O quociente respiratório é um parâmetro muito útil para avaliar a mistura metabólica utilizada em repouso ou durante um exercício físico. Devido às diferenças químicas que os caracterizam, a metabolização completa de gorduras, proteínas e carboidratos requer diferentes quantidades de oxigênio. Consequentemente, o tipo de substrato de energia oxidada também afetará a quantidade de dióxido de carbono produzido.
QR = CO 2 produzido / O 2 consumido
Considerando que cada macronutriente possui um QR específico, ao avaliar este parâmetro é possível traçar a mistura de nutrientes metabolizada em repouso ou durante uma determinada atividade laboral.
Quociente respiratório de carboidratos
A fórmula molecular genérica de um carboidrato é Cn (H 2 O) n. Segue-se que, dentro de uma molécula de glucagon, a proporção entre o número de átomos de hidrogênio e os de oxigênio é fixada em 2: 1. Para oxidar uma hexose genérica (carboidrato com seis átomos de carbono, como a glicose), seis moléculas de oxigênio serão necessárias, com a conseqüente formação de 6 moléculas de dióxido de carbono (C 6 H 12 0 6 + 60 2 → 6H 2 0 + 6C0 2 ) .
Por conseguinte, o quociente respiratório dos hidratos de carbono será igual a: 6CO 2 / 6O 2 = 1, 00
Quociente respiratório de lipídios
Os lipídios são diferenciados dos carboidratos pelo menor teor de oxigênio em proporção ao número de átomos de hidrogênio. Como conseqüência, sua oxidação requer uma quantidade maior de oxigênio.
Tomando o ácido palmítico como exemplo, descobrimos que, durante a oxidação, 16 moléculas de dióxido de carbono e água são formadas por 23 moléculas de oxigênio consumidas. C 16 H 32 O 2 + 23 O 2 → 16 CO 2 + 16 H 2 O
O quociente respiratório será portanto igual a: 16 CO 2/23 OR 2 = 0, 696
Normalmente atribui-se aos lipídios um quociente respiratório igual a 0, 7, tendo em vista que este valor varia de 0, 69 a 0, 73 em relação ao comprimento da cadeia carbônica que caracteriza o ácido graxo.
Quociente respiratório das proteínas
A principal diferença que distingue proteínas de gorduras e carboidratos é a presença de átomos de nitrogênio. Devido a esta diferença química, as moléculas de proteína seguem uma via metabólica particular. O fígado deve antes de tudo eliminar o nitrogênio através de um processo chamado desaminação. Somente neste ponto a parte restante da molécula de aminoácido (chamada cetoácido) pode oxidar em dióxido de carbono e água.
Como os lipídios, os cetoácidos também são relativamente pobres em oxigênio. Sua oxidação, portanto, levará à formação de menos dióxido de carbono do que o oxigênio consumido.
A albumina, a proteína mais abundante no plasma, oxida de acordo com a seguinte reação:
C 72 H 112 N 2 O 22 S + 77 O 2? 63 CO 2 + 38 H 2 O + SO 3 + 9 CO (NH 2 ) 2
O quociente respiratório será portanto igual a: 63 CO 2/77 OR 2 = 0, 818
O QR das proteínas é fixo, por convenção em 0, 82 .
Significado do quociente respiratório
Para satisfazer as exigências energéticas do organismo, cada um de nós usa diferentes misturas metabólicas em relação ao esforço físico. Quanto mais intensa for essa, maior será a porcentagem de glicose oxidada. Boa parte da energia produzida em repouso deriva da metabolização dos ácidos graxos. Por essa razão, é razoável esperar um quociente respiratório próximo a 0, 7 em repouso e acima durante o exercício intenso.
Realizando atividades que vão desde o repouso absoluto até o exercício aeróbico leve, o quociente respiratório gira em torno de 0, 82 ± 4%. Estes dados, obtidos experimentalmente, atestam a oxidação pelo organismo de uma mistura composta por 60% de gordura e 40% de carboidratos (em condições de repouso ou atividade física moderada o papel energético das proteínas é insignificante, portanto, falamos de um quociente respiratório não proteico).
Para cada valor de QR corresponde um equivalente calórico de oxigênio que representa o número de calorias liberadas por litro de O2. Graças a esses dados, é possível traçar com grande precisão o gasto energético de uma atividade de trabalho. Nós hipotetizamos que, durante um exercício aeróbico moderado, o quociente respiratório, medido através da análise de gases, é igual a 0, 86; consultando uma tabela específica, obtemos que o equivalente energético por litro de oxigênio consumido é de 4.875 Kcal. Neste ponto, para descobrir o gasto energético do exercício, será suficiente multiplicar os litros de oxigênio consumidos por 4.875.
Durante o esforço físico intenso, a situação muda radicalmente e o quociente respiratório sofre grandes mudanças. Devido à produção maciça de ácido láctico, vários mecanismos metabólicos auxiliares são ativados, tais como sistemas tampão e hiperventilação. Em ambos os casos há um aumento na eliminação de CO2, independente da oxidação de substratos energéticos. Aumentando os dados presentes no numerador (CO2) e mantendo constante o denominador (O2), o quociente respiratório sofre um surto atingindo valores superiores à unidade.
Durante a recuperação após uma atividade intensa, quando uma parte do dióxido de carbono é usada para reformar as reservas de bicarbonato, o quociente respiratório fica abaixo do valor limite de 0, 70.
É claro, portanto, que nessas situações o quociente respiratório não reflete exatamente o que acontece no nível celular durante a oxidação dos substratos energéticos. Nestes casos os fisiologistas respiratórios preferem falar de quociente respiratório externo ou razão de trocas respiratórias (R).
