Сущность процесса терморегуляции и влияние на организм животных температуры воздуха

 

Одним из постоянно действующих факторов внешней среды, оказывающих существенное влияние на продуктивность животных и расход кормов, является температура воздуха. Между температурой воздушной среды и интенсивностью обменных процессов в организме животных существует определенная зависимость.

Положительное или отрицательное ее влияние зависит от интенсивности и длительности воздействия, а также от сочетания с другими факторами воздушной среды: относительной влажностью, подвижностью воздуха, загазованностью и т. д.

Все живые организмы делятся на теплокровных и холоднокровных. Человек, а также все сельскохозяйственные животные и птицы относятся к теплокровным, или гомотермным, т. е. способным в течение жизни поддерживать температуру тела на постоянном уровне: от 36 °С до 42 °С несмотря на изменения температуры окружающей среды.

Эта способность организма поддерживать постоянную температуру тела при изменении температуры окружающей среды называется теплорегуляцией.

Теплорегуляция складывается из процессов теплопродукции и теплоотдачи.

Тепло в организме животных образуется за счет окислительных процессов в тканях, ферментативного расщепления корма в пищеварительном тракте, а также при мышечной деятельности —этот процесс назыв ается теплопродукцией или химической терморегуляцией. Источником образования энергии в организме служат питательные вещества корма, но в критических ситуациях расходуется энергия тела животных. Образуемая в организме теплота – результат аэробного и анаэробного распада белков, жиров и углеводов. Так, в процессе расщепления 1 г белков выделяется 4,1 ккал (1 ккал = 4,1868 кДж), 1 г жиров -9,3, углеводов – 4,1.

 Регуляция теплообразования заключается в усилении или ослаблении обмена веществ (то есть уменьшении или увеличении образования теплоты в организме) и отдачи ее в окружающую среду.

Между температурой внешней среды и интенсивностью обменных процессов в организме существует обратная взаимосвязь: при понижении температуры уровень обменных процессов возрастает, а при повышении — понижается.

Теплоотдача — это физическая теплорегуляция. Тепло из организма животных выделяется следующими путями :

ü конвекцией;

ü теплопроведением (термоизлучением);

ü испарением.

Конвекция — это путь передачи тепла окружающему слою воздуха, который образует вокруг тела животных постоянно сменяющуюся нагретую воздушную оболочку. Она отличается более высокой температурой и влажностью от окружающего воздуха. За счет этой оболочки в организме сохраняется тепло, и, если она разрушается, к телу поступает холодный воздух, который должен согреться за счет тепла, отнятого от тела животного. Этот путь отдачи тепла наиболее эффективен при высокой подвижности воздуха и при значительной разнице между температурой поверхности кожи и внешней среды. За счет конвекции теплоотдача составляет 30 – 35 % общей потери тепла.На потерю тепла за счет конвекции влияет площадь поверхности тела животного, скорость движения воздуха и разница между температурой поверхности кожи и окружающего воздуха.

Теплопроведение — кондукция - более нагретое тело отдает тепло менее нагретому при непосредственном соприкосновении. Животное теряет тепло при соприкосновении с более холодным полом, землей или ограждающими конструкциями зданий.

Испарение — процесс перехода воды в парообразное состояние, связанный с отнятием тепла от кожи. Большая часть тепла теряется за счет испарения с поверхности кожи и дыхательных органов. Если кожа животного имеет волосяной покров, водяные пары задерживаются в нем и отдача тепла испарением снижается. У животных с потовыми железами теплоотдача происходит за счет путем испарения влаги с поверхности кожи, в основном за счет потоотделения. Организм животных выделяет тепло в окружающую среду при дыхании и через органы выделения (с мочой, калом).

Если в помещении холодно, тепло теряется тремя этими путями, но если температура воздуха будет равна температуре тела, потери тепла осуществляются только за счет испарения. В случае повышенной влажности воздуха испарение затрудняется и может наступить тепловой удар.

Потеря тепла происходит также через органы дыхания — при повышении температуры воздуха у всех животных возрастает количество дыхательных движений. При повышении температуры воздуха кровь приливает к поверхности кожи — тепло теряется, а при понижении сосуды суживаются и теплоотдача снижается.

