Quotient respiratoire

Le quotient respiratoire (QR) est le rapport :

RQ = CO2 éliminé / O2 consommé

où le terme « éliminé » fait référence au dioxyde de carbone (CO2) retiré du corps.

Dans ce calcul, le CO2 et l’O2 doivent être donnés dans les mêmes unités, et en quantités proportionnelles au nombre de molécules. Les entrées acceptables seraient soit des moles, soit des volumes de gaz à température et pression standard.

De nombreuses substances métabolisées sont des composés contenant uniquement les éléments carbone, hydrogène et oxygène. Les exemples incluent les acides gras, le glycérol, les hydrates de carbone, les produits de désamination et l’éthanol. Pour l’oxydation complète de tels composés, l’équation chimique est

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

et donc le métabolisme de ce composé donne un QR de x/(x + y/4 – z/2).

Pour le glucose, dont la formule moléculaire, C6H12O6, l’équation d’oxydation complète est C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2+ 6 H2O. Ainsi, le QR= 6 CO2/ 6 O2=1.

Pour les graisses, le QR dépend des acides gras spécifiques présents. Parmi les acides gras couramment stockés chez les vertébrés, le QR varie de 0,692 (acide stéarique) à 0,759 (acide docosahexaénoïque). Historiquement, on considérait que la « graisse moyenne » avait un QR d’environ 0,71, ce qui est vrai pour la plupart des mammifères, y compris l’homme. Cependant, une étude récente a montré que les animaux aquatiques, en particulier les poissons, ont des graisses qui devraient donner des QR plus élevés sur l’oxydation, atteignant jusqu’à 0,73 en raison de quantités élevées d’acide docosahexaénoïque.

La gamme des coefficients respiratoires pour les organismes en équilibre métabolique va généralement de 1,0 (représentant la valeur attendue pour l’oxydation pure des glucides) à ~0,7 (la valeur attendue pour l’oxydation pure des graisses). En général, les molécules qui sont plus oxydées (par exemple, le glucose) nécessitent moins d’oxygène pour être entièrement métabolisées et ont donc des quotients respiratoires plus élevés. À l’inverse, les molécules moins oxydées (par exemple, les acides gras) ont besoin de plus d’oxygène pour être complètement métabolisées et ont des quotients respiratoires plus faibles. Voir BMR pour une discussion sur la façon dont ces chiffres sont dérivés. Un régime mixte de graisses et de glucides donne une valeur moyenne entre ces chiffres.

La valeur du QR correspond à une valeur calorique pour chaque litre (L) de CO2 produit. Si les chiffres de la consommation d’O2 sont disponibles, ils sont généralement utilisés directement, car ils constituent des estimations plus directes et plus fiables de la production d’énergie.

Le QR mesuré comprend une contribution de l’énergie produite à partir des protéines. Cependant, en raison de la complexité des diverses façons dont les différents acides aminés peuvent être métabolisés, aucun QR unique ne peut être attribué à l’oxydation des protéines dans l’alimentation.

L’insuline, qui augmente le stockage des lipides et diminue l’oxydation des graisses, est positivement associée à l’augmentation du quotient respiratoire. Un bilan énergétique positif entraînera également une augmentation du quotient respiratoire.