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1、第七章 能量代谢与体温调节（Energy metabolism and Temperature regulation）,第一节 能量代谢,第二节 体温调节,第一节 能量代谢,新陈代谢(metabolism):生命物质或机体与周围环境间所进行的物质交换和能量转换的过程。,能量代谢(energy metabolism):生物体内伴随物质代谢而发生能量的释放、转移、贮存和利用的过程。,机体能量的来源及利用,能量的来源：1、糖：机体的主要能源 70%2、脂肪：提供大约 30%的能量 3、蛋白质（氨基酸）：提供少量的能量,能量的利用：1、热量 2、ATP ADP+无机磷酸,能量代谢的测定方法,一、直接测
2、热法 利用特殊的测量装置直接测量整个机体在单位时间内向外界环境散发的总热量。设备复杂，操作繁琐，应用受限。,二、间接测热法1、间接测热法的原理 定比定律：同一化学反应无论中间过程和条件差异多大，释放的能量是一定的。产物一致：食物在体内外的氧化，其最终产物是一样的。基本原理：利用化学反应的对比关系，查出一定时间内机体中氧化分解的糖、脂肪和蛋白质各有多少，据此计算该段时间内机体所释放出的总热量。,能量代谢的测定,食物的热价（caloric value）：1g食物氧化（或在体外燃烧）时释放出来的能量。物理热价 指食物在体外燃烧时释放的热量。生物热价 指食物在体内经过生物氧化所产生的热量。食物的氧热价
3、（thermal equivalent of oxygen）：某种营养物质氧化时，消耗1L氧所产生的热量。,呼吸商（respiratory quotient，RQ）：在一定时间内，机体的CO2产生量和消耗O2量的比值。生理意义：糖（1）、脂肪（0.71）、蛋白质（0.8）根据呼吸商的大小可以推测机体能量供应的主要来源。非蛋白呼吸商（NPRQ）：糖和脂肪氧化的CO2产生量和消耗O2量的比值。用于估测非蛋白代谢中糖和脂肪的相对量。,能量代谢的测定,2、间接测热法的方法和测算原则（1）氧耗量和CO2产生量的测定 闭合式测定法：肺量计、代谢仪 开放式测定法：化学分析（2）尿氮测定：可以计算出被氧化分解
4、的蛋白量和蛋白产热量。蛋白质量：P=6.25 尿氮量（克）非蛋白呼吸商（NPRQ）=(CO2-0.76P)/(O2-0.95P）蛋白质产热量=17.99 P,能量代谢测定原理和方法,（3）计算非蛋白食物的产热量：根据非蛋白呼吸商查表得出相应的非蛋白呼吸商的氧热价。非蛋白食物的产热量=氧热价非蛋白物质耗氧量（4）计算总热量：蛋白质代谢的产热量与非蛋白代谢的产热量之和,影响能量代谢的因素,1、肌肉活动：最为显著 劳动或运动时耗氧量和能量代谢显著增加，可达安静时的10-20倍，因此能量代谢可作为劳动或运动时肌肉活动强度的指标。,2、精神紧张活动精神紧张、情绪激动时，由于无意识骨骼肌紧张度增加和促使物
5、质代谢的激素（肾上腺素、甲状腺素等）增多，使产热量增加。,3、环境温度 2030oC:最稳定，肌肉松弛 30 oC:新陈代谢,4、食物的特殊动力效应 食物刺激机体产生“额外”热量的作用 蛋白质:30%，糖和脂肪：4%-6%，混合性食物:10%,基础代谢（basal metabolism）,基础代谢：动物在清晨静卧、空腹和气温为20情况下的代谢，称为基础代谢（动物在维持基本生命活动条件下的能量代谢水平）。基本条件：清醒、肌肉出于安静状态、适宜的外界环境温度、消化道处于空虚状态。静止能量代谢（resting energy metabolism）：动物在一般的畜舍或实验室条件下，早晨饲喂前休息时（以
6、卧下为宜）的能量代谢水平。,基础代谢率（basal metabolic rate，BMR）：在基本生命活动条件下（清醒、空腹、静卧、室温2030 oC），单位时间内每平方米体表面积的代谢能量。人：以平方米体表面积所产生或散发的能量KJ/1h*M2为单位。动物：以代谢体重计算：KJ/1h*W0.75,第二节 体温调节,机体的产热和散热过程,动物体温的生理波动,体温恒定的调节,体 温,外界温度对动物体温的影响,体核温度（core temperature）较高，相对稳定,生理学上的体温（body temperature）是指身体深部的平均温度。通常用直肠温度来代表。,体表温度（shell tempe
