《動物生理學》本科教學PPT課件及筆記,動物生理學,動物,生理學,本科,教學,PPT,課件,筆記 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)第第一一節(jié)節(jié) 能量代謝能量代謝生物體內(nèi)伴隨物質(zhì)代謝所發(fā)生的能量釋放、轉(zhuǎn)移、貯存和生物體內(nèi)伴隨物質(zhì)代謝所發(fā)生的能量釋放、轉(zhuǎn)移、貯存和利用的過程，稱為能量代謝（利用的過程，稱為能量代謝（energy metabolismenergy metabolism）一、能量的來源一、能量的來源體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝過程。體內(nèi)三大營養(yǎng)物質(zhì)代謝過程。糖：糖：供能的主要物質(zhì)，有供能的主要物質(zhì)，有O O2 2氧化，完全分解，釋能多；氧化，完全分解，釋能多；無氧酵解時，釋能少。無氧酵解時，釋能少。脂肪：脂肪：既貯能又供能，氧化釋放的能量為葡萄糖的二倍。既貯能又供能，氧化釋放的能量為葡萄糖的二倍。蛋白質(zhì)：蛋白質(zhì)：主要合成生物活性物質(zhì)，也可供能。主要合成生物活性物質(zhì)，也可供能。二、能量代謝的測定二、能量代謝的測定（一）能量代謝測定的幾個概念（一）能量代謝測定的幾個概念1.1.食物的熱價食物的熱價:1g1g1g1g某種食物氧化（或在體外燃燒）時所某種食物氧化（或在體外燃燒）時所某種食物氧化（或在體外燃燒）時所某種食物氧化（或在體外燃燒）時所釋放的能量，稱為該食物的熱價。在動物體內(nèi)生物氧化時釋放的能量，稱為該食物的熱價。在動物體內(nèi)生物氧化時釋放的能量，稱為該食物的熱價。在動物體內(nèi)生物氧化時釋放的能量，稱為該食物的熱價。在動物體內(nèi)生物氧化時釋放的能量稱為生物熱價；在體外物理燃燒時釋放的能量釋放的能量稱為生物熱價；在體外物理燃燒時釋放的能量釋放的能量稱為生物熱價；在體外物理燃燒時釋放的能量釋放的能量稱為生物熱價；在體外物理燃燒時釋放的能量稱為物理熱價。稱為物理熱價。稱為物理熱價。稱為物理熱價。2.2.食物的氧熱價食物的氧熱價:氧化某種食物時每消耗氧化某種食物時每消耗氧化某種食物時每消耗氧化某種食物時每消耗1L1L1L1L氧所產(chǎn)生的氧所產(chǎn)生的氧所產(chǎn)生的氧所產(chǎn)生的熱量。熱量。熱量。熱量。3.3.呼吸商（呼吸商（RQRQ）:一定時間內(nèi)機體呼出的二氧化碳量與一定時間內(nèi)機體呼出的二氧化碳量與一定時間內(nèi)機體呼出的二氧化碳量與一定時間內(nèi)機體呼出的二氧化碳量與吸入的氧氣量的比值。吸入的氧氣量的比值。吸入的氧氣量的比值。吸入的氧氣量的比值。三種營養(yǎng)物質(zhì)氧化的幾種數(shù)據(jù)三種營養(yǎng)物質(zhì)氧化的幾種數(shù)據(jù) 物物 質(zhì)耗氧量質(zhì)耗氧量 產(chǎn)產(chǎn)COCO2 2量量 物理熱價物理熱價 生理熱價生理熱價 氧熱價氧熱價 呼吸商呼吸商(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(R Q)(L/g)(L/g)(KJ/g)(KJ/g)(KJ/g)(R Q)糖糖糖糖 0.83 0.83 0.83 0.83 0.830.830.830.83 17.0 17.0 17.0 17.0 17.017.017.017.0 21.0 1.00 21.0 1.00 21.0 1.00 21.0 1.00 脂脂脂脂 肪肪肪肪 1.98 1.43 39.8 1.98 1.43 39.8 1.98 1.43 39.8 1.98 1.43 39.8 39.839.839.839.8 19.7 0.71 19.7 0.71 19.7 0.71 19.7 0.71 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 0.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.850.