호흡 지수 QR - 생리학

탄수화물의 호흡 지수

탄수화물의 일반 분자식은 Cn(H2O)n입니다. 탄수화물 분자 내에서 수소 원자의 수와 산소 원자의 수 사이의 비율은 고정되어 있으며 2:1과 같습니다. 일반 육탄당(포도당과 같이 탄소 원자가 6개인 탄수화물)을 산화하려면 따라서 6개의 산소가 필요합니다 분자는 6개의 이산화탄소 분자를 형성합니다(C6H1206 + 602 → 6H20 + 6C02).
따라서 탄수화물의 호흡 지수는 다음과 같습니다. 6CO2 / 6O2 = 1.00

지질의 호흡 지수

지질은 수소 원자의 수에 비례하여 낮은 산소 함량으로 탄수화물과 구별됩니다. 결과적으로 그들의 산화에는 더 많은 양의 산소가 필요합니다.
팔미트산을 예로 들면, 산화되는 동안 23개의 산소 분자가 소비되기 위해 16개의 이산화탄소와 물 분자가 형성된다는 것을 발견했습니다.
따라서 호흡 지수는 다음과 같습니다. 16 CO2 / 23 O2 = 0.696
일반적으로 호흡 지수 0.7은 지질에 기인하며, 이 값은 지방산을 특징짓는 탄소 사슬의 길이와 관련하여 0.69에서 0.73으로 변동합니다.

단백질의 호흡 지수

단백질을 지방 및 탄수화물과 구별하는 주요 차이점은 질소 원자의 존재입니다. 이 화학적 차이로 인해 단백질 분자는 특정 대사 경로를 따릅니다. 간은 먼저 탈아미노화라는 과정을 통해 질소를 제거해야 하며, 그런 다음에야 아미노산 분자의 나머지 부분(케토산이라고 함)이 이산화탄소와 물로 산화될 수 있습니다.

지질과 마찬가지로 케토산은 상대적으로 산소가 부족합니다. 따라서 이들의 산화는 소비된 산소보다 적은 양의 이산화탄소를 형성하게 됩니다.
혈장에서 가장 풍부한 단백질인 알부민은 다음 반응에 따라 산화됩니다.
C72H112N2O22S + 77O2 → 63CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO(NH2) 2
따라서 호흡 지수는 다음과 같습니다. 63 CO2 / 77 O2 = 0.818
단백질의 QR은 관례에 따라 0.82로 고정되어 있습니다.

호흡 지수의 의미

유기체의 에너지 요구를 충족시키기 위해 우리 각자는 육체적 노력과 관련하여 서로 다른 신진대사 혼합물을 사용합니다. 이것이 강렬할수록 산화된 포도당의 비율이 높아집니다. 정지 상태에서 생성되는 에너지의 대부분은 산의 대사에서 파생됩니다. 지방. 이러한 이유로 호흡 지수는 휴식 시 0.7에 가깝고 격렬한 운동 시 더 높을 것으로 예상하는 것이 합리적입니다.
절대 휴식부터 가벼운 유산소 운동까지 호흡지수는 약 0.82±4%로 실험적으로 얻은 이 자료는 60%의 지방과 40%의 탄수화물로 구성된 혼합물의 유기체에 의한 산화를 증언한다. 휴식 또는 적당한 신체 활동의 단백질의 에너지 역할은 무시할 수 있으므로 우리는 비단백질 호흡 지수를 말합니다.
각 QR 값은 O2 1리터당 방출되는 칼로리의 수를 나타내는 산소의 열량당량에 해당합니다. 이 데이터 덕분에 작업 활동의 에너지 소비를 매우 정확하게 추적할 수 있습니다. 중등도 유산소 운동을 할 때 가스 분석을 통해 측정한 호흡 지수가 0.86이라고 가정하고, 특별한 표를 참고하여 소비된 산소 1리터당 에너지 당량은 4.875Kcal임을 알 수 있습니다.이 시점에서 에너지를 알아내기 위해 운동 비용은 소비되는 산소 리터를 4.875로 곱하는 데 충분합니다.
격렬한 육체 노동 중에는 상황이 급격히 변하고 호흡 지수가 크게 변합니다. 젖산의 대량 생산으로 인해 완충 시스템 및 과호흡과 같은 수많은 보조 대사 메커니즘이 활성화됩니다.두 경우 모두 에너지 기질의 산화와 무관하게 CO2 제거가 증가합니다.분자로 CO2 ) 분모를 일정하게 유지(O2)하고 호흡 지수는 1보다 높은 값에 도달하는 급증을 겪습니다.
격렬한 활동 후 회복하는 동안 이산화탄소의 일부를 사용하여 중탄산염 매장량을 개선하면 호흡 지수가 한계값 0.70 아래로 떨어집니다.
따라서 그러한 상황에서 호흡 지수는 에너지 기질의 산화 동안 세포 수준에서 일어나는 일을 정확히 반영하지 않는다는 것이 분명합니다. 이러한 경우 호흡 생리학자는 외부 호흡 지수 또는 호흡 교환(R) 간의 관계에 대해 말하는 것을 선호합니다.