7、rature）较低，易受环境影响,一、体 温,恒温动物（homothermal animal）,体温调节,二、动物体温的生理波动,年龄：幼畜的体温比成年家畜略高性别：公畜较母畜略高 肌肉活动时体温升高 昼夜变化：清晨26时体温最低，午后16时最高。生理状态、情绪波动、地理气候等也会影响体温,体温调节,产热多于散热，体温升高，而散热超过产热则引起体温下降。畜禽正常体温的维持，有赖于产热和散热之间的动态平衡。,体温调节,三、机体的产热和散热过程,体温调节,机体的产热,其他的散热途径还有呼吸器官、消化器官和排尿等。,机体的散热途径：,动物的主要散热部位是皮肤；（7585%）,体温调节,散热方式,辐射
8、散热 机体热以热射线（红外线）的形式向外界发散体热的方式，常温和安静状态下占总散热量的70。影响因素：皮肤和外界的温度差、有效辐射面积。保温伞传导散热 机体的热量直接传给同它接触的较冷物体。影响因素：接触面积、温度差、物体的导热性,散热方式,对流散热机体与体表接触的气体或液体流动来交换和散发热量的方式。影响因素：空气或液体的对流速度蒸发散热 机体通过体表水分蒸发来发散体热的方式。影响因素：环境温度、空气对流速度、空气湿度。水帘降温,在气温接近或超过体温时，蒸发散热成为唯一有效的散热方式。,四、体温恒定的调节,体温调节,动物机体体温的调节主要有两种形式：,自主调节,行为调节,下丘脑的体温调节中枢
9、通过对产热和散热的调节而使体温维持恒定。,指动物通过自身行为的改变以控制散热和产热的程度，维持体温的恒定。,在PO/AH区中有一个控制体温的调定点，而PO/AH区的温度敏感神经元可能起调定点的结构基础。,体温调节,体温调定点学说：,当体温处于调定点时，机体的产热和散热过程处于平衡状态，体温维持在调定点设定的水平。,外周温度感受器,体温调节,温度感受器：,广泛分布于皮肤、粘膜和内脏,中枢温度感受器,视前区-下丘脑前部（PO/AH）、脑干网状结构及下丘脑的弓状核等处,热敏神经元、冷敏神经元,：冷感受器、热感受器,视前区-下丘脑前部(preoptic-anterior hypothalamus ar
10、ea，PO/AH)是体温调节中枢的关键部位。,体温调节,体温调节中枢：,体温调节的基本中枢位于下丘脑。,通过分泌甲状腺激素和肾上腺皮质激素等。,体温调节,信号传出途径与效应器：,1.植物性神经系统,主要通过对血管、呼吸、皮肤、汗腺和代谢的影响。,2.躯体神经系统,主要控制骨骼肌的紧张性和运动。,3.内分泌系统,五、外界温度对动物体温的影响,体温调节,等热范围或代谢稳定区,家畜的耐热与抗寒,家畜对高温与低温的适应,等热范围或代谢稳定区,动物的代谢强度和产热量可保持在生理最低水平而体温仍能维持恒定时的外界环境温度。临界温度：等热范围的低限温度生产意义,体温调节,（一）等热范围或代谢稳定区：,外界温
11、度在等热范围内饲养家畜最为适宜，在经济上最为有利。,体温调节,（二）家畜的耐热与抗寒：,各种动物对炎热和寒冷的耐受能力不同；,骆驼（体表的蒸发散热和体温升高）,绵羊（喘息）,马（出汗散热）,体温调节,（二）家畜的耐热与抗寒：,各种动物对炎热和寒冷的耐受能力不同；,猪的耐热能力较弱，尤其是仔猪更弱。,牛（水浴）,家畜的抗寒能力一般较强。,体温调节,（三）家畜对高温与低温的适应：,1.惯习,动物短期（通常数月）生活在超常环境温度（寒冷或炎热）中所发生的适应性反应。,2.风土驯化,随着季节性变化机体发生的对环境温度的适应。表现为被毛厚度和血管收缩性发生变化等，以增强机体对外界温度变化的适应能力。,体温调节,经过几代自然选择和人工选择，动物的遗传特性发生变化，不仅本身对当地的温度环境表现良好的适应能力，而且能传给后代。,3.气候适应,（三）家畜对高温与低温的适应：,机体的产热和散热过程,动物体温的生理波动,体温恒定的调节,体表温度、体核温度,等热范围家畜对高低温的适应,非蛋白呼吸商,呼吸商、基础代谢,能量代谢的测定方法,热价、氧热价,能量代谢 体温调节,机体能量的来源,影响能量代谢的因素,
