卫生与卫生学课件

卫生与卫生学卫生（artofhealth）Hygiene∶Thesciencethatdealswiththepromotionandpreservationofhealth.卫生学：关于提高健康水平或保持健康的一门科学

Conditionsandpracticesthatservetopromoteorpreservehealth:

保健法有助于提高健康水平或保持健康的环境要求或做法1研究环境因素对家畜作用和影响的基本规律hygienetheory，依据这些规律制订出利用、控制、保护和改造环境技术的措施和标准hygienestandard

的一门学科。

hygienefactors

温热环境，光照和噪声，畜舍空气中的有害气体、微粒和微生物；hygieneandsanitation畜牧场的设置，畜舍环境的改善、控制技术；hygieneproducts设备EnvironmentalProtection畜牧场的环境保护目的创造出适合于家畜生理和行为特征所需要的生活和生产条件，保持家畜健康、预防疾病，充分发挥其生产潜力，实现高产高效；制定出对畜牧生产中产生的粪、尿、恶臭、污水、药物残留等畜产公害的控制措施，以保护人类的生存环境。3toimprovewell-beingandhealthby:(1)identifyingfactorsimportantforodourrelease,（源）(2)bystudyingodourdispersion（传播）

(3)bygainingknowledgeofimportantfactorsandmechanismstriggeringreactionstoodours.（知识与机理）Thegeneralobjectivewas,moreover,（控制）(4)toreviewodourmeasurementsusingartificialsensors.（测量）4家畜环境一、家畜环境的概念家畜环境environmentofdomesticanimal存在于家畜周围的可直接或间接影响家畜的自然与社会因素之总体二、环境因素的分类物理因素、化学因素、生物因素和社会因素

家畜环境科学的发展史

我国殷墟文物之甲骨文记载了有关家畜与畜舍、水、草之间关系的卫生学内容6真正的家7湖南湘潭出土商代晚期猪尊金文家邾邹文明东汉陶猪圈洛阳：33.5×24×18近代斯科罗霍金科的《农畜卫生学》1950人工气候室（animalclimaticchamber）《家畜生物气象学的进展（1976，Johnson）《家畜的环境原理》（1978,M.L.Esmay）《家畜健康与畜舍》1979.D.Sainsbury)《人和家畜对环境的适应》（1979,L.E.Mount）《家畜环境管理》(1983,S.E.Curtis)等著作。我国50年代苏联专家组1978年《》昆明会议80年代初四届师资培训86我国老一辈专家许振英、王庆镐、黄昌澍安民等教授吁请下，学会87年8月正式成立。15年来，已先后举行了8届全国性学术研讨会，编印出版论文集——现代畜牧生产环境与环境管理5集相继出版了高校、大专、中专的相关教材黄昌澍教授（1988）《家畜气候学》

张天祥《环境物理学》

教材的沿革第一版、第二版主编王庆镐（东北农学院）副主编黄昌澍（南京农业大学）于炎湖（华中农业大学）编写者温书斋（北京农学院）李震钟（西北农业大学）郎震美（北京农业大学）涂世棕（吉林农业大学）姬国栋（内蒙古农牧学院）余振华（山东农业大学）

编审者（第三版）

审稿者温书斋（北京农学院）谢明文（沈阳农业大学）主编李如治（南京农业大学）副主编包军（东北农业大学）刘继军（中国农业大学）编写者王述柏（莱阳农学院）赵芙蓉（河南科技大学）舒邓群（江西农业大学）夏东（南京农业大学）施正香（中国农业大学）栾冬梅（东北农业大学）

邵庆均（浙江大学）颜培实（南京农业大学）的地位和作用

从事动物生产的技术人员的必修课程

动物科学、动物医学专业学生专业基础课程。农业工程和环境保护的选修课多学科的边缘学科。

研究内容1环境因素对家畜的影响及控制方法

（1）经济实用的降温措施；（2）探索应激机理和防治方法；（3）选育耐热品种品系，耐热基因2环境营养

3牧场之标准化、模块化和机械化生产

4家畜粪便、污水处理及再利用技术5环境开发

19呼吸代谢测定装置我国的呼吸代谢测定装置80年代初期吉林农科院杨嘉实研究员创建密闭循环式装置，历经改造，90年开放式装置通过农业部验收，90年北京农业大学冯仰廉教授建成开启式装置91年东北农业大学王庆镐教授建成开放式快速测定装置。卫生事件与卫生学的发展SevereAcuteRespiratorySyndrome，SARS1科学进展2加强与世界卫生组织联系3防疫大演习陈冯富珍博士禽流感animal

influenza

diagnosis2003中越2004越泰2005越泰柬印尼2006印尼埃及阿塞拜疆2007印尼中越中国累计病例29死亡19

畏惧

共存亡理念44463298431157986591715366232病例数死亡数病例数死亡数病例数死亡数病例数死亡数病例数死亡数病例数死亡数病例数死亡数200320042005200620072008Total行政改革设立国家首席兽医师中国产毒饺子事件有机磷杀虫剂第三天1692申诉诊断296人8人住院未发现有机磷系中毒症状。第六天诉讼超过2300人，受检741人中国食品违规率只有0.1%2,2-dichloroethenyldimethylphosphate

