Elpošanas orgānu koeficients ir ļoti noderīgs parametrs, lai novērtētu vielmaiņas maisījumu, ko izmanto atpūtā vai fiziskās slodzes laikā. Sakarā ar to raksturīgajām ķīmiskajām atšķirībām, tauku, olbaltumvielu un ogļhidrātu pilnīgai metabolizācijai nepieciešami dažādi skābekļa daudzumi. Līdz ar to oksidētā enerģijas substrāta veids ietekmēs arī saražotā oglekļa dioksīda daudzumu.
QR = CO 2 saražots / O 2 patērēts
Ņemot vērā, ka katram makroelementam ir īpašs QR, novērtējot šo parametru, ir iespējams izsekot atpūtai vai konkrētai darba aktivitātei metabolizēto barības vielu maisījumu.
Ogļhidrātu elpošanas koeficients
Ogļhidrāta vispārējā molekulārā formula ir Cn (H 2 O) n. No tā izriet, ka ogļhidrātu molekulā ir noteikts, ka proporcija starp ūdeņraža atomu skaitu un skābekļa atomu skaitu ir 2: 1. Tādēļ, lai oksidētu vispārēju heksozi (ogļhidrātu ar sešiem oglekļa atomiem, piemēram, glikozi), būs nepieciešamas sešas skābekļa molekulas, kam seko 6 oglekļa dioksīda molekulas (C 6H 12 0 6 + 60 2 → 6H 2 0 + 6C0 2 ). .
Tāpēc ogļhidrātu elpošanas koeficients būs vienāds ar: 6CO 2 / 6O 2 = 1, 00
Lipīdu elpošanas koeficients
Lipīdi atšķiras no ogļhidrātiem ar zemāku skābekļa saturu proporcionāli ūdeņraža atomu skaitam. Līdz ar to to oksidācija prasa lielāku skābekļa daudzumu.
Piemēram, ņemot vērā palmitīnskābi, mēs atklājam, ka oksidācijas laikā veidojas 16 oglekļa dioksīda un ūdens molekulas 23 patērētajām skābekļa molekulām. C16H32O2 + 23O 2 → 16 CO 2 + 16 H 2 O
Tāpēc elpošanas koeficients būs vienāds ar: 16 CO 2/23 O 2 = 0, 696
Parasti lipīdiem tiek piešķirts respiratorais koeficients, kas vienāds ar 0, 7, paturot prātā, ka šī vērtība ir no 0, 69 līdz 0, 73 attiecībā pret oglekļa ķēdes garumu, kas raksturo taukskābi.
Olbaltumvielu respiratorais koeficients
Galvenā atšķirība, kas atšķir proteīnus no taukiem un ogļhidrātiem, ir slāpekļa atomu klātbūtne. Šīs ķīmiskās atšķirības dēļ olbaltumvielu molekulas seko konkrētam vielmaiņas ceļam. Aknām vispirms jānovērš slāpeklis, izmantojot procesu, ko sauc par deamināciju. Tikai tad atlikušā aminoskābju molekulas daļa (ko sauc par ketoacīdu) oksidējas uz oglekļa dioksīdu un ūdeni.
Tāpat kā lipīdi, keto skābes arī ir salīdzinoši slikti skābekli. Tāpēc to oksidēšanās radīs oglekļa dioksīda daudzumu, kas ir zemāks nekā patērētais skābeklis.
Albumīns, kas ir vislielākais plazmas proteīns, oksidējas saskaņā ar šādu reakciju:
C 72H 112N 2O 22S + 77O 2 → 63CO 2 + 38 H20 + SO 3 + 9 CO (NH2) 2
Tāpēc elpošanas koeficients būs vienāds ar: 63 CO 2/77 O 2 = 0, 818
Proteīna QR ir fiksēts pēc vienošanās ar 0, 82 .
Elpošanas kvantitātes nozīme
Lai apmierinātu ķermeņa enerģijas vajadzības, katrs no mums izmanto dažādus vielmaiņas maisījumus saistībā ar fizisko piepūli. Jo intensīvāks tas ir, jo lielāks ir oksidētā glikozes daudzums. Liela daļa no saražotās enerģijas tiek iegūta no taukskābju metabolisma. Šā iemesla dēļ ir pamatoti sagaidīt, ka intensīvā vingrinājuma laikā elpošanas koeficients ir gandrīz 0, 7 pie miera un augstāks.
Veicot aktivitātes, sākot no absolūtās atpūtas līdz vieglajam aerobikas vingrinājumam, elpošanas koeficients ir aptuveni 0, 82 ± 4%. Šie dati, kas iegūti eksperimentāli, liecina par organisma oksidēšanos maisījumā, kas sastāv no 60% tauku un 40% ogļhidrātu (atpūtas vai mērenas fiziskās aktivitātes dēļ olbaltumvielu enerģētiskā loma ir niecīga, tāpēc mēs runājam par elpošanas kvantitatīvo koeficientu, kas nav proteīns.
Katra QR vērtība atbilst skābekļa kaloriju ekvivalentam, kas atspoguļo atbrīvoto kaloriju skaitu uz litru O2. Pateicoties šiem datiem, ir iespējams precīzi izsekot darba aktivitātes enerģijas izdevumiem. Mēs hipotētiski, ka mērenā aerobikas laikā elpošanas koeficients, ko mēra ar gāzes analīzi, ir vienāds ar 0, 86; konsultējoties ar konkrētu tabulu, mēs konstatējam, ka enerģijas ekvivalents litrā patērētā skābekļa ir 4 875 Kcal. Šajā brīdī, lai atklātu vingrošanas izdevumus par enerģiju, būs pietiekams, lai reizinātu patērēto skābekļa litru ar 4.875.
Intensīvas fiziskās piepūles laikā situācija radikāli mainās, un elpošanas koeficients mainās lielā mērā. Pateicoties masveida pienskābes ražošanai, tiek aktivizēti daudzi papildu metaboliskie mehānismi, piemēram, bufera sistēmas un hiperventilācija. Abos gadījumos palielinās CO2 izvadīšana, neatkarīgi no enerģijas substrātu oksidēšanās. Palielinot skaitītāju (CO2) esošos datus un saglabājot saucēja konstantu (O2), elpošanas koeficients pārspēj, sasniedzot vērtības, kas ir augstākas par vienotību.
Atjaunošanās laikā pēc intensīvas aktivitātes, kad daļu oglekļa dioksīda izmanto, lai pārveidotu bikarbonāta rezerves, elpošanas koeficients, no otras puses, samazinās zem robežvērtības 0, 70.
Tāpēc ir skaidrs, ka šādās situācijās elpošanas koeficients neatspoguļo tieši to, kas notiek šūnu līmenī enerģijas substrātu oksidācijas laikā. Šādos gadījumos elpošanas fiziologi dod priekšroku runāt par ārējo elpošanas koeficientu vai attiecību starp elpošanas apmaiņu (R).
