Методы изучения обмена энергии

IIРИХОД энергии рассчитывают по энергетической ценности питательных веществ корма. РАСХОД энергии определяют по количеству освобожденного из организма тепла. Разработаны два метода определения расхода энергии - прямая и непрямая калориметрия. Прямая калориметрия - измерение количества тепла, выделяемого организмом с поверхности тела в калориметрических камерах или с помощью инфракрасных датчиков. Методы достаточно точные, но сложные в техническом отношении. Непрямая калориметрия - расчет теплопродукции по дыхательному коэффициенту (ДК). ДК = СО₂/О₂(отношение объёма выделенного СО₂ к объёму потребленного О₂). Газообмен у мелких животных определяют в респирационных камерах, у крупных - путем сбора воздуха, выдыхаемого животным через респираторы (маски) в воздухонепроницаемых мешках. При этом определяют объём воздуха, выдыхаемого за определенное время, и содержание в нем О₂ и СО₂. Вычисляют ДК. Величины ДК зависят от того, какие вещества во время исследования окислялись в организме. При окислении глюкозы ДК - 1, при окислении жиров - 0,7 и при окислении белков - 0,8. При окислении одних и тех же веществ в организме потребляется определенное количество кислорода, выделяется определенное количество углекислого газа и освобождается определенное количество энергии (тепла).

Количество тепла, образующееся при поглощении организмом 1 л кислорода, называется калорическим эквивалентом кислорода. Каждой величине дыхательного коэффициента (от 0,7 до 1,0) соответствует свой калорический эквивалент кислорода. Итак, для определения теплопродукции методом непрямой калориметрии проделывают следующие операции:

1 - собирают выдыхаемый воздух за 5-10-20 минут и определяют его газовый состав;

2 - вычисляют дыхательный коэффициент и объем воздуха за 1 мин.;

3 - находят по табличным данным калорический эквивалент кислорода;

4 - определяют теплопродукцию за минуту: калорический эквивалент кислорода умножают на объем потребленного за минуту кислорода.

ОСНОВНОЙ ОБМЕН - это минимальное количество энергии, которое необходимо для поддержания жизненно важных функций при полном мышечном покое, в состоянии натощак и при 15-20^о С в помещении. ОБЩИЙ ОБМЕН зависит от вида животных, породы, возраста, пола, массы тела, физиологического состояния (беременность, лактация), продуктивности, а также от внешних факторов - климатических условий, метеорологических факторов, условий кормления и содержания и т.п.

РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА ЭНЕРГИИ тесно связана с регуляцией обмена веществ. Участвует кора больших полушарий, гипоталамус, вегетативная нервная система. Из желез внутренней секреции - гипофиз, щитовидная и поджелудочная железы, надпочечники, половые железы.

ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ

Понятие «температура тела» является очень неопределенным, так как температура разных органов и тканей неодинакова. Температура кожи различна на разных её участках, может колебаться в пределах 10-20^оС и зависит от особенностей кровоснабжения, густоты волосяного покрова, температуры и влажности воздуха, ветра и др. факторов. Температура внутренних органов более постоянна, колеблется в пределах 1-2^о С, в меньшей степени зависит от внешних условий и в большей - от функционального состояния органов и организма в целом. С клинической целью у животных принято измерять температуру в прямой кишке на расстоянии 5-8 см от ануса; эту температуру и принимают за температуру тела.

Ректальная температура у разных видов животных различна.

Постоянство температуры тела (гомойотермия) определяется балансом двух процессов - теплопродукцией и теплоотдачей. Температура тела повышается, если теплопродукция превышает теплоотдачу, и понижается, если теплоотдача превышает теплопродукцию.

Ректальная температура у различных видов животных

ТЕПЛОПРОДУКЦИЯ, или ХИМИЧЕСКАЯ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ, или ТЕРМОГЕНЕЗ это образование тепла в результате освобождения энергии из химических связей. Тепло выделяется как в аэробных условиях (окислительные процессы), так и в анаэробных (распад ма­кроэргов). Основными органами, участвующими в химической тер­морегуляции, являются мышцы, печень, кишечник, а у жвачных - и рубец. Химическая терморегуляция с первых дней жизни хорошо развита у телят, ягнят, жеребят; они устойчивы к колебаниям внешней температуры. Поросята, цыплята, утята рождаются с неразвитой химической терморегуляцией, поэтому они нуждаются в тщательном соблюдении температурного режима в помещении.

ТЕПЛООТДАЧА, или ФИЗИЧЕСКАЯ ТЕРМОРЕГУЛЯЦИЯ, или ТЕРМОЛИЗ - это процессы выделения тепла из организма. Основные механизмы физической терморегуляции следующие:

- теплоизлучение: радиация - рассеивание тепла в окружающем воз­духе,

- конвекция - согревание слоя воздуха, окружающего тело животно­го;

- теплопроведение: передача тепла от тела животного к холодному предмету (пол, стенка); в холодное время теплоотдача уменьшается за счет пиломоторного рефлекса – гладкая мышца в основании воло­са или пера сокращается, волосы или перья приподнимаются и задер­живают больший объем нагретого воздуха;

- выделение тепла из организма для испарения пота, слюны;

- выделение тепла с выдыхаемым воздухом (периодическое частое дыхание), мочой, калом, молоком. У сельскохозяйственных живот­ных ведущую роль в поддержании постоянной температуры тела иг­рают механизмы физической терморегуляции

РЕГУЛЯЦИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ ТЕЛА (температурный гомеостаз) осуществляется нейрогуморальным путем.

Центр теплорегуляции находится в гипоталамусе, состоит из двух отделов - отдела, регулирующего теплопродукцию, и отдела, регули­рующего теплоотдачу. Информация в центр теплорегуляции поступа­ет от терморецепторов, расположенных в коже и в кровеносных сосу­дах. Чувствительны к температуре крови также нейроны гипоталаму­са (медиальная преоптическая зона). В этот же центр поступает ин­формация через кору больших полушарий от других анализаторов. Эффекторами являются органы, которые обеспечивают образование или выделение тепла - скелетные мышцы, кровеносные сосуды, кожа, печень, легкие и т.п. В эфферентных звеньях участвуют железы вну­тренней секреции. Кора больших полушарий обеспечивает тонкое взаимодействие между различными системами, участвующими в ре­гуляции температурного гомеостаза, и в условно-рефлекторных и эмоциональных изменениях температуры тела.