Cocientul respirator este un parametru foarte util pentru evaluarea amestecului metabolic utilizat în repaus sau în timpul exercițiului fizic. Datorită diferențelor chimice care le caracterizează, metabolizarea completă a grăsimilor, proteinelor și carbohidraților necesită cantități diferite de oxigen. În consecință, tipul de substrat energetic oxidat va afecta și cantitatea de dioxid de carbon produsă.
QR = CO2 produs / O2 consumat
Având în vedere că fiecare macronutrienți are un QR specific, prin evaluarea acestui parametru este posibilă urmărirea amestecului de nutrienți metabolizați în repaus sau în timpul unei activități specifice de lucru.
Cocient respirator de carbohidrați
Formula moleculară generică a unui carbohidrat este Cn (H2O) n. Rezultă că, în cadrul unei molecule de carbohidrați, proporția dintre numărul de atomi de hidrogen și cea a oxigenului este fixă și egală cu 2: 1. Pentru a oxida o hexoză generică (carbohidrat cu șase atomi de carbon, cum ar fi glucoza), va fi necesar, așadar, șase oxigen molecule, rezultând formarea a 6 molecule de dioxid de carbon (C6H1206 + 602 → 6H20 + 6C02).
Coeficientul respirator al glucidelor va fi deci egal cu: 6CO2 / 6O2 = 1,00
Cocientul respirator al lipidelor
Lipidele se disting de carbohidrați prin conținutul mai mic de oxigen proporțional cu numărul de atomi de hidrogen. În consecință, oxidarea lor necesită o cantitate mai mare de oxigen.
Luând ca exemplu acidul palmitic, descoperim că în timpul oxidării sale se formează 16 molecule de dioxid de carbon și apă pentru 23 de molecule de oxigen consumate. C16H32O2 + 23 O2 → 16 CO2 + 16 H2O
Coeficientul respirator va fi deci egal cu: 16 CO2 / 23 O2 = 0,696
În mod normal, un coeficient respirator de 0,7 este atribuit lipidelor, având în vedere că această valoare fluctuează de la 0,69 la 0,73 în raport cu lungimea lanțului de carbon care caracterizează acidul gras.
Cocientul respirator al proteinelor
Principala diferență care distinge proteinele de grăsimi și carbohidrați este prezența atomilor de azot. Datorită acestei diferențe chimice, moleculele de proteine urmează o anumită cale metabolică. Ficatul trebuie să elimine mai întâi azotul printr-un proces numit dezaminare.Doar atunci partea rămasă a moleculei de aminoacizi (numită acid ceto) poate fi oxidată în dioxid de carbon și apă.
La fel ca lipidele, cetoacizii sunt relativ săraci în oxigen. Prin urmare, oxidarea lor va duce la formarea unei cantități de dioxid de carbon mai mică decât cea a oxigenului consumat.
Albumina, cea mai abundentă proteină din plasmă, se oxidează în funcție de următoarea reacție:
C72H112N2O22S + 77O2 → 63CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO (NH2) 2
Coeficientul respirator va fi deci egal cu: 63 CO2 / 77 O2 = 0,818
QR-ul proteinelor este fixat, prin convenție, la 0,82.
Înțelesul coeficientului respirator
Pentru a satisface cerințele de energie ale organismului, fiecare dintre noi folosește diferite amestecuri metabolice în raport cu efortul fizic. Cu cât este mai intens, cu atât este mai mare procentul de glucoză oxidată. O mare parte din energia produsă în repaus provine din metabolizarea acizilor. gras. Din acest motiv, este rezonabil să ne așteptăm la un coeficient respirator aproape de 0,7 în repaus și mai mare în timpul exercițiilor fizice intense.
Efectuând activități care variază de la repaus absolut la exerciții aerobice ușoare, coeficientul respirator este de aproximativ 0,82 ± 4%. Această dată, obținută experimental, mărturisește oxidarea de către organism a unui amestec format din 60% grăsimi și 40% carbohidrați (în condiții de odihnă sau activitate fizică moderată rolul energetic al proteinelor este neglijabil, de aceea vorbim de coeficient respirator neproteic).
Fiecare valoare QR corespunde unui echivalent caloric de oxigen care reprezintă numărul de calorii eliberate pe litru de O2. Datorită acestor date este posibil să se urmărească foarte precis cheltuielile de energie ale unei activități de lucru. Să presupunem că în timpul exercițiului aerob moderat, coeficientul respirator, măsurat prin analiza gazelor, este egal cu 0,86; consultând un tabel special, constatăm că echivalentul energetic pe litru de oxigen consumat este de 4,875 Kcal. În acest moment, pentru a afla energia cheltuielile de exercițiu vor fi suficiente pentru a înmulți litrii de oxigen consumați cu 4.875.
În timpul efortului fizic intens situația se schimbă radical și coeficientul respirator suferă mari variații. Datorită producției masive de acid lactic, sunt activate numeroase mecanisme metabolice auxiliare, cum ar fi sistemele tampon și hiperventilația. În ambele cazuri există o creștere a eliminării CO2, independent de oxidarea substraturilor energetice. La numărător (CO2 ) și menținând numitorul constant (O2), coeficientul respirator suferă o creștere care atinge valori mai mari decât una.
În timpul recuperării după o activitate intensă, când o parte din dioxid de carbon este utilizată pentru a reforma rezervele de bicarbonat, coeficientul respirator scade sub valoarea limită 0,70.
Prin urmare, este clar că în astfel de situații, coeficientul respirator nu reflectă exact ceea ce se întâmplă la nivel celular în timpul oxidării substraturilor energetice. În aceste cazuri, fiziologii respirației preferă să vorbească despre coeficientul respirator extern sau despre relația dintre schimburile respiratorii (R).