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.850.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.850.95 0.76 23.5 18.0 18.8 0.85 2.2.間接測熱法間接測熱法 （二）能量代謝的測定原理和方法（二）能量代謝的測定原理和方法 將動物置于熱量計（如測熱室）中，可收集和直接測定將動物置于熱量計（如測熱室）中，可收集和直接測定一定時間內(nèi)機體散發(fā)的總熱量，此熱量就是能量代謝率。一定時間內(nèi)機體散發(fā)的總熱量，此熱量就是能量代謝率。1.1.直接測熱法直接測熱法 測定機體在一定時間內(nèi)的耗氧量和二氧化碳排出量，然測定機體在一定時間內(nèi)的耗氧量和二氧化碳排出量，然后計算后計算COCO2 2產(chǎn)生量和耗氧量之比，即呼吸商，再結(jié)合呼吸商值產(chǎn)生量和耗氧量之比，即呼吸商，再結(jié)合呼吸商值和氧的熱價間接計算機體的產(chǎn)熱量。和氧的熱價間接計算機體的產(chǎn)熱量。3.3.食物的特殊動力效應(yīng)食物的特殊動力效應(yīng) 動物在采食后一段時間內(nèi)，雖然同樣處在安靜狀態(tài)，而其動物在采食后一段時間內(nèi)，雖然同樣處在安靜狀態(tài)，而其產(chǎn)熱量卻比采食前有明顯增加，這種由于攝食使機體產(chǎn)生產(chǎn)熱量卻比采食前有明顯增加，這種由于攝食使機體產(chǎn)生“額額外熱量外熱量”的現(xiàn)象，叫做食物的特殊動力效應(yīng)（的現(xiàn)象，叫做食物的特殊動力效應(yīng)（specific specific dynamic effectdynamic effect）。）。1.1.勞役和運動勞役和運動2.2.精神活動精神活動4.4.環(huán)境溫度環(huán)境溫度（三）影響能量代謝的因素（三）影響能量代謝的因素三、基礎(chǔ)代謝和靜止能量代謝三、基礎(chǔ)代謝和靜止能量代謝（一）基礎(chǔ)代謝（一）基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝：基礎(chǔ)代謝：人在基礎(chǔ)狀態(tài)下人在基礎(chǔ)狀態(tài)下(空腹、清醒靜臥、環(huán)境溫度空腹、清醒靜臥、環(huán)境溫度2030、精神安寧、精神安寧)的能量代謝稱為基礎(chǔ)代謝。的能量代謝稱為基礎(chǔ)代謝。基礎(chǔ)代謝率：基礎(chǔ)代謝率：單位時間的基礎(chǔ)代謝稱為基礎(chǔ)代謝率。單位時間的基礎(chǔ)代謝稱為基礎(chǔ)代謝率。（二）靜止能量代謝（二）靜止能量代謝靜止能量代謝：是指動物在一般的畜舍或?qū)嶒炇覘l件下，早靜止能量代謝：是指動物在一般的畜舍或?qū)嶒炇覘l件下，早晨飼喂前休息時晨飼喂前休息時(以臥下為宜以臥下為宜)的能量代謝水平。的能量代謝水平。靜止能量代謝與基礎(chǔ)代謝不同之處在于靜止能量代謝還靜止能量代謝與基礎(chǔ)代謝不同之處在于靜止能量代謝還包括數(shù)量不定的特殊動力效應(yīng)的能量、用于生產(chǎn)的能量以及包括數(shù)量不定的特殊動力效應(yīng)的能量、用于生產(chǎn)的能量以及可能用于調(diào)節(jié)體溫的能量消耗?？赡苡糜谡{(diào)節(jié)體溫的能量消耗。（三）影響基礎(chǔ)代謝率和靜止能量代（三）影響基礎(chǔ)代謝率和靜止能量代謝率的因素謝率的因素1.個體大小個體大小2.年齡年齡3.性別性別4.生理狀態(tài)生理狀態(tài)5.營養(yǎng)狀態(tài)營養(yǎng)狀態(tài)6.季節(jié)季節(jié)7.氣候氣候第二節(jié)第二節(jié) 體溫體溫一、家畜的體溫及其正常變動一、家畜的體溫及其正常變動 機體體溫可分為體表溫度和體核溫度。生理學中機體體溫可分為體表溫度和體核溫度。生理學中的體溫指體核溫度的體溫指體核溫度(機體深部的平均溫度機體深部的平均溫度)，常以直腸，常以直腸溫度代表體溫。