El cociente respiratorio es un parámetro muy útil para evaluar la mezcla metabólica utilizada en reposo o durante un ejercicio físico. Debido a las diferencias químicas que los caracterizan, la metabolización completa de las grasas, proteínas y carbohidratos requiere diferentes cantidades de oxígeno. En consecuencia, el tipo de sustrato de energía oxidada también afectará la cantidad de dióxido de carbono producido.
QR = CO 2 producido / O 2 consumido
Teniendo en cuenta que cada macronutriente tiene un QR específico, al evaluar este parámetro es posible rastrear la mezcla de nutrientes metabolizada en reposo o durante una determinada actividad de trabajo.
Cociente respiratorio de carbohidratos.
La fórmula molecular genérica de un carbohidrato es Cn (H2O) n. De ello se deduce que, dentro de una molécula de glucagón, la proporción entre el número de átomos de hidrógeno y los de oxígeno se fija en 2: 1. Para oxidar una hexosa genérica (carbohidrato con seis átomos de carbono como la glucosa), por lo tanto, se necesitarán seis moléculas de oxígeno, con la consiguiente formación de 6 moléculas de dióxido de carbono (C 6 H 12 0 6 + 60 2 → 6H 2 0 + 6C0 2 ) .
El cociente respiratorio de carbohidratos será, por lo tanto, igual a: 6CO 2 / 6O 2 = 1.00
Cociente respiratorio de lípidos.
Los lípidos se distinguen de los carbohidratos por el menor contenido de oxígeno en proporción al número de átomos de hidrógeno. Como consecuencia, su oxidación requiere una mayor cantidad de oxígeno.
Tomando el ácido palmítico como ejemplo, encontramos que durante su oxidación se forman 16 moléculas de dióxido de carbono y agua para las 23 moléculas de oxígeno consumidas. C 16 H 32 O 2 + 23 O 2 → 16 CO 2 + 16 H 2 O
El cociente respiratorio será igual a: 16 CO 2/23 OR 2 = 0.696
Normalmente, se atribuye a los lípidos un cociente respiratorio igual a 0.7, teniendo en cuenta que este valor varía de 0.69 a 0.73 en relación con la longitud de la cadena carbónica que caracteriza al ácido graso.
Cociente respiratorio de proteínas.
La principal diferencia que distingue a las proteínas de las grasas y los carbohidratos es la presencia de átomos de nitrógeno. Debido a esta diferencia química, las moléculas de proteína siguen una vía metabólica particular. En primer lugar, el hígado debe eliminar el nitrógeno a través de un proceso llamado desaminación. Solo en este punto, la parte restante de la molécula de aminoácido (llamada cetoácido) puede oxidarse a dióxido de carbono y agua.
Al igual que los lípidos, los cetoácidos también son relativamente pobres en oxígeno. Por lo tanto, su oxidación conducirá a la formación de menos dióxido de carbono que el oxígeno consumido.
La albúmina, la proteína más abundante en el plasma, se oxida de acuerdo con la siguiente reacción:
C 72 H 112 N 2 O 22 S + 77O 2 → 63 CO 2 + 38 H 2 O + SO 3 + 9 CO (NH 2 ) 2
Por lo tanto, el cociente respiratorio será igual a: 63 CO 2/77 OR 2 = 0.818
El QR de las proteínas se fija, por convención, a 0, 82 .
Significado del cociente respiratorio
Para satisfacer las demandas energéticas del organismo, cada uno de nosotros utiliza diferentes mezclas metabólicas en relación con el esfuerzo físico. Cuanto más intenso sea esto, mayor será el porcentaje de glucosa oxidada. Una buena parte de la energía producida en reposo deriva, en cambio, de la metabolización de los ácidos grasos. Por esta razón, es razonable esperar un cociente respiratorio cercano a 0.7 en reposo y por encima durante el ejercicio intenso.
Realizando actividades que van desde el reposo absoluto hasta el ejercicio aeróbico ligero, el cociente respiratorio es de alrededor de 0.82 ± 4%. Estos datos, obtenidos experimentalmente, testifican la oxidación por parte del cuerpo de una mezcla compuesta por 60% de grasa y 40% de carbohidratos (en condiciones de descanso o actividad física moderada, el papel energético de las proteínas es insignificante, por eso hablamos de un cociente respiratorio no proteico).
Para cada valor de QR corresponde un equivalente calórico de oxígeno que representa el número de calorías liberadas por litro de O2. Gracias a estos datos es posible rastrear con gran precisión el gasto de energía de una actividad laboral. Nuestra hipótesis es que durante un ejercicio aeróbico moderado, el cociente respiratorio, medido a través del análisis de gases, es igual a 0, 86; Al consultar una tabla específica, obtenemos que el equivalente energético por litro de oxígeno consumido es 4, 875 Kcal. En este punto, para descubrir el gasto energético del ejercicio será suficiente para multiplicar los litros de oxígeno consumidos por 4, 875.
Durante el esfuerzo físico intenso, la situación cambia radicalmente y el cociente respiratorio experimenta grandes cambios. Debido a la producción masiva de ácido láctico, se activan numerosos mecanismos metabólicos auxiliares, como los sistemas de tampón y la hiperventilación. En ambos casos, hay un aumento en la eliminación del CO2, independientemente de la oxidación de los sustratos energéticos. Al aumentar los datos presentes en el numerador (CO2) y mantener constante el denominador (O2), el cociente respiratorio experimenta una oleada que alcanza valores más altos que la unidad.
Durante la recuperación después de una actividad intensa, cuando una parte del dióxido de carbono se usa para reformar las reservas de bicarbonato, el cociente respiratorio cae por debajo del valor límite de 0.70.
Por lo tanto, es claro que en estas situaciones el cociente respiratorio no refleja exactamente lo que sucede a nivel celular durante la oxidación de los sustratos de energía. En estos casos, los fisiólogos respiratorios prefieren hablar de cociente respiratorio externo o relación de intercambios respiratorios (R).
