Ademhalingsuitwisselingsverhouding

De ademhalingsuitwisselingsverhouding (RER) is de verhouding tussen de hoeveelheid kooldioxide (CO2) die bij de stofwisseling wordt geproduceerd en de hoeveelheid zuurstof (O2) die wordt verbruikt.

De verhouding wordt bepaald door de uitgeademde gassen te vergelijken met de kamerlucht. De meting van deze verhouding kan worden gebruikt voor de schatting van het ademhalingsquotiënt (RQ), een indicator van welke brandstof (bv. koolhydraten of vetten) wordt gemetaboliseerd om het lichaam van energie te voorzien. Het gebruik van de RER om het RQ te schatten is alleen nauwkeurig tijdens rust en lichte tot matige aerobe inspanning zonder ophoping van lactaat. Het verlies aan nauwkeurigheid tijdens intensievere anaerobe inspanning is onder meer te wijten aan factoren als het bicarbonaat-buffersysteem. Het lichaam probeert de ophoping van lactaat te compenseren en de verzuring van het bloed te minimaliseren door meer CO2 uit te stoten via het ademhalingssysteem.

Een RER in de buurt van 0,7 geeft aan dat vet de overheersende brandstofbron is, een waarde van 1,0 geeft aan dat koolhydraten de overheersende brandstofbron zijn, en een waarde tussen 0,7 en 1,0 wijst op een mix van zowel vet als koolhydraten. In het algemeen komt een gemengd dieet overeen met een RER van ongeveer 0,8. De RER kan ook meer dan 1,0 bedragen tijdens intensieve inspanning. Een waarde boven 1,0 kan niet worden toegeschreven aan het substraatmetabolisme, maar eerder aan de eerder genoemde factoren met betrekking tot bicarbonaatbuffering.

Berekening van de RER wordt gewoonlijk gedaan in combinatie met inspanningstests zoals de VO2 max test en kan worden gebruikt als een indicator dat de deelnemers de uitputting naderen en de grenzen van hun cardio-respiratoir systeem bereiken. Een RER groter dan of gelijk aan 1,0 wordt vaak gebruikt als secundair eindpuntcriterium van een VO2 max test.

Oxidatie van een koolhydraatmolecuul:

6 O 2 + C 6 H 12 O 6 → 6 C O 2 + 6 H 2 O + 38 A T P {\displaystyle 6} _{2}+\mathrm {O} _{2}+mathrm {C} _{6} _{12} tot 6 _{2}+6} {mathrm {H} {H} _{2} {O} +38%ATP } R E R = V C O 2 V O 2 = 6 C O 2 6 O 2 = 1,0 {\displaystyle \mathrm {RER} = {{\mathrm {VCO}} _{2}}{\mathrm {VO} _{2}}={\frac {6}}{\mathrm {CO}} _{2}}{6 \mathrm {O}} _{2}}}=1.0}

Oxidatie van een vetzuurmolecuul, namelijk palmitinezuur:

23 O 2 + C 16 H 32 O 2 → 16 C O 2 + 16 H 2 O + 129 A T P {\displaystyle 23 \mathrm {O} _{2}+mathrm {C} 16} 32} naar 16 +16 {H} _{2} {O} +129% {ATP} } R E R = V C O 2 V O 2 = 16 C O 2 23 O 2 = 0,7 {\displaystyle \mathrm {RER} = {{\mathrm {VCO}} _{2}}{\mathrm {VO} _{2}}={\frac {\mathrm {CO}} _{2}}{23}} {VO}} _{2}}}=0.7}