溫度代表體溫。在生理情況下，體溫可在一定范圍內(nèi)變動。動物在生理情況下，體溫可在一定范圍內(nèi)變動。動物種類、年齡、生理狀況、性別、晝夜等情況的不同，種類、年齡、生理狀況、性別、晝夜等情況的不同，都可使體溫產(chǎn)生一定變化，同一個體各部位的體溫也都可使體溫產(chǎn)生一定變化，同一個體各部位的體溫也有差異。有差異。1.產(chǎn)熱途徑：產(chǎn)熱途徑：基礎(chǔ)代謝基礎(chǔ)代謝 食物特殊動力作用食物特殊動力作用 肌肉活動肌肉活動 2.產(chǎn)熱器官：產(chǎn)熱器官：安靜：內(nèi)臟（肝產(chǎn)熱最多）安靜：內(nèi)臟（肝產(chǎn)熱最多）運動：骨骼肌最多，劇烈運動時產(chǎn)熱運動：骨骼肌最多，劇烈運動時產(chǎn)熱 量可增加量可增加40倍。倍。二、體溫恒定的維持二、體溫恒定的維持（一）產(chǎn)熱過程（一）產(chǎn)熱過程組織器官組織器官安靜時產(chǎn)熱量安靜時產(chǎn)熱量（）（）活動時產(chǎn)熱量活動時產(chǎn)熱量（）（）腦腦16161 1內(nèi)臟內(nèi)臟56568 8骨骼肌骨骼肌18189090其它其它10101 1幾種組織器官產(chǎn)熱情況幾種組織器官產(chǎn)熱情況 適宜的環(huán)境溫度，可使動物的代謝強度和產(chǎn)熱量保適宜的環(huán)境溫度，可使動物的代謝強度和產(chǎn)熱量保持生理的最低水平，這種溫度稱為動物的等熱范圍或代持生理的最低水平，這種溫度稱為動物的等熱范圍或代謝穩(wěn)定區(qū)。動物的等熱范圍的低限溫度稱為臨界溫度；謝穩(wěn)定區(qū)。動物的等熱范圍的低限溫度稱為臨界溫度；而高于等熱范圍高限溫度的稱為過高溫度。從畜牧生產(chǎn)而高于等熱范圍高限溫度的稱為過高溫度。從畜牧生產(chǎn)來看，在等熱范圍內(nèi)飼養(yǎng)家畜最為經(jīng)濟。等熱范圍的溫來看，在等熱范圍內(nèi)飼養(yǎng)家畜最為經(jīng)濟。等熱范圍的溫度視動物種別、品種、年齡及飼養(yǎng)管理條件而不同。度視動物種別、品種、年齡及飼養(yǎng)管理條件而不同。等熱范圍等熱范圍（二）散熱過程（二）散熱過程1.1.散熱途徑：散熱途徑：2.2.皮膚散熱的方式：皮膚散熱的方式：皮膚（皮膚（7585）、呼出氣、排泄物等）、呼出氣、排泄物等顯汗蒸發(fā)顯汗蒸發(fā)非蒸發(fā)散熱非蒸發(fā)散熱輻射輻射對流對流傳導傳導蒸發(fā)蒸發(fā)蒸發(fā)不顯汗蒸發(fā)不顯汗蒸發(fā)三、體溫的調(diào)節(jié)三、體溫的調(diào)節(jié)（一）溫度感受器（一）溫度感受器1.外周溫度感受器外周溫度感受器2.中樞溫度感受器中樞溫度感受器 分布于皮膚、黏膜和內(nèi)臟中，包括冷感受器和熱感受器，分布于皮膚、黏膜和內(nèi)臟中，包括冷感受器和熱感受器，分布于皮膚、黏膜和內(nèi)臟中，包括冷感受器和熱感受器，分布于皮膚、黏膜和內(nèi)臟中，包括冷感受器和熱感受器，都為游離神經(jīng)末梢。都為游離神經(jīng)末梢。都為游離神經(jīng)末梢。都為游離神經(jīng)末梢。指分布于脊髓、延髓、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及下丘腦等處對溫指分布于脊髓、延髓、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及下丘腦等處對溫指分布于脊髓、延髓、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及下丘腦等處對溫指分布于脊髓、延髓、腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)以及下丘腦等處對溫度變化敏感的神經(jīng)元。包括：度變化敏感的神經(jīng)元。包括：度變化敏感的神經(jīng)元。包括：度變化敏感的神經(jīng)元。