動物生理學(xué)-第七章-能量代謝與體溫調(diào)節(jié)課件

第七章能量代謝與體溫調(diào)節(jié)

㈠能量的代謝（能量來源、呼吸商、基礎(chǔ)代謝，靜止代謝，影響能量代謝的因素）。

㈡家畜體溫及其正常變異，體熱的產(chǎn)生和散失，體溫的神經(jīng)和激素調(diào)節(jié)，外界高溫及低溫條件下機(jī)體的反應(yīng)。㈠能量的代謝

※※能量代謝：是指體內(nèi)伴隨物質(zhì)代謝所發(fā)生的能量釋放、轉(zhuǎn)化和利用的過程。

1.動物體能量的來源和轉(zhuǎn)化

⑴能量的來源

動物體不能進(jìn)行光合作用等，能量只能來自食物。食物中糖類、脂肪和蛋白質(zhì)三大營養(yǎng)物質(zhì)含有大量可利用的能量。當(dāng)食物分解時，食物中包含的各種能量轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能、熱能、機(jī)械能、電能和光能，最終變?yōu)闊崮茚尫懦鲶w外。

⑵※能量的轉(zhuǎn)化

飼料的能量可相應(yīng)劃分成若干個部分，如圖所示：①總能

（又稱粗能）指飼料中有機(jī)物完全氧化燃燒生成CO2、水和其他氧化物時釋放的全部熱量。

②消化能

是指飼料中可消化的養(yǎng)分所含的能量，即總能與糞能之差。

消化能（DE,digestibleenergy）＝總能（GE，grossenergy）－糞能（FE，fecesenergy）

③代謝能

是指飼料中消化能減去尿能和消化道可燃?xì)怏w（甲烷）產(chǎn)生的能量。

代謝能（ME，metabolizableenergy）=消化能（DE,digestibleenergy）－尿能（UE,urineenergy）－發(fā)酵能（Eg,gaseousenergy）④凈能

是指飼料中用于維持生命（靜息電位、吸收分泌、體溫）和生產(chǎn)產(chǎn)品（肉、奶、皮毛、蛋等）的能量，即代謝能減去飼料的熱增耗（特殊動力作用功）。

▲熱增耗（也稱特殊動力作用功或食后增熱）：是指絕食動物在采食飼料后的短時間內(nèi)，體內(nèi)代謝產(chǎn)熱高于絕食代謝產(chǎn)熱的那部分能量。

凈能（NE，netenergy）=代謝能（ME，metabolizableenergy）－熱增耗（HI，heatincrement）。也表示為：凈能（NE，netenergy）=維持凈能（NEm,netenergyformaintenance）+生產(chǎn)凈能（NEp,netenergyforproduction）2.能量代謝的測定

⑴※※與能量代謝有關(guān)的概念

①※食物的熱價

1g某種食物氧化(或在體外燃燒)時所釋放的熱量稱為食物的熱價。單位是：KJ/g。熱價有生物熱價和物理熱價之分，分別指食物在體內(nèi)氧化和體外燃燒時釋放的熱量。

②※食物的氧熱價

把某種食物氧化時消耗1L氧所產(chǎn)生的熱量，稱為該種食物的氧熱價。單位是：KJ/L。

③※呼吸商（RQ=VCO2/VO2）

一定時間內(nèi)機(jī)體呼出的CO2的量與吸入的O2的量的比值，稱為呼吸商。⑵測定能量代謝的方法

①直接測熱法

將動物放在專門設(shè)計的測熱室中，直接測定機(jī)體在一定時間內(nèi)散發(fā)的熱量。但由于測熱裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，操作不方便，實(shí)際中難以推廣很少采用。

密閉式回路呼吸裝置⑵靜止能量代謝

動物在一般的畜舍或?qū)嶒?yàn)室條件下、早晨飼喂前休息時（以臥下為宜）的能量代謝水平，稱為▲靜止能量代謝。

☆靜止能量代謝與基礎(chǔ)代謝不同之處，在于靜止能量代謝還包含數(shù)量不定的特殊動力作用的能量、用于生產(chǎn)的能量和用于調(diào)節(jié)體溫的能量。

公式：Q=KW0.75

Q為靜止能量代謝率（KJ/24h）,K＝70，W為體重（Kg）。③食物的特殊動力效應(yīng)

動物進(jìn)食后一段時間內(nèi)（從進(jìn)食后1小時開始，延續(xù)到7－8小時）,雖然處于安靜狀態(tài)，但所產(chǎn)生的熱量卻要比進(jìn)食前有所增加。這種額外的能量消耗是由進(jìn)食所引起的。

④環(huán)境溫度

動物安靜時的能力代謝，在20－30度的環(huán)境溫度中由于肌肉松弛最為穩(wěn)定。當(dāng)環(huán)境溫度低于20度時，代謝率增加，主要是由于寒冷刺激反射性地引起寒戰(zhàn)以及肌肉緊張度增強(qiáng)所致。當(dāng)環(huán)境溫度高于30度時，代謝率又會增加，因?yàn)轶w內(nèi)化學(xué)反應(yīng)過程的反應(yīng)速度增強(qiáng)的緣故。⑤個體差異

大小、性別（公＞母）、年齡（幼畜＞成年）、營養(yǎng)狀況（好＞差）等。

⑷影響基礎(chǔ)代謝率和靜止能量代謝的因素

①

年齡（幼畜＞成年）、性別（公＞母）、身高、體重、體表面積

②生長、妊娠、哺乳、體溫

③

疾病

④

環(huán)境溫度（春、秋＞夏＞冬，溫帶、寒帶＞熱帶）、食物、長期禁食

⑤肌肉活動、情緒狀態(tài)、激素水平、睡眠等㈡體溫及其調(diào)節(jié)

