理论教育 动物生理:机体产热与散热的关系

动物生理:机体产热与散热的关系

时间:2023-10-19 理论教育 版权反馈
【摘要】:运动和劳役状态下,骨骼肌是机体产热的主要器官,产热量增加40~60倍,可占机体产热量的90%。机体的产热形式机体通过战栗产热和非战栗产热两种形式来增加产热量,维持体温的相对稳定。幼龄动物的皮毛较薄,散热也较多,临界温度明显高于成年动物。在一般气温下,机体的水分通过皮肤及呼吸道不断蒸发散发热量。

动物生理:机体产热与散热的关系

1)机体的产热

(1)产热器官

体内热量是由营养物质在机体各组织器官中进行分解代谢时产生的。新陈代谢水平不同和状态不同,各组织器官的产热量并不相同。静态情况下,肌肉、肝、肠胃和腺体产热最多,其中肝代谢最旺盛,产热量最大。运动和劳役状态下,骨骼肌是机体产热的主要器官,产热量增加40~60倍,可占机体产热量的90%。对于反刍动物而言,饲料的瘤胃发酵产生大量热量,也是产热的重要来源。

(2)机体的产热形式

机体通过战栗产热和非战栗产热两种形式来增加产热量,维持体温的相对稳定。

①战栗性产热:指骨骼肌发生的不随意的节律性收缩。其特点是屈肌和伸肌同时收缩,不做外功,收缩的能量全部转化为热量,因此产热量高。在寒冷环境中,随着寒冷刺激的持续作用,先出现寒冷性肌紧张,代谢率增加。便在此基础上出现战栗,产热量大大增加。

②非战栗产热:又称代谢产热,指机体处于寒冷环境时,除战栗产热外,机体通过代谢增加产热的现象。在增加的代谢产热中,以褐色脂肪组织的产热量最大,可占到代谢性产热的70%。

(3)等热范围

动物所处环境会影响其代谢强度和体温。等热范围是指可以使动物机体代谢强度和产热量保持在生理最低水平而体温维持相对恒定时的环境温度范围。等热范围的下限温度为临界温度,上限温度为过高温度。当环境温度达到或超过过高温度时,机体由于散热困难而使体温升高,从而使体内酶活性增强,新陈代谢加快而产热量增加,机体必须通过进一步增加散热来维持体温相对稳定。当环境温度低至临界温度及其以下时,机体散热量明显增加,机体必须通过增强新陈代谢以产生更多的热来维持体温相对稳定。由此可见,环境温度过高或过低均可导致机体代谢增强,产热增加。动物只有在等热范围时代谢强度低,产热少。动物种类、品种、年龄等不同等热范围也不一样。一般牛、羊等皮下脂肪发达、被毛密集的动物临界温度较低,耐寒性好。幼龄动物的皮毛较薄,散热也较多,临界温度明显高于成年动物。常见动物等热范围见表7.2。

表7.2 常见动物等热范围

在畜禽的生产实践中,在等热范围内饲养动物,产热最少,饲料利用率最高,最节约成本,经济效益最好。因此,畜禽饲养过程中,通过冬季做好防寒保温,夏季做好防暑降温,为动物提供适宜的环境温度,可提高养殖的经济效益,且有利于动物健康。(www.daowen.com)

2)机体的散热

机体的散热途径包括皮肤、呼吸系统、消化系统和排尿等,皮肤是主要的散热器官,经过皮肤散热占全部散热的75%~85%,主要散热方式为:

(1)辐射散热

辐射散热是指机体以热射线红外线)的形式向外界发散体热的方式。在常温和安静状态下辐射散热大约占总散热量的60%,是机体最主要的散热方式。辐射散热量的多少取决于机体有效辐射面积以及皮肤和周围环境之间的温度差。动物肢体舒展可增加有效辐射面积,增加散热量,而身体蜷曲时,有效辐射面积减少从而可减少散热。当皮温与环境间的温差增大时,辐射散热量就增多。环境温度较低时,通过辐射散发的热量可占总散热70%,如果环境温度高于体表温度时,机体不但不能通过辐射散热,而且还要接收辐射热。因此,寒冷季节阳光照射或靠近红外线热源,有利于机体保温,炎热气候和烈日照射,可使体温升高,发生日射病。

(2)对流散热

对流散热是指机体通过与周围的流动空气接触交换热量的一种散热方式。典型的对流散热方式是风。机体周围同体表接触的空气层温度较体温低,体热传给这一层空气,热空气上升,较冷的空气流来填补,体热不断向外界放散。对流散热受风速及体表与空气之间温差的影响。风速越大散热越多,空气越冷,对流越强,带走的热量就越多。在动物生产上,冬季要注意防风以减少散热,夏季则要加强通风增加散热。

(3)蒸发散热

蒸发散热是指机体通过体表水分的蒸发来发散体热的一种方式。水分蒸发是吸热过程,蒸发1 g水可带走2.43 kJ热。在一般气温下,机体的水分通过皮肤及呼吸道不断蒸发散发热量。当环境温度等于或高于皮肤温度时,蒸发散热是唯一有效的散热方式。

蒸发散热有不显汗蒸发和显汗蒸发两种形式。不显汗蒸发是指机体中水分直接渗透到皮肤和黏膜表面,在没有聚集成明显汗滴前即被蒸发掉。这种蒸发与汗腺的活动无关,持续不断地进行,在低温环境中也同样存在。犬、牛、猪等动物,虽有汗腺结构,但在高温下也不能分泌汗液,必须通过呼吸道加强蒸发散热,对这些动物而言不显汗蒸发是一种很有效的散热方式。显汗蒸发是指通过汗腺主动分泌汗液,由汗液蒸发有效地带走热量的方式。当环境温度超过上限温度以上或动物在劳役、运动时,汗腺便分泌汗液。需要注意的是,汗液必须在皮肤表面蒸发,才能吸收体内的热量,达到散热效果。如果汗液被擦掉,就不能起到散热的作用。汗的蒸发受环境温度、环境湿度、空气对流速度等客观因素和动物自身因素的影响。环境温度越高,汗的蒸发速度越快。环境湿度大时,汗液不易蒸发,因而体热不易散失,结果会反射性地引起大量出汗。空气对流速度越快,汗液越易蒸发。蒸发散热有明显的畜种差异,马属动物能大量出汗,牛有中等程度的出汗能力,绵羊虽可发汗,但热喘呼吸是其主要的散热方式,犬几乎全部依靠热喘呼吸散热。热喘呼吸是蒸发散热的一种形式,即呼吸频率升高到200~400次/min的张口呼吸,炎热条件下犬的表现尤其突出,此时呼吸深度减小,潮气量减少,气体在无效腔中快速流动,唾液分泌有明显增加,所以热喘呼吸时,不会发生通气过度和呼吸性碱中毒。

(4)传导散热

传导散热是指机体的热量直接传给同它接触的较冷物体的一种散热方式,其不是散热的主要形式。散热过程中机体深部的热量主要由血液流动将其带到皮肤,再由皮肤直接传给和它相接触的物体,因而传导散热量与物体的导热性能、接触面积和温度差有关。在某些情况下,传导散热也可损失大量热能,使机体体温降低,如新生仔猪卧在水泥地面上;动物长时间躺卧在湿冷的地面上;手术过程中保定在金属手术台上的麻醉动物。水的导热性能比空气好,湿冷的物体传导散热快,因此在动物生产中,夏季可冷水淋浴,促进散热降温或防止中暑,冬季力求保持畜舍地面干燥以防止散热。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