Теплообмен и его регуляция

По температуре тела животных делят на хладнокровных (пойкилотермных) с непостоянной температурой и теплокровных (гомойотермных) с постоянной температурой тела (от 36 до 42°С). Домашние животные, дикие млекопитающие, птицы и человек относятся к теплокровным.

Температура тела у сельскохозяйственных животных и человека поддерживается на относительно постоянном уровне не смотря на колебания температуры внешней среды. Это постоянство называется изотермией.

Изотермия свойственна только теплокровным. Температура тела не одинакова у разных животных:

— лошади — 37,5–38,5°С;

— крупный рогатый скот — 37,5–39,5°С;

— овцы, козы — 38,–40,0°С;

— собаки — 37,5–39,0°С.

Температура органов и тканей, как и всего организма в целом, зависит от интенсивности образования тепла и величины теплопотери.

Теплообразование происходит постоянно, его важнейшим источником являются окислительные процессы.

Небольшое количество тепла может поступать с подогретым кормом, водой, солнечной радиацией. Основой теплопродукции является прием полноценного, сбалансированного корма. В покое органы вносят в образование тепла следующий вклад: мышцы — 25 %, сердце — 11, печень — 20, головной мозг — 13, почки — 7, кожа — 5 и остальные органы — 19 %. Во время работы теплопродукция мышц составляет примерно 70 %.

Постоянство температуры тела у животных сохраняется только
при условии равенства теплообразования и теплопотери.

Терморегуляцию различают химическую и физическую.

Химическая терморегуляция осуществляется путем усиления или ослабления образования тепла организмом, т. е. при ослаблении или усилении обмена веществ. Физическая терморегуляция осуществляется путем изменения отдачи тепла телом.

Регуляция температуры тела

Температура крови воспринимается температурными рецепторами сосудов или непосредственно центральными рецепторами гипоталамической области. Клетки переднего отдела гипоталамуса, воспринимающие повышение температуры крови, образуют центр теплоотдачи; клетки заднего отдела гипоталамуса, воспринимающие снижение температуры крови — центр теплопродукции. Гипоталамус поэтому называют термостатом организма.

Кожная температурная чувствительность обеспечивается температурными рецепторами, расположенными непосредственно в коже, а также в кожных и подкожных сосудах. Афферентная сигнализация от холодовых кожных температурных рецепторов усиливает тонус центра теплопродукции, тогда как возбуждение тепловых рецепторов активизирует центр теплоотдачи. Степень возбуждения гипоталамических центров теплорегуляции определяет интенсивность центров теплопродукции и теплоотдачи. Если эти процессы приблизительно одинаковы, температура крови поддерживается на оптимальном уровне.

Регуляция теплорегуляции и теплоотдачи обеспечивается гипоталамическими центрами непосредственно или через железы внутренней секреции. Гормоны адреналин и тироксин стимулируют теплопродукцию. В регуляции теплообмена участвуют и другие нервные центры — сосудисто-двигательный, дыхательный, двигательные спинного мозга.

Теплопотери происходят следующим путем:

1. Теплоизлучение — излучение с поверхности кожи и глубоколежащих органов и тканей длинноволновых невидимых инфракрасных лучей.

2. Теплопроведение осуществляется путем прямого обмена теплом между 2 объектами с разной температурой (соприкосновение животных с холодным полом, стенами, ограждающими конструкциями).

3. Конвекция — передача тепла воздуху, который окружает животное, создавая воздушную оболочку возле него.

4. Испарение — это превращение пота в газообразное состояние. Тепло берется с поверхности кожи. Некоторая часть тепла удаляется с выделяемым воздухом.

В поддержание постоянной температуры тела огромная роль принадлежит коре больших полушарий головного мозга. Теплорегуляция может иметь условно-рефлекторный характер под влиянием условных рефлексов, которые легко вырабатываются на температурные факторы.

Контрольные вопросы: 1.Обмен веществ, биологическое значение и методы его изучения. 2.Обмен белков и его регуляция. 3.Углеводный обмен и его регуляция. 4.Жировой обмен и его регуляция. 5.Водно-солевой обмен и его регуляция. 6.Энергетический обмен и его методы исследования. 7.Дыхательный коэффициент и его значение. 8.Теплообмен и регуляция постоянства температуры тела.

Глава 7. Выделение

Выделение - это освобождение организма от конечных продуктов обмена, чужеродных веществ, избытка воды, солей и органических соединений, поступающих с пищей или образовывающихся в ходе метаболизма.

