Das respiratorische Austauschverhältnis (RER) ist das Verhältnis zwischen der Menge an Kohlendioxid (CO2), die beim Stoffwechsel entsteht, und der Menge an Sauerstoff (O2), die verbraucht wird.
Das Verhältnis wird durch den Vergleich der ausgeatmeten Gase mit der Raumluft bestimmt. Die Messung dieses Verhältnisses kann zur Schätzung des Respiratorischen Quotienten (RQ) verwendet werden, einem Indikator dafür, welcher Brennstoff (z. B. Kohlenhydrate oder Fett) verstoffwechselt wird, um den Körper mit Energie zu versorgen. Die Verwendung des RER zur Schätzung des RQ ist nur im Ruhezustand und bei leichter bis mäßiger aerober Belastung ohne Laktatanreicherung genau. Der Verlust der Genauigkeit bei intensiverem anaerobem Training ist unter anderem auf Faktoren wie das Bikarbonatpuffersystem zurückzuführen. Der Körper versucht, die Anhäufung von Laktat zu kompensieren und die Übersäuerung des Blutes zu minimieren, indem er mehr CO2 durch das Atmungssystem ausstößt.
Ein RER-Wert nahe 0,7 zeigt an, dass Fett die vorherrschende Brennstoffquelle ist, ein Wert von 1,0 weist darauf hin, dass Kohlenhydrate die vorherrschende Brennstoffquelle sind, und ein Wert zwischen 0,7 und 1,0 deutet auf eine Mischung aus Fett und Kohlenhydraten hin. Im Allgemeinen entspricht eine gemischte Ernährung einem RER-Wert von etwa 0,8. Bei intensiver sportlicher Betätigung kann der RER-Wert auch über 1,0 liegen. Ein Wert über 1,0 kann nicht auf den Substratstoffwechsel zurückgeführt werden, sondern eher auf die oben genannten Faktoren der Bikarbonatpufferung.
Die Berechnung der RER wird häufig in Verbindung mit Belastungstests wie dem VO2 max-Test durchgeführt und kann als Indikator dafür dienen, dass sich die Teilnehmer der Erschöpfung und den Grenzen ihres kardio-respiratorischen Systems nähern. Eine RER größer oder gleich 1,0 wird oft als sekundäres Endpunktkriterium eines VO2 max-Tests verwendet.
Oxidation eines Kohlenhydratmoleküls:
6 O 2 + C 6 H 12 O 6 → 6 C O 2 + 6 H 2 O + 38 A T P {\displaystyle 6\mathrm {O} _{2}+\mathrm {C} _{6}\mathrm {H} _{12}\mathrm {O} _{6}\zu 6\ \mathrm {CO} _{2}+6\ \mathrm {H} _{2}\mathrm {O} +38\ \mathrm {ATP} } 
Oxidation eines Fettsäuremoleküls, nämlich Palmitinsäure:
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}\zu 16\ \mathrm {CO} _{2}+16\ \mathrm {H} _{2}\mathrm {O} +129\ \mathrm {ATP} } 