DDV

110ppm小麦粉标准0.2ppm

日本媒体愤青2024/3/1628主要阐明家畜、环境因素、环境应激、家畜对环境的适应等基本概念。并对环境因素的分类、应激的机理和对家畜的影响，作了一定的介绍。2024/3/1629第一节生物节律一、生物的稳衡性在外界环境变化时，生物维持内环境相对稳定的生理平衡状态。生物内部环境的稳定性是维持自由生活的条件。2024/3/1630刺激与反应刺激：强度、时间和强度的变化率动物行为：动物对环境条件（包括内外环境）刺激所表现出的动作或反应。调定点负反馈模型神经系统、内分泌系统与行为调控恒温动物和变温动物2024/3/1631二、生物节律Biologicalrhythm指生理反应和生化过程以至在行为、习性上都呈现一定的周期性。

长时程节律（如月经周期,生理功能的季节性变化）

中时程节律（24小时昼夜节律，circadianrhythm）

短时程节律（如心跳、呼吸节律）2024/3/1632机体大部分生理活动存在昼夜节律

循环系统:心率、血压、血液粘度、心脏病发作…(心率和血压一般在下午最高；心绞痛、心肌缺血、心肌梗塞和心源性猝死在早晨发生率最高，因而心血管疾病的发病率和死亡率亦在早晨最高。)

神经系统:睡眠、觉醒;感觉和认知的灵敏度…(听觉和痛觉在傍晚最敏感)

呼吸系统:呼吸频率、哮喘发作…2024/3/1633

泌尿系统：如肾排钾量

能量代谢与体温调节系统：体温在下午最高

内分泌系统：某些激素如可的松和睾酮在早晨起床时最高，而胃泌素、胰岛素和肾素在下午和傍晚最高，褪黑素、催乳素和生长素在睡眠时达到最高峰。

其它：血浆和细胞内酶水平的变动细胞分裂、基因表达对疾病的易感性；对药物/毒物射线的反应性

2024/3/1634

免疫系统:淋巴细胞计数、抗体滴度…

淋巴细胞计数在健康人循环血中的在夜间达到高峰，早晨和上午最低，而爱滋病病毒（HIV）感染者这种节律则消失。

过敏反应（如哮喘、枯草热和寻麻疹)：在夜间、睡眠及近清醒时最严重。血清IgE水平（炎症反应的标志）在健康儿童在一天24内几乎处于恒定水平。而在患哮喘病的儿童，血清IgE

节律幅度明显增大，在下午达到高峰，在夜间处于低谷。

风湿性关节炎的症状在夜间最重，在白天改善。2024/3/1635362024/3/16研究生物节律的重要性

昼夜节律是正常生理功能的一个重要组成部分。

Timingiseverything.昼夜节律的改变是某些疾病的重要指针（如健康人循环血中淋巴细胞计数在夜间达到高峰，早晨和上午最低，而HIV感染者这种节律则消失）。昼夜节律的改变可以为畜牧生产服务372024/3/16生物体的昼夜节律是如何形成的？

早在世界上第一个单细胞生物出现以前，地球已经自转了大约二十亿年。因此这种昼夜节律是生物在长期进化过程中形成的。昼夜节律英文称“circadianrhythm”。“circadian”一词来源于古希腊语，由circa和diem构成，其中circa=about,diem=day。因此“circadianrhythm”指接近24小时的日节律。

