Respirační kvocient

Dýchací kvocient (RQ) je poměr:

RQ = vyloučený CO2 / spotřebovaný O2

kde pojem „vyloučený“ se vztahuje na oxid uhličitý (CO2) odstraněný z těla.

V tomto výpočtu musí být CO2 a O2 udávány ve stejných jednotkách a v množstvích úměrných počtu molekul. Přijatelnými vstupními údaji jsou buď moly, nebo objemy plynu při standardní teplotě a tlaku.

Mnoho metabolizovaných látek jsou sloučeniny obsahující pouze prvky uhlík, vodík a kyslík. Příkladem jsou mastné kyseliny, glycerol, sacharidy, produkty deaminace a ethanol. Pro úplnou oxidaci takových sloučenin platí chemická rovnice

CxHyOz + (x + y/4 – z/2) O2 → x CO2 + (y/2) H2O

a metabolismus této sloučeniny tedy dává RQ x/(x + y/4 – z/2).

Pro glukosu s molekulovým vzorcem C6H12O6 platí úplná oxidační rovnice C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2+ 6 H2O. RQ= 6 CO2/ 6 O2=1.

U tuků tedy RQ závisí na konkrétních přítomných mastných kyselinách. Mezi běžně ukládanými mastnými kyselinami u obratlovců se RQ pohybuje od 0,692 (kyselina stearová) až po 0,759 (kyselina dokosahexaenová). Historicky se předpokládalo, že „průměrný tuk“ má RQ přibližně 0,71, což platí pro většinu savců včetně člověka. Nedávný průzkum však ukázal, že vodní živočichové, zejména ryby, mají tuk, který by měl poskytovat vyšší RQ při oxidaci, dosahující až 0,73 v důsledku vysokého množství kyseliny dokosahexaenové.

Rozsah respiračních koeficientů pro organismy v metabolické rovnováze se obvykle pohybuje od 1,0 (což představuje hodnotu očekávanou pro oxidaci čistých sacharidů) do ~0,7 (hodnota očekávaná pro oxidaci čistých tuků). Obecně platí, že molekuly, které jsou více oxidované (např. glukóza), potřebují k plné metabolizaci méně kyslíku, a proto mají vyšší respirační kvocient. Naopak molekuly, které jsou méně oxidované (např. mastné kyseliny), potřebují k úplnému metabolismu více kyslíku a mají nižší respirační kvocient. Informace o tom, jak se tato čísla odvozují, naleznete v části BMR. Výsledkem smíšené stravy složené z tuků a sacharidů je průměrná hodnota mezi těmito čísly.

Hodnota RQ odpovídá kalorické hodnotě každého litru (L) vyprodukovaného CO2. Pokud jsou k dispozici čísla spotřeby O2, obvykle se používají přímo, protože jsou přímějším a spolehlivějším odhadem produkce energie.

Měřená hodnota RQ zahrnuje příspěvek energie vyprodukované z bílkovin. Vzhledem ke složitosti různých způsobů, jakými mohou být různé aminokyseliny metabolizovány, však nelze oxidaci bílkovin ve stravě přiřadit jediný RQ.

Inzulin, který zvyšuje ukládání lipidů a snižuje oxidaci tuků, je pozitivně spojen se zvýšením respiračního kvocientu. Pozitivní energetická bilance povede také ke zvýšení respiračního kvocientu.