Modelli applicati alla scienza dell'alimentazione
Il legame tra il quoziente respiratorio (QR)
e l'equivalente calorico dell'ossigeno (EC)
il quoziente respiratorio, come precedentemente specificato, aiuta ad individuare sia il tipo di metabolismo impiegato, sia, l'efficienza delle sue reazioni. Se, ad esempio, un soggetto sano a riposo mostra un QR > 1 cioè se mostra una perdita di proporzionalità tra la produzione di CO2 sull'O2 consumato, può voler indicare una eccessiva produzione di CO2, la quale viene eliminata per gradiente di concentrazione, a causa di un eccesso di piruvato che per decarbossilazione ossidativa perde una molecola di CO2, che diffonde nel sangue, accumulando Acetil Coenzima A.
Sulla base dell'analisi stechiometrica delle precedenti formule è possibili risalire all'equivalente calorico dell'ossigeno di ciascun substrato come riassunto nelle due tabella seguenti:
| Substrato | Energia prodotta | O2 consumato | CO2 prodotta | H2O prodotta | Vol 1 mole di gas | Vol 1 mole di H2O | kcal | moli | moli | moli | litri | litri |
| Glucidi | 678 | 6 | 6 | 6 | 22.4 | 0.018 |
| Lipidi | 2410 | 23 | 16 | 16 | 22.4 | 0.018 |
| Proteine | 7692.61 | 77 | 63 | 38 | 22.4 | 0.018 |
| Etanolo | 326.59 | 3 | 2 | 3 | 22.4 | 0.018 |
| Substrato | Vol di O2 consumato | Vol di CO2 prodotta | Vol di H2O prodotta | Massa molare | O2 consumato specifico | CO2 prodotta specifica | H2O prodotta specifica | Equivalente calorico EC | QR | litri | litri | litri | g/mol | litri/g | ml/g | ml/g | kcal/lO2 |
| Glucidi | 134.4 | 134.4 | 0.108 | 180.16 | 0.746 | 0.746 | 0.60 | 5.045 | 1.00 |
| Lipidi | 515.2 | 358.4 | 0.288 | 256.43 | 2.009 | 1.398 | 1.12 | 4.68 | 0.696 |
| Proteine | 1724.8 | 1411.2 | 0.684 | 66000 | 0.026 | 0.021 | 0.01 | 4.46 | 0.818 |
| Etanolo | 67.2 | 44.8 | 0.054 | 46.07 | 1.459 | 0.972 | 1.17 | 4.86 | 0.667 |
in maniera analoga a quanto fatto con il QR, è possibile ottenere una formula generale dell'EC in funzione della quota energetica dei substrati considerati:
EC = 0.361C% - 0.206P% + 4.686 (2)
Come mostrano le ultime due colonne della precedente tabella, il legame tra QR ed EC può essere determinato dalla seguente relazione termodinamica:
EC = K * QR (3)
Dove il valore di K è rappresentato dalla seguente equazione:
k = (4686 + 361c% - 206p%)(20 (35 + 15c% + 6p%)) (4)
Dalla (1) è inoltre possibile ricavare il valore della quota di energia derivante dai carboidrati impiegati, ade esempio, durante la corsa, la cui intensità à data, in questo caso, dal quoziente respiratorio, come mostrato dalla seguente equazione:
C% = (50*QR - 6P% - 35)15 (5)
Dalla (5) si nota come per valori di QR unitari e non considerando il contributo a fini energetici delle proteine (P% = 0) il contributo a fini energetici dei carboidrati è pari al 100%.
Per regimi sotto massimali, in cui il contributo del meccanismo anaerobico lattacido non è al massimo, cioè in cui la (5) assume valori inferiori a 1, può essere utile considerare un EC dipendente dall'effettivo consumo di ossigeno, dipendente a sua volta da un maggiore utilizzo degli acidi grassi, sia liberi, sia accumulati nei tessuti o nei trigliceridi.
Vai alla pagina sull' Equivalente Calorico dell'Ossigeno