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  能量代谢丈量系统通过得到VO2、VCO2、RER指标来揣度动物的能量亏损，以及总的代谢底物利用（如碳水化合物、脂肪、蛋白质），是陆续丈量动物能量亏损的首选技术，但不能分辨、量化表源性（如食品摄。┖湍谠葱裕ǘ镒陨淼淖橹煞郑┑孜，以及某些营养素的氧化亏损。

  通过代谢示踪剂（如碳-13象征物，就像给生物分子装上了精确GPS定位器）跟踪，以及呼吸不变同位素分析仪实时监测动物呼出气体中的¹³CO2来分辨量化动物能量代谢中亏损的哪些能量物质等，能够更深刻的钻研代谢生理学机造(如代谢矫捷性）等，而这种定量丈量特定能量物质氧化速度往往也必要知路VCO2。

图1 便携式实时呼吸碳同位素分析仪（左）；¹³C示踪营养物氧化速度推算（右）

动物能量代谢与呼吸¹³C不变同位素技术部门利用案例：

1）限水麻雀内源性氨基酸的氧化

  动物能够通过多种方式应对脱水，蕴含行为和生理。每千焦耳蛋白质氧化产生的代谢水比脂肪或碳水化合物产生的更多，鸟类会因高水分流失率而增长蛋白质分化代谢。然而，为响应限水而带头的氨基酸氧化尚未有具体钻研。

  钻研者给圈养的家麻雀喂食¹³C象征的亮氨酸9周，以象征内源性蛋白质。每周进行一次试验，在此期间，丈量了对限水的生理反映，如瘦体沉、脂肪量、新陈代谢的变动以及呼出二氧化碳中¹³C 的富集（δ13Cbreath）。钻研发现，限水的鸟类分化代谢了更多的瘦肉组织，并且还富集了δ¹³Cbreath以响应限水。然而，δ13Cbreath随代谢率和限水期的长短而变动，这批注当能够使用其它生理战术实现水吩旖衡时，鸟类可能会节俭蛋白质。

  文中使用仪器技术：定量磁共振用于身段成分分析；G2131-I同位素碳分析仪丈量¹³Cδ呼气；SSI尺度流通式呼吸丈量技术在蒸发失水（EWL）和δ13C呼吸的同时丈量RMR。必要注明的是，美国Sable公司新推出的¹³C不变性同位素分析仪具备便携性、高精度、实时丈量、无需耗材及表部校准、与能量代谢丈量系统美满兼容、高性价比等诸多优势以满足多领域科学家的等待。

2) 牦牛粪菌助高原鼠兔回收氮源，适应冬季低蛋白环境

  氮平衡是食草动物在食用低氮饮食时面对的重要挑战。肠路微生物群介导的尿素氮循环推进了缺氮时期的蛋白质稳态，但其与野生非蛰伏幼型哺乳动物的有关性仍不明显。文中尝试通过同位素示踪、能量代谢丈量、宏基因组学、靶向短链脂肪酸分析和粪便微生物群移植相结合，钻研了冬季蛋白质限度对青藏高原鼠兔（Ochotona curzoniae）尿素氮循环的影响。

  在呼吸不变同位素丈量尝试中，将每只鼠兔放入圆柱形聚乙烯代谢室中，该腔室通过 Tygon管衔接到FMS新款便携式呼吸代谢丈量仪，以调骨气流并维持CO2浓度约为1%，确？康米〉δ¹³C丈量。将鼠兔放入腔室后，立即在铝箔气囊中网络基线呼吸样本。每30分钟网络一次后续样本。每个空气样品¹³C:¹²C比率（称为δ¹³C，以%暗示）通过元素分析仪与同位素比质谱仪（IRMS）离散方式丈量。由此得到的δ¹³C值以每mil（‰）暗示，参考Regan等2022年Science论文公式：

其中 PDB（Pee Dee Belemnite）作为尺度。

  图A）尝试设计示意图（每组n=5只鼠兔）；（B）¹³C-尿素示踪的Abx鼠兔和对照鼠兔的均匀呼气δ¹³C，箭头暗示腹膜内注射¹³C-尿素；（C）凭据（B）中的呼吸δ¹³C数据推算的曲线面积（AUC）。

  在冬季蛋白质限度期间，肝脏尿素循环代谢下调，陪伴着拥有尿素溶化能力的有益细菌（如阿利斯肽属）、肠路脲酶活性和尿素转运蛋白的增长，以及乙酸盐的产生，随之增长氮沉新掺入鼠兔的蛋白质库。至关沉要的是，用牦牛粪便微生物群补充低蛋白饮食通过增长阿利斯肽丰度来加强尿素溶化能力，揭示了一种关键机造，即同域物种之间的种间水平微生物转移加强了宿主蛋白稳态。

  作者的钻研了局揭示了肠路微生物群在尿素氮循环中的职能作用，以维持冬季活动的草食性幼型哺乳动物的蛋白质平衡，并有助于理解物种共存和哺乳动物对高海拔环境的适应。钻研了局批注，微生物群驱动的尿素氮循环是冬季活动食草动物蛋白质稳态的关键适应战术。这项工作为哺乳动物适应高海拔环境的机造和种间共存的动态提供了新的见解。

南宫NG28生态技术公司积十几年动物能量代谢丈量技术钻研服务经验，与美国、欧洲等国际一流能量代谢技术公司合作，为国内动物生理生态、生物医学钻研等提供全面精准技术规划：

• SSI呼吸代谢系统（？槭交虮阈剑+不变性同位素气体分析仪
• FMS便携式多职能能量代谢丈量仪+幼动物跑步机+不变性同位素气体分析仪
• 定造动物（蕴含风洞等）某人体呼吸不变性同位素分析系统；
• 已采办Sable所有系列产品的客户系统配置升级，蕴含幼动物跑步机、呼吸同位素分析等
• 植入式动物体温心率检测、Thermo-RGB高活络度红表热成像体温监测技术、动物行为、活动状态监测技术、元素分析仪系统
• 基于动物能量代谢丈量技术与客户合作共同开发起物生理生态钻研领域新产品等

参考文件

Shi F, Zou D, Zhang L, Guo N, Yu J, Degen AA, Tang X, Ren S, Ru Y, Zheng S, Zhang Y, Wang D. Increased urea nitrogen salvaging by a remodeled gut microbiota helps non hibernating pikas maintain protein homeostasis during winter. PLoS Biol. 2025 Oct 16;23(10): e3003436. doi:10.1371/journal.pbio.3003436.

Rogers EJ, Gerson AR. Water restriction increases oxidation of endogenous amino acids in house sparrows (Passer domesticus). J Exp Biol. 2024 Mar 15;227(6): jeb246483. doi: 10.1242/jeb.246483. Epub 2024 Mar 15. PMID: 38380522; PMCID: PMC11093224.