呼吸商QR - 生理

炭水化物の呼吸商

炭水化物の一般的な分子式はCn（H2O）nです。したがって、炭水化物分子内では、水素原子の数と酸素の数の比率が固定され、2に等しくなります。1。一般的なヘキソース（グルコースなどの6つの炭素原子を持つ炭水化物）を酸化するには、6つの酸素が必要になります。分子、6つの二酸化炭素分子の形成をもたらします（C6H1206 + 602→6H20 + 6C02）。
したがって、炭水化物の呼吸商は次のようになります。6CO2/ 6O2 = 1.00

脂質の呼吸商

脂質は、水素原子の数に比例して酸素含有量が少ないという点で炭水化物と区別されます。その結果、それらの酸化はより多くの酸素を必要とします。
パルミチン酸を例にとると、その酸化中に、消費された23個の酸素分子に対して16個の二酸化炭素と水が形成されることがわかります。C16H32O2+ 23O2→16CO2 + 16 H2O
したがって、呼吸商は次のようになります。16CO2 / 23 O2 = 0.696
通常、0.7の呼吸商は脂質に起因します。この値は、脂肪酸を特徴付ける炭素鎖の長さに関連して0.69から0.73まで変動することを念頭に置いてください。

タンパク質の呼吸商

タンパク質を脂肪や炭水化物と区別する主な違いは、窒素原子の存在です。この化学的差異により、タンパク質分子は特定の代謝経路をたどります。肝臓は最初に脱アミノ化と呼ばれるプロセスを通じて窒素を除去する必要があります。その後、アミノ酸分子の残りの部分（ケト酸と呼ばれます）が二酸化炭素と水に酸化されます。

脂質と同様に、ケト酸は比較的酸素が少ないです。したがって、それらの酸化は、消費された酸素よりも少ない量の二酸化炭素の形成につながります。
血漿中に最も豊富に含まれるタンパク質であるアルブミンは、次の反応に従って酸化します。
C72H112N2O22S + 77O2→63CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO（NH2）2
したがって、呼吸商は次のようになります。63CO2 / 77 O2 = 0.818
タンパク質のQRは、慣例により0.82に固定されています。

呼吸商の意味

生物のエネルギー需要を満たすために、私たち一人一人が身体的努力に関連して異なる代謝混合物を使用します。これが強ければ強いほど、酸化されたブドウ糖の割合が高くなります。安静時に生成されるエネルギーの多くは、酸の代謝に由来します。太い。このため、安静時の呼吸商は0.7に近く、激しい運動中はそれ以上になると予想するのが妥当です。
絶対的な休息から軽い有酸素運動までの活動を行うと、呼吸商は約0.82±4％です。実験的に得られたこのデータは、60％の脂肪と40％の炭水化物で構成される混合物の生物による酸化を証明しています（条件安静時または中程度の身体活動の場合、タンパク質のエネルギーの役割はごくわずかであるため、非タンパク質呼吸商について説明します。
各QR値は、O2 1リットルあたりに放出されるカロリー数を表す酸素のカロリー換算に対応します。このデータのおかげで、作業活動のエネルギー消費量を非常に正確に追跡することができます。中程度の有酸素運動中に、ガス分析で測定された呼吸商が0.86に等しいと仮定します。特別な表を参照すると、消費された酸素1リットルあたりのエネルギー相当量は4.875Kcalであることがわかります。この時点でエネルギーを調べます。運動の支出は、消費された酸素のリットルに4.875を掛けるだけで十分です。
激しい運動中、状況は根本的に変化し、呼吸商は大きく変動します。乳酸の大量生産により、バッファーシステムや過呼吸などの多くの補助代謝メカニズムが活性化されます。どちらの場合も、エネルギー基質の分子（CO2）への酸化とは関係なく、CO2の排出が増加します。）そして分母を一定（O2）に保つと、呼吸商は1より大きい値に達するサージを受けます。
激しい活動の後の回復中に、二酸化炭素の一部が重炭酸塩の蓄えを再形成するために使用されるとき、呼吸商は限界値0.70を下回ります。
したがって、そのような状況では、呼吸商がエネルギー基質の酸化中に細胞レベルで何が起こるかを正確に反映していないことは明らかです。これらの場合、呼吸の生理学者は、外部呼吸商または呼吸交換間の関係について話すことを好みます（R）。