新冠疫情的爆发和蔓延，让人类愈发认识到生态健康的重要性。习近平总书记指出“小康全面不全面，生态环境质量很关键”，将实现全面小康建设和生态健康的重要标志—生态环境质量紧密联系起来（方世南，2020）。
 

生态健康是人类自然环境、生产环境和生活环境及其赖以生存的生命支持系统的代谢过程和服务功能完好程度的系统指标。包括人居物理环境、生物环境和代谢环境的生态健康，人体和人群的生理和心理的生态健康，产业系统和城市系统代谢过程的生态健康；景观、区域系统格局和服务功能的生态健康等（蒋正华，2005）。因此，生态健康与人类的生存和生活质量息息相关。
 

作为生态健康领域的先行者，北京易科泰生态技术有限公司率先提出了“生态-农业-健康”的发展理念和战略方向并为之实践。凭借近20年科研设备引进和研发的丰厚经验，北京易科泰向广大科研单位、医药公司、检测机构提供完备成熟的技术方案和服务，包括动物能量代谢测量（包括斑马鱼、大小鼠等各类实验动物）、生物医学成像、食品药品检测和药用植物表型测量和中药材鉴定等。
 

环境污染一直是生态健康领域关注的重点和着力解决的问题。环境污染物会对生物及生态系统产生损害，包括不同的层次：分子水平、亚细胞水平、细胞水平、组织水平、器官水平、个体水平、种群水平、群落水平、生态系统（孟紫强，2009）。动物能量代谢测量能够评估动物个体水平的正常的生理范围和对环境污染物的响应，具备毒性反应快速和低剂量敏感的特点，对于监测波动的污染物暴露、充当急性环境污染事件早期预警系统意义重大（Handy and Depledge, 1999）。
 

本文摘选了易科泰动物能量代谢测量技术在环境污染对动物影响的研究案例，囊括了昆虫、鸟类、啮齿类、水生无脊椎动物、鱼类等动物。希望能为生态毒理学、环境科学等领域的科研工作者提供些许借鉴。
 

新烟碱（杀虫剂）-蜜蜂

类尼古丁（Neonicotinoid），又称“新烟碱”，是一类和尼古丁相关的神经毒性杀虫剂的总称。作为昆虫烟酰乙酰胆碱受体（nAChRs）的激动剂，不可逆转地与受体结合，导致昆虫无法控制的肌肉活动、瘫痪，并最终死亡。使用新烟碱杀虫剂现在无处不在，由于其具备广谱性、高残留特点，导致非目标节肢动物暴露在其残留药物中，如蜜蜂种群大量消亡。
 

据报道，地球上约有8成开花植物需要蜜蜂帮忙授粉，蜜蜂存亡与粮食生产和生物多样性高度相关，但很少有研究探讨亚致命性接触新烟碱类农药如何影响蜜蜂代谢生理学，包括营养和能量平衡，这两种平衡对维持蜂群健康都很重要。
 

美国农业部-ARS蜜蜂研究实验室科学家对蜜蜂长期口服接触噻虫胺和吡虫啉两种亚致死浓度新烟碱药物进行实验，利用SSI昆虫呼吸代谢测量系统测量蜜蜂在33℃下的二氧化碳排放情况，系统以150毫升/分钟的干燥、无CO2的新鲜空气通入RM8连接的8个呼吸室内，每个呼吸室记录10分钟，高氯酸镁去除昆虫产生的水汽后进入CA-10分析仪进行CO2排放测量分析。下图展示了不同处理的代谢率测量结果，其中CLLO、CLHI代表低剂量和高剂量的噻虫胺处理，IMLO、IMHI代表低剂量和高剂量的吡虫啉。研究结果显示，新烟碱药物以复合和剂量依赖的方式改变了蜜蜂营养和代谢生理学，两种化合物在低剂量减少蜜蜂的体重。低剂量噻虫胺接触导致蜜蜂的蛋白质、脂质、碳水化合物和糖原水平与新出现蜜蜂相似，高剂量噻虫胺接触降低了蜜蜂的脂质和糖原含量；高剂量的吡虫啉暴露导致蜜蜂的代谢率下降，低剂量的吡虫啉接触导致蜜蜂分别摄入低水平的蛋白质和高水平碳水化合物的食物。结果表明，新烟碱干扰蜜蜂内分泌神经生理途径。复合效应和剂量依赖效应可能代表决定观测效应的化学结构差异，以及对蜜蜂生理学的复合效应阈值（Cook S, 2019）。

磷酸三苯（增塑剂）-鹌鹑

磷酸三苯（TPHP）是一种常用的增塑剂和阻燃剂，并已被鉴定为加拿大联邦化学公司的潜在高风险化学品管理计划（加拿大环境部，2016年）。TPHP可以通过家庭和工业活动进入环境。因为TPHP是一种添加阻燃剂，它很容易被释放到空气、土壤以及废水中。现有文献表明TPHP暴露可以导致鱼类代谢和内分泌紊乱。TPHP在鱼类和哺乳动物中是一种潜在的内分泌和代谢干扰物，但对鸟类研究较少。   
     

本研究评估了TPHP对日本鹌鹑孵化参数的影响，包括畸形发生率、甲状腺功能、生长和代谢。实验通过卵母细胞注射暴露，孵化成功后连续5天每天口头接触红花油 （对照） 或溶解于载剂的TPHP低（5 ng TPHP/g）、中（50 ng TPHP/g）、或高 （100 ng TPHP/g） 剂量。低TPHP剂量代表野生鸟蛋中的浓度；中高剂量为低剂量浓度的10倍和20倍，代表未来环境TPHP浓度的潜在增加。尽管对甲状腺相关基因的mRNA表达没有影响，TPHP暴露增强了高TPHP雄性的甲状腺结构，但在雌性中抑制甲状腺结构和活性（所有TPHP雌性），以及循环游离三碘甲状腺素（仅高TPHP雌性）。与甲状腺变化一致，与对照组相比，中高TPHP小鹌鹑的休息代谢率（≤13%，下右图）和生长（≤53%）显著降低；中TPHP雄性和高TPHP雌性明显个头较小。观察到的甲状腺效应和抑制的幼鸟的生长和代谢率表明，TPHP可能对野生鸟类的健康产生不利影响。实验中采用FMS便携式呼吸代谢系统测量个体的代谢率（M.F.Guiguenoet al., 2019）。