът на дишане е около 0,82 ± 4%. Тази дата, получена експериментално, свидетелства за окисляването от организма на смес, съставена от 60% мазнини и 40% въглехидрати (при условия на почивка или умерена физическа активност енергийната роля на протеините е незначителна, затова говорим за не-протеинов коефициент на дишане).
Всяка QR стойност съответства на калоричен еквивалент на кислород, който представлява броя на отделените калории на литър O2. Да приемем, че по време на умерено аеробно упражнение дихателният коефициент, измерен чрез газовия анализ, е равен на 0,86; чрез консултация със специална таблица, ние откриваме, че енергийният еквивалент на литър консумиран кислород е 4,875 Kcal. В този момент, за да разберете енергията разходите за упражнения ще бъдат достатъчни, за да се умножат консумираните литри кислород с 4,875.
При интензивни физически натоварвания ситуацията се променя радикално и коефициентът на дишане претърпява големи вариации. Поради масовото производство на млечна киселина се активират множество спомагателни метаболитни механизми, като буферни системи и хипервентилация. И в двата случая се увеличава елиминирането на CO2, независимо от окисляването на енергийните субстрати. До числителя (CO2 ) и поддържайки знаменателя постоянен (O2) дихателният коефициент претърпява скок, достигащ стойности, по -високи от единица.
По време на възстановяването след интензивна активност, когато част от въглеродния диоксид се използва за реформиране на бикарбонатните резерви, коефициентът на дишане пада под граничната стойност 0,70.
Следователно е ясно, че в такива ситуации коефициентът на дишане не отразява точно това, което се случва на клетъчно ниво по време на окисляването на енергийните субстрати. В тези случаи физиолозите на дишането предпочитат да говорят за коефициента на външното дишане или връзката между дихателните обмени (R).
