能量代謝與體溫調(diào)節(jié)

1、第七章第七章 能量代謝與體溫調(diào)節(jié)能量代謝與體溫調(diào)節(jié)（energy metabolism and temperature regulation） 第一節(jié)第一節(jié) 能量代謝能量代謝第二節(jié)第二節(jié) 體溫調(diào)節(jié)體溫調(diào)節(jié)第一節(jié)第一節(jié) 能量代謝能量代謝同化作用同化作用（合成代謝）（合成代謝）異化作用異化作用（分解代謝）（分解代謝）合成自身合成自身 分解自身分解自身 （物質(zhì)代謝）（物質(zhì)代謝）轉(zhuǎn)移貯存能量轉(zhuǎn)移貯存能量 釋放利用能量釋放利用能量 （能量代謝）（能量代謝）新陳代謝新陳代謝(metabolism):(metabolism): 生命物質(zhì)或機(jī)體與周圍生命物質(zhì)或機(jī)體與周圍環(huán)境間所進(jìn)行的環(huán)境間所進(jìn)行的物質(zhì)交換物質(zhì)

2、交換和和能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換的過程。的過程。能量代謝能量代謝(energy metabolism):(energy metabolism): 生物體內(nèi)伴隨物質(zhì)生物體內(nèi)伴隨物質(zhì)代謝而發(fā)生能量的代謝而發(fā)生能量的釋放釋放、轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移、貯存貯存和和利用利用的過程。的過程。機(jī)體能量的來源及利用機(jī)體能量的來源及利用能量的來源：能量的來源： 1、糖：機(jī)體的主要能源、糖：機(jī)體的主要能源 70% 2、脂肪：提供大約、脂肪：提供大約 30%的能量的能量 3、蛋白質(zhì)（氨基酸）：提供少、蛋白質(zhì)（氨基酸）：提供少量的能量量的能量能量的利用：能量的利用： 1、熱量、熱量 2、atp adp+無機(jī)磷酸無機(jī)磷酸能量代謝的測(cè)定方法能

3、量代謝的測(cè)定方法一、直接測(cè)熱法一、直接測(cè)熱法 利用特殊的測(cè)量裝置直接測(cè)量整個(gè)機(jī)體在單位時(shí)利用特殊的測(cè)量裝置直接測(cè)量整個(gè)機(jī)體在單位時(shí)間內(nèi)向外界環(huán)境散發(fā)的總熱量。間內(nèi)向外界環(huán)境散發(fā)的總熱量。 設(shè)備復(fù)雜，操作繁瑣，應(yīng)用受限。設(shè)備復(fù)雜，操作繁瑣，應(yīng)用受限。二、間接測(cè)熱法二、間接測(cè)熱法1 1、間接測(cè)熱法的原理、間接測(cè)熱法的原理 定比定律定比定律：同一化學(xué)反應(yīng)無論中間過程和條件差異：同一化學(xué)反應(yīng)無論中間過程和條件差異多大，釋放的能量是一定的。多大，釋放的能量是一定的。 產(chǎn)物一致產(chǎn)物一致：食物在體內(nèi)外的氧化，其最終產(chǎn)物是一：食物在體內(nèi)外的氧化，其最終產(chǎn)物是一樣的。樣的。 基本原理：基本原理：利用化學(xué)反應(yīng)的對(duì)

4、比關(guān)系，查出一定時(shí)利用化學(xué)反應(yīng)的對(duì)比關(guān)系，查出一定時(shí)間內(nèi)機(jī)體中氧化分解的糖、脂肪和蛋白質(zhì)各有多少，間內(nèi)機(jī)體中氧化分解的糖、脂肪和蛋白質(zhì)各有多少，據(jù)此計(jì)算該段時(shí)間內(nèi)機(jī)體所釋放出的總熱量。據(jù)此計(jì)算該段時(shí)間內(nèi)機(jī)體所釋放出的總熱量。能量代謝的測(cè)定能量代謝的測(cè)定食物的食物的熱價(jià)熱價(jià)（caloric value）：）：1g食物氧化（或在體外食物氧化（或在體外燃燒）時(shí)釋放出來的能量。燃燒）時(shí)釋放出來的能量。 物理熱價(jià)物理熱價(jià) 指食物在體外燃燒時(shí)釋放的熱量。指食物在體外燃燒時(shí)釋放的熱量。 生物熱價(jià)生物熱價(jià) 指食物在體內(nèi)經(jīng)過生物氧化所產(chǎn)生的熱量。指食物在體內(nèi)經(jīng)過生物氧化所產(chǎn)生的熱量。食物的食物的氧熱價(jià)氧熱價(jià)（t

