श्वसन में आराम या शारीरिक व्यायाम के दौरान उपयोग किए गए चयापचय मिश्रण का मूल्यांकन करने के लिए श्वसन भागफल एक बहुत ही उपयोगी पैरामीटर है। रासायनिक अंतर जो उन्हें चिह्नित करते हैं, वसा, प्रोटीन और कार्बोहाइड्रेट के पूर्ण चयापचय के लिए विभिन्न मात्रा में ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। नतीजतन, ऑक्सीकृत ऊर्जा सब्सट्रेट का प्रकार भी उत्पादित कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा को प्रभावित करेगा।
क्यूआर = सीओ 2 का उत्पादन / ओ 2 खपत
यह देखते हुए कि प्रत्येक मैक्रोन्यूट्रिएंट में एक विशिष्ट क्यूआर होता है, इस पैरामीटर का मूल्यांकन करके आराम से या एक निश्चित कार्य गतिविधि के दौरान पोषक तत्व मिश्रण का पता लगाया जा सकता है।
कार्बोहाइड्रेट का श्वसन भाग
कार्बोहाइड्रेट का सामान्य आणविक सूत्र Cn (H 2 O) n है। यह निम्नानुसार है कि एक ग्लूकागन अणु के भीतर हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या और ऑक्सीजन का अनुपात 2: 1 के बीच निर्धारित होता है। एक जेनेरिक हेक्सोज़ (ग्लूकोज जैसे छह कार्बन परमाणुओं के साथ कार्बोहाइड्रेट) को ऑक्सीकरण करने के लिए, इसलिए ऑक्सीजन के छह अणुओं की आवश्यकता होगी, जिसके परिणामस्वरूप कार्बन डाइऑक्साइड के 6 अणुओं का गठन होता है (सी 6 एच 12 0 6 + 60 2 → 6-0 2 0 + 6C0 2 ) ।
इसलिए कार्बोहाइड्रेट का श्वसन भाग बराबर होगा: 6CO 2 / 6O 2 = 1.00
लिपिड के श्वसन भाग
हाइड्रोजन परमाणुओं की संख्या के अनुपात में कम ऑक्सीजन सामग्री द्वारा लिपिड कार्बोहाइड्रेट से अलग होते हैं। परिणामस्वरूप उनके ऑक्सीकरण के लिए अधिक मात्रा में ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है।
एक उदाहरण के रूप में पामिटिक एसिड लेते हुए, हम पाते हैं कि इसके ऑक्सीकरण के दौरान कार्बन डाइऑक्साइड और पानी के 16 अणुओं का उपयोग किया जाता है जो 23 ऑक्सीजन अणुओं के लिए बनते हैं। C 16 H 32 O 2 + 23 O 2 → 16 CO 2 + 16 H 2 O
इसलिए श्वसन भागफल बराबर होगा: 16 CO 2/23 या 2 = 0.696
आम तौर पर यह लिपिड 0.7 के बराबर एक श्वसन भाग के लिए जिम्मेदार होता है, यह ध्यान में रखते हुए कि यह मान कार्बोनिक श्रृंखला की लंबाई के संबंध में 0.69 से 0.73 तक है जो फैटी एसिड की विशेषता है।
प्रोटीन का श्वसन भाग
मुख्य अंतर जो प्रोटीन को वसा और कार्बोहाइड्रेट से अलग करता है, नाइट्रोजन परमाणुओं की उपस्थिति है। इस रासायनिक अंतर के कारण, प्रोटीन अणु एक विशेष चयापचय मार्ग का अनुसरण करते हैं। लिवर को सबसे पहले नाइट्रोजन को एक प्रक्रिया के माध्यम से खत्म करना चाहिए, जिसे डीमिशन कहा जाता है। केवल इस बिंदु पर अमीनो एसिड अणु के शेष भाग (जिसे केटोएसिड कहा जाता है) कार्बन डाइऑक्साइड और पानी में ऑक्सीकरण कर सकते हैं।
लिपिड की तरह, कीटोएसिड भी अपेक्षाकृत ऑक्सीजन-गरीब होते हैं। इसलिए उनका ऑक्सीकरण ऑक्सीजन की खपत की तुलना में कम कार्बन डाइऑक्साइड के गठन का कारण होगा।
