湖南師范大學-湖南省體能與運動康復重點實驗室近期在《Insect Biochemistry and Molecular Biology》發(fā)表了題為 《Determining the type of aerobic/anaerobic metabolism during exercise in Drosophila using incremental loading exercise》的研究，利用易科泰生態(tài)技術公司提供的果蠅呼吸代謝測量儀器技術方案，結(jié)合果蠅增量負荷鍛煉器，通過果蠅實時呼吸商監(jiān)測，實現(xiàn)了對果蠅有氧和無氧鍛煉的分型確定。

  一、研究背景

   三磷酸腺苷（ATP）的及時供給是維持持續(xù)運動的先決條件。機體ATP供能分為三大系統(tǒng)：磷酸原系統(tǒng)、糖酵解系統(tǒng)、有氧氧化系統(tǒng)。近年果蠅運動模型成為研究熱點，大量運動相關試驗依托果蠅開展，但不同運動強度產(chǎn)生的生理效應差異顯著，難以量化運動作用。現(xiàn)階段果蠅運動模型僅劃分為常規(guī)運動與耐力運動，尚無有氧、無氧運動的分類標準，極大限制了果蠅運動造模相關研究開展。

     二、研究方法與核心設備

   本研究旨在通過遞增負荷運動呼吸代謝實驗，明確果蠅有氧、無氧運動對應的負荷強度。選用7日齡野生型果蠅為實驗對象。運動實驗設置6個運動負荷梯度：0.31轉(zhuǎn)/秒（E1）、0.45轉(zhuǎn)/秒（E2）、0.59轉(zhuǎn)/秒（E3）、0.71轉(zhuǎn)/秒（E4）、0.83轉(zhuǎn)/秒（E5）、0.91轉(zhuǎn)/秒（E6），另設空白對照組；各運動組果蠅單次急性運動時長2.5h，對照組不進行任何運動處理。運動結(jié)束后即刻檢測果蠅無氧、有氧代謝關鍵酶活性；同時通過血淋巴乳酸、呼吸代謝（呼吸商）、海藻糖含量與線粒體呼吸檢測結(jié)果，界定不同負荷下果蠅的運動代謝類型。

多功能果蠅呼吸代謝測量技術方案：

· 可Real-time實時測量果蠅VO2、VCO2、RQ等能量代謝指標，兼容其它果蠅行為學設備進行行為與代謝生理表型的同步分析。

· 可測量單只果蠅的各能量代謝指標。

· 可備選熱測量與控制模塊、氣體濃度控制模塊（高氧、低氧）、實時活動監(jiān)測、果蠅取食監(jiān)測、Thermo-RGB融合成像多模態(tài)監(jiān)測分析等。

三、研究結(jié)果

呼吸商RQ（B）：靜息組RQ=1.00±0.07；E1~E4與對照組無差異，以碳水有氧供能（RQ≈1）；E5、E6 顯著升高＞1，無氧代謝產(chǎn)生CO?增多，RQ上升。

實驗結(jié)果顯示：E2負荷下果蠅以有氧代謝為主，E6負荷下以無氧代謝為主。后續(xù)分別采用E2、E6強度對果蠅進行為期2周的長期運動干預，觀測心功能、攀爬能力、睡眠狀態(tài)、壽命等生理指標變化，結(jié)果證實：兩種負荷帶來的生理改變規(guī)律與哺乳動物長期有氧、無氧運動后的機體變化高度吻合。

   結(jié)論：果蠅0.45轉(zhuǎn)/秒（E2）運動以有氧代謝為主，0.91轉(zhuǎn)/秒（E6）運動以無氧代謝為主。

附部分國內(nèi)果蠅等昆蟲呼吸代謝系統(tǒng)安裝案例與發(fā)表文獻目錄：

從作至右：MAVEn16通道、8通道多功能呼吸代謝、便攜式定制多通道呼吸代謝系統(tǒng)

Chen, H., Huang, S. P., Lin, C. P., Chen, Z. Y., & Hsu, Y. (2024). Energetically costly weaponry in the large morph of male stag beetles. Journal of Zoology, 324(4), 277-286.

Dong, X., Ma, B. & Fang, Y. Integrated respiratory metabolism and hemolymph proteome of caste specific features during honeybee (Apis mellifera L.) development. Sci Data (2026). 

J.Zhou, J.Chen, H.Zhang, et al. “A Cold Stress-Activated Endocrine Sentinel Chemical Hormone Promotes Insect Survival via Mitochondrial Adaptations Through the Adipokinetic Hormone Receptor." Advanced Science13, no. 10 (2026): e09822. 

Long Ma, Changxia Xu, Yingchuan Peng, Jing Zhang, Wanna Zhang, Sublethal effects of halofenozide on larval development and detoxification in Phaedon brassicae (Coleoptera: Chrysomelidae), Journal of Economic Entomology, Volume 116, Issue 4, August 2023, Pages 1286–1295

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