153 resultados para Bioenergetics


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Ontogenetic patterns in the percent dry weight (%DW) and energy density (joules per gram of wet weight) were studied in the early life stages of the subtropical estuarine and marine gray snapper Lutjanus griseus and the warmtemperate estuarine and marine spotted seatrout Cynoscion nebulosus. The %DW was variable for individuals of both species but increased significantly through larval to juvenile stages (<20% for fish ,50 mm standard length to 20–30% for fish >50 mm). The lipid percentage, which was determined only for gray snapper, was also variable between individuals but showed significant increase with body size. Strong relationships between percent dry weight and energy density were evident for both species; however, the slopes of regressions were significantly lower than in general multispecies models, demonstrating the need for species- and stagespecific energy density data in bioenergetics models.

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Radio and sonic telemetry were used to investigate the tidal orientation, rate of movement (ROM), and surfacing behavior of nine Kemp's ridley turtles, Lepidochelys kempii, tracked east of the Cedar Keys, Florida. The mean of mean turtle bearings on incoming (48 ± 49 0) and falling (232 ± 41 0) tides was significantly oriented to the mean directions of tidal flow (37±9°, P<0.0025, and 234±9 0, P<0.005, respectively). Turtles had a mean ROM of 0.44±0.33 km/h (range: 0.004-1.758 km/h), a mean surface duration of 18± 15 s (range: 1-88 s), and a mean submergence duration of 8.4± 6.4 min (range: 0.2-60.0 min). ROM was negatively correlated with surface and submergence durations and positively correlated with the number of surfacings. Furthermore, ROMs were higher and surface and submergence durations were shorter during the day. Daily activities of turtles were attributed to food acquisition and bioenergetics.

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A obesidade é uma doença crônica, resultante do excesso de gordura no organismo. O aumento da obesidade no mundo, tem se revelado como um dos fenômenos clínicos e epidemiológicos da atualidade. Estudos populacionais e em modelos animais demonstram que a origem da epidemia da obesidade está relacionada a fatores genéticos, modificações de hábitos nutricionais, redução da atividade física, e alterações nutricionais durante a lactação, desempenhando um papel relevante no desenvolvimento da obesidade, DM2 e cardiomiopatias. As mitocôndrias são os coordenadores centrais do metabolismo energético, assim, alterações funcionais e estruturais dessa organela têm sido associadas à desordens metabólicas. Elas exercem um papel na sobrevivência e função dos cardiomiócitos devido à alta demanda energética do miocárdio. Desta forma, disfunções mitocondriais estão relacionadas com disfunções no miocárdio e conseqüente progressão de cardiomiopatias. Neste estudo, avaliamos a bioenergética e a ultraestrutura de cardiomiócitos de camundongos obesos e controle hiperalimentados durante a lactação. O consumo de oxigênio das fibras cardíacas foi avaliado por respirometria de alta-resolução, utilizando um oxígrafo-2K-Oroboros. A ultraestrutura dos cardiomiócitos foi analisada por microscopia eletrônica de transmissão e o conteúdo das proteínas Carnitina palmitoil transferase 1 (CPT1), Proteína desacopladora 2 (UCP2) , Transportador de glicose 1 e 4 (GLUT1) e (GLUT4), Proteína Kinase ativada por AMP (AMPK) e Proteína kinase ativada por AMP fosforilada p(AMPK) por Western blotting (WB). Além disso, o peso dos animais, a gordura retroperitoneal, epididimal e a glicemia em jejum foram determinadas. Nossos resultados confirmaram que os animais do grupo hiperalimentados (GH), aos 90 dias de vida, apresentaram aumento da massa corporal, de gordura epididimária e retroperitoneal comparado ao grupo controle (GC). As taxas respiratórias foram semelhantes nos dois grupos quando foram utilizados os substratos dos complexos I e II. Entretanto, quando o ácido graxo palmitoil-L-carnitina foi utilizado, a taxa respiratória máxima do GH foi significativamente menor. A análise ultraestrutural dos cardiomiócitos do GH demonstrou intenso dano na matriz mitocondrial e maior presença de gotículas de lipídios, caracterizando deposição ectópica. Os resultados do WB mostraram aumento significativo do conteúdo de CPT1 e UCP2 no GH comparado ao GC. Não foram encontradas diferenças significativas no conteúdo de GLUT1 entre os grupos, entretanto, observamos maior conteúdo do GLUT4 no GH. Além disso, encontramos maior conteúdo de AMPK no GH, ao passo que o conteúdo de pAMPK foi semelhante entre os grupos. Entretanto, a razão pAMPK/AMPK é significativamente menor no GH. Esses resultados sugerem que a hiperalimentação durante a lactação leva a obesidade na vida adulta com alterações na bioenergética e ultraestrutura dos cardiomiócitos.

