能量代謝測量技術(shù)在運動與健康研究中的應用

    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(xù)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(guān)。多數(shù)動物和人體通過能量代謝產(chǎn)熱維持體溫，并通過各種行為調(diào)節(jié)使自己處于舒適的健康狀態(tài)。

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(tài)技術(shù)公司提供的SSI創(chuàng)新型能量代謝測量技術(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單元等組成，廣泛用于運動生理學、運動醫(yī)學、運動經(jīng)濟學，圍產(chǎn)營養(yǎng)學、營養(yǎng)與代謝研究、軍事醫(yī)學研究等，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)的健康問題，未來可大范圍布局于社區(qū)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(yī)學與健康學院等科研人員于2018年在Nature雜志發(fā)表“Energy allocation and behaviour in the growing broiler chicken”一文，文中實驗使用SSI動物代謝艙研究肉雞生長的發(fā)育階段、運動活動和能量方面之間的相互作用，為未來生產(chǎn)更健康的食用肉雞和提高食品安全的生產(chǎn)標準戰(zhàn)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(fā)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(shù)據(jù)，在該試驗中，肉雞表現(xiàn)出靜坐狀態(tài)（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(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(jié)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(jīng)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(fā)表的學術(shù)論文詳見后文參考文獻：

左圖為代謝艙整體圖                      右圖為艙內(nèi)場景

上圖為兩個艙體的內(nèi)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(jīng)超過10多年了，性能優(yōu)良、少維護。SSI主機分析系統(tǒng)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(tǒng)各代謝參數(shù)準確度達97%-98.9%，負露點時，系統(tǒng)各代謝參數(shù)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(jié)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(yī)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(yǎng)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(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有顯著變化。

    需要說明的是，北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司作為SSI能量代謝艙在中國的*家技術(shù)支持中心，提供專業(yè)度高、性價比高的創(chuàng)新型應用型技術(shù)方案，一方面服務中國的科研工作，另一方面以私立機構(gòu)可承擔的起的價格推動社區(qū)能量代謝艙人體代謝健康檢測應用推廣服務。詳細技術(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).
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