एल्बुमिन, प्लाज्मा में सबसे प्रचुर मात्रा में प्रोटीन, निम्नलिखित प्रतिक्रिया के अनुसार ऑक्सीकरण करता है:
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
इसलिए श्वसन भागफल बराबर होगा: 63 CO 2/77 या 2 = 0.818
प्रोटीन के क्यूआर को 0.82 पर सम्मेलन द्वारा तय किया गया है।
श्वसन भागफल का अर्थ
जीव की ऊर्जावान मांगों को पूरा करने के लिए, हम में से प्रत्येक शारीरिक प्रयास के संबंध में विभिन्न चयापचय मिश्रण का उपयोग करता है। यह जितना अधिक तीव्र होगा, ऑक्सीकृत ग्लूकोज का प्रतिशत उतना अधिक होगा। आराम पर उत्पादित ऊर्जा का एक अच्छा हिस्सा फैटी एसिड के चयापचय से उत्पन्न होता है। इस कारण से यह उचित है कि तीव्र व्यायाम के दौरान आराम से और ऊपर 0.7 के पास एक श्वसन भागफल की अपेक्षा करें।
पूर्ण विश्राम से लेकर हल्के एरोबिक व्यायाम तक श्वसन गतिविधियाँ करना लगभग 0.82 ranging 4% है। यह डेटा, प्रयोगात्मक रूप से प्राप्त, 60% वसा और 40% कार्बोहाइड्रेट से बना मिश्रण के शरीर द्वारा ऑक्सीकरण की जांच करता है (आराम या मध्यम शारीरिक गतिविधि की स्थिति में प्रोटीन की ऊर्जा भूमिका नगण्य है, ) इसलिए हम एक गैर-प्रोटीन श्वसन भागफल की बात करते हैं)।
प्रत्येक क्यूआर मूल्य के लिए ऑक्सीजन के एक कैलोरी के बराबर होता है जो O2 प्रति लीटर जारी कैलोरी की संख्या का प्रतिनिधित्व करता है। इस डेटा के लिए धन्यवाद एक कार्य गतिविधि के ऊर्जा व्यय को महान सटीकता के साथ पता लगाना संभव है। हम परिकल्पना करते हैं कि मध्यम एरोबिक व्यायाम के दौरान श्वसन विश्लेषण, गैस विश्लेषण के माध्यम से मापा जाता है, 0.86 के बराबर है; एक विशिष्ट तालिका से परामर्श करके हम प्राप्त करते हैं कि प्रति लीटर खपत ऑक्सीजन का ऊर्जावान 4, 875 किलो कैलोरी है। व्यायाम के ऊर्जा व्यय की खोज करने के लिए इस बिंदु पर यह 4, 875 द्वारा खपत ऑक्सीजन के लीटर को गुणा करने के लिए पर्याप्त होगा।
तीव्र शारीरिक परिश्रम के दौरान स्थिति में मौलिक परिवर्तन होता है और श्वसन भाग बड़े परिवर्तन से गुजरता है। लैक्टिक एसिड के बड़े पैमाने पर उत्पादन के कारण, कई सहायक चयापचय तंत्र सक्रिय होते हैं, जैसे बफर सिस्टम और हाइपरवेंटिलेशन। दोनों मामलों में ऊर्जा सब्सट्रेट के ऑक्सीकरण से स्वतंत्र CO2 के उन्मूलन में वृद्धि हुई है। अंश (CO2) में मौजूद डेटा को बढ़ाकर और भाजक (O2) को स्थिर रखते हुए, श्वसन भागफल इकाई से अधिक मूल्यों तक पहुंच से गुजरता है।
एक गहन गतिविधि के बाद वसूली के दौरान, जब कार्बन डाइऑक्साइड के एक हिस्से का उपयोग बाइकार्बोनेट भंडार को सुधारने के लिए किया जाता है, तो श्वसन भागफल सीमा मान 0.70 से नीचे आता है।
इसलिए यह स्पष्ट है कि इन स्थितियों में श्वसन भाग ऊर्जा के सब्सट्रेट के ऑक्सीकरण के दौरान सेलुलर स्तर पर क्या होता है, यह बिल्कुल प्रतिबिंबित नहीं करता है। इन मामलों में श्वसन फिजियोलॉजिस्ट बाहरी श्वसन भागफल या श्वसन एक्सचेंज के अनुपात (आर) की बात करना पसंद करते हैं।
