呼吸商

英

respiratory quotient, RQ

同

呼吸交換率 respiratory exchange ratio

関

肺胞気動脈血酸素分圧較差

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出典(authority):フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』「2014/07/19 06:42:05」(JST)

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呼吸商（こきゅうしょう、英: respiratory quotient; RQ）とは、ある時間において生体内で栄養素が分解されてエネルギーに変換するまでの酸素消費量に対する二酸化炭素排出量の体積比のことである。呼吸率、呼吸係数とも呼ばれる。これを求めることで、体内でどのような割合で栄養素が燃焼しているのかという概要がわかる。

計算式は以下の通り。

呼吸商 = 単位時間当たりの二酸化炭素排出量 ÷ 単位時間当たりの酸素消費量

呼吸商表

基質1gあたりの発生・消費量表

栄養素	発生熱量(アトウォーター係数)	酸素消費量(L)	二酸化炭素生成量(L)	呼吸商
糖質	4	0.75	0.75	1.0
脂質	9	2.03	1.43	0.71
蛋白質	4	0.95	0.76	0.8

栄養素ごとの呼吸商

糖質

ブドウ糖は、C₆H₁₂O₆で表せ、炭素と酸素の数が同じなので、生成する酸素と二酸化炭素のモル数は等しくなる。式で表すと、

C₆H₁₂O₆+6O₂→6CO₂+6H₂O+エネルギー

であり、このときRQ=6CO₂/6O₂=1.0となる。タンパク質や脂質は分子中の酸素原子含有量が炭水化物より少ないため、より多くの酸素が必要となる。

脂質

脂質は種類によって違うが約0.7程度である。ある種の有機酸の呼吸商は1.0より大きい。 脂質が全てパルミチン酸だった場合、2C₅₁H₉₈O₆+145O₂→102CO₂98H₂、RQ=102/145=0.703となり、脂質全体を平均すると、0.707となる。

タンパク質

タンパク質は体内で完全に燃焼しないので計算は簡単ではないが約0.8となる。

各々の栄養素の燃焼量の推定

体内では、糖質、タンパク質、脂質が燃焼するので呼吸商は通常1.0～0.7の間を移動するが、安静時には脂質が優先して燃焼するため（20分たたないと脂肪が燃焼しないというのはデマである）、呼吸商は0.75～0.80程度で、運動量が大きくなると、糖利用が増加するため、呼吸商は1.0に近づき、さらに激しい運動の際には1.0を超えることがある。これは、乳酸生成で体内がアシドーシスになるため(このため、乳酸性作業域値というのが存在する)、これを調節するために、二酸化炭素が排出されるためと考えられる。よって、激しい運動を行うときは、「呼吸商」ではなく、呼吸交換比という言葉を用いる。

タンパク質に含まれる平均窒素量は16%であるため、100/16=6.25となり、これを窒素係数とよぶ。体内に吸収されたタンパク質の窒素は主に尿素の形となり、すべて尿中に排出されるため、尿中窒素量に窒素係数を乗じることで「体内で燃焼したタンパク質量」を求めることができる。これに上記呼吸商表におけるタンパク質1gあたりの酸素消費量と二酸化炭素生成量を乗じると、燃焼したタンパク質による酸素消費量と二酸化炭素生成量を出すことができる。

この値を、一定時間の酸素消費量、二酸化炭素生成量の実測値から引けば、体内で燃焼した糖及び脂質の混合体による酸素消費量(仮にMOCとする)、二酸化炭素生成量（仮にMCPとする）を求めることが出来る（ここで求まる呼吸商を非タンパク呼吸商(NPRQ)と呼ぶ）。

ここで、脂質の呼吸商が0.71であり、糖質の呼吸商が1.0であることから、

脂質のみによる酸素消費量(L)を仮にLOCとすると、

脂質のみによる二酸化炭素生成量は0.71（呼吸商）×LOCと表せる。

上記より糖質のみによる酸素消費量(L)をMOC-LOCと表せるため、

糖質のみによる二酸化炭素生成量は1.0（呼吸商）×（MOC-LOC）と表せる。

よって、MCP=0.71×LOC＋1.0×(MOC-LOC)、これを式変形するとLOC=(MOC-MCP)÷0.29となり、

これにMOCとMCPの値を代入すればLOCが求まる。LOCが求まれば、上記呼吸商表より、LOC÷2.03(L)=一定時間下の脂質の体内での燃焼量と、（MOC-LOC）÷0.75(L)=一定時間下の糖質の体内での燃焼量を求めることができる。

実際の運用においては、上記連立方程式を毎回解くのは面倒なので、ツンツ・シュルンベルグ・ラスクの表と非タンパク質呼吸商を用いて計算する。

UpToDate Contents

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• 1. 低酸素血症の酸素供給およびメカニズム oxygenation and mechanisms of hypoxemia
• 2. 進行性肺疾患における栄養補給 nutritional support in advanced lung disease
• 3. 運動生理学 exercise physiology
• 4. 慢性肝疾患における栄養評価 nutritional assessment in chronic liver disease
• 5. 小児および思春期における有酸素運動試験の概要 overview of aerobic exercise testing in children and adolescents

