ความฉลาดทางเดินหายใจเป็นพารามิเตอร์ที่มีประโยชน์มากในการประเมินส่วนผสมการเผาผลาญที่ใช้ในช่วงพักหรือระหว่างการออกกำลังกาย เนื่องจากความแตกต่างทางเคมีที่มีลักษณะเฉพาะการเผาผลาญไขมันโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตจึงต้องการออกซิเจนในปริมาณที่แตกต่างกัน ดังนั้นประเภทของสารตั้งต้นพลังงานออกซิไดซ์ก็จะส่งผลต่อปริมาณของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ผลิตด้วยเช่นกัน
QR = CO 2 ผลิต / O 2 แล้ว
พิจารณาว่าสารอาหารหลักแต่ละตัวมี QR ที่เฉพาะเจาะจงโดยการประเมินพารามิเตอร์นี้มันเป็นไปได้ที่จะติดตามส่วนผสมของสารอาหารที่เผาผลาญที่เหลือหรือในระหว่างกิจกรรมการทำงานบางอย่าง
ความฉลาดทางเดินหายใจของคาร์โบไฮเดรต
สูตรโมเลกุลทั่วไปของคาร์โบไฮเดรตคือ Cn (H 2 O) n มันตามมาว่าภายในโมเลกุลกลูคากอนสัดส่วนระหว่างจำนวนอะตอมไฮโดรเจนและออกซิเจนจะถูกกำหนดไว้ที่ 2: 1 ในการออกซิไดซ์เฮกโซสทั่วไป (คาร์โบไฮเดรตที่มีอะตอมของคาร์บอนหกอะตอมเช่นกลูโคส) จึงจำเป็นต้องใช้ออกซิเจนหกโมเลกุลด้วยการก่อตัวของคาร์บอนไดออกไซด์ 6 โมเลกุล (C 6 H 12 0 6 + 60 2 → 6H 2 0 + 6C0 2 ) .
ความฉลาดทางเดินหายใจของคาร์โบไฮเดรตจะเท่ากับ: 6CO 2 / 6O 2 = 1.00
ความฉลาดทางเดินหายใจของไขมัน
ไขมันแตกต่างจากคาร์โบไฮเดรตโดยปริมาณออกซิเจนต่ำกว่าตามสัดส่วนของจำนวนอะตอมไฮโดรเจน ผลที่ตามมาคือการออกซิเดชั่นของพวกเขาต้องการปริมาณออกซิเจนที่สูงขึ้น
ยกตัวอย่างเช่นกรด Palmitic เราพบว่าในระหว่างการเกิดออกซิเดชัน 16 โมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำจะถูกสร้างขึ้นสำหรับโมเลกุลออกซิเจน 23 โมเลกุล C 16 H 32 O 2 + 23 O 2 → 16 CO 2 + 16 H 2 O
ความฉลาดทางเดินหายใจจึงจะเท่ากับ: 16 CO 2/23 หรือ 2 = 0.696
โดยปกติแล้วมันจะประกอบกับความฉลาดทางเดินหายใจเท่ากับ 0.7 โดยคำนึงถึงค่านี้อยู่ในช่วง 0.69 ถึง 0.73 ซึ่งสัมพันธ์กับความยาวของโซ่คาร์บอนิกซึ่งมีลักษณะเป็นกรดไขมัน
ความฉลาดทางเดินหายใจของโปรตีน
ความแตกต่างหลักที่แยกโปรตีนจากไขมันและคาร์โบไฮเดรตคือการมีอยู่ของอะตอมไนโตรเจน เนื่องจากความแตกต่างทางเคมีนี้โมเลกุลของโปรตีนจึงเป็นไปตามเส้นทางการเผาผลาญเฉพาะ ตับจะต้องกำจัดไนโตรเจนด้วยกระบวนการที่เรียกว่าการปนเปื้อน เมื่อมาถึงจุดนี้ส่วนที่เหลือของโมเลกุลกรดอะมิโน (เรียกว่า ketoacid) สามารถออกซิไดซ์เป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ
เช่นเดียวกับไขมัน ketoacids ก็ค่อนข้างยากจนออกซิเจน ออกซิเดชันของพวกเขาจะนำไปสู่การก่อตัวของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์น้อยกว่าออกซิเจนที่บริโภค
อัลบูมินโปรตีนที่มีอยู่มากที่สุดในพลาสมาออกซิไดซ์ตามปฏิกิริยาต่อไปนี้:
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
