呼吸商計算器
輸入產生的二氧化碳與消耗的氧氣體積,即時算出呼吸商 RQ,判斷身體或細胞以醣類、蛋白質還是脂肪為主要能量來源。
輸入資料
計算結果
重點速覽:呼吸商(respiratory quotient, RQ)是有氧代謝時「產生的二氧化碳體積」與「消耗的氧氣體積」之比:RQ = V(CO₂) ÷ V(O₂)。因不同能量基質的化學組成不同,完全氧化時的氣體交換比也不同:純碳水化合物 RQ ≈ 1.0、蛋白質 ≈ 0.8、脂肪 ≈ 0.7。因此 RQ 可用來推估身體或細胞當下主要燃燒何種燃料,是間接測熱法(indirect calorimetry)評估能量代謝與呼吸生理的核心指標。
計算公式
呼吸商:RQ = 產生的 CO₂ 體積 ÷ 消耗的 O₂ 體積。
葡萄糖完全氧化:C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O,RQ = 6 ÷ 6 = 1.0。
$$RQ = \dfrac{V_{CO_2}}{V_{O_2}}$$$$C_6H_{12}O_6 + 6O_2 \rightarrow 6CO_2 + 6H_2O \Rightarrow RQ = 1.0$$使用說明
- 填入單位時間內產生的 CO₂ 體積與消耗的 O₂ 體積(兩者須同一單位,如皆用 L 或皆用 mL)。
- 系統即時算出呼吸商 RQ。
- 對照下方基質表:接近 1.0 以醣類為主、約 0.8 混合膳食或蛋白質、約 0.7 以脂肪為主。
常見代謝基質的呼吸商 RQ
| 能量基質 | 典型 RQ | 說明 |
|---|---|---|
| 碳水化合物(葡萄糖) | 1.00 | 6CO₂ ÷ 6O₂,含氧多、耗氧相對少 |
| 混合膳食 | 0.80–0.85 | 一般人靜息常見範圍 |
| 蛋白質 | 0.80 | 扣除尿氮後估算,約 0.8 |
| 脂肪 | 0.70 | 分子含氧少、需較多 O₂ 氧化 |
| 劇烈運動 / 過度換氣 | >1.00 | 無氧代謝產生額外 CO₂ 或呼氣過度 |
RQ 低於 0.7 多見於長時間空腹、生酮或酒精代謝;高於 1.0 常反映無氧代謝、脂肪合成或過度換氣。
理財情境案例
靜息受試者以醣類為主
間接測熱法量得受試者每分鐘產生 CO₂ 6 L、消耗 O₂ 6 L。
RQ = 6 ÷ 6 = 1.0。
RQ 接近 1.0,顯示此刻主要燃燒碳水化合物,符合剛進食醣類後的代謝狀態。
耐力運動後以脂肪供能
另一次測得產生 CO₂ 16 L、消耗 O₂ 23 L。
RQ = 16 ÷ 23 ≈ 0.696。
RQ 接近 0.7,代表脂肪成為主要能量來源,常見於空腹或長時間中低強度運動後。
常見問題
呼吸商和呼吸交換率(RER)一樣嗎?
兩者公式相同(CO₂ ÷ O₂),但語境不同。呼吸商 RQ 指細胞層級真正的代謝氣體交換比,理論上介於 0.7–1.0;呼吸交換率 RER 指在口鼻量得的全身氣體比,劇烈運動時因無氧代謝與過度換氣可暫時超過 1.0。日常估算能量基質時多用此比值。
為什麼脂肪的 RQ 比醣類低?
脂肪酸分子含氧比例低、氫多,完全氧化時需要相對較多的氧氣才能生成同量的 CO₂,故 CO₂/O₂ 比值較小(約 0.7)。葡萄糖分子本身含氧較多,需要的額外氧氣較少,RQ 因而接近 1.0。
RQ 可以超過 1.0 嗎?
可以,但通常不代表單純的基質氧化。RQ(或 RER)大於 1.0 常見於無氧代謝時乳酸被緩衝而額外釋出 CO₂、脂肪合成(lipogenesis),或過度換氣把體內 CO₂「洗出」。在靜息穩態下,真正的細胞 RQ 一般不會超過 1.0。
測 RQ 有什麼實際用途?
臨床與運動科學可用 RQ 估算能量消耗中碳水與脂肪的比例,指導營養與訓練;ICU 可評估病人代謝狀態與呼吸機設定;研究上則用於代謝率、生酮飲食與運動生理分析。搭配耗氧量還可推算能量消耗(kcal)。
CO₂ 與 O₂ 要用相同單位嗎?
是。RQ 是體積比值,只要 CO₂ 與 O₂ 使用相同單位(同為 L 或同為 mL、同一時間區間),比值就正確。若兩者單位不一致,需先換算成相同單位再相除,否則結果會失真。
相關工具
參考資料
內容審核:香港計算器科學團隊。呼吸商以間接測熱法標準定義 RQ = V(CO₂) / V(O₂) 計算。