服務熱線
-
能量代謝測量技術在運動與健康研究中的應用
發布時間： 2020-03-02 點擊次數： 2108次無論是動物或人類，各種運動是保持個體新陳代謝過程持續的重要條件之一。大量的研究報道，科學的運動不僅可以維持機體能量平衡，更與個體健康及壽命長短密切相關。多數動物和人體通過能量代謝產熱維持體溫，并通過各種行為調節使自己處于舒適的健康狀態。
動物運動以獲得復雜的生存技能 人體運動促進能量平衡和健康
由易科泰生態技術公司提供的SSI創新型能量代謝測量技術主要由呼吸面罩或代謝艙、氣流發生與控制單元、氣體分析單元、視頻行為監測單元、Thermal-RGB雙光紅外熱成像單元、數據采集與分析單元、可備選穿戴式傳感器及熒光光纖血氧檢測單元等組成，廣泛用于運動生理學、運動醫學、運動經濟學，圍產營養學、營養與代謝研究、軍事醫學研究等，不僅發表了大量的Nature和Science等論文，更有助于解決與能量代謝有關的健康問題，未來可大范圍布局于社區科學指導健身活動。
典型應用一
英國曼徹斯特大學生物科學學院，醫學與健康學院等科研人員于2018年在Nature雜志發表“Energy allocation and behaviour in the growing broiler chicken”一文，文中實驗使用SSI動物代謝艙研究肉雞生長的發育階段、運動活動和能量方面之間的相互作用，為未來生產更健康的食用肉雞和提高食品安全的生產標準戰略提供信息。類似的研究，美國USGS生物學家于2018年在Science雜志發表使用SSI代謝艙研究北極熊食用高能量、高脂肪動物源性食物的能量消耗機制。
上圖Fig2顯示靜息姿勢影響靜息代謝率RMR大小。實心圓圈為坐著的RMR；空心圓圈為站著的RMR。每個標記表示一個試驗的平均數據，在該試驗中，肉雞表現出靜坐狀態（實線：y=1.287x0.770；P<0.001）和站立姿勢（虛線：y=1.367x0.873；P<0.001）。
典型應用二
加拿大渥太華大學健康科學學院科研人員于2019年在Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism 雜志發表“Greater energy demand of exercise during pregnancy does not impact mechanical efficiency”一文，文中使用SSI便攜面罩式式能量代謝系統測量孕婦在靜息和不同運動強度下的能量代謝，并研究孕婦的能量投入、活動體能和機械行為效率。
不同活動方式的能量代謝測量
上圖左為對照個體、孕早期、孕中期、孕后期的靜息能量消耗比較，上圖右對照個體、孕早期、孕中期、孕后期個體在21分鐘標準運動任務后的活動能量消耗情況。*表明結果有顯著性差異。
典型應用三
澳大利亞UOW大學Anthony D. Okely教授已經使用SSI代謝艙超過10多年了。該代謝艙應用包括肥胖、飲食、運動、棕色脂肪組織、糖尿病、生長激素缺乏、懷孕等研究; 學齡前、兒童期和青少年成長，肌肉萎縮癥、囊性纖維化、刀狀細胞貧血等疾病的能量需求與分配。發表的學術論文詳見后文參考文獻：
左圖為代謝艙整體圖 右圖為艙內場景
上圖為兩個艙體的內部布局
典型應用四
美國科羅拉多大學使用SSI能量代謝艙也已經超過10多年了，性能優良、少維護。SSI主機分析系統支持達27.8立方米艙體，是目前上體積大的能量代謝艙。正露點時，系統各代謝參數準確度達97%-98.9%，負露點時，系統各代謝參數的準確度97.9%-100.1%。科羅拉多大學另外一套由西門子O2分析儀和瑞士ABB公司CO2分析儀等公司集成的人體代謝艙O2消耗結果是真實值的141%，導致EE偏離真實值135%，RQ僅為真實值的71%。
科羅拉多大學安舒茨醫學院、東科羅拉多州退伍軍人事務老年研究、教育和臨床中心、美國得克薩斯州A&M大學營養與食品科學系等單位研究人員利用該代謝艙于2019年在Nutrients雜志發表“The In Vivo Net Energy Content of Resistant Starch and Its Effect on Macronutrient Oxidation in Healthy Adults”一文， 結果表明，耐性淀粉 （RS）使脂肪氧化增加32%，碳水化合物氧化減少18%，蛋白質氧化或總能量消耗沒有顯著變化。
需要說明的是，北京易科泰生態技術有限公司作為SSI能量代謝艙在中國的*家技術支持中心，提供專業度高、性價比高的創新型應用型技術方案，一方面服務中國的科研工作，另一方面以私立機構可承擔的起的價格推動社區能量代謝艙人體代謝健康檢測應用推廣服務。詳細技術方案咨詢北京易科泰生態技術有限公司。
參考文獻及資料（僅列出部分代表性文獻）
- Denize K M, Akbari P, da Silva D F, et al. Greater energy demand of exercise during pregnancy does not impact mechanical efficiency[J]. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism, 2019 (ja).
- Downing K L, Janssen X, Cliff D P, et al. Energy expenditure associated with posture transitions in preschool children[J]. PloS one, 2019, 14(4).
- Giles E D, Brown I L, MacLean P S, et al. The In Vivo Net Energy Content of Resistant Starch and Its Effect on Macronutrient Oxidation in Healthy Adults[J]. Nutrients, 2019, 11(10): 2484.
- Pagano A M, Durner G M, Rode K D, et al. High-energy, high-fat lifestyle challenges an Arctic apex predator, the polar bear[J]. Science, 2018, 359(6375): 568-572.
- Perl D P, Daoud A I, Lieberman D E. Effects of footwear and strike type on running economy[J]. Medicine & Science in Sports & Exercise, 2012, 44(7): 1335-1343.
- Reilly J J, Janssen X, Cliff D P, et al. Appropriateness of the definition of ‘sedentary’in young children: Whole-room calorimetry study[J]. Journal of science and medicine in sport, 2015, 18(5): 565-568.
- Tickle P G, Hutchinson J R, Codd J R. Energy allocation and behaviour in the growing broiler chicken[J]. Scientific reports, 2018, 8(1): 1-13.