382024/3/16生物钟中枢在那里？位于下丘脑的视交叉上核（suprachiasmaticnucleus，SCN）是哺乳类动物生物钟的所在地。

SCN被发现为生物钟中枢已25年。2024/3/1639

光刺激信息是形成昼夜节律的最主要外部条件

生物在进化过程中为了适应外界环境的光照变化，下丘脑的生物钟SCN能感受外界环境的光刺激信息，并根据这种光信息的变化对生物钟进行调节（clockresetting），以使机体适应环境的变化。2024/3/1640生物节律的内源性特征人和动物处在完全黑暗的环境中，24小时节律仍然存在，但节律时相逐渐漂移。412024/3/16TheendogenousnatureofbiologicalclockLivingorganismsevolvedaninternalbiologicalclock,calledtheCircadianrhythm,tohelptheirbodiesadapttothedailycycleofdayandnight(lightanddark)astheEarthrotatesevery24hours.2024/3/16422024/3/1643第二节环境应激应激（stress）一词来源于英文，原意为“压力”、“紧张”、“应力”等解释。机体在各种内外环境因素刺激下出现的非特异性全身反应应激原（stressor）为引起应激反应的一切环境刺激。分为三大类:外环境因素、内环境因素、心理社会因素2024/3/1644普遍性与非特异性44为主的神经内分泌改变及一系列功能代谢的改变躯体:过热\过冷\手术创伤等心理:紧张\恐惧\悲伤等蓝斑-交感-肾上腺髓质系统下丘脑-垂体-肾上腺皮质系统非特异性普遍性2024/3/1645防御性与损伤性防御性与损伤性并存，并可相互转化防御性:是机体适应变化,保护自身的重要组成部分,可提高机体的准备状态,有利于机体的fightorflight损伤性:过强or持续时间过长的应激原对机体有害,可导致应激性疾病2024/3/1646强度与时间应激原需要有一定的强度与时间一种因素要成为应激原,必须要有一定的强度和时间,但个体的强度和时间可以有明显的不同2024/3/1647应激的三个阶段典型的应激反应过程可分为三个阶段：动员阶段或惊恐反应

适应或抵抗阶段

衰竭阶段

2024/3/1648脑①——多巴胺：多巴胺是奖赏中枢中不可缺少的因子，其缺乏将增加患抑郁症的风险。

②——去甲肾上腺素：由蓝斑核释放，去甲肾上腺素释放低于正常和抑郁直接相关

③——血清素：中缝核血清素刺激蓝斑核，压力激素可降低血清素的释放量

④——海马：海马内的细胞死亡，导致学习和记忆能力的降低。

2024/3/1649大脑皮质激活杏仁体⑵

潜意识的信息也可能从不同的途径先行引发杏仁体的活性⑶

杏仁体释放出CRH，刺激脑干⑷，并通过脊髓激活交感神经系统⑸。

肾上腺受到交感神经的刺激，其髓质部分释放肾上腺素；

杏仁体还通过垂体释放激素ACTH到血液中而引发肾上腺释放压力激素。这两种激素作用于肌肉、心脏和肺脏⑹，让身体做好准备。

如果压力持久存在，压力激素会诱发蓝斑核⑺释放NE进一步刺激杏仁体⑻，导致更多CRH的产生⑼，这个反馈导致更多的压力激素产生。杏仁核则分泌CRH（促肾上腺皮质激素释放激素）激活脑垂体促使其分泌ACTH（促肾上腺皮质激素）2024/3/1650

环境应激的调节

交感-肾上腺髓质系统肾上腺素和去甲肾上腺素：分解代谢；血流减少

下丘脑—垂体—肾上腺皮质系统

血浆皮质酮、皮质醇等水平升高：糖原异生、促进蛋白质的分解代谢和脂肪酸的氧化；胸腺、法氏囊、脾脏和淋巴结组织萎缩；醛固酮：保钠排钾，K+、P5+和Ca2+排出；

下丘脑—垂体—甲状腺系统

促进糖类的吸收利用和糖元的异生，加速脂肪分解。生理水平的甲状腺素还能促进蛋白质合成，但过量的T4则加速蛋白质的分解，出现氮的负平衡。2024/3/165151共同组成交感肾上腺髓质系统交感神经兴奋节前纤维末梢释放乙酰胆碱嗜铬细胞上的N型受体释放肾上腺素去甲肾上腺素交感神经系统与肾上腺髓质应激时：交感肾上腺髓质系统兴奋2024/3/1652交感—肾上腺素髓质系统大脑边缘系统蓝斑（脑干）NE能神经元交感神经肾上腺髓质情绪，认知，行为外周效应下丘脑海马中枢效应①引起兴奋、警觉，甚至紧张、焦虑的情绪反应；②启动HPA轴的兴奋。基本组成单元2024/3/165353刺激下丘脑CRH腺垂体ACTH肾上腺皮质糖皮质激素(-)长反馈(-)短反馈正常时系统的调节2024/3/1654下丘脑—垂体—肾上腺皮质激素系统（HPA）基本组成单元下丘脑的室旁核（PVN）、腺垂体、肾上腺皮质

