Measuring oxygen consumption with an all-electronic multi-range digital respirometer
Oxygen consumption of animals is often measured for studies in physiological ecology. Usually a closed respiration chamber containing a carbon-dioxide-absorbing substance is used. Oxygen consumed by the animal is either compensated by reduction of the vessel volume (Kratochvil 1976) or replaced by electrolysis (Heusner etal. 1965; Rufeger 1968, 1980). Manometers of various kinds are always employed for pressure transmission. All chambers are kept at constant temperature by a thermostatically controlled water bath. The advantage of an electrolytic respirometer is that the quantity of oxygen generated is linearly dependent only on current and independent of air pressure and temperature. The breathing air composition before, during, and after measurement is constant. After equilibration such a system allows direct oxygen consumption measurements at various environmental temperatures without making corrections. In the apparatus described here power supply, time pulse generator, constant current generator, and the processor which controls the operation and calculates the results are joined in a common box. In front of it the counter displays and the switch board with optical and acoustic signals are arranged. A newly designed manometer with adjustable sensitivity and an infra-red sensor drives a digital position discriminator. This amplification of the manometer reading permits a very simple zero adjustment. All the usual types of gas chamber may be used, for instance equipment consisting only of an electrolytic cell, respiration chamber, and compensating chamber (Heusner et al. 1965), as well as extensive additional fittings, with pump-driven air circulation and separate carbon dioxide and humidity absorption vessels (Moyat 1957; Rufeger 1968, 1980). Contact manometers constructed earlier may be connected on a separate input.
Über den Einfluss von Licht und Aktivität auf endogene Stoffwechselrhythmen bei Kleinsäugern und Vögeln
ZusammenfassungBeschreibung einer neuartigen Apparatur, die gleichzeitig den absoluten Wert des Sauerstoffverbrauchs (durch elektrolytische Kompensation) und die Laufaktivität von Kleintieren registriert.Albinotische Feldmäuse (Microtus arvalis) haben einen Stoffwechsel- und Aktivitätsrhythmus von genau 9 Maxima je 24 Std. Im Dauerhell ist jedes Maximum um etwa 7% verzögert. Diese Periodik wurde als „Zwischenperiodik“ bezeichnet.Nur bei 12/12 Std-Kunsttag wird eine 24 Std-Periodik ausgebildet durch Verschmelzung zweier Maxima während der Dunkelphase.Die 24 Std-Periodik von weißen Hausmäusen (Mus musculus) scheint gleicher Art zu sein, da während der Dunkelphase 5 Maxima der Zwischenperioden verschmelzen.Änderungen der Beleuchtungsfrequenzen (z. B. 4/4 Std-Kunsttag) synchronisieren eine mehr oder weniger modifizierte 24 Std-Periodik.Ein Ausnahmefall wird beschrieben, in dem eine Maus im Stoffwechsel einem Beleuchtungswechsel von 3/3 und 2/2 Std folgte; die 24 StdPeriodik war nicht mehr zu beobachten. Die Frequenz von Zwischenperiodik und 24 Std-Periodik hängt nicht von der Stoffwechselintensität ab. Quantiative Beziehungen zwischen Stoffwechselhöhe und Laufaktivität wurden analysiert.Vögel repräsentieren einen anderen physiologischen Typ in der Reaktionsweise auf Licht. Jede Beleuchtungswechselfrequenz wird durch entsprechende Stoffwechselreaktion beantwortet, die unabhängig von der endogenen 24 Std-Periodik ist.
A New Method of measuring Oxygen consumed in the Metabolism of Small Animals
THE principle of replacing, by means of electrolysis, the oxygen consumed in measurements of metabolism offers the threefold possibility of having a high degree of sensitivity, of controlling the phenomenon for an unlimited time and avoiding calculation entirely. An electrolytic cell (30 per cent sodium hydroxide), capable of producing oxygen, is connected by means of a tube to the thermostatic chamber in which the animal is enclosed. The chamber is provided with a mechanical system for circulating the air and absorbing carbon dioxide, and comprises a pump and a purifier. The whole, including the metabolism chamber, the pump, the purifier, the bell-jar placed over the nickel electrode, and the connecting tubes, is hermetically sealed. Measurement and integration in time of the quantity of electricity supplied by the current generator to the electrolytic cell is done electrically.