非顫抖性產熱
非顫抖性產熱 (non-shivering thermogenesis, NST)是動物對冷環境的適應除改變基礎代謝率、減少熱傳導和增加毛皮的厚度以外的一種快速的產熱方式。
對於小型哺乳動物，增加毛皮厚度會降低動物的運動靈活性，顫抖性產熱只有在NST達到極限時才發生作用。
- 中文名:非顫抖性產熱
- 外文名:nonshivering thermogenesis
- 類 型:主要熱源
- 對 象:小型哺乳動物
- 領 域:生態學
目錄
概念
非顫抖性產熱（nonshivering thermogenesis）是小型哺乳動物冷適應性產熱的主要熱源，主要發生在褐色脂肪組織（brown adipose tissue）中。褐色脂肪組織主要分布在肩胛間、肩胛下、頸部、腋下、心及腎周圍等，細胞里有大量線粒體，有豐富的血管分布（如圖1所示）。非顫抖性產熱是一種不涉及肌肉活動而釋放的化學能的熱量，即在褐色脂肪組織線粒體內膜上，有一個獨特的蛋白質質子通道，當受冷應激時，此質子通道打開，使氧化磷酸化解偶聯。由呼吸鏈生物氧化所產生的跨膜質子梯度，通過質子通道回到膜內，而全部能量以熱的形式釋放。這種產熱主要受交感神經支配和甲狀腺激素的調控。例如，布氏田鼠（Microtus brandti）在5℃馴化一個月，靜止代謝率比在25℃環溫下增長34%，非顫抖性產熱增加91%；阿拉斯加紅背鼠平（鼠平是一個字的左偏旁和右偏旁）（Clethrionomys rutilus）冬季的非顫抖性產熱是基礎代謝產熱的10倍，在根田鼠（Microtus oeconomus）是3.7倍。鳥類中還沒有發現體內有褐色脂肪組織，其非顫抖性產熱可能發生在骨骼肌中。[1]
研究進展
自ClaudeBernard1876年首次在動物體內 研究逐漸發展起來 (Sellersetal., 1954;Cottle存在除顫抖性產熱以外的其他產熱方式後 , 有關非 and Ca rlson, 1956; Jansky, 1973), 仍然是哺顫抖性產熱 (nonshivering thermogenesis, NST)的 乳動物體溫和產熱調節的重要研究內容。非顫抖性產熱是一種不包含肌肉收縮的化學產熱方式, 主要產生部位是褐色脂肪組織 (Brown adipose tissue,BAT) (Jansky, 1973)。由於去甲腎上腺素 (nor-epinephrine, NE) 誘導的產熱與冷誘導的NST是等價的 (Bockler et al., 1982)。[2]
主要測定指標
體重，代謝率，體溫
測定公式
多年來學者們研究了不同劑量的 NE 對小哺乳動物 N ST的誘導反應 , 但是只有選用最適的 N E注射劑量, 非顫抖性產熱才能獲得準確可信的結果。NE劑量過低則不能誘導最大的 NST能力, 過高則會抑制 NST能力 。要確定合適的 NE注射劑量 , 需設定不同的劑量梯度 , 制定劑量反應曲線 , 但需要的動物樣本量很大 。 因此一些學者嘗試建立 N E注射劑量與動物體重的關係式 。在文獻中有 3種劑量計算公式。Heldmaier(1971)首先提出小型哺乳動物非顫抖性產熱中 NE劑量的計算公式:NE(mg/kg)=6.6W-0.458 (W是動物的體重, 單位是g)。 M e rritt (1986) 認為這個劑量對於野生小型哺乳 動 物 有 些 過 高 , 建 議 將 劑 量 減 半 , 即 N E (m g /kg)=3.3W-0.458。Wunder和Gettinger(1996)通過實驗提出野生小哺乳動物的 NE注射劑量公式為:NE (mg/kg)=2.53W-0.4。文獻中這3種劑量都有應用,都可以誘導最大NST能力。但對這3種劑量尚沒有一個系統的評價 。