5、hermal equivalent of oxygen）：）：某種某種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化時(shí)，消耗營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)氧化時(shí)，消耗1l氧所產(chǎn)生的熱量。氧所產(chǎn)生的熱量。呼吸商呼吸商（respiratory quotient，rq）：）：在一定時(shí)間在一定時(shí)間內(nèi)，機(jī)體的內(nèi)，機(jī)體的co2產(chǎn)生量和消耗產(chǎn)生量和消耗o2量的比值。量的比值。 生理意義：生理意義：糖（糖（1）、脂肪（）、脂肪（0.71）、蛋白質(zhì)（）、蛋白質(zhì)（0.8） 根據(jù)呼吸商的大小可以推測(cè)機(jī)體能量供應(yīng)的主要來源。根據(jù)呼吸商的大小可以推測(cè)機(jī)體能量供應(yīng)的主要來源。非蛋白呼吸商非蛋白呼吸商（nprq）：）：糖和脂肪氧化的糖和脂肪氧化的co2產(chǎn)產(chǎn)生量和消耗生量和消耗o

6、2量的比值。用于估測(cè)非蛋白代謝中量的比值。用于估測(cè)非蛋白代謝中糖和脂肪的相對(duì)量。糖和脂肪的相對(duì)量。能量代謝的測(cè)定能量代謝的測(cè)定2、間接測(cè)熱法的方法和測(cè)算原則、間接測(cè)熱法的方法和測(cè)算原則（1）氧耗量和）氧耗量和co2產(chǎn)生量的測(cè)定產(chǎn)生量的測(cè)定 閉合式測(cè)定法：肺量計(jì)、代謝儀閉合式測(cè)定法：肺量計(jì)、代謝儀 開放式測(cè)定法：化學(xué)分析開放式測(cè)定法：化學(xué)分析（2）尿氮測(cè)定）尿氮測(cè)定： 可以計(jì)算出被氧化分解的蛋白量和蛋白產(chǎn)熱量?？梢杂?jì)算出被氧化分解的蛋白量和蛋白產(chǎn)熱量。 蛋白質(zhì)量：蛋白質(zhì)量：p = 6.25 尿氮量尿氮量 （克）（克） 非蛋白呼吸商（非蛋白呼吸商（nprq） = (co2 - 0.76p) / (

7、o2 -0.95p） 蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量=17.99 p能量代謝測(cè)定原理和方法能量代謝測(cè)定原理和方法（3 3）計(jì)算非蛋白食物的產(chǎn)熱量）計(jì)算非蛋白食物的產(chǎn)熱量： 根據(jù)非蛋白呼吸商查表得出相應(yīng)的非蛋白呼吸商的氧熱價(jià)。根據(jù)非蛋白呼吸商查表得出相應(yīng)的非蛋白呼吸商的氧熱價(jià)。非蛋白食物的產(chǎn)熱量非蛋白食物的產(chǎn)熱量= =氧熱價(jià)氧熱價(jià)非蛋白物質(zhì)耗氧量非蛋白物質(zhì)耗氧量（4 4）計(jì)算總熱量）計(jì)算總熱量： 蛋白質(zhì)代謝的產(chǎn)熱量與非蛋白代謝的產(chǎn)熱量之和蛋白質(zhì)代謝的產(chǎn)熱量與非蛋白代謝的產(chǎn)熱量之和 影響能量代謝的因素影響能量代謝的因素1 1、肌肉活動(dòng)、肌肉活動(dòng)：最為顯著：最為顯著 勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)時(shí)耗氧量和能量勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)時(shí)耗

8、氧量和能量代謝顯著增加，可達(dá)安靜時(shí)的代謝顯著增加，可達(dá)安靜時(shí)的10-2010-20倍，因此能量代謝可作為倍，因此能量代謝可作為勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉活動(dòng)強(qiáng)度的勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉活動(dòng)強(qiáng)度的指標(biāo)。指標(biāo)。2 2、精神緊張活動(dòng)、精神緊張活動(dòng)精神精神緊張、情緒激動(dòng)時(shí)，由于無意識(shí)骨骼肌緊張度增加緊張、情緒激動(dòng)時(shí)，由于無意識(shí)骨骼肌緊張度增加和和促使促使物質(zhì)代謝的激素（腎上腺素、甲狀腺素等）增多，物質(zhì)代謝的激素（腎上腺素、甲狀腺素等）增多，使產(chǎn)熱量增加。使產(chǎn)熱量增加。3、環(huán)境溫度、環(huán)境溫度 2030oc: 最穩(wěn)定，肌肉松弛最穩(wěn)定，肌肉松弛 20 oc: 骨骼肌緊張性增強(qiáng)骨骼肌緊張性增強(qiáng) 30 oc: 新陳代謝新陳代謝

