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能量代謝測(cè)量技術(shù)在運(yùn)動(dòng)與健康研究中的應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間： 2020-03-02 點(diǎn)擊次數(shù)： 2043次無(wú)論是動(dòng)物或人類(lèi)，各種運(yùn)動(dòng)是保持個(gè)體新陳代謝過(guò)程持續(xù)的重要條件之一。大量的研究報(bào)道，科學(xué)的運(yùn)動(dòng)不僅可以維持機(jī)體能量平衡，更與個(gè)體健康及壽命長(zhǎng)短密切相關(guān)。多數(shù)動(dòng)物和人體通過(guò)能量代謝產(chǎn)熱維持體溫，并通過(guò)各種行為調(diào)節(jié)使自己處于舒適的健康狀態(tài)。
動(dòng)物運(yùn)動(dòng)以獲得復(fù)雜的生存技能 人體運(yùn)動(dòng)促進(jìn)能量平衡和健康
由易科泰生態(tài)技術(shù)公司提供的SSI創(chuàng)新型能量代謝測(cè)量技術(shù)主要由呼吸面罩或代謝艙、氣流發(fā)生與控制單元、氣體分析單元、視頻行為監(jiān)測(cè)單元、Thermal-RGB雙光紅外熱成像單元、數(shù)據(jù)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(cè)單元等組成，廣泛用于運(yùn)動(dòng)生理學(xué)、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)經(jīng)濟(jì)學(xué)，圍產(chǎn)營(yíng)養(yǎng)學(xué)、營(yíng)養(yǎng)與代謝研究、軍事醫(yī)學(xué)研究等，不僅發(fā)表了大量的Nature和Science等論文，更有助于解決與能量代謝有關(guān)的健康問(wèn)題，未來(lái)可大范圍布局于社區(qū)科學(xué)指導(dǎo)健身活動(dòng)。
典型應(yīng)用一
英國(guó)曼徹斯特大學(xué)生物科學(xué)學(xué)院，醫(yī)學(xué)與健康學(xué)院等科研人員于2018年在Nature雜志發(fā)表“Energy allocation and behaviour in the growing broiler chicken”一文，文中實(shí)驗(yàn)使用SSI動(dòng)物代謝艙研究肉雞生長(zhǎng)的發(fā)育階段、運(yùn)動(dòng)活動(dòng)和能量方面之間的相互作用，為未來(lái)生產(chǎn)更健康的食用肉雞和提高食品安全的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)略提供信息。類(lèi)似的研究，美國(guó)USGS生物學(xué)家于2018年在Science雜志發(fā)表使用SSI代謝艙研究北極熊食用高能量、高脂肪動(dòng)物源性食物的能量消耗機(jī)制。
上圖Fig2顯示靜息姿勢(shì)影響靜息代謝率RMR大小。實(shí)心圓圈為坐著的RMR；空心圓圈為站著的RMR。每個(gè)標(biāo)記表示一個(gè)試驗(yàn)的平均數(shù)據(jù)，在該試驗(yàn)中，肉雞表現(xiàn)出靜坐狀態(tài)（實(shí)線：y=1.287x0.770；P<0.001）和站立姿勢(shì)（虛線：y=1.367x0.873；P<0.001）。
典型應(yīng)用二
加拿大渥太華大學(xué)健康科學(xué)學(xué)院科研人員于2019年在Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism 雜志發(fā)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(tǒng)測(cè)量孕婦在靜息和不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下的能量代謝，并研究孕婦的能量投入、活動(dòng)體能和機(jī)械行為效率。
不同活動(dòng)方式的能量代謝測(cè)量
上圖左為對(duì)照個(gè)體、孕早期、孕中期、孕后期的靜息能量消耗比較，上圖右對(duì)照個(gè)體、孕早期、孕中期、孕后期個(gè)體在21分鐘標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)任務(wù)后的活動(dòng)能量消耗情況。*表明結(jié)果有顯著性差異。
典型應(yīng)用三
澳大利亞UOW大學(xué)Anthony D. Okely教授已經(jīng)使用SSI代謝艙超過(guò)10多年了。該代謝艙應(yīng)用包括肥胖、飲食、運(yùn)動(dòng)、棕色脂肪組織、糖尿病、生長(zhǎng)激素缺乏、懷孕等研究; 學(xué)齡前、兒童期和青少年成長(zhǎng)，肌肉萎縮癥、囊性纖維化、刀狀細(xì)胞貧血等疾病的能量需求與分配。發(fā)表的學(xué)術(shù)論文詳見(jiàn)后文參考文獻(xiàn)：
左圖為代謝艙整體圖 右圖為艙內(nèi)場(chǎng)景
上圖為兩個(gè)艙體的內(nèi)部布局
典型應(yīng)用四
美國(guó)科羅拉多大學(xué)使用SSI能量代謝艙也已經(jīng)超過(guò)10多年了，性能優(yōu)良、少維護(hù)。SSI主機(jī)分析系統(tǒng)支持達(dá)27.8立方米艙體，是目前上體積大的能量代謝艙。正露點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)各代謝參數(shù)準(zhǔn)確度達(dá)97%-98.9%，負(fù)露點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)各代謝參數(shù)的準(zhǔn)確度97.9%-100.1%。科羅拉多大學(xué)另外一套由西門(mén)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(jié)果是真實(shí)值的141%，導(dǎo)致EE偏離真實(shí)值135%，RQ僅為真實(shí)值的71%。
科羅拉多大學(xué)安舒茨醫(yī)學(xué)院、東科羅拉多州退伍軍人事務(wù)老年研究、教育和臨床中心、美國(guó)得克薩斯州A&M大學(xué)營(yíng)養(yǎng)與食品科學(xué)系等單位研究人員利用該代謝艙于2019年在Nutrients雜志發(fā)表“The In Vivo Net Energy Content of Resistant Starch and Its Effect on Macronutrient Oxidation in Healthy Adults”一文， 結(jié)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(zhì)氧化或總能量消耗沒(méi)有顯著變化。
需要說(shuō)明的是，北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司作為SSI能量代謝艙在中國(guó)的*家技術(shù)支持中心，提供專(zhuān)業(yè)度高、性價(jià)比高的創(chuàng)新型應(yīng)用型技術(shù)方案，一方面服務(wù)中國(guó)的科研工作，另一方面以私立機(jī)構(gòu)可承擔(dān)的起的價(jià)格推動(dòng)社區(qū)能量代謝艙人體代謝健康檢測(cè)應(yīng)用推廣服務(wù)。詳細(xì)技術(shù)方案咨詢北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司。
參考文獻(xiàn)及資料（僅列出部分代表性文獻(xiàn)）
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