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Indivíduos obesos apresentam maior risco de morbidade e mortalidade atribuída às doenças cardiovasculares. A composição da dieta é um fator que prediz o fenótipo cardíaco em resposta a obesidade e, o tipo de ácido graxo pode afetar de forma diferencial a estrutura e a função do miocárdio. Estudos têm mostrado que a disfunção mitocondrial exerce um papel chave na patogênese da insuficiência e hipertrofia cardíaca, e as alterações mitocondriais observadas em falhas cardíacas apontam para defeitos em sítios específicos da cadeia transportadora de elétrons. Desta forma, o objetivo deste estudo foi avaliar a função contrátil ventricular em camundongos, alimentados com dieta hiperlipídica, rica em ácidos graxos poliinsaturados, buscando elucidações através da bioenergética mitocondrial. Após desmame, camundongos machos C57Bl/6 passaram a receber dieta manipulada contendo 7% (C) ou 19% (HF) de óleo de soja, até os 135 dias de idade. A ingestão alimentar e a massa corporal foram monitoradas e foi realizado teste de tolerância à glicose. No final do período experimental, os animais foram anestesiados e submetidos à avaliação da composição corporal por Absortimetria de Raios X de Dupla Energia (DXA), e em seguida, sacrificados por exsanguinação. No plasma foram determinados o perfil lipídico e a insulina. O coração, o tecido adiposo intra-abdominal e o subcutâneo foram coletados, pesados, processados para análise histomorfológica. Fibras cardíacas do ventrículo esquerdo foram utilizadas para análise da respiração mitocondrial através de oxígrafo. O coração também foi utilizado para a técnica de perfusão de coração isolado de Langendorff, e para análise da expressão de proteínas relacionadas à bioenergética de cardiomiócitos, através de Western Blotting. O índice de HOMA e de adiposidade foram calculados. O grupo HF apresentou maior adiposidade, sem alteração na ingestão alimentar. Foi observada intolerância a glicose, hiperinsulinemia e resistência à insulina, além de alterações desfavoráveis no perfil lipídico. Foi observado alteração na morfologia cardíaca e quadro de cardiomiopatia hipertrófica, refletindo em alteração hemodinâmica, determinando maior contratilidade, maior pressão ventricular e função diastólica prejudicada. Em relação à atividade mitocondrial dos cardiomiócitos foi observada menor oxidação de carboidratos (-47%) e de ácidos graxos (-60%). Porém, sem alteração na expressão de proteínas relacionadas à bioenergética de cardiomiócitos, CPT1, UCP2, GLUT1, GLUT4, AMPK e pAMPK. A partir desses resultados, concluímos que o tipo e a quantidade de ácidos graxos predizem o fenótipo cardíaco na obesidade, promovendo alteração na capacidade oxidativa mitocondrial, na morfologia e na hemodinâmica cardíaca