9、4、食物的特殊動(dòng)力效應(yīng)、食物的特殊動(dòng)力效應(yīng) 食物刺激機(jī)體產(chǎn)生食物刺激機(jī)體產(chǎn)生“額外額外”熱量的作用熱量的作用 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì): 30%，糖和脂肪：，糖和脂肪：4%-6%，混合性食，混合性食物物: 10%基礎(chǔ)代謝（基礎(chǔ)代謝（basal metabolismbasal metabolism）基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝：動(dòng)物在清晨靜臥、空腹和氣溫為：動(dòng)物在清晨靜臥、空腹和氣溫為2020情情況下的代謝，稱為基礎(chǔ)代謝（動(dòng)物在維持基本生況下的代謝，稱為基礎(chǔ)代謝（動(dòng)物在維持基本生命活動(dòng)條件下的能量代謝水平）。命活動(dòng)條件下的能量代謝水平）。基本條件基本條件：清醒、肌肉出于安靜狀態(tài)、適宜的外界：清醒、肌肉出于安靜狀態(tài)、適宜

10、的外界環(huán)境溫度、消化道處于空虛狀態(tài)。環(huán)境溫度、消化道處于空虛狀態(tài)。靜止能量代謝（靜止能量代謝（resting energy metabolismresting energy metabolism）：動(dòng)物在一般的畜舍或?qū)嶒?yàn)室條件下，早晨飼喂前動(dòng)物在一般的畜舍或?qū)嶒?yàn)室條件下，早晨飼喂前休息時(shí)（以臥下為宜）的能量代謝水平。休息時(shí)（以臥下為宜）的能量代謝水平?；A(chǔ)代謝率（基礎(chǔ)代謝率（ basal metabolic ratebasal metabolic rate，bmr bmr ）：在基本生命活動(dòng)條件下（清醒、空腹、靜臥、在基本生命活動(dòng)條件下（清醒、空腹、靜臥、室溫室溫2030 oc），單位時(shí)間內(nèi)每

11、平方米體表面），單位時(shí)間內(nèi)每平方米體表面積的代謝能量。積的代謝能量。人：以平方米體表面積所產(chǎn)生或散發(fā)的能量人：以平方米體表面積所產(chǎn)生或散發(fā)的能量kj/1h*m2為單位。為單位。 動(dòng)物：以代謝體重計(jì)算：動(dòng)物：以代謝體重計(jì)算：kj/1h*w0.75第二節(jié)第二節(jié) 體溫調(diào)節(jié)體溫調(diào)節(jié)機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱過程機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱過程動(dòng)物體溫的生理波動(dòng)動(dòng)物體溫的生理波動(dòng)體溫恒定的調(diào)節(jié)體溫恒定的調(diào)節(jié)體體 溫溫外界溫度對(duì)動(dòng)物體溫的影響外界溫度對(duì)動(dòng)物體溫的影響體核溫度體核溫度（core temperature）較高，相對(duì)穩(wěn)定較高，相對(duì)穩(wěn)定 生理學(xué)上的生理學(xué)上的體溫體溫（body temperaturebody tempe

12、rature）是指）是指身體深部的平均溫度。通常用身體深部的平均溫度。通常用直腸溫度直腸溫度來代表。來代表。體表溫度體表溫度（shell temperature）較低，易受環(huán)境影響較低，易受環(huán)境影響一、體一、體 溫溫恒溫動(dòng)物恒溫動(dòng)物（homothermal animal）體溫調(diào)節(jié)二、動(dòng)物體溫的生理波動(dòng)二、動(dòng)物體溫的生理波動(dòng) 年齡：年齡：幼畜的體溫比成年家畜略高幼畜的體溫比成年家畜略高性別：性別：公畜較母畜略高公畜較母畜略高 肌肉活動(dòng)時(shí)體溫升高肌肉活動(dòng)時(shí)體溫升高 晝夜變化：晝夜變化：清晨清晨2 26 6時(shí)體溫最低，午后時(shí)體溫最低，午后1 16 6時(shí)最高。時(shí)最高。生理狀態(tài)、情緒波動(dòng)、地理氣候等也會(huì)