1.動物的體溫及其正常變動

⑴部位變異

肛溫（36.5－37.5℃）；口溫小于肛溫；腋溫小于口溫；腋溫（36.0－37.4?C）；肝最高38?C。畜牧獸醫(yī)實(shí)踐中，多以肛溫代表體溫，接近且穩(wěn)定。

⑵晝夜波動

自然界光線、環(huán)境溫度、喂料、生活方式、肌肉工作等周期性變化。通常是白晝逐漸升溫至午后達(dá)到高峰，然后逐漸下降至清晨最低。⑶年齡性別

幼畜＞成年、雄性＞雌性。

⑷生理狀況

母畜發(fā)情、妊娠＞排卵。

⑸其他

品種：乳牛＞黃牛；采食；神經(jīng)激動；地理氣候（溫帶、寒帶＞熱帶）等。2.機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱過程

體溫是產(chǎn)熱、散熱對比的結(jié)果是一個恒定的動態(tài)平衡。

⑴產(chǎn)熱

①通常環(huán)境中

安靜時，內(nèi)臟（肝臟）為多；運(yùn)動時，骨骼肌增加60倍，占2/3以上。草食動物瘤胃發(fā)酵為主。

②寒冷環(huán)境中

機(jī)體通過寒顫性（戰(zhàn)栗）產(chǎn)熱(shiveringthermogenisis)和非寒顫性（非戰(zhàn)栗）產(chǎn)熱(non-shiveringthermogenesis)兩種形式,增加產(chǎn)熱量以維持體溫。③影響產(chǎn)熱的因素

Ⅰ.基礎(chǔ)代謝率；

Ⅱ.肌肉運(yùn)動；

Ⅲ.神經(jīng)的緊張程度（肌肉血管）；

Ⅳ.內(nèi)分泌激素（E、NE、T4.T3）；

Ⅴ.環(huán)境溫度；在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境溫度范圍內(nèi)，動物的代謝強(qiáng)度和產(chǎn)熱量可保持在生理的最低水平而體溫仍能維持穩(wěn)定，這種環(huán)境溫度稱為動物的※▲等熱范圍或代謝穩(wěn)定區(qū)。

Ⅵ食物的特殊動力作用。⑵散熱

①途徑

皮膚（75％）、呼吸、排糞、排尿

方式：

皮膚散熱的方式：輻射、對流、傳導(dǎo)、蒸發(fā)。前三種又稱為非蒸發(fā)散熱。

Ⅰ.輻射

熱以紅外線的形式由高溫向溫度較低的散發(fā)。

Ⅱ.對流

氣液流動——通風(fēng)。

Ⅲ.傳導(dǎo)

熱量直接通過接觸的方式由高溫傳給溫度較低的物體。3.※體溫恒定的調(diào)節(jié)

⑴※體溫調(diào)節(jié)中樞

調(diào)節(jié)體溫的重要中樞位于下丘腦。通常，下丘腦前部產(chǎn)熱中樞，后部散熱中樞。

⑵溫度感受器

分為外周和中樞感受器。

①外周感受器

如皮膚、某些粘膜、腹臟內(nèi)臟等。

②中樞感受器

有冷敏和熱敏神經(jīng)元。⑶※體溫中樞調(diào)節(jié)機(jī)理—調(diào)定點(diǎn)（setpoint）學(xué)說

①調(diào)定點(diǎn)學(xué)說

下丘腦的熱敏神經(jīng)元起著調(diào)定點(diǎn)的重要作用?！{(diào)定點(diǎn)是指熱敏神經(jīng)元對溫?zé)岬母惺芙缦藜撮撝担ㄍǔＪ?8℃左右）。

②調(diào)節(jié)過程

當(dāng)中樞的溫度升高＞調(diào)定點(diǎn)時，熱敏神經(jīng)元沖動發(fā)放的頻率↑，使散熱過程興奮而產(chǎn)熱抑制，則使體溫不致過高；當(dāng)中樞的溫度降低＜調(diào)定點(diǎn)時，熱敏神經(jīng)元沖動發(fā)放的頻率↓，使散熱過程抑制而產(chǎn)熱興奮，則使體溫不致過低。

另外，5－羥色胺刺激散熱，而乙酰膽堿刺激產(chǎn)熱，去甲腎上腺素在高溫時抑制熱性喘息，在低溫時，則抑制寒顫。

③體液調(diào)節(jié)

Ⅰ.

甲狀腺素→代謝率提高→緩慢而持久地加強(qiáng)產(chǎn)熱；

Ⅱ.

腎上腺素和去甲腎上腺素→糖、脂肪分解→迅速而短暫對付急劇變化。

⑸※行為性體溫調(diào)節(jié)

是大腦皮層參與下有意識的活動，卷縮姿勢和積聚以減小散熱面積，躺在向陽背風(fēng)處；長期冷環(huán)境→被毛生長加厚、皮下脂肪蓄積——絕熱作用，反之，伸展，躺臥，懶于活動，躲在陰涼處、落毛、脂肪薄。環(huán)境溫度降低時體溫的神經(jīng)內(nèi)分泌調(diào)節(jié)4.※家畜對高溫和低溫的耐受能力與適應(yīng)

⑴家畜的耐熱與抗寒

外界溫