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Juvenile fish in temperate coastal oceans exhibit an annual cycle of feeding, and within this cycle, poor wintertime feeding can reduce body growth, condition, and perhaps survival, especially in food-poor areas. We examined the stomach contents of juvenile walleye pollock (Theragra chalcogramma) to explain previously observed seasonal and regional variation in juvenile body condition. Juvenile walleye pollock (1732 fish, 37–250 mm standard length) of the 2000 year class were collected from three regions in the Gulf of Alaska (Kodiak, Semidi, and Shumagin) representing an area of the continental shelf of ca. 100,000 km2 during four seasons (August 2000 to September 2001). Mean stomach content weight (SCW, 0.72% somatic body weight) decreased with fish body length except from winter to summer 2001. Euphausiids composed 61% of SCW and were the main determinant of seasonal change in the diets of fish in the Kodiak and Semidi regions. Before and during winter, SCW and the euphausiid dietary component were highest in the Kodiak region. Bioenergetics modeling indicated a relatively high growth rate for Kodiak juveniles during winter (0.33 mm standard length/d). After winter, Shumagin juveniles had relatively high SCW and, unlike the Kodiak and Semidi juveniles, exhibited no reduction in the euphausiid dietary component. These patterns explain previous seasonal and regional differences in body condition. We hypothesize that high-quality feeding locations (and perhaps nursery areas) shift seasonally in response to the availability of euphausiid

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Durante o tratamento radioterápico para tumores localizados na região torácica, parte do coração frequentemente é incluída no campo de tratamento e pode receber doses de radiação ionizante, significativas em relação à terapêutica. A irradiação do coração é capaz de causar importantes complicações cardíacas ao paciente, caracterizadas por alterações funcionais progressivas cerca de 10 a 20 anos após a exposição do órgão. Devido ao seu alto grau de contração e grande consumo energético, o tecido cardíaco é altamente dependente do metabolismo oxidativo que ocorre nas mitocôndrias. Danos as estas organelas podem levar ao decréscimo da produção de energia, tendo um impacto direto sobre a performance cardíaca. Ainda, ao interagir com as células, a radiação ionizante pode gerar uma série de eventos bioquímicos que conduzem a uma resposta celular complexa, em que muitas proteínas parecem estar envolvidas. Tendo em vista tais conhecimentos, o objetivo do estudo foi avaliar o aspecto ultraestrutural do tecido cardíaco, a bioenergética mitocondrial e a expressão diferencial de proteínas após irradiação. Os ensaios foram realizados em amostras de tecido cardíaco de ratos Wistar irradiados com dose única de 20 Gy direcionada ao coração. As análise tiveram início 4 e 32 semanas após irradiação. A análise ultraestrutural foi realizada através de microscopia eletrônica de transmissão. A respiração mitocondrial foi mensurada em oxígrafo, a partir das taxas de consumo de oxigênio pelas fibras cardíacas. A identificação de proteínas diferencialmente expressas foi investigada através de duas técnicas proteômicas: 2D-DIGE (2-D Fluorescence Difference Gel Electrophoresis) e uma abordagem label-free seguida de espectrometria de massas. Os resultados mostraram que os efeitos tardios da radiação incluem a degeneração das mitocôndrias e das unidades contráteis do tecido cardíaco, disfunções na cadeia respiratória mitocondrial e expressão diferencial de proteínas envolvidas no metabolismo energético de carboidratos, lipídeos e da fosfocreatina. De forma geral, o estudo mostrou que a irradiação cardíaca prejudica o processo de síntese energética, conduzindo a um déficit da taxa respiratória mitocondrial como efeito tardio. Tal evento pode culminar em disfunções mecânicas no coração, caracterizando o desenvolvimento de doenças cardíacas radioinduzidas.