Japanese Journal

• 慢性閉塞性肺疾患患者における栄養療法と運動療法の包括的プログラムに関する研究

• 田中 弥生,工藤 美香,前田 玲 [他]
• 日本臨床栄養学会雑誌 32(3), 141-146, 2011
• NAID 40018708326

• エネルギー代謝と血液生化学検査からみた肝切除前後の栄養評価

• 奥村 仙示,浦野 恵利,坂東 友美 [他]
• 日本臨床栄養学会雑誌 32(3), 133-140, 2011
• NAID 40018708325

Related Links

• 呼吸商 - Wikipedia

呼吸商（こきゅうしょう、英respiratory quotient）とは、ある時間において生体内で栄養素 が分解されてエネルギーに変換するまでの酸素消費量に対する二酸化炭素排出量の 体積比のことである。呼吸率、呼吸係数とも呼ばれる。細胞内に取り込む糖質、 ...

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★リンクテーブル★

国試過去問	「105I080」
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関連記事	「呼吸」

「105I080」

　　[★]

• 慢性呼吸不全患者の動脈血ガス分析(自発呼吸、room air)の結果を示す。
• pH 7.41、PaCO2 44Torr、PaO2 57Torr、HCO33- 27mEq/l。FIO2 21%、大気圧 761Torr、飽和水蒸気圧 47Torr、呼吸商(ガス交換率)が0.8であるとき、A-aD02を求めよ。ただし、小数点以下第1位を四捨五入すること。

[正答]

38

※国試ナビ4※　［105I079］←［国試_105］→［　］

「肺胞気動脈血酸素分圧較差」

　　[★]

英

alveolar-arterial oxygen difference, A-aDO2, AaDO2, A-a Do2, A-aDo2, AaDo2, a-ADO2

同

肺胞気-動脈血酸素分圧較差、A-a gradient？、alveolar-arterial oxygen gradient？

関

呼吸不全

意義

• 肺胞内ガス交換の指標

定義

• ［肺胞気酸素分圧 PAO2］ - ［動脈血酸素分圧 PaO2］

考え方

• 吸気したO2は肺胞に留まる分(PAO2)と肺血管に移行した分に分けられる。
• 肺血管に移行した分　と　末梢で消費されずに残ったO2がPaO2として検出されるので、PaO2は使えない。
• O2を消費して排出されたCO2の動脈血濃度を用いて、肺血管に移行した分を算出する。
• 従って、

• PIO2 = PAO2 + (PaCO2/R)

PIO2：吸気酸素分圧。FIO2：吸気酸素比率、R：呼吸商(0.8)

• PIO2 = (AP－47)×FIO2

AP：大気圧(760torr)、47：水蒸気分圧(37℃)、FIO2：吸気酸素濃度

• PAO2 = PIO2 - (PaCO2/R) = (AP－47)×FIO2 - (PaCO2/R) ≒ 150 - PaCO2/ 0.8 (torr)　　　　∵ ( 760 - 47 ) x 0.21 ≒ 150

• A-aDO2 = PAO2 - PaO2 = 150 - PaCO2/ 0.8 (torr) - PaO2

基準値

• 20 Torr以下
• 15 Torr以下(YN.I-24)

肺胞気動脈血酸素分圧較差(A-aDO2)の開大

YN.I-24

• 1. シャントの増大：アイゼンメンゲル症候群、肺動静脈瘻、無気肺
• 2. 換気血流比の不均等：(死腔の増加)肺血栓塞栓症
• 3. 肺胞レベルでの拡散障害：肺気腫(肺胞壁の破壊)、肺線維症(肺胞壁の肥厚)

• 肺胞死腔：VA/Q=∞

• 肺胞死腔が多くなると最初はCO2の排出が低下し、やがてO2の摂取も低下する。

• VA/Qが大きい　→　血流のない肺胞の増加：VA >>>> Q

• 局所的な二酸化炭素の排出は十分に行われるが、肺全体としては換気が有効利用されないことを示す。

• シャント：VA/Q=0
• VA/Qが小さい　→　換気のない肺胞の増加：Q >>>> VA

• O2の摂取が低下する。肺全体として見るとSaO2が低下する

「呼吸交換率」

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英

respiratory exchange ratio

関

呼吸商

「RQ」

　　[★] 呼吸商 respiratory quotient

「respiratory exchange ratio」

　　[★] 呼吸商、呼吸交換率

「非タンパク性呼吸商」

　　[★]

英

nonprotein respiratory quotient NPRQ

「非蛋白性呼吸商」

　　[★]

英

nonprotein respiratory quotient NPRQ

「脳呼吸商」

　　[★]

英

cerebral respiratory quotient

「呼吸」

　　[★]

英

respiration, breathing

関

呼吸数、呼吸中枢、呼吸パターン