眾所周知,人體能量代謝率監測是研究人體新陳代謝與健康醫學的一個重要方面,而且影響代謝率測量效果的因素非常多。盡管市面上有大量的能量代謝儀,但對科研工作者來說,普遍存在分辨率低、系統誤差高、儀器硬件或軟件透明性、兼容性差等問題,因而難以滿足人體這個復雜系統中非常細微的能量消耗、能量投入(Cost
of energy)等代謝監測。
SSI高分辨率能量代謝測量技術可以監測耗氧量VO2、二氧化碳排出量VCO2、耗氧量VO2max、厭氧閥值(AT)、凈能消耗(NMR)、靜息代謝率(RMR)、移動能量投入(COT)等多項指標,以及靈活組合搭配各類系統模塊(如高壓氧、海拔模擬、重力模擬、活動監測等),可與其它系統(如熱成像、光譜成像、運動視頻分析等)進行大數據交互處理分析,廣泛應用于環境醫學、運動生理學研究、轉化醫學與臨床研究、康復及健身的評估、營養干預、老年醫學、慢性病研究等多個領域。
典型案例1
Four-week cold acclimation in adult humans shifts uncoupling
thermogenesis from skeletal muscles to brown adipose tissue[J]. Daoud,
Amani, Harper, et al. Journal of Physiology, 2017.
加拿大謝爾布魯克大學醫院研究中心醫學系、加拿大渥太華大學健康科學學院、渥太華蒙福醫院研究所等單位研究認為,人類急性寒冷暴露期間的肌肉熱發生不僅僅限于顫抖,還包括質子泄漏的冷誘導增加。肌肉氧化磷酸化的效率隨著冷適應而提高,這表明減少質子泄漏可減少肌肉熱生成。此外,隨著BAT容量和活性的增加,顫抖強度降低。這些變化發生在全身熱生成中沒有凈差異。文中實驗采用一種可持久進行的帶水汽稀釋校正的間接熱量測量系統(SSI面罩式能量代謝)測量各代謝參數,并應用性的背景基線技術校正分析儀的漂移,得到人體蛋白質、碳水化合物和脂肪的氧化速率。
顫抖強度與人體代謝產熱之間的關系
類似的研究,Shivering modulation in humans: Effects of rapid changes in
environmental temperature[J]. Imbeault, Marie-Andrée, Mantha, Olivier
L et al., Journal of Thermal Biology, 2013, 38(8):582-587.
在寒冷暴露期間,熱產量的增加是通過激活顫抖的熱發生和無顫抖熱發生而產生的,前者是非適應性人類補償熱產生的主要因素。在大鼠身上,已經證明顫抖的熱發生完全由皮膚熱受體調節,但這種調制尚未在人類身上研究。