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A disfunção mitocondrial tem sido associada a várias doenças, incluindo a colestase hepática, caracterizada pela ativação de células de Kupffer e células fibrogênicas, as quais produzem matriz extracelular excessiva. O acúmulo de sais biliares tóxicos no parênquima hepático leva à lesão crônica com dano mitocondrial, redução da síntese de ATP, aumento de espécies reativas de oxigênio (ROS) e apoptose, resultando em comprometimento da função hepática. Trabalhos anteriores do nosso grupo mostraram o efeito positivo do transplante de células mononucleares da medula óssea (CMMO) na resolução da fibrose hepática e recuperação da função hepática em ratos com colestase, induzida pela ligadura de ducto biliar (LDB). Assim, o presente estudo teve como objetivo analisar a bioenergética mitocondrial após o transplante de CMMO no fígado de ratos com fibrose induzida por ligadura de ducto bilar (LDB). Ratos Wistar machos foram divididos em quatro grupos: animais normais, animais com fibrose hepática após 14 e 21 dias de LDB (F14d e F21d, respectivamente), e animais que após 14 dias de LDB receberam 1x107 CMMO, e foram eutanasiados sete dias após. Nossos dados demonstraram aumento do conteúdo de colágeno tipo I no grupo F21d em relação ao grupo normal, indicativo de fibrose, e sua diminuição após o transplante de CMMO. A análise da fisiologia mitocondrial do fígado mostrou diminuição significativa da taxa respiratória máxima estimulada por ADP (estado 3) nos grupos F14d e F21d, indicando redução da capacidade de oxidação de carboidratos e ácidos graxos. Além disso, a razão do controle respiratório (RCR), indicativa de acoplamento da fosforilação oxidativa com a produção de ATP, apresentou-se significativamente diminuída nos grupos F14d e F21d, sugerindo desacoplamento mitocondrial. No entanto, o transplante de CMMO aumentou significativamente nestes grupos tanto a capacidade oxidativa quanto o acoplamento mitocondrial a níveis semelhantes aos do grupo normal. Estes resultados foram confirmados por análise de western blotting, que mostrou aumento significativo no conteúdo de UCP2 e diminuição do conteúdo de PGC-1α no grupo F21d, com consequente restauração após o transplante de CMMO. Além disso, os resultados mostraram um aumento significativo do conteúdo de 4-HNE no grupo F14d com redução após o transplante CMMO. Assim, podemos concluir que o transplante de CMMO tem um efeito positivo sobre a bioenergética mitocondrial de fígados de ratos com colestase, com aumento da capacidade oxidativa e redução do estresse oxidativo, o que, por sua vez, contribui para a recuperação da função hepática.

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A obesidade, doença resultante do acúmulo excessivo de gordura corporal, é importante fator de risco para diabetes mellitus tipo 2, dislipidemias e doenças cardiovasculares, doenças de alta prevalência em todo o mundo. O processo de transição nutricional decorrente da globalização contribuiu para o crescente número de indivíduos com obesidade, principalmente pela modificação nos hábitos alimentares da população, com ampla inclusão de produtos industrializados ricos em gordura saturada, sal e açúcar, denominada dieta ocidental. Os mecanismos pelos quais a obesidade induzida por dieta leva ao desenvolvimento de doenças cardiovasculares ainda não estão completamente esclarecidos na literatura, porém sabe-se que a obesidade leva ao comprometimento da função cardíaca e do metabolismo energético, aumentando a morbidade e mortalidade. Em grande parte dos estudos relacionados à obesidade, o metabolismo energético celular comprometido associa-se à disfunção mitocondrial. Neste contexto, torna-se importante avaliar a função mitocondrial na obesidade, visto que as mitocôndrias são organelas com funções-chave no metabolismo energético. No presente estudo, avaliamos inicialmente o efeito obesogênico da dieta ocidental em camundongos Swiss por 16 semanas a partir do desmame. Para tal, analisamos a ingestão alimentar, evolução da massa corporal, Índice de Lee, peso das gorduras epididimal e retroperitoneal, peso e morfologia do fígado, relação entre o peso do fígado/massa corporal, peso do ventrículo esquerdo (VE)/massa corporal, glicemia de jejum e teste intraperitoneal de tolerância à glicose. Avaliamos também o consumo de oxigênio das fibras cardíacas através da respirometria de alta resolução. Além disso, o conteúdo das proteínas envolvidas no metabolismo energético: Carnitina Palmitoil Transferase 1 (CPT1), proteína desacopladora 2 (UCP2), Transportadores de glicose 1 e 4 (GLUT1 e GLUT4), proteína quinase ativada por AMP (AMPK), proteína quinase ativada por AMP fosforilada (pAMPK), receptor de insulina β (IRβ) e substrato do receptor de insulina 1 (IRS-1) foi determinado por western blotting. Nossos resultados confirmaram o caráter obesogênico da dieta ocidental, visto que os camundongos submetidos a esta dieta (GO), apresentaram-se hiperfágicos (P<0,001) e obesos (72,031,82, P<0,001), com aumento progressivo no ganho de massa corporal. Além do aumento significativo dos parâmetros: Índice de Lee (362,902,44, P<0,001), gorduras epididimal e retroperitonial (3,310,15 e 1,610,11, P<0,001), relação entre o peso do fígado/massa corporal (0,060,003, P<0,001) e peso de ventrículo esquerdo (VE)/massa corporal (0,080,002, P<0,01), hiperglicemia de jejum (192,1014,75, P<0,01), intolerância à glicose (P<0,05, P<0,01) e deposição ectópica de gordura no fígado. A respirometria de alta resolução evidenciou disfunção mitocondrial cardíaca no grupo GO, com reduzida capacidade de oxidação de carboidratos e ácidos graxos (P<0,001) e aumento do desacoplamento entre a fosforilação oxidativa e a síntese de ATP (P<0,001). Os resultados de western blotting evidenciaram aumento nos conteúdos de CPT1 (1,160,08, P<0,05) e UCP2 (1,080,06, P<0,05) e redução no conteúdo de IRS-1 (0,600,08, P<0,05). Não houve diferença significativa nos conteúdos de GLUT1, GLUT4, AMPK, pAMPK, pAMPK/AMPK e IRβ. Em conclusão, o consumo da dieta ocidental resultou no desenvolvimento de obesidade com disfunção mitocondrial associada a alterações no metabolismo energético.

