Współczynnik wymiany oddechowej

Współczynnik wymiany oddechowej (RER) to stosunek między ilością dwutlenku węgla (CO2) wytwarzanego w metabolizmie a ilością zużytego tlenu (O2).

Współczynnik ten jest określany przez porównanie gazów wydychanych z powietrzem w pomieszczeniu. Pomiar tego stosunku może być wykorzystany do oszacowania ilorazu oddechowego (RQ), wskaźnika tego, które paliwo (np. węglowodany lub tłuszcze) jest metabolizowane w celu dostarczenia organizmowi energii. Wykorzystanie RER do oszacowania RQ jest dokładne tylko podczas odpoczynku i łagodnych do umiarkowanych ćwiczeń aerobowych bez akumulacji mleczanu. Utrata dokładności podczas bardziej intensywnych ćwiczeń anaerobowych jest spowodowana między innymi czynnikami obejmującymi system buforowy wodorowęglanu. Ciało próbuje skompensować nagromadzenie mleczanu i zminimalizować zakwaszenie krwi poprzez wydalanie większej ilości CO2 przez układ oddechowy.

An RER blisko 0,7 wskazuje, że tłuszcz jest dominującym źródłem paliwa, wartość 1,0 wskazuje na węglowodany będące dominującym źródłem paliwa, a wartość pomiędzy 0,7 a 1,0 sugeruje mieszankę zarówno tłuszczu, jak i węglowodanów. Ogólnie rzecz biorąc, dieta mieszana odpowiada wskaźnikowi RER wynoszącemu około 0,8. RER może również przekroczyć 1,0 podczas intensywnego wysiłku fizycznego. Wartość powyżej 1,0 nie może być przypisana metabolizmowi substratów, ale raczej wyżej wymienionym czynnikom dotyczącym buforowania wodorowęglanów.

Obliczanie RER jest powszechnie wykonywane w połączeniu z testami wysiłkowymi, takimi jak test VO2 max i może być wykorzystywane jako wskaźnik, że uczestnicy są bliscy wyczerpania i granic ich układu sercowo-oddechowego. RER większy lub równy 1,0 jest często używany jako drugorzędne kryterium punktu końcowego testu VO2 max.

Oksydacja cząsteczki węglowodanu:

6 O 2 + C 6 H 12 O 6 → 6 C O 2 + 6 H 2 O + 38 A T P {{displaystyle 6}} {{athrm {O} _{2}+ \mathrm {C} _{6} \mathrm {H} _{12} \mathrm {O} _{6} do 6 \mathrm {CO} _{2}+6} \mathrm {H} _{2} \mathrm {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} ={frac {{mathrm {VCO} _{2}}}{{mathrm {VO}} _{2}}={frac {6}}{6}mathrm {CO} _{2}}}{6} }{mathrm {O} _{2}}}=1.0}

Oksydacja cząsteczki kwasu tłuszczowego, a mianowicie kwasu palmitynowego:

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} \mathrm {H} {{32}}mathrm {O} _{2}} do 16 \mathrm {CO} _{2}+16} \mathrm {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} ={frac {{mathrm {VCO} _{2}}}{{mathrm {VO}} _{2}}={frac {16}}{mathrm {CO} _{2}}}{23} }{mathrm {O}} _{2}}}=0.7}