动物生理学：第6章 能量代谢与体温调节

1、第六章第六章 能量代谢和体温能量代谢和体温 n在物质代谢中，一方面消耗了营养 物质，同时也从营养物质中释放出 了能量。这些能量中，少部分用于少部分用于 作作“功功”，以完成机体的各种活动，以完成机体的各种活动， 其余大部分用于维持体温。而体温其余大部分用于维持体温。而体温 又为代谢的正常进行提供了必要的又为代谢的正常进行提供了必要的 条件条件。 第一节第一节 能量代谢能量代谢 n能量代谢是指与物质代谢同时进行 的能量转移、释放和利用的过程能量转移、释放和利用的过程。 一、能量的来源和转移一、能量的来源和转移 n（一）糖（一）糖: :饲料中的糖主要是消化成葡萄糖 n 而被吸收的。 肝糖原肝糖原

2、肌糖原肌糖原 糖异生作糖异生作用 , 可由乳酸、丙酮酸、甘油和某些氨基酸 等非糖物质合成。在体内糖耗过大或由葡萄 糖生成糖原不足时，则糖异生作用便成为生则糖异生作用便成为生 成糖原的重要途径。成糖原的重要途径。 （二）脂肪（二）脂肪 n组织脂质组织脂质主要是磷脂和胆固醇等，它们参磷脂和胆固醇等，它们参 与构成细胞的组成成分与构成细胞的组成成分。 n n贮存脂肪贮存脂肪几乎全都是脂肪，存在于皮下组 织、脏器周围和肠系膜等处，用作体内的能量内的能量 贮备贮备，亦随机体代谢的进行，不断分解供能。不断分解供能。 （三）蛋白质（三）蛋白质 n合成细胞的蛋白成分，以及合成 酶和激素等生物活性物质的组成 成

3、分。 n机体的能量采自饲料中的糖、脂机体的能量采自饲料中的糖、脂 肪和蛋白质。在它们分别转变成肪和蛋白质。在它们分别转变成 体内的糖原，贮存脂质和细胞等体内的糖原，贮存脂质和细胞等 的成分时，其中的能量也随之转的成分时，其中的能量也随之转 移。这些物质的变化和能量的转移。这些物质的变化和能量的转 移是体内能量释放和利用移是体内能量释放和利用的先决的先决 条件。条件。 二、能量的释放和利用二、能量的释放和利用 n( (一一) ) 能量的释放能量的释放 在体内糖原，脂质和糖原，脂质和 n 蛋白成分氧化分解过程中，其中的碳蛋白成分氧化分解过程中，其中的碳 n 氢键发生断裂，最后生成氢键发生断裂，最后

4、生成COCO2 2和和H H2 2O O， n 同时释放出其中所蕴藏的能量。同时释放出其中所蕴藏的能量。 n( (二二) )能量的利用能量的利用 通常把体内代谢物质中体内代谢物质中 n 含有的能量含有的能量，称为代谢能或化学能称为代谢能或化学能。 n 5050以上能转化为热能，其余的自由以上能转化为热能，其余的自由 n 能转移给体内的（能转移给体内的（ADP)ADP)成为三磷酸腺成为三磷酸腺 n 苷苷( (ATP)ATP)，以化学能形式被贮存。以化学能形式被贮存。 三、能量代谢的水平三、能量代谢的水平 基础代谢基础代谢：人在清晨、静卧，空腹和气温为清晨、静卧，空腹和气温为 20 20情况下的状

5、态，称为基础状态（动物在维持基本情况下的状态，称为基础状态（动物在维持基本 生命活动条件下的能量代谢水平）生命活动条件下的能量代谢水平）. . 基本条件：清醒、肌肉出于安静状态、适宜基本条件：清醒、肌肉出于安静状态、适宜 的外界环境、消化道处于空虚状态。的外界环境、消化道处于空虚状态。 n生活性活动生活性活动包括牧走、采食，反刍、逃避 n 和趋暖等， n生产性活动生产性活动包括使役、产乳、产毛，产肉 n 和妊娠等。 四、能量代谢的测定四、能量代谢的测定 1、直接测热法：在测热室中测定动物一定时间、直接测热法：在测热室中测定动物一定时间 内所发散的热量。内所发散的热量。 2、间接测热法：测定一定

6、时间内耗氧量和二氧、间接测热法：测定一定时间内耗氧量和二氧 化碳产生量之比（化碳产生量之比（CO2/O2），），呼吸商。又称呼吸商。又称气气 体代谢测定法体代谢测定法 （1）开放式回路呼吸装置。复杂）开放式回路呼吸装置。复杂 （2）密闭式回路呼吸装置）密闭式回路呼吸装置 。简单简单 三、能量代谢的水平三、能量代谢的水平 概念：概念： 1 1、基础代谢率：在基本生命活动条件下单、基础代谢率：在基本生命活动条件下单 位时间内每平方米体表面积的代谢能量。位时间内每平方米体表面积的代谢能量。 人：以平方米体表面积所产生或散发的能人：以平方米体表面积所产生或散发的能 量量KJ/1hKJ/1h* *M2M