13、影響體溫生理狀態(tài)、情緒波動(dòng)、地理氣候等也會(huì)影響體溫體溫調(diào)節(jié)產(chǎn)熱多于散熱，體溫升高，而散熱超過產(chǎn)熱產(chǎn)熱多于散熱，體溫升高，而散熱超過產(chǎn)熱則引起體溫下降。則引起體溫下降。畜禽正常體溫的維持，有賴于產(chǎn)熱和散熱之畜禽正常體溫的維持，有賴于產(chǎn)熱和散熱之間的動(dòng)態(tài)平衡。間的動(dòng)態(tài)平衡。體溫調(diào)節(jié)三、機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱過程三、機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱過程體溫調(diào)節(jié)機(jī)體的產(chǎn)熱機(jī)體的產(chǎn)熱組織器官組織器官占體重百分占體重百分比（比（% %）產(chǎn)熱量（產(chǎn)熱量（% %）安靜狀態(tài)安靜狀態(tài)勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)勞動(dòng)或運(yùn)動(dòng)腦腦2.52.516161 1內(nèi)臟內(nèi)臟34.034.056568 8骨骼肌骨骼肌56.056.018189090其他其他7.57.51

14、0101 1其他的散熱途徑還有其他的散熱途徑還有呼吸器官呼吸器官、消化器官消化器官和和排尿排尿等。等。 機(jī) 體 的 散 熱 途機(jī) 體 的 散 熱 途徑：徑：動(dòng)物的主要散熱部位是動(dòng)物的主要散熱部位是皮膚皮膚；（；（757585%85%）體溫調(diào)節(jié)散熱方式散熱方式輻射散熱輻射散熱 機(jī)體熱以熱射線（紅外線）的形式向外界發(fā)散機(jī)體熱以熱射線（紅外線）的形式向外界發(fā)散體熱的方式，常溫和安靜狀態(tài)下占總散熱量的體熱的方式，常溫和安靜狀態(tài)下占總散熱量的7070。影響因素影響因素：皮膚和外界的溫度差、有效輻射面積。：皮膚和外界的溫度差、有效輻射面積。保溫傘保溫傘傳導(dǎo)傳導(dǎo)散熱散熱 機(jī)體機(jī)體的熱量直接傳給同它接觸的較冷

15、物體的熱量直接傳給同它接觸的較冷物體。 影響因素影響因素：接觸面積、溫度差、物體的導(dǎo)熱性接觸面積、溫度差、物體的導(dǎo)熱性散熱方式散熱方式對(duì)流散熱對(duì)流散熱機(jī)體與體表接觸的氣體或液體流動(dòng)來交換和散發(fā)機(jī)體與體表接觸的氣體或液體流動(dòng)來交換和散發(fā)熱量的方式。熱量的方式。影響因素：影響因素：空氣或液體的對(duì)流速度空氣或液體的對(duì)流速度蒸發(fā)散熱蒸發(fā)散熱 機(jī)體通過體表水分蒸發(fā)來發(fā)散體熱的方式。機(jī)體通過體表水分蒸發(fā)來發(fā)散體熱的方式。 影響因素影響因素：環(huán)境溫度、空氣對(duì)流速度、環(huán)境溫度、空氣對(duì)流速度、空氣濕度?？諝鉂穸?。 水簾水簾降溫降溫在氣溫接近或超過在氣溫接近或超過體溫時(shí)，體溫時(shí)，蒸發(fā)散熱蒸發(fā)散熱成為唯一有效的散成

16、為唯一有效的散熱方式。熱方式。四、體溫恒定的調(diào)節(jié)四、體溫恒定的調(diào)節(jié) 體溫調(diào)節(jié)動(dòng)物機(jī)體體溫的調(diào)節(jié)主要有兩種形式：動(dòng)物機(jī)體體溫的調(diào)節(jié)主要有兩種形式：自主調(diào)節(jié)自主調(diào)節(jié) 行為調(diào)節(jié)行為調(diào)節(jié)下丘腦的下丘腦的體溫調(diào)節(jié)中樞體溫調(diào)節(jié)中樞通過對(duì)產(chǎn)熱通過對(duì)產(chǎn)熱和散熱的調(diào)節(jié)而使體溫維持恒定。和散熱的調(diào)節(jié)而使體溫維持恒定。指動(dòng)物通過指動(dòng)物通過自身行為的改變自身行為的改變以控制散以控制散熱和產(chǎn)熱的程度，維持體溫的恒定。熱和產(chǎn)熱的程度，維持體溫的恒定。 在在po/ah區(qū)中區(qū)中有一個(gè)控制體溫的有一個(gè)控制體溫的調(diào)調(diào)定點(diǎn)定點(diǎn)，而，而po/ah區(qū)的區(qū)的溫度敏感神經(jīng)元溫度敏感神經(jīng)元可能可能起調(diào)定點(diǎn)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。起調(diào)定點(diǎn)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。體溫