PVN上行与杏仁核、海马、边缘系统联系下行通过与腺垂体和肾上腺皮质联系基本效应中枢效应

①CRH↑

ACTH↑

GC↑糖皮质激素②调节应激时的情绪行为反应

③促进内啡肽的释放

④促进蓝斑-去甲肾上腺素能神经元的活性542024/3/16552024/3/1656应激中枢神经系感受（苦痛：葛藤、欲求不满）胸腺淋巴腺萎缩免疫性降低丘脑下部（CRH）垂体前叶（ACTH）肾上腺皮质（糖皮质激素）疲惫脂肪枯竭坏死、出血突死无痛觉规癖行为肾上腺素去甲肾上腺素糖原分解内脏肌肉自我消化胃溃疡乳酸PSEDFD肉GnRH(LHFSH)睾丸、卵巢性激素抑制乳量下降2024/3/1657

2024/3/165858POMC(前阿黑皮质素原)ACTHβ-趋脂素腺垂体γ-趋脂素β-内啡肽血液★β-内啡肽的增加常和ACTH平行,受下丘脑控制意义:调控应激强度，避免过强应激对机体的损害抑制交感-肾上腺髓质系统的活性抑制ACTH和糖皮质激素的分泌应激镇痛:使痛阈升高2024/3/1659绑定immobilizing拘束handling转群Effectofstressorsonhormones

2024/3/1660Effectoffighting,asevidencedbyskindamage,

onbloodprofileandmeatqualityinpigs(Warriss,1996).皮肤划痕等级1234血浆皮质醇(mg%)15161922***肌酸磷酸激酶CPK(U/l)51771611191372***肌肉pH5.555.605.665.68***肉色5.775.886.036.15***评分353127252024/3/1661全身适应综合征

GeneralAdaptationSyndrome，GAS

劣性应激原持续作用于机体，应激可表现为一个动态的连续过程，并最终导致内环境紊乱和疾病。是对应激反应所致的各种各样的机体损害和疾病的总称2024/3/1662应激性溃疡概念：病人在遭受各种重伤、重病等应激后，出现胃、十二指肠粘膜急性病变，表现为胃、十二指肠粘膜糜烂、滲血、溃疡、出血、穿孔。机制：1胃、十二指肠粘膜缺血；2胃腔内H+向粘膜内反向弥散；3其他：血流对H+的缓冲减弱，胆汁逆流损害粘膜的屏障功能。2024/3/1663应激与心血管疾病原发性高血压冠心病心律失常高血压、冠心病机制：1．交感－肾上腺髓质激活下丘脑－垂体－肾上腺皮质轴激活2．糖皮质激素增加血压升高血脂升高，胆固醇增加血管平滑肌对升压因素敏感2024/3/1664心律失常机制：1交感－肾上腺髓质激活使β－受体兴奋降低心室纤颤阈值2心肌电活动异常3通过α－受体引起冠状动脉收缩痉挛4急期反应出现的血粘度升高、血栓、使心肌缺血、梗死。应激与免疫功能障碍应激与内分泌功能障碍2024/3/1665

2、应激性疾病

（1）猪常见应激性疾病

ⅰ、猝死综合征suddendeathsyndroes

应激反应最严重的形式。

原因：抓捕、惊吓、注射

临床症状：常不见任何症状，突然死亡。如有的♂在配种时，因过度兴奋而突然死亡。

ⅱ、猪应激综合征porcinestresssyndroes

多见于应激敏感猪。

原因：运输应激、热应激、拥挤应激。

2024/3/16662024/3/1667症状：早期肌肉震颤、尾抖，继而呼吸困难，心悸，皮肤出现红斑或紫斑，T↑，可视黏膜发绀，最后衰竭死亡。尸僵快，尸体酸度高，肉质发生变化，如水猪肉、暗猪肉、背最长肌坏死。