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The harbor seal (Phoca vitulina) is a large-bodied and abundant predator in the Salish Sea ecosystem, and its population has recovered since the 1970s after passage of the Marine Mammal Protection Act and the cessation of bounties. Little is known about how this large predator population may affect the recovery of fish stocks in the Salish Sea, where candidate marine protected areas are being proposed. We used a bioenergetics model to calculate baseline consumption rates in the San Juan Islands, Washington. Salmonids (Oncorhynchus spp.) and herring (Clupeidae) were the 2 most energetically important prey groups for biomass consumed by harbor seals. Estimated consumption of salmonids was 783 (±380 standard deviation [SD]) metric tons (t) in the breeding season and 675 (±388 SD t in the nonbreeding season. Estimated consumption of herring was 646 (±303 SD) t in the breeding season and 2151 (±706 SD) t in the nonbreeding season. Rockfish, a depressed fish stock currently in need of population recovery, composed one of the minor prey groups consumed by harbor seals (84 [±26 SD] t in the nonbreeding season). The variables of seal body mass and proportion of prey in seal diet explained >80% of the total variation in model outputs. Prey groups, such as rockfish, that are targeted for recovery may still be affected by even low levels of predation. This study highlights the importance of salmonids and herring for the seal population and provides a framework for refining consumption estimates and their confidence intervals with future data.

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I simulated somatic growth and accompanying otolith growth using an individual-based bioenergetics model in order to examine the performance of several back-calculation methods. Four shapes of otolith radius-total length relations (OR-TL) were simulated. Ten different back-calculation equations, two different regression models of radius length, and two schemes of annulus selection were examined for a total of 20 different methods to estimate size at age from simulated data sets of length and annulus measurements. The accuracy of each of the twenty methods was evaluated by comparing the back-calculated length-at-age and the true length-at-age. The best back-calculation technique was directly related to how well the OR-TL model fitted. When the OR-TL was sigmoid shaped and all annuli were used, employing a least squares linear regression coupled with a log-transformed Lee back-calculation equation (y-intercept corrected) resulted in the least error; when only the last annulus was used, employing a direct proportionality back-calculation equation resulted in the least error. When the OR-TL was linear, employing a functional regression coupled with the Lee back-calculation equation resulted in the least error when all annuli were used, and also when only the last annulus was used. If the OR-TL was exponentially shaped, direct substitution into the fitted quadratic equation resulted in the least error when all annuli were used, and when only the last annulus was used. Finally, an asymptotically shaped OR-TL was best modeled by the individually corrected Weibull cumulative distribution function when all annuli were used, and when only the last annulus was used.

