호흡 지수는 휴식시 또는 신체 운동 중에 사용되는 대사 물질 혼합물을 평가하는 데 매우 유용한 매개 변수입니다. 이들을 특징 짓는 화학적 차이로 인해 지방, 단백질 및 탄수화물의 완전한 대사는 서로 다른 양의 산소를 필요로합니다. 결과적으로 산화 된 에너지 기질의 유형은 생성 된 이산화탄소의 양에도 영향을 미친다.
QR = 생성 된 CO 2 / O 2 소비
각 다량 영양소가 특정 QR을 가지고 있음을 고려하여, 이 매개 변수를 평가함으로써 휴식 또는 특정 작업 활동 중에 대사되는 영양소 혼합물을 추적 할 수 있습니다.
탄수화물의 호흡 지수
탄수화물의 일반 분자 공식은 Cn (H 2 O) n입니다. 탄수화물 분자 내에서 수소 원자의 수와 산소의 수 사이의 비율은 고정되어 있으며 2 : 1과 동일합니다. 그러므로 일반적인 6 탄당 (글루코스와 같은 6 개의 탄소 원자를 갖는 탄수화물)을 산화시키기 위해서는 6 개의 산소 분자가 필요하며 따라서 6 분자의 이산화탄소가 생성된다 (C 6 H 12 O 6 + 60 2 → 6H 2 0 + 6CO 2 ) .
따라서 탄수화물의 호흡 지수는 다음과 같습니다. 6CO 2 / 6O 2 = 1.00
지질의 호흡 지수
지질은 수소 원자의 수에 비례하여 낮은 산소 함량으로 인해 탄수화물과 구별됩니다. 결과적으로 이들의 산화는보다 많은 양의 산소를 필요로한다.
예를 들어 팔미틴산을 섭취하면 우리는 산화되는 동안 23 분자의 산소가 소모되어 16 분자의 이산화탄소와 물이 형성됨을 발견했습니다. C16H32O2 + 23O2 → 16CO2 + 16H2O
따라서 호흡 지수는 다음과 같습니다. 16 CO 2/23 O 2 = 0.696
일반적으로 지질은 0.7 과 같은 호흡 지수에 기인합니다.이 값은 지방산을 특징 짓는 탄소 사슬의 길이에 비례하여 0.69에서 0.73까지입니다.
단백질 호흡 지수
지방과 탄수화물에서 단백질을 구별하는 주요 차이점은 질소 원자의 존재입니다. 이 화학적 차이 때문에 단백질 분자는 특정한 대사 경로를 따른다. 간은 먼저 탈 아민 (deamination)이라는 과정을 통해 질소를 제거해야합니다. 그런 다음 아미노산 분자의 나머지 부분 (케 토산으로 불림)은 이산화탄소와 물로 산화 될 수 있습니다.
지질과 마찬가지로 케 토산도 상대적으로 산소가 부족합니다. 따라서 이들의 산화는 소모 된 산소의 양보다 낮은 양의 이산화탄소를 형성하게된다.
혈장에서 가장 풍부한 단백질 인 알부민은 다음 반응에 따라 산화합니다 :
C72H112N2O22S + 77O2 → 63CO2 + 38H2O + SO3 + 9CO (NH2) 2
따라서 호흡 지수는 다음과 같습니다. 63 CO 2/77 O 2 = 0.818
단백질 QR은 관례에 따라 0.82로 고정됩니다.
호흡 지수의 의미
신체의 에너지 요구를 충족시키기 위해 우리 각자는 신체적 노력과 관련하여 다양한 대사성 혼합물을 사용합니다. 이 값이 강할수록 산화 된 포도당의 비율이 커집니다. 휴식시에 생성되는 에너지의 상당 부분은 지방산의 대사에 기인합니다. 이런 이유로 강렬한 운동을하는 동안 휴식과 그 이상에서 0.7에 가까운 호흡 지수를 기대하는 것이 합법적입니다.
절대 휴식에서 가벼운 에어로빅 운동에 이르는 활동을 수행하는 호흡 지수는 약 0.82 ± 4 %입니다. 실험적으로 얻은이 데이터는 60 % 지방과 40 % 탄수화물로 구성된 혼합물의 유기체 산화에 대해 증언합니다 (휴식 또는 중간 정도의 신체 활동에서 단백질의 활력있는 역할은 무시할 만합니다. 그러므로 우리는 비 단백질 호흡 지수에 대해 이야기합니다.)
QR의 각 값은 O2 리터당 방출 된 칼로리의 수를 나타내는 산소의 칼로리 등가물에 해당합니다. 이 데이터 덕분에 작업 활동의 에너지 지출을 매우 정확하게 추적 할 수 있습니다. 우리는 적당한 유산소 운동 기간 동안 가스 분석에 의해 측정 된 호흡 지수가 0.86과 같다고 가정합니다. 특정 표를 참고하면 소모 된 산소 1 리터당 에너지가 4, 875 Kcal라는 것을 알 수 있습니다. 이 시점에서 운동의 에너지 소비를 알아 내려면 소비 된 산소의 리터를 4.875로 곱하면 충분합니다.
격렬한 육체적 노력을하는 동안 상황은 급격히 변하고 호흡 지수는 큰 변화를 겪습니다. 젖산의 대량 생산으로 인해 버퍼 시스템 및과 환기와 같은 다양한 보조 대사 메커니즘이 활성화됩니다. 두 경우 모두 에너지 기질의 산화와 관계없이 CO2 제거가 증가합니다. 분자 (CO2)에있는 데이터를 증가시키고 분모를 일정하게 유지 (O2)하면 호흡 지수는 1보다 높은 값에 도달하는 서지를 겪습니다.
강렬한 활동 후에 회복하는 동안, 이산화탄소의 일부가 중탄산염 매장지를 개혁하는 데 사용되면, 호흡 지수는 한계 값 0.70 아래로 떨어진다.
따라서 이러한 상황에서 호흡 지수는 에너지 기질의 산화 과정에서 세포 수준에서 일어나는 일을 정확하게 반영하지 못한다. 이러한 경우 호흡 생리 학자들은 외부 호흡 지수 또는 호흡기 교환 (R) 간의 관계에 대해 선호합니다.
