2.5. ТЕПЛООБМЕН МЕЖДУ ОРГАНИЗМОМ И ВНЕШНЕЙ СРЕДОЙ 2.5.1. ТЕПЛОПРОДУКЦИЯ Й ТЕПЛОПОТЕРИ ОТ ТЕШН№АТ5ЛРЪ?ЛРЕДЫ

начальная быстрая реакция организма на раздражитель сменяется более замедленной, а затем постепенно угасает и исчезает.

По реакции на внешние температуры животные делятся на гомойотермные (с постоянной температурой тела) и пой- килотермные (переменной температурой тела). Гомойотермные животные поддерживают постоянную температуру тела, несмотря на резкие изменения внешних температур. Постоянство температуры тела объясняется наличием теплового равновесия организма, т. е. равновесия между образованием тепла и его отдачей во внешнюю среду, или сбалансированием прихода и расхода тепла. Благодаря хорошо развитому механизму терморегуляции теплокровные животные удерживают температуру тела в оптимальных пределах (3 7-40°С). При нормальных условиях жизнедеятельности температура тела у              ~

1. сельскохозяйственных животных может колебаться в небольшом диапазоне в зависимости от возрастных, породных и индивидуальных особенностей. Постоянство температуры их тела обеспечивается взаимным сочетанием двух процессов: теплопродукции (химическая регуляция) и теплоотдачи (физическая терморегуляция).

Химическая терморегуляция осуществляется путем изменения уровня обмена веществ и усиления или ослабления процессов теплообразования под влиянием температуры воздуха.

Величина основного обмена относительно постоянна, тогда как теплопродукция при регулярном кормлении и в моменты работы очень изменчива и зависит от уровня кормления, условий содержания и эксплуатации. Например, корова в состоянии покоя за 1 час на 1 кг живой массы выделяет от 0,6 до 2,53,0 ккал тепла. Корова, не получающая корма, в положении стоя расходует энергии примерно на 9% больше, чем в лежачем положении. В процессе передвижения со скоростью 3 км/ч овца массой 50 кг выделяет дополнительно до 40 ккал/ч. Лошадь массой 450 кг на 1 кг живой массы за 1 час в состоянии покоя потребляет 1,7 л кислорода и выделяет 1,6 л углекислого газа и 1,13 ккал тепла, а при умеренной работе — соответственно 15,7-13,7 л и 10,46 ккал. При тяжелой работе эти величины нарастают соответственно до 29,3-28,0 л и 19,5 ккал.

Под физической терморегуляцией понимается весь комплекс процессов, связанный с расходом организмом тепловой энергии и отдачей тепла в окружающую среду. Это такой тип терморегуляции, при которой преобладает механизм теплоотдачи. Теплоотдача у животных осуществляется главным образом через кожу, легкие и в относительно меньших количествах — через органы пищеварения и с мочой.

Образованное в организме тепло — результат аэробного и анаэробного распада белков, жиров и углеводов: в процессе расщепления 1 г белков образуется 4,2 ккал тепла, 1 г жиров — 9,2 ккал,

1. г углеводов — 4,2 ккал. За счет окислительных процессов в организме образуется до 90% всей потребной энергии, и только 10% теплоты поступает извне.
   На долю мышц приходится до 70% продуцируемой теплоты, на другие ткани — 30%. Суточная теплопродукция (в ккал) на 1 кг массы животного составляет: у лошади — 3,1 ккал, коровы — 1-2,1 ккал, овцы — 2,1 ккал, свиньи — 2,9 ккал, кролика — 5,6 ккал.

Терморегуляция, в которой участвуют главным образом кожа и органы дыхания центральной нервной системы, осуществляется через вегетативную нервную систему в результате рефлекторного изменения окислительных процессов и гуморально, благодаря деятельности желез внутренней секреции (мозговой части надпочечников, гипофиза, щитовидной железы): наступает рефлекторное изменение мышечной и сердечной деятельности, происходит расширение и сужение периферических сосудов, секреции потовых желез. Пути отдачи тепла — конвекция, кондукция, теплоизлучение и испарение.