7、2为单位。为单位。 动物：以代谢体重计算：动物：以代谢体重计算：KJ/1hKJ/1h* *W0.75W0.75 三、能量代谢的水平三、能量代谢的水平 概念：概念： 2 2、静止能量代谢：因家畜测定基础代谢的困难，、静止能量代谢：因家畜测定基础代谢的困难， 很难达到基础代谢的条件（如肌肉舒张、反刍很难达到基础代谢的条件（如肌肉舒张、反刍 动物即使饥饿动物即使饥饿2 23 3天消化道也不空虚）。所以天消化道也不空虚）。所以 采用该公式：采用该公式： Q=KW0.75; Q= Q=KW0.75; Q=静止能量代谢率（静止能量代谢率（KJ/24hKJ/24h），）， K K为常数（为常数（K=70K=

8、70） W= W=体重体重 静止能量：还包括不定的特殊动力作用的能量、静止能量：还包括不定的特殊动力作用的能量、 用于生产的能量、用于体温维持的能量用于生产的能量、用于体温维持的能量 三、能量代谢的水平三、能量代谢的水平 影响基础代谢率和静止能量代谢率的因素影响基础代谢率和静止能量代谢率的因素 1 1、个体大小：不成比例。如牛的产热量大于小鼠上、个体大小：不成比例。如牛的产热量大于小鼠上 千倍，但按体重算反而小的多千倍，但按体重算反而小的多 2 2、年龄：幼年高于成年、年龄：幼年高于成年 3 3、性别：公畜大于母畜、性别：公畜大于母畜 4 4、生理状态：瘦肉型大于肥肉型、妊娠后期高、发、生理状

9、态：瘦肉型大于肥肉型、妊娠后期高、发 情期高情期高 5 5、营养状态：营养好高于营养差、营养状态：营养好高于营养差 6 6、季节：主要对于家畜。春季的静止代谢最高、夏、季节：主要对于家畜。春季的静止代谢最高、夏 季降低、秋季升高、冬季最低季降低、秋季升高、冬季最低 7 7、气候：热带地区的静止能量代谢低于温带和寒带、气候：热带地区的静止能量代谢低于温带和寒带 第二节第二节 体温调节体温调节 n一、家畜的体温一、家畜的体温 ( (一一) )畜体各部的温度畜体各部的温度 右心房，所以右心房，所以 那里的温度可看作体内的平均那里的温度可看作体内的平均 温度温度。 ( (二二) )家畜的正常体温家畜的

10、正常体温 家畜的体温是指特家畜的体温是指特 定条件定条件( (安静状态安静状态) )和特定部位和特定部位( (直肠直肠) )的的 温度。温度。 安静状态下的直肠温度。 动动 物物 平平 均均 范范 围围 黄牛黄牛 38.2 38.2 37.937.938.6 38.6 牦牛牦牛 37.9 37.9 37.037.038.638.6 乳牛乳牛 38.6 38.6 38.038.039.3 39.3 肉牛肉牛 38.3 38.3 36.?36.?一一39.1 39.1 骆驼骆驼 37.1 37.1 36.836.837.4 37.4 绵羊绵羊 39.1 39.1 38.338.339.9 39.9

11、 藏系绵羊藏系绵羊 39.139.138.338.340.2 40.2 （接上表） 动动 物物 平平 均均 范范 围围 山羊山羊 39.1 39.1 38.538.539.7 39.7 猪猪 39.2 39.2 38.738.739.8 39.8 马马37.6 37.6 37.237.238.1 38.1 驴驴 37.6 37.6 36.436.438.4 38.4 狗狗 38.9 38.9 37.937.939.9 39.9 猫猫 38.6 38.6 38.138.139.239.2 兔兔 39.5 39.5 38.638.640.1 40.1 （四）体温的正常变异（四）体温的正常变异 n年

12、龄和性别年龄和性别 n日周期波动日周期波动 n运动时运动时 n幼畜的保温幼畜的保温 二、体温的维持二、体温的维持 n机体的产热和散热不断地实现机体的产热和散热不断地实现 动态平衡造成的动态平衡造成的 ( (一一) )产热产热 n骨骼肌骨骼肌：是体内重量最大的组织，其重量可占 体重的4060，产热量最多，对体温的维持， 影响也最大。 n肝是体内代谢旺盛的器官肝是体内代谢旺盛的器官，也能产生大量的也能产生大量的 热，如以单位重量计算，其产热量甚至可超过安热，如以单位重量计算，其产热量甚至可超过安 静时骨骼肌的产热量。静时骨骼肌的产热量。 n等热范围或代谢稳定区等热范围或代谢稳定区 在外界气温与体温

