Hasil pernafasan adalah parameter yang sangat berguna untuk menilai campuran metabolik yang digunakan pada waktu rehat atau semasa latihan fizikal. Oleh kerana perbezaan kimia yang mencirikannya, metabolisme lemak, protein dan karbohidrat yang lengkap memerlukan jumlah oksigen yang berbeza. Oleh itu, jenis substrat tenaga teroksidasi juga akan mempengaruhi jumlah karbon dioksida yang dihasilkan.
QR = CO2 yang dihasilkan / O2 habis
Memandangkan setiap makronutrien mempunyai QR tertentu, dengan menilai parameter ini adalah mungkin untuk mengesan campuran nutrien yang dimetabolisme pada waktu rehat atau semasa melakukan aktiviti kerja tertentu.
Hasil karbohidrat pernafasan
Formula molekul generik karbohidrat ialah Cn (H2O) n. Oleh itu, dalam molekul karbohidrat bahagian antara bilangan atom hidrogen dan oksigen tetap dan sama dengan 2: 1. Untuk mengoksidasi heksosa generik (karbohidrat dengan enam atom karbon seperti glukosa) oleh itu diperlukan enam oksigen molekul, menghasilkan pembentukan 6 molekul karbon dioksida (C6H1206 + 602 → 6H20 + 6C02).
Hasil karbohidrat pernafasan akan sama dengan: 6CO2 / 6O2 = 1.00
Hasil lipid pernafasan
Lipid dibezakan dari karbohidrat dengan kandungan oksigen yang lebih rendah berbanding dengan bilangan atom hidrogen. Akibatnya, pengoksidaan mereka memerlukan kuantiti oksigen yang lebih tinggi.
Dengan mengambil contoh asid palmitik, kita dapati bahawa semasa pengoksidaannya, 16 molekul karbon dioksida dan air terbentuk untuk 23 molekul oksigen yang dimakan. C16H32O2 + 23 O2 → 16 CO2 + 16 H2O
Hasilnya pernafasan sama dengan: 16 CO2 / 23 O2 = 0.696
Biasanya, nadi pernafasan 0,7 dikaitkan dengan lipid, mengingat bahawa nilai ini berubah-ubah dari 0,69 hingga 0,73 sehubungan dengan panjang rantai karbon yang menjadi ciri asid lemak.
Protein pernafasan protein
Perbezaan utama yang membezakan protein dari lemak dan karbohidrat adalah kehadiran atom nitrogen. Kerana perbezaan kimia ini, molekul protein mengikuti jalan metabolik tertentu. Hati mesti terlebih dahulu menghilangkan nitrogen melalui proses yang disebut deaminasi. Hanya dengan itu bahagian molekul asid amino yang tersisa (disebut asam keto) dapat dioksidakan menjadi karbon dioksida dan air.
Seperti lipid, asid keto agak kekurangan oksigen. Oleh itu, pengoksidaan mereka akan menyebabkan pembentukan kuantiti karbon dioksida lebih rendah daripada oksigen yang dimakan.
Albumin, protein paling banyak dalam plasma, mengoksidasi mengikut reaksi berikut:
C72H112N2O22S + 77O2 → 63CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO (NH2) 2
Hasilnya pernafasan sama dengan: 63 CO2 / 77 O2 = 0.818
QR protein ditetapkan, secara konvensional, pada 0.82.
Makna bagi pernafasan
Untuk memenuhi permintaan tenaga organisma, kita masing-masing menggunakan campuran metabolik yang berbeza dalam hubungannya dengan usaha fizikal. Semakin kuat, semakin tinggi peratusan glukosa teroksidasi. Sebilangan besar tenaga yang dihasilkan pada waktu rehat berasal dari metabolisme asid. lemak. Atas sebab ini, adalah munasabah untuk mengharapkan pernafasan hampir 0,7 pada waktu rehat dan lebih tinggi semasa melakukan senaman yang berat.
Melakukan aktiviti mulai dari rehat mutlak hingga senaman aerobik ringan, kadar pernafasan sekitar 0.82 ± 4%. Data ini, yang diperoleh secara eksperimen, memberi kesaksian kepada pengoksidaan oleh organisma campuran yang terdiri daripada 60% lemak dan 40% karbohidrat (dalam keadaan rehat atau aktiviti fizikal sederhana, peranan tenaga protein tidak dapat dielakkan, oleh itu kita membincangkan mengenai pernafasan bukan protein).
Setiap nilai QR sepadan dengan kalori yang setara dengan oksigen yang mewakili jumlah kalori yang dikeluarkan per liter O2. Berkat data ini, kita dapat mengesan dengan tepat perbelanjaan tenaga dari suatu aktiviti kerja. Mari kita anggap bahawa semasa latihan aerobik sederhana, pernafasan pernafasan, diukur melalui analisis gas, adalah sama dengan 0,86; dengan merujuk jadual khas, kita dapati bahawa setara tenaga per liter oksigen yang digunakan adalah 4.875 Kcal. Pada ketika ini untuk mengetahui tenaga perbelanjaan latihan akan mencukupi untuk mengalikan liter oksigen yang dimakan sebanyak 4.875.
Semasa latihan fizikal yang sengit, keadaan berubah secara radikal dan hasil pernafasan mengalami perubahan yang besar. Kerana pengeluaran asid laktik secara besar-besaran, banyak mekanisme metabolik tambahan diaktifkan, seperti sistem penyangga dan hiperventilasi. Dalam kedua kes tersebut terdapat peningkatan penghapusan CO2, bebas dari pengoksidaan substrat tenaga. Ke pengangka (CO2 ) dan memastikan penyebutnya tetap (O2) pernafasan mengalami peningkatan yang mencapai nilai yang lebih tinggi daripada satu.
Semasa pemulihan selepas aktiviti yang sengit, ketika sebahagian karbon dioksida digunakan untuk mereformasi cadangan bikarbonat, hasil pernafasan jatuh di bawah nilai had 0,70.
Oleh itu, jelas bahawa dalam situasi seperti itu, pernafasan tidak menggambarkan apa yang berlaku pada tahap sel semasa pengoksidaan substrat tenaga. Dalam kes ini, ahli fisiologi pernafasan lebih suka membicarakan hasil pernafasan luaran atau hubungan antara pertukaran pernafasan (R).
