Теплообмін та його регуляція

Сталість температури тіла в теплокровних тварин підтримується за рахунок зрівноважування процесів теплопродукції і тепловіддачі.

Продукування тепла відбувається у всіх органах і тканинах тіла, тому що скрізь відбуваються процеси окислювання органічних речовин.

Пристосування організму тварин до високих і низьких температур здійснюється за допомогою хімічної і фізичної терморегуляції.

Під хімічною терморегуляцією розуміють зміну енергетичного обміну в умовах низьких і високих температур. При низьких температурах обмін речовин підвищується, при високих - знижується. Основну роль у хімічній терморегуляції відіграють зміни рівня обміну речовин у м'язах і печінці. У стані спокою м'язи утворюють незначну кількість тепла, але оскільки вони становлять 35 – 50% маси тіла, їхній внесок у загальну теплопродукцію достатньо великий.

У стані спокою теплопродукція за рахунок окремих органів така: м'язи – 25%, печінка – 20, головний мозок – 13, серце - 11, нирки – 7, шкіра – 5, інші органи – 19%. При інтенсивній роботі внесок м'язів у загальну теплопродукцію досягає 70 - 75%.

Не слід думати, що температура тіла однакова для різних його частин. Якщо температура тіла в різних видів тварин стала, то температура поверхні тіла (шкіри) схильна до значних коливань. Це залежить як від ступеня нагрівання шкіри притікаючою кров'ю, так і від охолодження її за рахунок факторів навколишнього середовища. Тому організм тварин ділять на дві частини - внутрішню, ядро або серцевину (внутрішні органи грудної, черевної і тазової порожнин, а також головний мозок), і поверхневу оболонку тіла (шкіра, скелетні м'язи).Вона складає приблизно 25 - 30% маси тіла, але цей об'єм непостійний, він залежить від температури середовища: при її зниженні об'єм оболонки зростає, а при підвищенні - зменшується. Це відіграє роль буфера, що пом'якшує різкі температурні коливання. Температурний гомеостаз підтримується переважно в серцевині тіла.

Температура поверхні шкіри неоднакова для різних ділянок. Різниця температур на тулубі і кінцівках може досягати 10°С і більш. Найбільш висока температура тіла у тварини в області паху, черева та за вухами.

Температура зовнішнього середовища, в умовах котрої тварини не витрачають енергію на підтримку температурного гомеостазу, називається термонейтральною зоною або зоною температурного комфорту. У ній підтримується на постійному рівні найбільш низький рівень обміну речовин. Широта цієї зони специфічна і залежить від порідних, вікових особливостей і ступеня акліматизації тварин.

Особливості хімічної терморегуляції обумовлені як морфологічними особливостями тварини (теплоізоляція шерстю і підшкірним жировим прошарком, розвитком потових залоз, поверхнею тіла, вагою, і т.їн.), так і екологічними умовами існування тварин і сезоном року.

Температура середовища, при котрої теплоутримуючі механізми, не можуть більше підтримувати постійну температуру тіла і теплопродукція повинна зростати, називається критичною.

 

 

Температурним оптимумом для сільськогосподарських тварин є:

велика рогата худоба	+4 - +20°
вівця	+12 - +20°
свині	+20 - +23°

Для молодняка (особливо поросят і курчат) термонейтральна зона ще вище - до 30 - 35°С.

 

У зв'язку з наповненням шлунка жуйні не можуть значно понижати рівень обміну і тому значення хімічної теплорегуляції в них менше, ніж фізичної.

Молодняк сільськогосподарських тварин має різний рівень можливостей хімічної теплорегуляції, так у телят, курчат і ягнят гарна хімічна терморегуляція, а в поросят, курчат і качат – погана, як при низьких, так і при високих температурах. У цілому сільськогосподарські тварини більше пристосовані до низьких температур, ніж до високих.

Велике значення в хімічній терморегуляції грає м'язова активність:

рухова активність,

* теплорегуляційний тонус

* озноб (дрож).

Фізична терморегуляція - це сукупність фізичних процесів, спрямованих на підвищення або зниження розсіювання тепла організмом.

Тепло виділяється з організму різними шляхами:

тепловипромінюванням;

теплопровідністю;

конвекцією;

випаровуванням води.

У різних умовах навколишнього середовища може переважати той або інший засіб тепловіддачі. При підвищених температурах посилюється випаровування. Кількість тепла, витраченого тілом при випаровуванні 1 г води, складає приблизно 2,4 кДж.

Шкіра відіграє важливу роль у терморегуляції, тому що через неї при виділяється біля 60% загальної втрати тепла.

 

Фізична терморегуляція	Температура навколишнього середовища
оптимальна	35°
Проведення (конвекція)	31%
Випромінювання (радіація)	43,74%	15%
Випаровування	21,71%	26% з органів дихання 59% з поверхні тіла
Нагрівання їжі	1,55%
Нагрівання повітря	1,3%
Втрата тепла з калом і сечею	0,7%

У теплий час року основним шляхом зниження температури тіла є випаровування. На випаровування 1 г поту з поверхні шкіри витрачається 2,4273 кДж.

Зона комфорту для молочних корів від 4 до 21°С, критична - 27°С.

 

Зони температурного комфорту для тварин окремих порід така:

	Нижня межа	Верхня межа
Голштини	- 13°	21°
Швиці і джерсеї	+2°	24 - 27°
Брахмани		32°

Термонейтральна зона для птиці 20 -25 або 12 - 25° С. Оптимум несучості при 13 - 22 С, а зниження при 28 С. Максимальна швидкість росту бройлерів спостерігається при 16 - 17 С. Температура в пташниках не повинна перевищувати 29˚ С, при 42 – 47˚ С спостерігається масова загибель птиці.

При температурі 35˚ С у птиці зростає частота дихання і послабляється серцева діяльність

Основними факторами, що визначають розмір критичної температури, є рівень годівлі і маса свиней. З підвищенням рівня годівлі і маси тіла температуру середовища можна знижувати без додаткової витрати кормів на теплопродукцію.

Критична температура повітря (° С) для свиней

 

Маса свиней, кг	Рівень годівлі
	2 М	2.5 М	3 М
	-		-

М - норма підтримуючого корму

Верхня межа 30°С при 440 кДж/сут.

20°С при 1760 кДж/сут.