13、关在外界气温与体温关 系中，人们把既能维持正常体温和进行正常生命系中，人们把既能维持正常体温和进行正常生命 活动，又能尽可能少的促进产热时的外界温度，活动，又能尽可能少的促进产热时的外界温度， 称为等热范围或代谢稳定区称为等热范围或代谢稳定区。意义？。意义？ 家畜的等热范围 动动 物物 等等 热热 范范 围围 () () 牛牛161624 24 羊羊101020 20 猪猪202023 23 狗狗151525 25 兔兔151525 25 ( (二二) )散热散热 n由于机体生活在自然环境中，所以机体产 生的热，都要通过各种途径和方式不断地 散放到外界环境中去。 n1.1.散热的途径散热的途径

14、 n 皮肤、呼气、粪尿、吸入气体和摄入皮肤、呼气、粪尿、吸入气体和摄入 n 饲料饲料 n 皮肤散热量可为机体总散热量的75758585。 n 2 2散热的方式散热的方式 n辐射、传导、对流、蒸发辐射、传导、对流、蒸发 n辐射散热辐射散热（以红外线方式）（以红外线方式）皮肤温度高于皮肤温度高于 气温气温，以辐射散热不断地进行，其散热量占机 体总散热量的5050左右左右。（体表温度与环境温度 差越大，散热越好） n传导散热传导散热 传导散热是由皮肤将体热传导给 与其接触的物体。由于皮肤温度高于与其接触 的物体的温度，所以在它们接触时，便发生传 导散热（与物体的导热性能、体表与环境温度 差有关，水的

15、导热比空气好、湿冷的物体散热 快） n对流散热对流散热 对流散热是传导散热的一种特殊形对流散热是传导散热的一种特殊形 式。通常皮肤的温度先传导给与其接触的一层式。通常皮肤的温度先传导给与其接触的一层 空气，当这层空气受到加温，密度变小后，则空气，当这层空气受到加温，密度变小后，则 上升流走，于是四周的较冷空气便趁虚来补充。上升流走，于是四周的较冷空气便趁虚来补充。 （与风速有关）（与风速有关） n蒸发散热蒸发散热 蒸发散热是机体将水和腺体分泌物，以水蒸发散热是机体将水和腺体分泌物，以水 n 气的形式通过体表和呼吸道蒸发至体外气的形式通过体表和呼吸道蒸发至体外，并带走体热 的一种散热方式。在水变

16、成水蒸气时，要吸收一定的热 量。机体每蒸发散失1克水，即可同时散失243kJ的热。 n1 1、不显性蒸发：水分直接透出皮肤和粘膜表面，、不显性蒸发：水分直接透出皮肤和粘膜表面， 在汗滴未形成前蒸发在汗滴未形成前蒸发 n2 2、显性蒸发：汗腺分泌汗液，形成汗滴带走热、显性蒸发：汗腺分泌汗液，形成汗滴带走热 量量 n蒸发散热蒸发散热 n蒸发散热所占比例随外界温度升高而增加。蒸发散热所占比例随外界温度升高而增加。 n 当环境温度等于或高于体表温度时，前几种当环境温度等于或高于体表温度时，前几种 散热方式停止，蒸发则成为唯一的方式。散热方式停止，蒸发则成为唯一的方式。 n 显性蒸发急剧增加汗腺发达动物

17、显性蒸发急剧增加汗腺发达动物 n 汗腺不发达动物则通过喘息和唾液分泌增汗腺不发达动物则通过喘息和唾液分泌增 加来散发热量。加来散发热量。 n体温调节中枢：体温调节中枢： n下丘脑的视前区下丘脑前部有体温调节的整合中下丘脑的视前区下丘脑前部有体温调节的整合中 枢。含有温度敏感神经元：枢。含有温度敏感神经元：20204040为热敏神经元为热敏神经元 （调定点）（调定点） ；5 52020为冷敏神经元为冷敏神经元 n与体温调节有关的神经介质：与体温调节有关的神经介质： n5 5羟色胺引起典型的对热体温调节反应羟色胺引起典型的对热体温调节反应 n 刺激散热刺激散热 n乙酰胆碱引起典型的对冷体温调节反应乙酰胆碱引起典型的对冷体温调节反应 n 刺激产热刺激产热 n去甲肾上腺素：抑制热性喘息（高温环境下）去甲肾上腺素：抑制热性喘息（高温环境下） n 抑制寒战（低温环境下）抑制寒战（低温环境下） 三、体温的调节三、体温的调节 三、体温的调节三、体温的调节 n 调定点学说调定点学说 n体温调节的外周机制：体温调节的外周机制： n1 1、躯体运动神经：当机体受到冷刺激时，初、躯体运动神经：当机体受到冷刺激时，初 期表现为骨骼肌紧张性增加，产热增加期表现为骨骼肌紧张性增加，产热增加 非寒战产热；如刺激强度大，则肌