①水猪肉（aterypork）

亦称PSE猪肉（palesofeexudativepork）

眼观：猪肉色泽灰白，质地松软，缺乏弹性，切面多汁。组织学检查，肌纤维变粗，横纹消失，肌纤维分离，甚至坏死。

机制：与遗传易感性关系密切。

应激原肌肉发表达的猪过度应激，肌肉强直，糖原酵解↑，乳酸↑，PH5．7以下。

屠宰前后高温肌肉痉挛产生僵直热肌纤维膜变性，肌浆蛋白凝固收缩，肌肉保水能力↓，游离水↑并迅速由肌细胞渗出。

发生部位：眼肌、背最长肌、半腱肌、半膜肌—主要部位。

还有腰肌、股肌等部位。

结果：不新鲜，营养价值降低，虽能食用，但为次品。

2024/3/1668

②暗猪肉（darkpork）

DFD猪肉（dryfirmdark）

眼观：猪肉色泽深暗，质地粗硬，切面干燥。

原因：强度较小时间较长的应激反应。

机制：猪的肌糖原消耗较多，贮备水平非常低，产生乳酸少，且被呼吸性碱中毒产生的碱中和→DFD肉变化。

这种猪肉保水能力较强，切面不见汁液渗出。

2024/3/1669

③成年猪背肌坏死（backmnsclenecrosis）

表现：双侧或单侧性背肌的无痛性肿胀，背肌苍白、变性、坏死。个别猪因酸中毒死亡。

ⅲ猪应激性溃疡

部位：胃、十二指肠黏膜。

原因：严重的应激反应中发生，如斗架、运输、严重疾病变病等（可突然死亡）。

症状：事前无慢性溃疡典型症状，是一种急性胃肠黏膜病变。

剖检：胃肠（十二指肠）黏膜有细小、散在的点状出血；线状或斑片状浅表糜烂；或浅表呈多发性圆形溃疡，边缘不整齐，但不隆起，深度一般达黏膜下层肌层穿孔。

2024/3/1670

ⅳ消化道菌群失调原因：更换饲料或饲喂方法，转圈混群，市场交易……。

机制：应激原机体胃肠黏膜损伤 消化道正常微生物区系被破坏细菌性肠炎

大肠杆菌、

沙门氏杆菌等致病菌株大量繁殖

细菌性败血症

2024/3/16712024/3/16722024/3/16732024/3/1674（2）其他动物的应激性疾病

①

牛运输热

原因：饥渴、寒冷、过热、精神恐惧、疲劳、去势、断奶等应激原。

机制：

应激原—→机体应激状态—→多种病原微生物感染—→发病

与本病发生相关的细菌有10种，病毒有8种。

症状：发热、支气管肺炎。

②

马的应激性疾病

种类：马疝痛性疾病、X结肠炎、急性出血性盲肠炎、急性腹泻等胃肠道疾病。

原因：应激原（天气变化、水和饲料供应不足或变化、运输等）＋某些致病因素。

③

鸡应激性疾病

种类：肉仔鸡猝死症、大肠杆菌病、慢性呼吸道疾病、沙门氏杆菌病、传染性法氏囊病、传染性支气管炎、新城疫等。

原因：应激因素为诱因。

症状：产蛋率↓，蛋的质量↓，受精率↓，增重减慢，健康状况↓，免疫生物学指数显著↓。

2024/3/1675（3）人类应激性疾病

①

应激性溃疡

应激原机体胃、十二指肠黏膜急性病变。

表现：胃、十二指肠黏膜糜烂、浅表溃疡、渗血，严重时可穿孔，大出血。

②

应激时对心血管系统损伤

应激原刺激机体过强、过长持久，会使外周血管过度持久收缩，引起微循环障碍诱发DIC、休克。

↘大量儿茶酚胺直接作用心肌心肌损伤。

ⅰ应激与心肌损伤

原因：各种强烈应激原刺激（亲人去逝、死亡威胁、突发灾祸、剧烈疼痛等）

症状：不同程度、不同炎症类型的心律失常，严重时可发生心猝死。

剖检：心肌内广泛性心肌坏死和出血，肌原纤维过度收缩，有收缩带形成，线粒体钙化、变性。

2024/3/1676应激在畜牧兽医实践中的意义

应激是提高机体对内外环境的适应能力，是机体的一种重要的防御性机制。

没有应激反应，机体将无法适应随时变化的内外环境。

应激反应是机体在生命进化过程中获得的稳定内环境的适应机制。它是在神经内分泌系统控制下的全身非体异性防御性反应，在动员机体内在力量去抗衡，消除各种应激刺激产生的损伤性效应，防止内环境的剧烈波动，积极的。表现在：

