آب دوبار نشان دار شده(Doubly labeled water) چیست؟

در حقيقت اكسيژن 18 در طبيعت موجود مي باشد و براي توليد آن كافي است آن را از ساير ايزوتوپ هاي پايداراكسيژن جداسازي نمود. در فرآیند تولید اکسیژن-18 ابتدا محصول میانی آن به فرم ملکول D218O غنی می گردد. این محصول ،به عنوان آب دوبار نشان دار(Doubly labeled water) توسط ایزوتوپ های دوتریم و اکسیژن-18در بررسی سرعت متابولیسم بدن موجودات زنده کاربرد دارد.در این روش جانوران طی چند روز با D218Oبا غنای ایزوتوپی خاصی تغذیه می گردنند.از آنجایی که دوتریم توسط آب و اوره و اکسیژن-18نیز توسط آب و CO2 از بدن دفع می گردد،می توان با تعیین  نسبت ایزوتوپی ترکیبات مذکور،به مطالعه متابولیکی بدن پرداخته و میزان CO2 تولیدی را اندازه گیری نمود. این روش برای اولین بار توسط لیفسون و همكارانش  برای مطالعه متابولیسم انرژی در حیوانات كوچك توصیف شد و بعد ها، در بزرگسالان و نوزادان ، توسط Schoeller و سایر محققان به طور گسترده ای مورد ارزیابی قرار گرفت

استفاده از تکنیک آب دوبار نشان دار شده برای اندازه گیری انرژی مصرفی

اندازه گیری میزان مصرف انرژی با آب دارای دو بار  نشان دار شده یک نوع کالری متری (گرماسنجی) غیر مستقیم است ، که مصرف انرژی بدن موجودات زنده  از اندازه گیری تولید دی اکسید کربن حاصل می شود. برای اولین بار در سال  1949کشف شد که اکسیژن موجود در دی اکسید کربن تنفسی در تعادل ایزوتوپی با اکسیژن موجود در آب بدن است.همین موضوع نقطه آغاز استفاده از آب دوبار نشان دار برای تحقیقات مربوط به اندازه گیری انرژی مصرفی جانداران شد.

استفاده از آب دوبار نشان دار شده  برای اندازه گیری انرژی مصرفی موجودات زنده اولین بار در سال 1982 در مورد انسان به کار رفت .در روش آب نشان دارشده به کمک ردیابی ایزوتوپ های پایدار دوتریم و اکسیژن-18 برای اندازه گیری کل انرژی مصرفی جهت تعیین نیاز به انرژی و تعادل انرژی در انسان به کار می رود. اساس در این روش ، دی اکسید کربن تولید شده از طریق تفاوت بین میزان دفع هیدروژن و اکسیژن در  بدن قابل اندازه گیری است. بدین صورت که پس از تجویز خوراکی مقداری آب دوبار نشان دار شده با  ایزوتوپ دوتریوم و اکسیژن-18 ، دوتریوم به شکل آب و اکسیژن- 18 به شکل آب و دی اکسید کربن از بدن دفع می شوند. در بازه زمانی دو هفته میزان دفع دو ایزوتوپ  دوتریم و اکسیژن-18با نمونه برداری دوره ای از آب بدن که از  ادرار، بزاق و پلاسما انسان نمونه برداری می شود اندازه گیری می گردد.ازاختلاف بین دو میزان دفع، مقدار تولید دی اکسید کربن را اندازه گیری و سپس با استفاده از روش کالری متری غیر مستقیم از دی اکسید کربن تولید شده برای محاسبه ی کل انرژی مصرفی استفاده می شود.لازم به ذکر است که در  روش کالریمتری مستقیم اندازه گیری انرژی صرف شده به صورت گرما فراهم میشود اما تکنیک گرماسنجی مستقیم  با معایب زیادی همراه است.

مزایای استفاده از روش آب دوبار نشان دار شده

روش آب دو بار نشان دار شده برای اندازه گیری میزان مصرف انرژی بر اساس تخمین میزان دفع CO2 از بدن است. این روش به دلیل چندین مزیت مشخص به یک روش محبوب تبدیل شده است:

1- این روش مقدار مصرف انرژی را که شامل کل انرژی مصرفی، مصرف انرژی استراحت، اثر گرمایی غذا و گرمازایی فعالیت می باشد، مشخص می کند.

2- استفاده از این روش ساده است و فرد قادر به انجام فعالیت های عادی روزانه ی خود در طول اندازه گیری است و محدودیتی در زندگی فرد ایجاد نمی شود.

3- این روش مقدار کل انرژی مصرفی روزانه فرد را نشان می دهد و برای شیر خواران، کودکان خردسال، سالمندان و افراد ناتوان که نمی توانند به راحتی شرایط سخت اندازه گیری اکسیژن مصرفی را تحمل کنند، مناسب است.

4- با روش آب دوبار نشان دار تخمین دریافت انرژی انرژی مصرفی در فهرست فعالیت های بدنی قابل اعتبار سنجی است.

5- مهم ترین مزیت این روش،  دقت بالا در حدود 2 تا 8 درصد است.

6- حذف CO2 در یک دوره طولانی ، ساعتها تا روزها اندازه گیری می شود و بنابراین شامل یک اندازه گیری ترکیبی از مصرف انرژی در کل دوره است.

محدودیت ها و معایب استفاده از آب دوبار نشان دار شده

هزینه ی نسبتا  بالای تجهیزات مورد نیاز برای آنالیز ایزوتوپ های پایدار و همچنین نیاز به افراد متخصص برای کار با آنها باعث شده است استفاده از آب دوبار نشان دار شده بیشتر برای تحقیقات استفاده شود و برای پزشکان کاربرد روزمره نداشته باشد اما نتیجه همین تحقیقات اطلاعات مفیدی جهت برآورد کل نیاز به انرژی در اختیار پزشکان قرار می دهد. این معادلات فقط به عنوان راهنما یا نقطه ی شروع استفاده می شوند و پس از آن فرد کاملاً تحت نظر قرار گرفته و مداخلات لازم برای ارتقای وضعیت تغذیه ی مناسب برای او صورت گیرد. همانند بسیاری از معادلات، این معادله ها نیز برای افراد سالم کاربرد دارد و برای افراد بیمار یا کسانی که به حمایت های ویژه ی تغذیه ای احتیاج دارند ، قابل استفاده نیستند.

برای خرید  "آب دوبار نشان دار شده" "Doubly labeled water" "D218O" "DLW"کلیک کنید