包括：熱敏神經(jīng)元，主要分布于視前熱敏神經(jīng)元，主要分布于視前熱敏神經(jīng)元，主要分布于視前熱敏神經(jīng)元，主要分布于視前區(qū)區(qū)區(qū)區(qū)-下丘腦前部（下丘腦前部（下丘腦前部（下丘腦前部（PO/AHPO/AH）；）；）；）；冷敏神經(jīng)元，主要分布于腦干網(wǎng)冷敏神經(jīng)元，主要分布于腦干網(wǎng)冷敏神經(jīng)元，主要分布于腦干網(wǎng)冷敏神經(jīng)元，主要分布于腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和下丘腦的弓狀核中。當局部腦溫度變動狀結(jié)構(gòu)和下丘腦的弓狀核中。當局部腦溫度變動狀結(jié)構(gòu)和下丘腦的弓狀核中。當局部腦溫度變動狀結(jié)構(gòu)和下丘腦的弓狀核中。當局部腦溫度變動0.10.1，兩種神，兩種神，兩種神，兩種神經(jīng)元即反應(yīng)，不出現(xiàn)適應(yīng)現(xiàn)象，并可對致熱原或經(jīng)元即反應(yīng)，不出現(xiàn)適應(yīng)現(xiàn)象，并可對致熱原或經(jīng)元即反應(yīng)，不出現(xiàn)適應(yīng)現(xiàn)象，并可對致熱原或經(jīng)元即反應(yīng)，不出現(xiàn)適應(yīng)現(xiàn)象，并可對致熱原或5-HT 5-HT、去甲腎、去甲腎、去甲腎、去甲腎上腺素及多肽物質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)。上腺素及多肽物質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)。上腺素及多肽物質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)。上腺素及多肽物質(zhì)等發(fā)生反應(yīng)。（二）體溫調(diào)節(jié)中樞（二）體溫調(diào)節(jié)中樞 體溫調(diào)節(jié)中樞是一個多層次的整合機構(gòu)，最基體溫調(diào)節(jié)中樞是一個多層次的整合機構(gòu)，最基本的體溫調(diào)節(jié)中樞位于下丘腦。大腦皮層在體溫調(diào)本的體溫調(diào)節(jié)中樞位于下丘腦。大腦皮層在體溫調(diào)節(jié)中也起重要的作用，行為性體溫調(diào)節(jié)主要是通過節(jié)中也起重要的作用，行為性體溫調(diào)節(jié)主要是通過大腦皮層實現(xiàn)的；下丘腦前部的溫度敏感神經(jīng)元可大腦皮層實現(xiàn)的；下丘腦前部的溫度敏感神經(jīng)元可感受血液和腦組織的溫度變化，也是體溫傳入信息感受血液和腦組織的溫度變化，也是體溫傳入信息的整合中樞，機體產(chǎn)熱還是散熱，要根據(jù)整合結(jié)果的整合中樞，機體產(chǎn)熱還是散熱，要根據(jù)整合結(jié)果而定；延髓、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和脊髓也具有一定程度的整而定；延髓、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和脊髓也具有一定程度的整合功能。位于下丘腦的視前區(qū)下丘腦前部是體溫合功能。位于下丘腦的視前區(qū)下丘腦前部是體溫調(diào)節(jié)中樞的整合中心部位。調(diào)節(jié)中樞的整合中心部位。（三）體溫調(diào)節(jié)機制（三）體溫調(diào)節(jié)機制調(diào)定點學說調(diào)定點學說 調(diào)定點的高低決定著體溫的水平，視前區(qū)下丘調(diào)定點的高低決定著體溫的水平，視前區(qū)下丘腦前部的熱敏感神經(jīng)元起著調(diào)定點的作用。當中樞溫腦前部的熱敏感神經(jīng)元起著調(diào)定點的作用。