O quociente respiratório é um parâmetro muito útil para avaliar a mistura metabólica utilizada no repouso ou durante o 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 produzida.
QR = CO2 produzido / O2 consumido
Considerando que cada macronutriente possui um QR específico, avaliando esse parâmetro é possível traçar a mistura de nutrientes metabolizados em repouso ou durante uma determinada atividade de trabalho.
Quociente respiratório de carboidratos
A fórmula molecular genérica de um carboidrato é Cn (H2O) n. Segue-se que dentro de uma molécula de carboidrato a proporção entre o número de átomos de hidrogênio e os de oxigênio é fixa e igual a 2: 1. Para oxidar uma hexose genérica (carboidrato com seis átomos de carbono como a glicose), serão necessários seis oxigênio moléculas, resultando na formação de 6 moléculas de dióxido de carbono (C6H1206 + 602 → 6H20 + 6C02).
O quociente respiratório de carboidratos será, portanto, igual a: 6CO2 / 6O2 = 1,00
Quociente respiratório de lipídios
Os lipídios se distinguem dos carboidratos pelo menor conteúdo de oxigênio em proporção ao número de átomos de hidrogênio. Conseqüentemente, sua oxidação requer uma quantidade maior de oxigênio.
Tomando o ácido palmítico como exemplo, descobrimos que durante sua oxidação 16 moléculas de dióxido de carbono e água são formadas para 23 moléculas de oxigênio consumidas. C16H32O2 + 23 O2 → 16 CO2 + 16 H2O
O quociente respiratório será, portanto, igual a: 16 CO2 / 23 O2 = 0,696
Normalmente atribui-se aos lipídios um quociente respiratório de 0,7, lembrando que esse valor oscila de 0,69 a 0,73 em relação ao comprimento da cadeia carbonada que caracteriza o ácido graxo.
Quociente respiratório de proteínas
A principal diferença que distingue as proteínas das gorduras e carboidratos é a presença de átomos de nitrogênio. Devido a essa diferença química, as moléculas de proteína seguem um caminho metabólico específico. O fígado deve primeiro eliminar o nitrogênio por meio de um processo chamado desaminação. Só então a parte restante da molécula de aminoácido (chamada cetoácido) pode ser oxidada a dióxido de carbono e água.
Como os lipídios, os cetoácidos são relativamente pobres em oxigênio. Sua oxidação, portanto, levará à formação de uma quantidade de dióxido de carbono inferior à do oxigênio consumido.
A albumina, a proteína mais abundante no plasma, oxida de acordo com a seguinte reação:
C72H112N2O22S + 77O2 → 63CO2 + 38 H2O + SO3 + 9 CO (NH2) 2
O quociente respiratório será, portanto, igual a: 63 CO2 / 77 O2 = 0,818
O QR das proteínas é fixado, por convenção, em 0,82.
Significado do quociente respiratório
Para atender às demandas energéticas do organismo, cada um de nós utiliza diferentes misturas metabólicas em relação ao esforço físico, quanto mais intenso, maior é o percentual de glicose oxidada. Grande parte da energia produzida em repouso deriva da metabolização de ácidos. gordura. Por esse motivo, é razoável esperar um quociente respiratório próximo a 0,7 em repouso e mais alto durante exercícios extenuantes.
Realizando atividades que vão do repouso absoluto ao exercício aeróbio leve, o quociente respiratório está em torno de 0,82 ± 4%. Esse dado, obtido experimentalmente, atesta a oxidação pelo organismo de uma mistura composta por 60% de gorduras e 40% de carboidratos (em condições) de repouso ou atividade física moderada o papel energético das proteínas é desprezível, portanto falamos de quociente respiratório não proteico).
Cada valor QR corresponde a um equivalente calórico de oxigênio que representa o número de calorias liberadas por litro de O2. Graças a esses dados, é possível traçar com muita precisão o gasto energético de uma atividade de trabalho. Vamos supor que durante o exercício aeróbio moderado o quociente respiratório, medido através da análise de gases, seja igual a 0,86; consultando uma tabela especial, descobrimos que o equivalente de energia por litro de oxigênio consumido é 4,875 Kcal. Neste ponto, para descobrir a energia gasto de exercício será suficiente para multiplicar os litros de oxigênio consumidos por 4,875.
Durante o esforço físico intenso, a situação muda radicalmente e o quociente respiratório sofre grandes variações. Devido à produção massiva de ácido lático, inúmeros mecanismos metabólicos auxiliares são ativados, como sistemas tampão e hiperventilação. Em ambos os casos há um aumento na eliminação de CO2, independente da oxidação dos substratos energéticos. Para o numerador (CO2 ) e mantendo o denominador constante (O2), o quociente respiratório sofre um pico atingindo valores superiores a um.
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 cai abaixo do valor limite 0,70.
É claro, portanto, que em tais situações o quociente respiratório não reflete exatamente o que acontece no nível celular durante a oxidação de substratos de energia. Nestes casos, os fisiologistas da respiração preferem falar do quociente respiratório externo ou da relação entre as trocas respiratórias (R).