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<正> 生物能量学(bioenergetics)是研究能量在生物体内转换的学科。实际上,生物能量学一词,被用于三个极为不同而又相互关联的领域:一个领域是研究生化过程及细胞活动中的能量转换;另一领域是关

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Phyrobilisomes (PBS) are the major light-harvesting, protein-pigment complexes in cyanobacteria and red algae. PBS absorb and transfer light energy to photosystem (PS) II as well as PS I, and the distribution of light energy from PBS to the two photosystems is regulated by light conditions through a mechanism known as state transitions. In this study the quantum efficiency of excitation energy transfer from PBS to PS I in the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC 7002 was determined, and the results showed that energy transfer from PBS to PS I is extremely efficient. The results further demonstrated that energy transfer from PBS to PS I occurred directly and that efficient energy transfer was dependent upon the allophycocyanin-B alpha subunit, ApcD. In the absence of ApcD, cells were unable to perform state transitions and were trapped in state 1. Action spectra showed that light energy transfer from PBS to PS I was severely impaired in the absence of ApcD. An apcD mutant grew more slowly than the wild type in light preferentially absorbed by phyrobiliproteins and was more sensitive to high light intensity. On the other hand, a mutant lacking ApcF, which is required for efficient energy transfer from PBS to PS II, showed greater resistance to high light treatment. Therefore, state transitions in cyanobacteria have two roles: (1) they regulate light energy distribution between the two photosystems; and (2) they help to protect cells from the effects of light energy excess at high light intensities. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

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Penaeus monodon postlarvae were fed with different percentages (0%, 25%, 50%, 75% and 100%) of the herbal appetizer Zingiber officinalis enriched Artemia. After 30 days of culture (i.e. PL-1-30), a very positive result was found in Z. officinalis-enriched Artemia-fed postlarvae. The unenriched Artemia-fed postlarvae consumed 91.0 mg/animal/30 days of feed, whereas the Z. officinalis-enriched Artemia increased their consumption to 127.9 mg/animal/30 days. A similar pattern was noticed in feed absorbed (110.2 mg), dry weight growth (26.7 mg) and feed catabolized (83.2 mg) in Z. officinalis-enriched Artemia because of enzymatic activities. The conversion efficiency of unenriched postlarva was 17.19%, whereas in 100% Z. officinalis-enriched Artemia, the maximum conversion efficiency was 20.85%. The net production efficiency increased significantly (P < 0.05) to 22% from that of the unenriched Artemia-fed postlarvae. The administration of Z. officinalis in all levels produced significantly (P < 0.05) higher weight gain and specific growth rate. The utilization efficiency of feed increased proportionately to the percentages of Z. officinalis. Digestive enzyme activity (amylase, protease and lipase) increased significantly (P < 0.05) in the 50%, 75% and 100% enrichment. Among the different percentages of enrichment, the 100% Z. officinalis-enriched Artemia-fed postlarvae performed better in the overall status.

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Young grass carp (12-13 g) were kept at five ration levels ranging from starvation to ad libitum feeding at 30-degrees-C. They were fed duckweed. Food consumption, absorption efficiency and growth were determined directly, and metabolism and nitrogenous excretion calculated indirectly from energy and nitrogen budgets, respectively. The relationship between specific growth rate and ration size was linear. Absorption efficiency for energy was not affected by ration size and averaged 50.6 +/- 0.57% (mean +/- s.e.). Depending on ration size, energy lost in excretion accounted for 4.5-5.9% of the food energy, energy channelled to metabolism accounted for 34.4-48.3% of the food energy, and energy retained as growth accounted for 6.7-11.9% of the food energy. Regardless of ration, a constant proportion of food energy (30.7%) was accounted for by feeding metabolism (total metabolism minus fasting metabolism). The energy budget at the maximum ration was: 100 C = 49.1F + 4.5U + 3.6R(fa) + 30.9R(fe) + 11.9G, where C, F, U, R(fa), R(fe) and G represent food consumption, faecal production, excretion, fasting metabolism, feeding metabolism and growth, respectively.