呼吸商 呼吸商（Respiratory Quotient, RQ）是指生物体在同一时间内，二氧化碳（CO₂）产生量与氧气（O₂）消耗量的比值（RQ = VCO₂ / VO₂）。它是一个重要的生理学指标，能够反映体内能量底物（碳水化合物、脂肪、蛋白质）的利用情况。 基础概念与测量原理 化学本质 ：呼吸商的数值直接源于不同营养物质在细胞内氧化分解的化学反应式。 碳水化合物 ：以葡萄糖为例，其完全氧化的反应式为 C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O。其RQ = 6 CO₂ / 6 O₂ = 1.0 。 脂肪 ：以三棕榈酸甘油酯为例，其分子中含氧较少，氧化时需要更多的外部氧气。其反应更为复杂，RQ值约为 0.70 。 蛋白质 ：蛋白质在体内不能完全氧化，会产生含氮废物（如尿素）。考虑这一因素后，其RQ值约为 0.80 。 测量方法 ：在实验室条件下，通过收集受试者呼出的气体，使用气体分析仪精确测定其中的氧气和二氧化碳浓度，并与吸入的空气成分对比，即可计算出RQ。 RQ的生理学解读与意义 能量底物的“指示器” ：在混合膳食的正常生理状态下，人体的RQ值通常在0.80到0.85之间，这表明身体同时在使用脂肪和碳水化合物供能。当RQ接近1.0时，提示身体主要依赖碳水化合物供能；当RQ接近0.70时，则提示主要依赖脂肪供能。 与代谢状态的关系 ： 进食后 ：摄入大量碳水化合物后，胰岛素水平升高，促进糖原合成和糖类氧化，RQ值会升高，甚至可能短暂超过1.0（因为部分碳水化合物被转化为脂肪，此过程会额外产生CO₂）。 饥饿或长时间运动 ：随着糖原储备的消耗，身体转向更多依赖脂肪供能，RQ值会逐渐下降。 极低碳水化合物饮食 ：在这种状态下，RQ值会稳定在较低水平，反映脂肪是主要的能量来源。 呼吸商在健康与营养中的应用 间接测热法 ：这是RQ最核心的应用。通过测量RQ，我们可以推算出身体消耗的碳水化合物和脂肪各自的比例和具体克数。这是评估人体静息代谢率和运动能量消耗的金标准方法之一。 指导个性化饮食 ：对于有特定健康或体态管理目标的人，了解其RQ可以帮助制定更精准的营养策略。例如，一个RQ持续偏高的人，可能意味着其身体倾向于燃烧糖而非脂肪，调整宏量营养素比例（如适度降低碳水、增加健康脂肪）可能有助于改善代谢灵活性。 揭示代谢异常 ：在病理状态下，RQ会出现异常。例如，在糖尿病酮症酸中毒时，由于身体无法有效利用葡萄糖，转而大量分解脂肪并产生酮体，此时RQ会异常偏低（可低于0.7）。相反，在某些情况下，如过度通气或乳酸中毒时，CO₂排出量异常增加，可能导致RQ异常升高。 重要区分：呼吸商与呼吸交换率 这是一个关键点。 呼吸商 特指在细胞水平发生的气体交换，反映的是底物氧化。 呼吸交换率 是指肺部的气体交换率。在稳定状态下（如静息或恒速运动时），呼吸交换率等于呼吸商。但在非稳定状态，如高强度运动后的恢复期，由于大量乳酸生成导致体内碳酸氢盐缓冲系统工作，会呼出“额外”的CO₂，此时呼吸交换率会暂时高于呼吸商，不能准确反映底物氧化情况。理解这一区别对于正确解读运动生理学和营养学数据至关重要。