2024/3/1677 一、物质分解，提供能量

在神经内分泌因素作用下，机体能源物质分解旺盛，葡萄糖、游离脂肪酸等源源不断被释放出来，血浆中的浓度↑，为机体提供充足的能源。

二、器官功能的适应性调整

生命重要器官——脑、心、肺的功能明显增强，消化、生殖等系统暂处抑制状态。

三、保护性物质大量产生

应激反应时，为了保护机体，减轻损伤，应激原作用数小时后机体内便大量合成多种保护性物质。

2024/3/1678 一类是急性期蛋白，一类是应激蛋白（热休克蛋白，heatshockproteinHSP）

1、急性期蛋白

由肝脏合成。

种类：C反应蛋白、对抗胰蛋白酶、铜兰蛋白、血清淀粉样物质A。

作用：①抑制蛋白酶的作用，防止或减轻组织损伤。

②抵抗致病微生物侵袭。

③清除应激反应中产生的一些有害物质（过量的氧自由基）。

④促进损伤的组织细胞的修复。

2024/3/1679

2、应激蛋白

产生：应激原（热、缺氧、脏器缺血、饥饿）刺激机体，产生特殊的蛋白质。

合成部位：肝、心、脑、肾

作用：应激蛋白从低等细菌到人类，在应激时均能产生，说明其进化的保守性。

在机体生长、发育、防御性保护、生化代谢等方面有重要作用，尤其在增强机体对伤害性刺激的抵抗力方面突出。

2024/3/1680四、预防或消除应激原

药物治疗

肾上腺能阻滞剂（心血管有不良反应）：

脉宁平——α阻滞剂—→控制血压↑。

心得安——β阻滞剂—→降低心率。

组织胺受体阻滞剂——甲氰咪呱→治疗应激性溃疡。

2024/3/1681812024/3/168282荣毅仁，2005年10月26日，89岁“养心就是养生。”“发上等愿，结中等缘，享下等福；择高处立，就平地坐，向宽处行。”2024/3/1683第三节家畜适应驯化（acclimation）：是生物体对其生存环境的气温、气压和湿度等单一气象因素变化的生理性或行为性适应。气候驯化、风土驯化

适应（adaptation）：表现型适应和遗传性适应习惯化（habituation）行为适应(behavioraladaptation)隔热性能适应(insulativeadaptation)形态适应（morphologicaladaptation）

2024/3/1684孪生姐妹Wilson’sRule：寒冷地区的动物具有较密、较厚的被毛和很厚的皮下脂肪；而炎热地区的动物则毛短、皮薄，轻而有光泽。18542024/3/1685适应法则Bergmann’sRule：同一个种的恒温动物，处于寒带的体型较大，处于热带的体型较小。1847Allen’sRule：寒带身体的四肢、耳朵、尾巴较小，以减少散热面积，而热带，则相反，甚至垂皮、脐褶、阴门等都很大，以利散热。18772024/3/1686民猪与大花白猪Gloger’sRule：热带的动物皮肤颜色较深，被毛色泽较浅，具光泽18332024/3/1687Wilson’srule皮下脂肪厚度和绒毛的含量与温度呈反比，而粗毛含量与温度成正比。第一节体温与畜体热调节温热环境温热环境（ThermalEnvironment）是影响动物散热量和能量代谢并且与体温调节密切相关的物理环境，它包括温度、湿度、气流和辐射热四个物理（气象）因素。

温热环境的四个要素主要通过影响动物体的显热散热（辐射、传导、对流）和潜热散热（蒸发）而作用于体热平衡，因为采食量是影响产热量的最重要因素之一，故而一些研究者将采食量（或产热量）列为温热环境因素。

一、体温、皮温和平均体温体温（bodytemperature）一般为深部的温度（deep-bodytemperature），或称为体核温度（coretemperature）。家畜深部体温的测量比较困难，生产上常用易于测定的直肠温度（rectaltemperature）来代表平均皮温平均皮温mTs=0.25T躯干上部+0.25T躯干下部+0.32T四肢上部+0.12T四肢下部+0.02T垂皮+0.04T耳

（据Mclean等,J.AgricSci,100:305,1983）

平均体温与体蓄热量平均体温Tb=0.86Tr+0.14mTs式中：Tr：深部体温（=直肠温），mTs：平均体表温。体蓄热量（Heatstorage,S）S可以用机体成分的比热和平均体温算出，动物体比热的平均值为3.47kJ/kgK。体热平衡（Heatbalance）产热量（Heatproduction,HP）和散热量（Heatloss,HL）相等（HP=HL）被称之为体热平衡。

HP=HL+ΔS，因此，只要ΔTb→0，则可以判定是是否处于体热平衡状态，由于，深部体温的权值较大，如若直肠温（Tr）和膣温（Tv）趋于稳衡亦可判定为体热平衡。故而，体温水平的上升和下降不是体热平衡与否的判定标准，无论低温下直肠温度下降到38℃或高温下直肠温上升到40.8℃，只要时间性变化趋于零，则可以判定达到新蓄热量条件下的体热平衡。

二、产热畜体的热源主要有内部和外部两个方面。内部主要产自体内营养物质的氧化，其热能代谢的强度我们又称为“代谢率”（metabolicrate）。1．基础代谢产热（basalmetabolismheatproduction）家畜在饥饿、休息、气温适宜和消化道中无养分可吸收状态下维持生命活动的产热量。因此常称为“饥饿代谢”（fastingmetabolism）或“标准代谢”（standardmetabolism）产热。

