综述：对用于测量鱼类瞬时代谢燃料消耗的呼吸计量方法的30年回顾

《Journal of Comparative Physiology B》：A 30-year retrospective on the respirometric method for measuring instantaneous metabolic fuel use in fish

　　

摘要

1996年，基于马克斯·克莱伯（Max Kleiber）的理论，我们在本期刊提出了一种呼吸测定方法，用于定量确定蛋白质、脂质和碳水化合物作为鱼类有氧代谢底物的作用。本文回顾了该方法30年来的应用情况，解释了其工作原理、方法学挑战、应用领域、优势及潜在缺陷，并提出了未来需要解决的问题。该方法基于在稳态条件下（即无厌氧代谢发生时）对整个鱼体的氧气消耗速率（?O?）、二氧化碳排放速率（?CO?）和氮废物排放速率（?N = ?amm + ?urea?N）的同时测量。通过这些数据可以计算呼吸商（RQ = ?CO?/?O?）和氮商（NQ = ?N /?O?），进而得出这三种燃料的相对贡献。主要的方法学挑战在于在水中测量?CO?（以及在较小程度上测量?N）的难度。迄今为止，该方法主要用于研究鱼类在进食、禁食、饥饿状态以及不同温度下的能量消耗情况。总体而言，在氨代谢鱼类（氨是主要的氮废物）中，脂质和碳水化合物是主要的能量来源；而在尿素代谢鱼类（尿素-N是主要的氮废物）及空气呼吸鱼类中，蛋白质则被保留。文章还指出了蛋白质氧化过程中可能产生的未知氮化合物、厌氧肠道微生物群在无氧气条件下生成?N的作用，以及鳃微生物群将氮废物转化为氮气（N?）的能力等潜在缺陷。