Несмотря на значительные возможности механизма терморегуляции, организм может сохранять состояние теплового равновесия только в известных пределах. Новорожденные животные в первые дни жизни не имеют совершенного механизма теплорегуляции. Поэтому температура тела у них в значительной мере зависит от температуры и влажности окружающего воздуха, а так же от его подвижности. Физическая теплорегуляция становится совершенной у телят к 27 дню, у ягнят к 15, у поросят и цыплят – к 30 дню жизни. Это необходимо учитывать для профилактики простудных заболеваний.                       

Температурная реакция зависит от возраста, продуктивности и уровня кормления. Для каждого вида и возраста животных существует определенная зона, при которой организм затрачивает минимальное количество энергии для поддержания температуры тела и сохранения физиологических процессов внутри его на постоянном уровне, — это зона теплового безразличия, или зона комфорта.

В пределах этой зоны практически вся энергия корма затрачивается на образование и отложение питательных веществ, животные дают максимальные приросты массы тела, высокую продуктивность и сохраняют крепкое здоровье.

Диапазон температур, характерный для зоны комфорта, не имеет четко обозначенных границ. Чем больше приспособлен организм к колебаниям внешних температур, тем шире эта зона. Границы ее меняются в зависимости от сезона года, от возраста, продуктивности, уровня кормления. Для взрослого крупного рогатого скота оптимальная температура — 8—12°С, для высокопродуктивных животных - 9—16 °С, а зона безразличия - от 4 до 20 ^оС. Нижнее и верхнее значения температур зоны комфорта называются критическими.

Нижнюю границу этой зоны составляет температура, при которой организм начинает увеличивать потребление корма, мышечную активность, что приводит к росту теплопродукции.

По мере дальнейшего снижения температуры среды организм не может покрывать потери тепла за счет физической теплорегуляции, и включаются механизмы химической терморегуляции. Она позволяет компенсировать возросшие потери тепла за счет производства тепловой энергии из питательных веществ корма или запасов организма. В первую очередь на энергетические цели расходуются белки — самые ценные питательные вещества. Для организма это означает увеличение расхода кормов и снижение продуктивности.

Отрицательной стороной химической терморегуляции является то, что белки, жиры и углеводы — слишком дорогие виды топлива. При дальнейшем снижении температуры развивается гипотермия и возможна смерть.

В случае повышения верхней границы термонейтральной зоны организм уменьшает свою биологическую активность и направляет больше энергии на адаптацию в новых условиях. Чем выше расход энергии на адаптацию, тем меньше будет использовано питательных веществ корма на производство продукции.

При температуре окружающей среды выше температуры тела теплоотдача затрудняется и может наступить гипертермия — перегрев. Обычно состояние гипертермии отмечается при напряженной работе в жаркую погоду, при ожирении, при скученном содержании животных или транспортировке. Основные механизмы животных для сохранения теплового равновесия в условиях перегрева – это учащенное дыхание, транссудация – просачивание жидкости через кожу и понижение образования тепла за счет отказа от корма.. При перегреве отмечается поверхностное учащенное дыхание, что вызывает застойные явления в легких, ухудшение питания легочной ткани, что ведет к возникновению воспаления легких.

Профилактика перегревания заключается в следующем:

- устройство теневых навесов;

- не допускать скученности животных в помещении;

- активное проветривание помещения и снижение влажности в нем;

- обливание животных прохладной водой;

- не использовать на тяжелых работах лошадей в жаркую погоду.

Низкие температуры животные переносят легче, но при одновременно высокой влажности и скорости движения воздуха усиливается теплоотдача, что приводит к простудным заболеваниям. Особенно чувствителен к таким условиям молодняк и новорожденные животные.

В условиях низких температур животному необходимо получить и сохранить тепло, в условиях высоких – наоборот.

Так, в первом случае теплопродукция увеличивается за счет поедания большего количества корма и мышечной активности в целях согревания. Если корма оказывается недостаточно, то используются резервы тела.

Во избежание переохлаждения помещения обогревают за счет общего

(водяное, паровое, калориферы, теплогенераторы, воздушные завесы) и локального (инфракрасные лампы, обогреваемые полы или панели) отопления. При этом необходимо соблюдать технологию животных и проводить их закаливание.