Con il termine quoziente respiratorio viene indicato il rapporto tra l'anidride carbonica prodotta dal metabolismo cellulare ed eliminata con la respirazione, e l'ossigeno consumato nell'unità di tempo.

Quoziente respiratorio = anidride carbonica prodotta / ossigeno consumato
Questo valore cambia a seconda del substrato eneregetico che viene utilizzato per produrre energia, quindi varia a seconda che il corpo utilizzi carboidrati, lipidi o proteine ai fini energetici. Infatti l’anidiride carbonica prodotta rispetto all’ossigeno consumato è differente per i tre substrati utilizzabili nei sistemi energetici. Tuto ciò è dovuto alla diversa struttura di queste sostanze che determina una differente liberazione di carbonio tramite l’anidride carbonica. Quindi, attraverso la misurazione del quoziente respiratorio, si può conoscere la percentuale di grassi e di zuccheri che viene consumata in quell'istante.

Il valore del quoziente respiratorio può variare tra 0,7 e 1:
0,7 è il valore che si ottiene quando si consuma solo grassi;
1 è il valore che si ottiene quando si consuma solo zuccheri.
Quando si misura il quoziente respiratorio durante la pratica sportiva, il valore rilevato non sarà mai né 0,7 né 1, sarà sempre un valore intermedio. Questo accade perché, in generale, i muscoli in attività consumano sempre una miscela dei substrati energetici, in particolare combinano sempre grassi e zuccheri, nel medesimo istante.
Per soddisfare le richieste energetiche dell'organismo il corpo utilizza miscele di substrati diverse in rapporto allo sforzo fisico. Tanto più è intensa l’attività tanto maggiore sarà la percentuale di glucosio ossidata, infatti passando dal metabolismo aerobico a quello anaerobico i substrati utilizzabili dall’organismo divengono solo i carboidrati ed in minima parte proteine. Invece la maggior parte dell'energia prodotta a riposo deriva dal metabolismo degli acidi grassi. Pertanto il quoziente respiratorio a riposo sarà prossimo a 0,7 e si alzarà durante l’esercizio fisico, più è intensa l’attività fisica più alto sarà il quoziante respiratorio.
In conseguena dei valori rilevati è possibile affermare che a riposo ed in caso di moderata attività, come la cosiddetta attività aerobica in fascia lipolitica, l’organismo ossida una miscela di substrati costituita all’incirca per il 60% da grassi e per il 40% da carboidrati (in condizioni di riposo o di moderata attività fisica il ruolo energetico delle proteine è trascurabile).
Dal valore del quoziente respiratorio è possibile ricavare il dispendio calorico con estrema precisione, in quanto conoscendo il consumo di oosigeno si possono rilevare le calorie consumate, così è possibile risalire con molta precisione al dispendio energetico di qualunque attività fisica.
Bisogna inoltre aggiungere che questo parametro tende sempre a essere più alto all'inizio di una attività, in quanto nei muscoli è presente parecchio glicogeno, via via che le scorte di glicogeno diminuiscono, il valore del quoziente respiratorio si abbassa, in quanto riducendosi la disponibilità di zuccheri, il corpo utilizza maggiormente grassi.

Il quoziente respiratorio di ogni substrato


Come già anticipato, considerando che ogni macronutriente possiede un QR specifico, valutando tale parametro è possibile risalire alla miscela di nutrienti metabolizzata dal corpo.
Quoziente respiratorio dei carboidrati ad esempio è calcolabole nel modo seguente.
Essendo la formula molecolare generica di un carboidrato è Cn(H2O)n, all'interno la proporzione tra il numero di atomi di idrogeno e quelli di ossigeno è costante e corrisponde ad un rapporto di 2:1. Quindi, per ossidare uno zucchero occorrono sei molecole di ossigeno, con conseguente formazione di 6 molecole acqua e 6 molecole di anidride carbonica:

C6H1206 + 602? 6H20 + 6C02

Il quoziente respiratorio dei carboidrati sarà pertanto uguale a: 6CO2 / 6O2 = 1,00

Quoziente respiratorio dei lipidi invece risulta più basso, prossimo a 0,7.
I lipidi infatti contengono meno ossigeno rispetto ai carboidrati. Di conseguenza cambia la proporzione tra il numero di atomi di idrogeno e quello di ossigeno, pertanto la loro ossidazione richiede una quantità di ossigeno superiore. Inoltre questo valore cambia leggermente a seconda del tipo di acido grasso metabolizato, che può avere una catena carboniosa più o meno lunga. Generalmente, si attribuisce ai lipidi un quoziente respiratorio pari a 0,7, tenendo presente che tale valore oscilla da 0,69 a 0,73, in relazione alla lunghezza della catena carboniosa che caratterizza l'acido grasso.

Quoziente respiratorio delle proteine è più complesso da calcolare.
Ciò accade perchè le proteine rispetto a grassi e carboidrati sono caratterizzate dalla presenza di atomi di azoto. Pertanto prima di essere ossidate devono essere deaminate dal fegato. Il chetoacido rismasto dopo ladeaminazione viene ossidato.
Come per i lipidi, anche i chetoacidi contengono poco ossigeno rispetto all’idrogeno, pertanto la loro ossidazione porterà alla formazione di una quantità di anidride carbonica inferiore a quella dell’ossigeno consumato ed anche in questo caso il valore può cambiare leggermente a seconda della proteina o aminoacido metabolizzato.
Il QR delle proteine viene arrotondato a 0,82 come valore medio.

Quoziente respiratorio non proteico
Il quoziente respiratorio misurato è dato dalla miscela di grassi carboidrati e proteine utilizzate dal corpo. È possibile risalire al contributo percentuale di ciascuno semplicemente eliminando il quoziente derivante dalle proteine ed individuando così il quoziente non proteico. Per ottenere tale valore si deve misurare l’azoto eliminato con le urine ed applicare semplici formule rintracciabili in testi di fisiologia più approfonditi.
Una volta ottenuto il quoziente respiratorio non proteico è possibile valutare l’apporto di grassi e carboidrati confrontando il dato con apposite tabelle. Queste tabelle, basate su valori sperimentali, dimostrano come il corpo utilizzi una miscela composta all’incirca per il 60% da grassi e per il 40% da carboidrati, a riposo ed in caso di attività fisica moderata.

Tutto ciò evidenzia come l'idea che l'attività aerobica lipolitica determini consumo esclusivo di grassi, sia in realtà completamente errata.



a cura di Nicola Sacchi



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