Hengityskiintiö

Hengityskiintiö (RQ) on suhdeluku:

RQ = eliminoitu hiilidioksidi (CO2) / kulutettu hiilidioksidi (O2)

jossa termi ”eliminoitu” viittaa elimistöstä poistuneeseen hiilidioksidiin (CO2).

Tämässä laskennassa hiilidioksidi (CO2) ja hiilidioksidi (O2) on esitettävä samoissa yksiköissä ja määrinä suhteutettuina molekyylien määrään. Hyväksyttäviä syöttötietoja olisivat joko moolit tai sitten kaasun tilavuudet vakiolämpötilassa ja -paineessa.

Monet metaboloituvat aineet ovat yhdisteitä, jotka sisältävät vain alkuaineita hiili, vety ja happi. Esimerkkejä ovat rasvahapot, glyseroli, hiilihydraatit, deaminointituotteet ja etanoli. Tällaisten yhdisteiden täydellisen hapettumisen kemiallinen yhtälö on

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

ja näin ollen tämän yhdisteen aineenvaihdunta antaa RQ:ksi x/(x + y/4 – z/2).

Glukoosin, jonka molekyylikaava on C6H12O6, täydellisen hapettumisen yhtälö on: C6H12O6 + 6 O2 + 6 O2 → 6 CO2+ 6 H2O. Näin ollen RQ= 6 CO2/ 6 O2=1.

Rasvojen osalta RQ riippuu läsnä olevista erityisistä rasvahapoista. Selkärankaisilla yleisesti varastoitujen rasvahappojen RQ vaihtelee 0,692:sta (steariinihappo) jopa 0,759:ään (dokosaheksaeenihappo). Aikaisemmin oletettiin, että ”keskimääräisen rasvan” RQ on noin 0,71, ja tämä pätee useimpiin nisäkkäisiin, myös ihmisiin. Äskettäinen tutkimus kuitenkin osoitti, että vesieläimillä, erityisesti kaloilla, on rasvaa, jonka pitäisi antaa korkeampi RQ hapettumisessa, jopa 0,73, johtuen suurista dokosaheksaeenihapon määristä.

Aineenvaihdunnallisessa tasapainossa olevien organismien hengityskertoimien vaihteluväli vaihtelee yleensä 1,0:sta (joka edustaa arvoa, joka on odotettavissa pelkkien hiilihydraattien hapettumiselle) ~0,7:ään (arvo, joka on odotettavissa pelkkien rasvojen hapettumiselle). Yleisesti ottaen molekyylit, jotka ovat enemmän hapettuneita (esim. glukoosi), tarvitsevat vähemmän happea metaboloituakseen täydellisesti, ja siksi niiden hengityskertoimet ovat korkeammat. Sitä vastoin molekyylit, jotka ovat vähemmän hapettuneita (esim. rasvahapot), tarvitsevat enemmän happea täydelliseen aineenvaihduntaan, ja niiden hengityskertoimet ovat alhaisemmat. Katso BMR, jossa käsitellään sitä, miten nämä luvut on johdettu. Rasvaa ja hiilihydraatteja sisältävä sekaruokavalio johtaa näiden lukujen väliseen keskiarvoon.

RQ-arvo vastaa kaloriarvoa jokaista tuotettua hiilidioksidilitraa (L) kohti. Jos O2-kulutuslukuja on saatavilla, niitä käytetään yleensä suoraan, koska ne ovat suorempia ja luotettavampia arvioita energiantuotannosta.

RQ-arvo mitattuna sisältää proteiinista tuotetun energian osuuden. Koska eri aminohappojen aineenvaihdunta voi kuitenkin tapahtua monin eri tavoin, proteiinin hapettumiselle ruokavaliossa ei voida määrittää yhtä ainoaa RQ:ta.

Insuliini, joka lisää lipidien varastoitumista ja vähentää rasvan hapettumista, on positiivisesti yhteydessä hengityskertoimen nousuun. Positiivinen energiatase johtaa myös hengityskertoimen kasvuun.