Ademhalingsquotiënt

Het ademhalingsquotiënt (RQ) is de verhouding:

RQ = geëlimineerd CO2 / verbruikt O2

waarbij de term “geëlimineerd” betrekking heeft op het kooldioxide (CO2) dat uit het lichaam wordt verwijderd.

In deze berekening moeten het CO2 en het O2 in dezelfde eenheden worden opgegeven, en in hoeveelheden die evenredig zijn met het aantal moleculen. Aanvaardbare inputs zijn ofwel mollen, ofwel volumes gas bij standaardtemperatuur en -druk.

Veel gemetaboliseerde stoffen zijn verbindingen die alleen de elementen koolstof, waterstof en zuurstof bevatten. Voorbeelden hiervan zijn vetzuren, glycerol, koolhydraten, deaminatieproducten en ethanol. Voor de volledige oxidatie van dergelijke verbindingen is de chemische vergelijking:

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

en het metabolisme van deze verbinding geeft dus een RQ van x/(x + y/4 – z/2).

Voor glucose, met de molecuulformule C6H12O6, is de volledige oxidatievergelijking C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2+ 6 H2O. Het RQ= 6 CO2/ 6 O2=1.

Voor vetten hangt het RQ af van de aanwezige specifieke vetzuren. Onder de vetzuren die gewoonlijk in gewervelde dieren worden opgeslagen, varieert de RQ van 0,692 (stearinezuur) tot wel 0,759 (docosahexaeenzuur). Historisch werd aangenomen dat “gemiddeld vet” een RQ van ongeveer 0,71 had, en dit geldt voor de meeste zoogdieren, met inbegrip van de mens. Een recent onderzoek toonde echter aan dat waterdieren, vooral vissen, vet hebben dat hogere RQ’s op oxidatie zou moeten opleveren, oplopend tot 0,73 als gevolg van grote hoeveelheden docosahexaeenzuur.

Het bereik van ademhalingscoëfficiënten voor organismen in metabolisch evenwicht varieert gewoonlijk van 1,0 (de waarde die verwacht wordt voor pure oxidatie van koolhydraten) tot ~0,7 (de waarde die verwacht wordt voor pure oxidatie van vetten). In het algemeen hebben moleculen die meer geoxideerd zijn (b.v. glucose) minder zuurstof nodig om volledig gemetaboliseerd te worden en hebben daarom hogere ademhalingsquotiënten. Omgekeerd hebben moleculen die minder geoxideerd zijn (bijv. vetzuren) meer zuurstof nodig voor hun volledige metabolisme en hebben ze lagere ademhalingsquotiënten. Zie BMR voor een bespreking van hoe deze getallen worden afgeleid. Een gemengd dieet van vet en koolhydraten resulteert in een gemiddelde waarde tussen deze getallen.

RQ-waarde komt overeen met een calorische waarde voor elke liter (L) geproduceerde CO2. Indien O2-verbruiksgetallen beschikbaar zijn, worden deze gewoonlijk direct gebruikt, aangezien zij meer directe en betrouwbare schattingen van de energieproduktie zijn.

RQ zoals gemeten omvat een bijdrage van de uit eiwit geproduceerde energie. Vanwege de complexiteit van de verschillende manieren waarop verschillende aminozuren kunnen worden gemetaboliseerd, kan echter geen enkel RQ worden toegewezen aan de oxidatie van eiwit in de voeding.

Insuline, dat de vetopslag verhoogt en de vetoxidatie verlaagt, wordt positief geassocieerd met een toename van het ademhalingsquotiënt. Een positieve energiebalans zal ook leiden tot een verhoogd ademhalingsquotiënt.