SSI實驗動物能量代謝系統(tǒng)助力動物營養(yǎng)與健康實驗研究
動物能量代謝測量系統(tǒng)，主要包括大鼠代謝籠舍、氣流發(fā)生控制與切換、二次抽樣單元、氣體分析儀、數(shù)據(jù)采集器、數(shù)據(jù)記錄及分析軟件等模塊，廣泛用于營養(yǎng)學、呼吸生理學、轉化醫(yī)學、內(nèi)分泌代謝、心血管等生物醫(yī)學科學研究。
越來越多的證據(jù)表明，能量代謝率可能是人類健康狀況的一個信息性標志。在能量周轉的不同指標中，基礎（BMR）或休息（RMR）代謝率因與多病性關聯(lián)數(shù)據(jù)不斷增加而備受關注。高于平均水平的代謝率可能是現(xiàn)代世界疾病的一個重要風險因素。同樣，生物體的發(fā)炎狀態(tài)和整體免疫活化與BMR增加有關，而BMR仍然歸因于整體代謝失調(diào)，并被認為是死亡的主要指標。相反，低于平均水平的BMR與代謝儲能和肥胖有關。心血管疾�。–VD）是最常見的死亡原因之一，可能與基礎代謝率（BMR）的變化基因相關。然而很少有縱向數(shù)據(jù)將CVD與所謂的代謝綜合征聯(lián)系起來，表明低能量消耗和久坐的生活方式是體重增加、關節(jié)硬化、高血壓和心血管病最終發(fā)展的危險因素。
本文通過SSI實驗動物能量代謝系統(tǒng)測量實驗小鼠的基礎代謝率（BMR），結果表明，選擇不同的BMR會導致舒張主動脈容量的線間差異。高基礎代謝率（HBMR）小鼠主動脈的舒張作用更強，這可能是由于Ca2+激活的K+通道的活性增加而使主動脈具有更大的柔韌性。結構檢查還表明，與低基礎代謝率（LBMR）動物相比，HBMR小鼠的主動脈中層明顯增厚。這種變化可能會促進動脈僵硬，從而導致心血管疾病。部分結果見Table1。
2. 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.
膳食纖維定義中包含有耐性淀粉（RS），它是任何未完全消化和吸收在上消化道中并傳遞到大腸的淀粉，是微生物發(fā)酵的基質(zhì)。在以往的飲食研究中，RS發(fā)酵產(chǎn)能方面工作并沒有被考慮。RS攝入量長期以來與許多健康益處有關，包括降低用餐后血糖和胰島素血癥，高胰島素男性的葡萄糖耐受性改善，以及改善健康成人的胰島素敏感性。在必要的暴飲暴食下，尤其在高胰島素血癥人群中，RS攝入增加用餐后脂肪氧化和降低用餐后碳水化合物氧化。
目前的研究是確定RS在健康成人體內(nèi)的凈能量值，并評估RS消費對宏量營養(yǎng)素氧化和餐后代謝物反應的影響。實驗中使用SSI人體能量代謝系統(tǒng)測量不同實驗人體的耗氧量（VO2）、二氧化碳產(chǎn)量（VCO2）和能量消耗（EE），以及得到凈能量消耗（NEE），結果表明，RS （33%膳食纖維）和 RSF（56%膳食纖維） 的體內(nèi)凈能量含量分別是 2.74 ± 0.41 和 3.16 ± 0.27 kcal/g�？上矸跠S、RS和RSF 在 TEE 或蛋白質(zhì)氧化方面沒有差異。然而，與DS相比，RS和RSF消耗導致脂肪氧化增加32%，同時碳水化合物氧化減少18%。 早餐后胰島素反應不變，但午餐后RS和RSF的響應較低，葡萄糖濃度等同，表明胰島素敏感性有所提高。無論膳食纖維含量如何，RS體內(nèi)凈能量的平均含量為2.95千卡/克。RS 和 RSF 消費增加脂肪氧化和降低碳水化合物氧化，以及午餐后胰島素反應降低，這表明在接下來的膳食中改善了胰島素敏感性。部分實驗結果如下Figure1和2。
參考案例
1. Sawicka, D., Maciak, S., Kozłowska, H. et al. Functional and structural changes in aorta of mice divergently selected for basal metabolic rate. J Comp Physiol B 190, 101–112 (2020). https://doi.org/10.1007/s00360-019-01252-6
