श्वसन गुणांक

श्वसन भागफल (RQ) शरीर विज्ञान और जैव रसायन विज्ञान में एक महत्वपूर्ण अवधारणा है, विशेष रूप से कोशिकीय श्वसन और चयापचय के अध्ययन में। यह इस बात की जानकारी देता है कि जीव ऊर्जा उत्पादन के लिए विभिन्न सब्सट्रेट का उपयोग कैसे करते हैं। श्वसन गुणांक (RQ) का मतलब है, कोशिकीय चयापचय में उत्पादित कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) और ऊतकों द्वारा इस्तेमाल की गई ऑक्सीजन (O2) का अनुपात। यह एक आयामहीन संख्या है। श्वसन गुणांक के बारे में कुछ खास बातेंः

• श्वसन गुणांक का इस्तेमाल बेसल चयापचय दर की गणना करने के लिए किया जाता है।  
• श्वसन गुणांक का मान 1, 0, एक से ज़्यादा या एक से कम हो सकता है।
• कार्बोहाइड्रेट श्वसन सब्सट्रेट होने पर श्वसन गुणांक 1 होता है।
• वसा या प्रोटीन श्वसन सब्सट्रेट होने पर श्वसन गुणांक 1 से कम होता है।
• सामान्य वसा के लिए श्वसन गुणांक करीब 0.7 होता है।
• ग्लूकोज़ एक कार्बोहाइड्रेट है और इसका श्वसन गुणांक 1 के बराबर होता है।

• श्वसन गुणांक को ज़्यादा या कम भोजन का संकेतक माना जा सकता है। कम भोजन करने पर श्वसन गुणांक कम होता है और ज़्यादा भोजन करने पर यह बढ़ता है।  

श्वसन भागफल, श्वसन के दौरान उत्पादित कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) की मात्रा और खपत की गई ऑक्सीजन (O₂) की मात्रा का अनुपात है।

श्वसन भागफल की गणना निम्नलिखित समीकरण का उपयोग करके की जा सकती है:

$RQ={\frac {VCO2}{VO2}}$

जहाँ

VCO₂ उत्पादित कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा है और

𝑉𝑂₂ एक विशिष्ट समय अवधि में खपत की गई ऑक्सीजन की मात्रा है।

RQ का मान

RQ का मान मेटाबोलाइज़ किए जा रहे सब्सट्रेट के प्रकार के आधार पर भिन्न होता है:

कार्बोहाइड्रेट: RQ लगभग 1.0 है (उदाहरण के लिए, ग्लूकोज) क्योंकि ग्लूकोज के श्वसन को संक्षेप में इस प्रकार बताया जा सकता है:

C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O

वसा: RQ लगभग 0.7 है (उदाहरण के लिए, पामिटिक एसिड) क्योंकि वसा चयापचय में खपत किए गए O₂ की तुलना में अधिक CO₂ प्राप्त होता है:

C16H32O2 + 23O2 → 16CO2 + 16H2O

प्रोटीन: RQ आमतौर पर 0.8 के आसपास होता है, क्योंकि प्रोटीन चयापचय के परिणामस्वरूप नाइट्रोजनयुक्त अपशिष्ट का उत्पादन भी होता है।

महत्व

श्वसन गुणांक जीव द्वारा उपयोग किए जा रहे चयापचय मार्गों में अंतर्दृष्टि प्रदान करता है:

• 1.0 के करीब RQ ऊर्जा के लिए कार्बोहाइड्रेट पर निर्भरता को इंगित करता है।
• 1.0 से नीचे का RQ वसा ऑक्सीकरण के लिए वरीयता का सुझाव देता है।
• 0.8 के आसपास का RQ प्रोटीन चयापचय को इंगित करता है।

इसका उपयोग जीव की चयापचय स्थिति का आकलन करने के लिए किया जा सकता है, चाहे वह आराम कर रहा हो या व्यायाम के दौरान, और पोषण संबंधी स्थिति को भी दर्शा सकता है।

अभ्यास प्रश्न

• श्वसन गुणांक (RQ) को परिभाषित करें और चयापचय में इसके महत्व की व्याख्या करें।
• RQ की गणना करने का सूत्र क्या है, और चर क्या दर्शाते हैं?
• ऐसे जीव के लिए RQ की गणना करें जो 180 लीटर CO₂ का उत्पादन करता है और 200 लीटर O₂ का उपभोग करता है।
• कार्बोहाइड्रेट का चयापचय करने वाले जीव के लिए आप किस RQ मान की अपेक्षा करेंगे, और क्यों?
• कार्बोहाइड्रेट की तुलना में वसा को प्राथमिक ऊर्जा स्रोत के रूप में उपयोग किए जाने पर RQ कैसे भिन्न होता है?
• प्रोटीन चयापचय के लिए सामान्य RQ मान क्या है, और यह क्या दर्शाता है?
• समझाएँ कि किसी जीव की चयापचय स्थिति का आकलन करने के लिए RQ का उपयोग कैसे किया जा सकता है।
• व्यक्तियों की पोषण स्थिति को समझने में RQ मान क्यों महत्वपूर्ण हो सकते हैं?
• चर्चा करें कि तीव्र शारीरिक व्यायाम के दौरान RQ मान कैसे बदल सकते हैं।
• RQ मान हमें प्रकाश संश्लेषण और श्वसन के दौरान पौधे द्वारा उपयोग किए जाने वाले सब्सट्रेट के प्रकारों के बारे में कैसे सूचित कर सकते हैं?