能量代谢测量技术—肠道菌群研究案例（一）
近年来，肠道菌群的研究越来越热。肠道菌群与宿主共生，通过各种机制影响宿主新陈代谢功能，而且在动物和人体代谢产热过程中发挥重要作用，是代谢和疾病领域一个重要的研究方向，它不仅是医学基础研究，而且跟我们的生活健康密切相关。以肠道菌群为研究靶点，大量的果蝇、啮齿类动物、人体等相关的肠道菌群与代谢健康、能量平衡的研究被大量报道。
典型案例1
The role of
gut microbiota in the regulation of standard metabolic rate in female
Periplaneta americana[J]. Ayayee P A , Agustí Muñoz-Garcia, Keeney G D .
Peerj, 2018, 6(4).
对昆虫来说，标准代谢率（SMR）反映了其能量使用（用于生长和繁殖）与能量消耗（觅食、进食和消化）之间的平衡。美国肯特州立大学、俄亥俄州立大学生物科学系科研人员研究了饮食和抗生素对美洲大蠊SMR的同步影响,结果发现高蛋白碳水化合物比率喂养下细菌负荷的严重减少减少了两种饮食类型中雌性的SMR，认为肠道细菌在不同饮食条件下作为宿主能量消耗调节器有巨大的市场潜力。文中代谢实验通过SSI昆虫呼吸代谢系统进行测量，该系统不仅能够测量各代谢参数，还可以对原始代谢曲线进行实时分析处理。
标准代谢率（SMR）和肠道微生物负荷相关性
类似关于果蝇肠道菌群的案例见：Dietary nutrient balance shapes phenotypic traits of Drosophila melanogaster in interaction with gut microbiota. Y.Henry, J.Overgaard, H.Colinet. Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology, 2020,Volume 241. 文中实验使用16通道果蝇呼吸代谢系统研究果蝇的呼吸代谢情况，如下图呼吸商、氧气消耗等。
典型案例2
The gut microbiome regulates host glucose homeostasis via peripheral serotonin. Alyce M. Martin, et al. PNAS. 2019,September 16.
肠道微生物群是宿主代谢方面的既定调节器，如葡萄糖处理。尽管肠道微生物群对宿主葡萄糖平衡产生了已知影响，但基本机制尚不清楚。澳大利亚弗林德斯大学健康与医学研究所，加拿大McMaster
University医学院内分泌学和代谢系，代谢、肥胖和糖尿病研究中心等机构研究认为，失调的肠道菌群可通过分泌次级胆汁酸刺激肠壁细胞大量分泌“快乐激素”——5-羟色胺，进而升高血糖水平，使得患者长期处于持续高血糖状态，导致糖尿病的发生发展。文中能量消耗试验是通过SSI实验动物能量代谢监测系统评估小鼠氧气消耗，二氧化碳排放、气体呼吸交换比率和休息能量消耗。
能量消耗（D）和呼吸交换比率（E）
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