代谢体重人们目前常用下式计算成年动物的基础代谢产热量，而把式中的W0.75称为“代谢体重”。基础代谢=293W0.75（KJ/日）式中W为体重kg，293为每Kg代谢体重的日平均产热量（KJ）。2．热增耗（heatincrement）当动物休息于舒适的环境中，其产热量决定于采食量。饥饿的动物采食了饲料后，还没有完成消化、吸收，但体内已产生一定的热量，以前，生理学上常称为“特殊动力作用”（Specificdynamicaction,SDA），或叫“增生热”，现称“热增耗”。3．肌肉活动产热（10%）4．生产产热三、体热的散发1．辐射散热（radiantheatloss）史蒂芬一玻尔兹曼定律（Stefan-BoltzmannLaw），与其绝对温度的4次方呈正比。HR=σT42.传导散热（conductionheatloss）

Hc=AsK（Ts-Tm）3．对流散热（convectionheatloss）Hv=Ash（Ta-Ts）辐射、传导和对流散热，又合称为“可感散热”（Sensibleheatloss），或“非蒸发散热”和“显热散热”。4．蒸发散热（evaporationheatloss）（1）皮肤蒸发皮肤的蒸发机制有二：渗透蒸发，即皮肤组织水分通过上皮向外渗透，在皮肤表面蒸发，因为渗透蒸发不见有水滴，常称为“隐汗蒸发”。在一般天气条件下，人每天的隐汗（insensibleperspiration）蒸发量达600-800ml，为呼吸蒸发的二倍。出汗蒸发，即通过汗腺分泌，使汗液在皮肤表面蒸发。出汗多时，每见皮肤表面有水滴残留，故又称为“显汗蒸发”。除马属动物外，家畜的汗腺机能都不发达或无汗腺，显汗（sensibleperspiration）蒸发较少。（2）呼吸道蒸发

He=KAeVn（Ps-Pa）

蒸发散热又称为“不可感散热”（en-sensibleheatloss），或“潜热散热”（latentheatloss）第二节恒温动物的体温调节要点等热区体温调节颤抖非颤抖寒冷适应热适应

等热区（ThermalNeutralZone）

无须增加能量（energy）去维持bodytemperature

主要依赖散热调节adjustingrateofheatloss符合傅立叶定律Fourier’sLawofHeatFlowQ=C(Tb-Ta)低温Hypothermia在临界温度以下，基础代谢率（basalmetabolicrate）不足以抵消散热量.动物必须增加代谢率克服散热量.如果温度低于临界温度则进入了动物低温区如若不能积极地增加代谢率则陷入低体温状态甚至致死高体温Hyperthermia超过临界温度的上限难以调节散热量.绝食（fast）和生产的代谢产热量难以散出。除非积极地启动散热机能，否则体温增加发汗（Sweating）和喘息（panting）.产热恒温动物用以维持内核温度调节方式.依靠化学性代谢调节产生热能Thermogenesis:颤抖Shivering利用肌肉收缩产生热能

收缩性骨骼肌群之肌紧张短时间的颤抖肌肉活化释放ATP水解供给收缩之能量拮抗肌互动Thermogenesis:

非颤抖Nonshivering脂肪代谢酶系统活化交感神经系统（sympatheticnervoussystem，SNS)活化.脂肪氧化供能仅有少数能量以ATP方式蓄积两种调节机制SNS活化脂肪细胞正常ATP代谢途径ATP水解提供做功和热量褐色脂肪组织（BrownFat）AdaptationsforColdEnvironments竖毛（Fluffing）下临界温度皮肤的竖毛肌（pilomotormuscles）使被毛或羽毛竖立提供厚空气层AdaptationsforColdEnvironmentsQ:

Whichanimalwouldbeabletostaywarmerandwhy?AdaptationsforColdEnvironments北极熊（POLARBEAR）大动物有较低传热比b/c通常具有较大隔热性（insulation）单位体积的表面积相对小散热少AdaptationsforColdEnvironments隔热（Insulation）:

鲸脂Blubber皮下脂肪组织比海水低的传热系数（thermal

conductivity）流经的血液量少脂肪外面可接近环境温度AdaptationsforColdEnvironments隔热Insulation:褐色脂肪在鸟类和许多哺乳类均有发现主要在肩胛骨（scapula）产热迅速中间分布大量的血管和线粒体脂肪细胞自身氧化细胞中有许多脂肪代谢酶UniversityofCaliforniaDavisAdaptationsforColdEnvironments血液流动寒冷时哺乳动物皮下细动脉收缩（Vasoconstrictionofarterioles）核心部位蓄热

