Respirationskvotient

Respirationskvotienten (RQ) er forholdet:

RQ = elimineret CO2 / forbrugt O2

hvor udtrykket “elimineret” henviser til kuldioxid (CO2), der fjernes fra kroppen.

I denne beregning skal CO2 og O2 angives i de samme enheder og i mængder, der er proportionale med antallet af molekyler. Acceptable input vil være enten mol, eller også volumener af gas ved standardtemperatur og -tryk.

Mange metaboliserede stoffer er forbindelser, der kun indeholder elementerne kulstof, hydrogen og oxygen. Eksempler herpå er fedtsyrer, glycerol, kulhydrater, deamineringsprodukter og ethanol. For fuldstændig oxidation af sådanne forbindelser er den kemiske ligning

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

og således giver metabolisme af denne forbindelse en RQ på x/(x + y/4 – z/2).

For glukose med molekylformlen C6H12O6 er den fuldstændige oxidationsligning C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2+ 6 H2O. Således er RQ= 6 CO2/ 6 O2=1.

For fedtstoffer afhænger RQ af de specifikke tilstedeværende fedtsyrer. Blandt de almindeligt lagrede fedtsyrer i hvirveldyr varierer RQ fra 0,692 (stearinsyre) til så højt som 0,759 (docosahexaensyre). Historisk set blev det antaget, at “gennemsnitsfedt” havde en RQ på ca. 0,71, og dette gælder for de fleste pattedyr, herunder mennesker. En nylig undersøgelse viste imidlertid, at vandlevende dyr, især fisk, har fedt, der burde give højere RQ’er ved oxidation og nå op på helt op til 0,73 på grund af store mængder docosahexaensyre.

Aspirationskoefficienterne for organismer i metabolisk balance varierer normalt fra 1,0 (svarende til den værdi, der forventes for ren kulhydratoxidation) til ~0,7 (den værdi, der forventes for ren fedtoxidation). Generelt kræver molekyler, der er mere oxiderede (f.eks. glukose), mindre ilt for at blive fuldt omsat og har derfor højere respirationskvotienter. Omvendt kræver molekyler, der er mindre oxiderede (f.eks. fedtsyrer), mere ilt for at blive fuldstændigt metaboliseret og har derfor lavere respiratoriske kvotienter. Se BMR for en diskussion af, hvordan disse tal er udledt. En blandet kost med fedt og kulhydrat resulterer i en gennemsnitsværdi mellem disse tal.

RQ-værdi svarer til en kalorieværdi for hver liter (L) CO2, der produceres. Hvis der foreligger tal for O2-forbrug, anvendes de normalt direkte, da de er mere direkte og pålidelige estimater af energiproduktionen.

RQ som målt omfatter et bidrag fra den energi, der produceres fra protein. På grund af kompleksiteten af de forskellige måder, hvorpå forskellige aminosyrer kan metaboliseres, kan der imidlertid ikke tildeles en enkelt RQ til oxidationen af protein i kosten.

Insulin, som øger lipidlagringen og mindsker fedtoxidationen, er positivt forbundet med stigninger i den respiratoriske kvotient. En positiv energibalance vil også føre til en øget respiratorisk kvotient.