Chỉ số hô hấp là một thông số rất hữu ích để đánh giá hỗn hợp trao đổi chất được sử dụng khi nghỉ ngơi hoặc trong khi tập thể dục. Do sự khác biệt hóa học đặc trưng cho chúng, quá trình chuyển hóa hoàn toàn chất béo, protein và carbohydrate đòi hỏi lượng oxy khác nhau. Do đó, loại chất nền năng lượng oxy hóa cũng sẽ ảnh hưởng đến lượng carbon dioxide được tạo ra.
QR = CO 2 được sản xuất / O 2 tiêu thụ
Xem xét rằng mỗi chất dinh dưỡng đa lượng có một QR cụ thể, bằng cách đánh giá tham số này, có thể theo dõi hỗn hợp dinh dưỡng được chuyển hóa khi nghỉ ngơi hoặc trong một hoạt động làm việc nhất định.
Hô hấp của carbohydrate
Công thức phân tử chung của một carbohydrate là Cn (H 2 O) n. Theo sau, trong một phân tử glucagon, tỷ lệ giữa số lượng nguyên tử hydro và lượng oxy được cố định ở mức 2: 1. Do đó để oxy hóa một hexose chung (carbohydrate với sáu nguyên tử carbon như glucose), do đó, sẽ cần sáu phân tử oxy, với sự hình thành của 6 phân tử carbon dioxide (C 6 H 12 0 6 + 60 2 → 6H 2 0 + 6C0 2 ) .
Do đó, chỉ số hô hấp của carbohydrate sẽ bằng: 6CO 2 / 6O 2 = 1, 00
Chỉ số hô hấp của lipid
Lipid được phân biệt với carbohydrate bởi hàm lượng oxy thấp hơn tỷ lệ với số lượng nguyên tử hydro. Kết quả là quá trình oxy hóa của chúng đòi hỏi một lượng oxy cao hơn.
Lấy axit palmitic làm ví dụ, chúng tôi thấy rằng trong quá trình oxy hóa, 16 phân tử carbon dioxide và nước được hình thành cho 23 phân tử oxy được tiêu thụ. C 16 H 32 O 2 + 23 O 2 → 16 CO 2 + 16 H 2 O
Do đó, chỉ số hô hấp sẽ bằng: 16 CO 2/23 HOẶC 2 = 0, 696
Thông thường, nó được cho là do lipit có chỉ số hô hấp bằng 0, 7, lưu ý rằng giá trị này nằm trong khoảng từ 0, 69 đến 0, 73 liên quan đến chiều dài của chuỗi carbonic đặc trưng cho axit béo.
Chỉ số hô hấp của protein
Sự khác biệt chính để phân biệt protein với chất béo và carbohydrate là sự hiện diện của các nguyên tử nitơ. Do sự khác biệt hóa học này, các phân tử protein theo một lộ trình trao đổi chất cụ thể. Gan trước hết phải loại bỏ nitơ thông qua một quá trình gọi là khử amin. Chỉ tại thời điểm này, phần còn lại của phân tử axit amin (được gọi là ketoacid) có thể oxy hóa thành carbon dioxide và nước.
Giống như lipid, ketoacids cũng tương đối nghèo oxy. Do đó quá trình oxy hóa của chúng sẽ dẫn đến sự hình thành ít carbon dioxide hơn so với oxy tiêu thụ.
Albumin, protein dồi dào nhất trong huyết tương, oxy hóa theo phản ứng sau:
C 72 H 112 N 2 O 22 S + 77O 2 → 63 CO 2 + 38 H 2 O + SO 3 + 9 CO (NH 2 ) 2
Do đó, chỉ số hô hấp sẽ bằng: 63 CO 2/77 HOẶC 2 = 0, 818
QR của các protein được cố định, theo quy ước tại 0, 82 .
Ý nghĩa của chỉ số hô hấp
Để đáp ứng nhu cầu năng lượng của sinh vật, mỗi chúng ta sử dụng các hỗn hợp trao đổi chất khác nhau liên quan đến nỗ lực thể chất. Điều này càng mãnh liệt, tỷ lệ glucose bị oxy hóa sẽ càng lớn. Một phần tốt của năng lượng được tạo ra ở phần còn lại bắt nguồn từ sự chuyển hóa các axit béo. Vì lý do này, điều hợp lý là mong đợi một chỉ số hô hấp gần 0, 7 khi nghỉ ngơi và cao hơn trong khi tập thể dục cường độ cao.
Thực hiện các hoạt động từ nghỉ ngơi tuyệt đối đến tập thể dục nhịp điệu nhẹ, chỉ số hô hấp là khoảng 0, 82 ± 4%. Dữ liệu này, thu được bằng thực nghiệm, xác nhận quá trình oxy hóa trong cơ thể hỗn hợp gồm 60% chất béo và 40% carbohydrate (trong điều kiện nghỉ ngơi hoặc hoạt động thể chất vừa phải, vai trò năng lượng của protein là không đáng kể, do đó chúng tôi nói về một chỉ số hô hấp phi protein).
Đối với mỗi giá trị QR tương ứng với một lượng calo tương đương với oxy đại diện cho số lượng calo được giải phóng trên mỗi lít O2. Nhờ dữ liệu này, có thể theo dõi với độ chính xác cao chi tiêu năng lượng của một hoạt động công việc. Chúng tôi đưa ra giả thuyết rằng trong một bài tập aerobic vừa phải, chỉ số hô hấp, được đo thông qua phân tích khí, bằng 0, 86; bằng cách tham khảo một bảng cụ thể, chúng ta thu được rằng lượng năng lượng tương đương trên mỗi lít oxy tiêu thụ là 4, 875 Kcal. Tại thời điểm này để khám phá chi tiêu năng lượng của bài tập, nó sẽ đủ để nhân số lít oxy tiêu thụ với 4, 875.
Trong quá trình gắng sức vật lý mạnh mẽ, tình hình thay đổi hoàn toàn và chỉ số hô hấp trải qua những thay đổi lớn. Do sản xuất lớn axit lactic, nhiều cơ chế trao đổi chất phụ trợ được kích hoạt, chẳng hạn như hệ thống đệm và giảm thông khí. Trong cả hai trường hợp, có sự gia tăng loại bỏ CO2, không phụ thuộc vào quá trình oxy hóa các chất nền năng lượng. Bằng cách tăng dữ liệu có trong tử số (CO2) và giữ cho mẫu số (O2) không đổi, chỉ số hô hấp trải qua một sự đột biến đạt giá trị cao hơn đơn vị.
Trong quá trình phục hồi sau một hoạt động mạnh, khi một phần carbon dioxide được sử dụng để cải tổ dự trữ bicarbonate, chỉ số hô hấp giảm xuống dưới giá trị giới hạn 0, 70.
Do đó, rõ ràng là trong những tình huống này, chỉ số hô hấp không phản ánh chính xác những gì xảy ra ở cấp độ tế bào trong quá trình oxy hóa các chất nền năng lượng. Trong những trường hợp này, các nhà sinh lý hô hấp thích nói về chỉ số hô hấp bên ngoài hoặc tỷ lệ trao đổi hô hấp (R).