Выделение этих соединений, называемых конечными продуктами выделения, является последним этапом обмена веществ организма с окружающей средой.

В процессе обмена веществ в организме образуется ряд таких химических продуктов, которые для организма являются при известной концентрации вредными. Организм прибегает при этом или к обезвреживанию этих продуктов, или же к их выведению наружу. Кроме этого в кровь поступают и накапливаются вещества, нормально не вредных для организма (вода, соли), но при их избытке изменяется состав крови, ее осмотическое и онкотическое давление, что ведет к нарушению функций организма.

Расстройство процессов выделения ведет к гораздо более быстрой гибели высших животных и человека, чем голодание. Человек при полном голодании, но достатке воды погибает через 55-65 дней, а при полном прекращении выделительной функции почек приводит к гибели за 4-7 суток.

Органы выделения участвуют в регуляции: гомеостаза - относительного постоянства внутренней среды организма; осмотического давления крови и тканевой жидкости; кислотно-щелочного равновесия; регулируют выделение конечных продуктов азотистого обмена и чужеродных веществ; экскрекции избытка органических веществ, поступивших с пищей или образовавшихся в ходе обмена; регулируют обмен белков, липидов и углеводов; артериальное давление; участвуют в регуляции гемопоэза; регулируют секрецию ферментов и физиологически активных веществ, принимают участие в теплорегуляции.

К органам выделения относятся почки, легкие, печень, желудочно-кишечный тракт, кожа. Через легкие удаляются углекислый газ, вода, аммиак, ацетон, алкоголь.

Печень и желудочно-кишечный тракт удаляют из крови гормоны (тироксин, фолликулин), продукты обмена гемоглобина, азотистого метаболизма, соли, лекарственные вещества, воду и др.

Через кожу выделяются вода, соли, мочевина.

Особое место среди органов выделения занимают сальные и молочные железы. Выделяемые ими продукты кожное сало и молоко не являются конечными продуктами обмена веществ, но имеют определенное физиологическое значение: молоко - продукт питания, а кожное сало для смазывания кожи.

Основным органом выделения являются почки.

Между органами выделения (почки, легкие, печень, желудочно-кишечный тракт, кожа) имеются функциональные и регуляторные взаимосвязи и поэтому они могут быть объединены понятием “выделительная система организма”.

Образование мочи

В настоящее время является общепризнанной теорией мочеобразования Собьеранского, Кешни, Ричардса - фильтрационно-реабсорбционная. Мочеобразование протекает в две фазы: фильтрационная и реабсорбционная.

Первая фаза мочеобразования

В эту фазу из плазмы крови, протекающей по мальпигиеву клубочку, отфильтровывается вода со всеми растворенными в ней веществами. Процессу фильтрации способствует высокое давление крови в мальпигиевых клубочках. Эндотелий капилляров и прикрывающая их капсула служат полупроницаемой мембраной функционирующей как фильтр - пропускает одни вещества и задерживает другие. Через поры из мальпигиевых клубочков не проходят вещества, молекулярная масса которых больше 70000. В здоровой почке через поры капсулы проникает в канальцы 1% альбумина, а при гемолизе крови в клубочках - до 5% гемоглобина.

Препятствует фильтрации онкотическое давление крови и величина давления жидкости, находящейся в полости капсулы. В моче здоровых животных могут обнаруживаться и некоторые низкомолекулярные белки.

Фильтрация происходит до тех пор пока капиллярное давление крови в клубочках будет больше онкотического давления крови и давления мочи в капсуле 70 мм - (30+20) = 20. Снижение кровяного давление в почечной артерии или повышение его внутри капсулы прекращает фильтрацию. Первичная моча отличается от плазмы крови только отсутствием белков. Элементы почечной ткани активного участия в фильтрации не принимают. Для фильтрации, используется энергия, сообщаемая крови сердцем.

В обычных условиях у человека образуется за сутки 150-180 л первичной мочи, у коров 900-1800 л, а выделяется у человека только 1-1,5 л, у коров - 6-20 л мочи. Образующийся в клубочках, в результате фильтрации безбелковый ультрофильтрат плазмы проходит по системе почечных канальцев, изменяется и превращается в конечную мочу. Анализ первичной мочи, плазмы крови и конечной мочи показал, что первичная моча образуется в очень больших количествах, что связано с обильным кровоснабжением. У коров за сутки проходит через почки около 18000 л крови, из каждых 6-10 л крови образуется примерно 1 л фильтрата.

Почки имеют большую площадь фильтрационной поверхности (40-50 м²).

Дата добавления: 2015-05-26