ความฉลาดทางเดินหายใจจึงจะเท่ากับ: 63 CO 2/77 หรือ 2 = 0.818
QR ของโปรตีนได้รับการแก้ไขโดยการประชุมที่ 0.82
ความหมายของความฉลาดทางเดินหายใจ
เพื่อตอบสนองความต้องการพลังของสิ่งมีชีวิตเราแต่ละคนใช้ส่วนผสมของการเผาผลาญที่แตกต่างกันในความสัมพันธ์กับความพยายามทางกายภาพ ยิ่งเข้มข้นมากเท่าไหร่ก็จะยิ่งมีเปอร์เซ็นต์ของกลูโคสที่ถูกออกซิไดซ์มากขึ้นเท่านั้น ส่วนที่ดีของพลังงานที่เกิดขึ้นจากการพักผ่อนนั้นมาจากการเผาผลาญของกรดไขมัน ด้วยเหตุนี้จึงมีเหตุผลที่จะคาดหวังความฉลาดทางเดินหายใจใกล้ 0.7 ที่พักผ่อนและสูงกว่าในระหว่างการออกกำลังกายอย่างหนัก
การแสดงกิจกรรมตั้งแต่การพักผ่อนอย่างสมบูรณ์ไปจนถึงการออกกำลังกายแบบแอโรบิคแสงความฉลาดทางเดินหายใจอยู่ที่ประมาณ 0.82 ± 4% ข้อมูลนี้ได้รับการทดลองเป็นพยานการเกิดออกซิเดชันโดยร่างกายของส่วนผสมที่ประกอบด้วยไขมัน 60% และคาร์โบไฮเดรต 40% (ในส่วนที่เหลือหรือการออกกำลังกายระดับปานกลางบทบาทของพลังงานของโปรตีนมีน้อยมาก ดังนั้นเราจึงพูดถึงความฉลาดทางเดินหายใจที่ไม่ใช่โปรตีน)
สำหรับแต่ละค่า QR สอดคล้องกับปริมาณแคลอรี่ของออกซิเจนซึ่งแสดงถึงจำนวนแคลอรี่ที่ปล่อยออกมาต่อลิตรของ O2 ต้องขอบคุณข้อมูลนี้จึงเป็นไปได้ที่จะติดตามด้วยความแม่นยำสูงถึงค่าใช้จ่ายด้านพลังงานของกิจกรรมการทำงาน เราตั้งสมมติฐานว่าในระหว่างการออกกำลังกายแบบแอโรบิคระดับปานกลางความฉลาดทางเดินหายใจที่วัดได้จากการวิเคราะห์ก๊าซเท่ากับ 0.86 โดยการปรึกษาตารางที่เฉพาะเจาะจงเราได้รับที่เทียบเท่าพลังต่อลิตรของออกซิเจนที่ใช้คือ 4, 875 Kcal ณ จุดนี้เพื่อค้นหาค่าใช้จ่ายพลังงานของการออกกำลังกายมันจะเพียงพอที่จะคูณออกซิเจนลิตรที่ 4, 875 คูณด้วย
ในระหว่างการออกแรงทางกายอย่างรุนแรงสถานการณ์จะเปลี่ยนไปอย่างรุนแรงและความฉลาดทางเดินหายใจได้รับการเปลี่ยนแปลงครั้งใหญ่ เนื่องจากมีการผลิตกรดแลคติกจำนวนมากกลไกการเผาผลาญอาหารเสริมจำนวนมากจึงถูกกระตุ้นการทำงานเช่นระบบบัฟเฟอร์และ hyperventilation ในทั้งสองกรณีมีการเพิ่มขึ้นของการกำจัด CO2 เป็นอิสระจากการออกซิเดชันของพื้นผิวพลังงาน โดยการเพิ่มข้อมูลที่มีอยู่ในตัวเศษ (CO2) และการรักษาค่าคงที่ตัวหาร (O2), ความฉลาดทางเดินหายใจได้รับการเพิ่มขึ้นถึงค่าที่สูงกว่าหน่วย
ในระหว่างการฟื้นฟูหลังจากกิจกรรมที่รุนแรงเมื่อส่วนหนึ่งของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ถูกนำมาใช้ในการปฏิรูปการสำรองไบคาร์บอเนต, ความฉลาดทางเดินหายใจลดลงต่ำกว่าค่า จำกัด 0.70
ดังนั้นจึงเป็นที่ชัดเจนว่าในสถานการณ์เหล่านี้ความฉลาดทางเดินหายใจไม่ได้สะท้อนสิ่งที่เกิดขึ้นในระดับเซลล์ในระหว่างการเกิดออกซิเดชันของพื้นผิวพลังงาน ในกรณีเหล่านี้นักสรีรวิทยาการหายใจต้องการพูดถึงความฉลาดทางเดินหายใจภายนอกหรืออัตราส่วนของการแลกเปลี่ยนการหายใจ (R)
