Respiratorisk kvot

Aspiratorisk kvot (RQ) är förhållandet:

RQ = eliminerad CO2 / förbrukad O2

där termen ”eliminerad” avser koldioxid (CO2) som avlägsnas från kroppen.

I den här beräkningen måste CO2 och O2 anges i samma enheter och i mängder som är proportionella mot antalet molekyler. Acceptabla indata skulle vara antingen mol, eller också volymer av gas vid standardtemperatur och standardtryck.

Många metaboliserade ämnen är föreningar som endast innehåller grundämnena kol, väte och syre. Som exempel kan nämnas fettsyror, glycerol, kolhydrater, deamineringsprodukter och etanol. För fullständig oxidation av sådana föreningar är den kemiska ekvationen

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

och därmed ger ämnesomsättningen av denna förening en RQ på x/(x + y/4 – z/2).

För glukos, med molekylformeln C6H12O6, är ekvationen för fullständig oxidation C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2+ 6 H2O. RQ= 6 CO2/ 6 O2=1.

För fetter beror RQ på vilka specifika fettsyror som finns. Bland de vanligt lagrade fettsyrorna i ryggradsdjur varierar RQ från 0,692 (stearinsyra) till så högt som 0,759 (docosahexaensyra). Historiskt sett har man antagit att ”genomsnittligt fett” har en RQ på cirka 0,71, och detta gäller för de flesta däggdjur, inklusive människor. En nyligen genomförd undersökning visade dock att vattenlevande djur, särskilt fisk, har fett som borde ge högre RQ vid oxidation, som når så högt som 0,73 på grund av stora mängder docosahexaensyra.

Spannet av andningskoefficienter för organismer i metabolisk balans sträcker sig vanligen från 1,0 (som representerar det värde som förväntas för ren kolhydratoxidation) till ~0,7 (det värde som förväntas för ren fettoxidation). I allmänhet kräver molekyler som är mer oxiderade (t.ex. glukos) mindre syre för att metaboliseras fullständigt och har därför högre respiratoriska koefficienter. Omvänt kräver molekyler som är mindre oxiderade (t.ex. fettsyror) mer syre för att metaboliseras fullständigt och har därför lägre andningskvoter. Se BMR för en diskussion om hur dessa siffror härleds. En blandad kost med fett och kolhydrater resulterar i ett medelvärde mellan dessa tal.

RQ-värdet motsvarar ett kalorivärde för varje liter (L) CO2 som produceras. Om siffror för O2-förbrukning finns tillgängliga används de vanligtvis direkt, eftersom de är mer direkta och tillförlitliga uppskattningar av energiproduktionen.

RQ som mäts inkluderar ett bidrag från den energi som produceras från protein. På grund av komplexiteten i de olika sätt på vilka olika aminosyror kan metaboliseras kan dock ingen enskild RQ tilldelas oxidationen av protein i kosten.

Insulin, som ökar lipidlagringen och minskar fettoxidationen, är positivt förknippat med ökningar av den respiratoriska kvoten. En positiv energibalans leder också till en ökad respiratorisk kvot.