Конвекция — это путь передачи тепла окружающему слою воздуха, который образуется вокруг тела животного как постоянно сменяющаяся нагретая оболочка; за счет конвекции теплоотдача составляет до 35% от общей потери тепла.

Кондукция, или теплопроведение — это путь передачи тепла при соприкосновении тела животного с холодным полом, землей, с ограждающими конструкциями, а также при купании и обмывании животного.

Теплоизлучение, или радиация, выражается в излучении с поверхности кожи и из глубоких частей организма длинноволновых невидимых инфракрасных лучей.

Испарение влаги с поверхности кожи животных, имеющих потовые железы, происходит в результате потоотделения, на испарение 1 г влаги затрачивается 0,6 ккал тепла. При низких температурах теплоотдача у животных осуществляется посредством излучения и конвекции, а при высоких ведущая роль принадлежит испарению. Например, у высокопродуктивных коров отдача тепла кожей обеспечивается на 9,0-13,5% за счет излучения, на 20-25% — за счет испарения и на 67,5% — за счет проведения и конвекции. Свиньи ввиду слабо развитых потовых желез отдают тепло главным образом через дыхательные пути.

Отдача тепла излучением имеет место в тех случаях, когда температура окружающих предметов ниже температуры кожи.

Отдача тепла конвекцией занимает в теплообмене организма с окружающей средой гораздо большее место и осуществляется при непосредственном соприкосновении холодных масс воздуха с телом животного. Как уже упоминалось, в волосяном покрове животных образуется постоянно сменяющаяся нагретая воздушная оболочка. Более теплый и насыщенный влагой воздух заменяется менее нагретым и сухим, так как в помещении он находится в непрерывном движении. За счет перемещения воздуха, нагретого у поверхности кожи, происходит конвективная теплопередача. Даже при комфортных условиях у крупного рогатого скота конвекцией теряется до 30% всего продуцируемого тепла. Холодные стены помещения резко увеличивают теплоотдачу. В частности, при снижении их температуры с 10 до 5°С отдача тепла возрастает на 11,0%.

Следовательно, при изменении микроклиматических условий у животных резко меняется теплоотдача (путем конвекции и излучения), что обусловливает равновесие теплопродукции и теплоотдачи в организме и сохранение температуры тела на постоянном уровне. Однако с повышением температуры окружающей среды до температуры тела животного, особенно при малой подвижности воздуха, излучение и конвекция не обеспечивают полной отдачи излишков тепла. Выведение тепла за счет испарения влаги с кожи имеет первостепенное значение у животных с достаточно развитыми потовыми железами (крупный рогатый скот, лошади, южные породы овец). Образование пота зависит от количества и структуры этих желез. Например, у крупного рогатого скота на 1 см2 кожи до 16001900 потовых желез мешковидной формы, которые играют значительную роль в терморегуляции, особенно у южных пород скота, так как эти железы вырабатывают относительно большое количество пота.

У свиней, в отличие от крупного рогатого скота, потовые железы клубочкового типа, большие по размеру, но количество их очень незначительно — около 50 на 1 см2 кожи. У лошадей эти железы тоже клубочкового типа (1500 на 1 см2), и каждая из них имеет большую секреторную поверхность, в результате чего лошадь потеет почти всей поверхностью тела, кроме крупа. У овец выделяющийся пот смешивается с кожным салом и образует жиропот. У телят потовые железы формируются к моменту рождения и уже через 10-12 часов начинают функционировать, достигая нормального уровня через несколько дней. Так, у телят молочного периода красной степной породы при температуре воздуха 25-30°С выделяется до 40 г влаги на 1 см2 поверхности тела теленка в час, а при высоких температурах — до 60 г. Таким образом, за счет потоотделения организмом почти полностью отдается тепло.