當中樞溫度升高并超出某界限時，熱敏感神經(jīng)元沖動發(fā)放的頻度升高并超出某界限時，熱敏感神經(jīng)元沖動發(fā)放的頻率增加，散熱過程興奮而產(chǎn)熱過程受抑制，體溫因而率增加，散熱過程興奮而產(chǎn)熱過程受抑制，體溫因而不致過高；反之中樞溫度降低并低于某界限時，沖動不致過高；反之中樞溫度降低并低于某界限時，沖動發(fā)放減少，產(chǎn)熱增加，散熱過程受抑制，故體溫不致發(fā)放減少，產(chǎn)熱增加，散熱過程受抑制，故體溫不致過低；這些神經(jīng)元對溫熱的感受界限即閾值就是體溫過低；這些神經(jīng)元對溫熱的感受界限即閾值就是體溫穩(wěn)定的調(diào)定點。正常情況下，調(diào)定點可上下移動，但穩(wěn)定的調(diào)定點。正常情況下，調(diào)定點可上下移動，但范圍很窄。范圍很窄。體溫調(diào)節(jié)過程示意圖體溫調(diào)節(jié)過程示意圖（四）體溫調(diào)節(jié)的外周機制（四）體溫調(diào)節(jié)的外周機制1.1.軀體神經(jīng)軀體神經(jīng)2.2.植物性神經(jīng)植物性神經(jīng)動物突然暴露于寒冷中動物突然暴露于寒冷中,引起骨骼肌的節(jié)律性收縮，引起骨骼肌的節(jié)律性收縮，可使機體耗氧量增加可使機體耗氧量增加,產(chǎn)熱升高，稱為寒顫性產(chǎn)熱。產(chǎn)熱升高，稱為寒顫性產(chǎn)熱。寒冷促使機體釋放腎上腺素，去甲腎上腺素和甲狀寒冷促使機體釋放腎上腺素，去甲腎上腺素和甲狀腺素等激素增多，使機體產(chǎn)熱量升高，稱為非寒顫性腺素等激素增多，使機體產(chǎn)熱量升高，稱為非寒顫性產(chǎn)熱。產(chǎn)熱。主要通過對心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、皮膚和代謝的影主要通過對心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、皮膚和代謝的影響，改變機體的產(chǎn)熱和散熱過程。其中交感神經(jīng)主要響，改變機體的產(chǎn)熱和散熱過程。其中交感神經(jīng)主要支配皮膚血管、豎毛肌和汗腺，而副交感神經(jīng)只支配支配皮膚血管、豎毛肌和汗腺，而副交感神經(jīng)只支配唾液腺。唾液腺。3.3.神經(jīng)內(nèi)分泌的作用神經(jīng)內(nèi)分泌的作用 冷熱刺激可作用于下丘腦，通過垂體分泌促甲冷熱刺激可作用于下丘腦，通過垂體分泌促甲狀腺激素和促腎上腺激素控制甲狀腺和腎上腺皮質(zhì)狀腺激素和促腎上腺激素控制甲狀腺和腎上腺皮質(zhì)活動，并通過交感神經(jīng)控制腎上腺髓質(zhì)活動，從而活動，并通過交感神經(jīng)控制腎上腺髓質(zhì)活動，從而影響這些內(nèi)分泌腺激素（甲狀腺激素、腎上腺素、影響這些內(nèi)分泌腺激素（甲狀腺激素、腎上腺素、去甲腎上腺素和腎上腺皮質(zhì)激素）的分泌，調(diào)節(jié)機去甲腎上腺素和腎上腺皮質(zhì)激素）的分泌，調(diào)節(jié)機體的產(chǎn)熱和散熱過程。體的產(chǎn)熱和散熱過程。機體除通過上述生理機制調(diào)節(jié)體溫外，同時常機體除通過上述生理機制調(diào)節(jié)體溫外，同時常配合有行為性調(diào)節(jié)。配合有行為性調(diào)節(jié)。四、家畜對高溫和低溫的耐受能力與適應(yīng)四、家畜對高溫和低溫的耐受能力與適應(yīng)（一）家畜的耐熱與抗寒（一）家畜的耐熱與抗寒（二）家畜對高溫與低溫的適應(yīng)（二）家畜對高溫與低溫的適應(yīng)1.1.慣習（習服）慣習（習服）2.2.風土馴化風土馴化3.3.氣候適應(yīng)氣候適應(yīng)1、明確食物的熱價、氧熱價和呼吸商的概念，、明確食物的熱價、氧熱價和呼吸商的概念，基礎(chǔ)代謝率的概念，體溫的概念并了解其正?；A(chǔ)代謝率的概念，體溫的概念并了解其正常變動。變動。2、了解影響機體能量代謝的主要因素。、了解影響機體能量代謝的主要因素。3、掌握機體的產(chǎn)熱和散熱；掌握體溫調(diào)節(jié)機制。、掌握機體的產(chǎn)熱和散熱；掌握體溫調(diào)節(jié)機制。復習要點復習要點