17、調(diào)節(jié) 當(dāng)體溫處于調(diào)定點(diǎn)時(shí)，機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱過程當(dāng)體溫處于調(diào)定點(diǎn)時(shí)，機(jī)體的產(chǎn)熱和散熱過程處于平衡狀態(tài)，體溫維持在調(diào)定點(diǎn)設(shè)定的水平。處于平衡狀態(tài)，體溫維持在調(diào)定點(diǎn)設(shè)定的水平。 外周溫度感受器外周溫度感受器體溫調(diào)節(jié)廣泛分布于皮膚、粘膜和內(nèi)臟廣泛分布于皮膚、粘膜和內(nèi)臟 中樞溫度感受器中樞溫度感受器視前區(qū)視前區(qū)- -下丘腦前部（下丘腦前部（po/ahpo/ah）、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)）、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)及下丘腦的弓狀核等處及下丘腦的弓狀核等處熱敏神經(jīng)元、冷敏神經(jīng)元熱敏神經(jīng)元、冷敏神經(jīng)元：冷感受器、熱感受器冷感受器、熱感受器 視前區(qū)視前區(qū)-下丘腦下丘腦前部前部 (preoptic-anterior hypothala

18、mus area，po/ah)是體溫調(diào)節(jié)中是體溫調(diào)節(jié)中樞的關(guān)鍵部位。樞的關(guān)鍵部位。體溫調(diào)節(jié) 體溫調(diào)節(jié)的基本體溫調(diào)節(jié)的基本中樞位于中樞位于下丘腦下丘腦。通過分泌通過分泌甲狀腺激素甲狀腺激素和和腎上腺皮質(zhì)激素腎上腺皮質(zhì)激素等。等。體溫調(diào)節(jié)1.1.植物性神經(jīng)系統(tǒng)植物性神經(jīng)系統(tǒng)主要通過對(duì)主要通過對(duì)血管血管、呼吸呼吸、皮膚皮膚、汗腺和代謝汗腺和代謝的影響。的影響。2.2.軀體神經(jīng)系統(tǒng)軀體神經(jīng)系統(tǒng)主要控制主要控制骨骼肌骨骼肌的緊張性和運(yùn)動(dòng)。的緊張性和運(yùn)動(dòng)。3.3.內(nèi)分泌系統(tǒng)內(nèi)分泌系統(tǒng)五、外界溫度對(duì)動(dòng)物體溫的影響五、外界溫度對(duì)動(dòng)物體溫的影響 體溫調(diào)節(jié)等熱范圍或代謝穩(wěn)定區(qū)等熱范圍或代謝穩(wěn)定區(qū)家畜的耐熱與抗寒家

19、畜的耐熱與抗寒家畜對(duì)高溫與低溫的適應(yīng)家畜對(duì)高溫與低溫的適應(yīng)等熱范圍或代謝穩(wěn)定區(qū)等熱范圍或代謝穩(wěn)定區(qū)動(dòng)物的代謝強(qiáng)度和產(chǎn)熱動(dòng)物的代謝強(qiáng)度和產(chǎn)熱量可保持在生理最低量可保持在生理最低水平而體溫仍能維持水平而體溫仍能維持恒定時(shí)的外界環(huán)境溫恒定時(shí)的外界環(huán)境溫度。度。臨界溫度臨界溫度：等熱范圍的：等熱范圍的低限溫度低限溫度生產(chǎn)意義生產(chǎn)意義動(dòng)動(dòng) 物物 等熱范圍等熱范圍() () 牛牛161624 24 羊羊101020 20 豬豬202023 23 狗狗151525 25 兔兔151525 25 體溫調(diào)節(jié)環(huán)境溫度環(huán)境溫度低低高高體體溫溫降降低低體體溫溫升升高高體體熱熱產(chǎn)產(chǎn)生生正常體溫正常體溫化學(xué)性調(diào)節(jié)化學(xué)性調(diào)節(jié)物理性調(diào)節(jié)物理性調(diào)節(jié)等熱范圍等熱范圍 外界溫度外界溫度在在等熱范圍等熱范圍內(nèi)內(nèi)飼養(yǎng)家畜最為飼養(yǎng)家畜最為適宜，在經(jīng)濟(jì)適宜，在經(jīng)濟(jì)上最為有利。上最為有利。體溫調(diào)節(jié)各種動(dòng)物對(duì)炎熱和寒冷的耐受能力不同；各種動(dòng)物對(duì)炎熱和寒冷的耐受能力不同；駱駝駱駝（體表的蒸發(fā)散熱和體溫升高）（體表的蒸發(fā)散熱和體溫升高）綿羊綿羊（喘息）（