鲸鱼显得尤为重要依赖于限制体表血流量较大限制血流量=提高隔热层的功能第三节散热与体温调节反应的关系产热量和散热量深部体温与呼吸数环境温度(Te)乳中温度(Tmilk)41403938平均体表温和显热散热Heattransferfromanelephantpinna（大象耳廓）attwoambienttemperatures.深部体温呼吸数和潜热散热量猪和牛的差异平均体表温呼吸数和热流量平均体温和热流量、隔热特性平均体温和散热量、隔热特性PigHuddlingat33.3℃and0.150m/sPigHuddlingat33.3℃and0.363m/sPigHuddlingat29.4℃and0.263m/sPigHuddlingat23.9℃and0.264m/sHeatstresscontrol

measuresforoutdoorsowsusingshade(遮荫)andwallows（泥浴）.AirTemperatureDryClimateHumidClimateMarginal:lessthan21℃noactionneededaccesstowallowrequiredWarm:22-27℃accesstowallowrequiredaccesstowallowrequiredHot:28-35℃accesstowallowrequiredshadedwallowVeryhot:36-46ºFshadedwallowshadedwallowRespiratoryrates(RR,mean,pooledSE=9.1breaths/min)andairtemperaturesforindoorandoutdoorgestatingandlactatingsows(n=6/condition).Indoorsowshaddripcoolingwhileoutdoorsowshadmudwallows.IndoorOutdoorItemTempºCRRbreaths/minTempºCRRbreaths/min妊娠3367.83332.7哺乳2852.23337.5Average60.035.1mudwallows屋顶隔热WallowTips足够面积（二倍）泥浆不应过浓厚-可流动设有供饮用清水在过高温时，应可遮荫第四节体温的日节律结果产热量和安静时产热量行动量和产热量横卧·伏卧立位昼与夜的行动量、姿势行动量分布第五节生产与健康MEIntake(M/day)Temperature℃Relationshipbetweenthemetabolicenergy(ME)intakeofpigsandtheenvironmentaltemperature.EnergyUseinSwineME=GE-FE-UEME=HI+NEm+NepHP=NEm+HIME=HP+NEp适宜温度OptimumTemperaturesEnvironmentalNeedsFarrowing–sows17℃,someairvelocityinwarmweather;pigs35℃,noairvelocity3-weekoldpigs–30℃,littleairvelocity5-weekoldpigs–26℃reduceslowlyto21℃by8weeksold,littleairvelocityGrowing-Finishingpigs–16-20℃,someairvelocityinwarmweather.Breedingstock–16℃,airvelocityinwarmweather.Recommendedthermalconditionsforswineusedinagriculturalresearchandteaching.

AdaptedfromtheAgGuide(FASS,1999).Type&weightPreferredrangeaLowerextremebUpperextremecLactatingsow&litter59-79ºF(15-26℃)forsow;pigletshave90ºF(32ºC)minimumcreeparea77ºF(25℃)creeparea;60ºF(15℃)sowarea90ºF(32℃)forsow;nopracticalupperlimitforpigletsPrenursery,3-15kg(7-33lb.)79-90ºF(26-32℃)59ºF(15℃)95ºf(35℃)Nursery,15-35kg(33-77lb.)64-79ºF(18-26℃)41ºF(5℃)95ºF(35℃)Soworboar,>100kg(>220lb.)50-77ºF(10-25℃)4ºF(-20℃)90ºF(32℃)2-daylagogmeanTHI3432302826242220181620Milkyield,kg/d2-daylagogmeanairT222018161412DMI,kg/dDMI,kg/d3738394041422-daylagofmilktemperature2-daylagofmilktemperature373839404142Milkyield,kg/d热与繁殖母猪：静默发情、前30流产、增加死胎中期胚胎无影响（Omtvedtetal.，1971）妊娠前5天关键期（Thomkinsetal.1967）公猪：主要影响未成熟精子，3-10周精液希薄，29度保护、但性欲降低40度(Stone,1982)。哺乳期：奶、重降低(McGloneetal.1988）高温和死亡率SOD，是英文

SuperoxideDismutase的缩写

制造

SOD植物：豆类及谷类或植物胚珠经特殊化学处理可以分离出

SOD动物：牛的血液中也可分离出

SOD。

Research:NaturalSelectiononThermogenicCapacityofhighAltitudeDeerMiceBackgroundSeverecoldexposurecanelicitmaximalrateofheatproductionthroughthermogenesis.Inanaerobicorganism,thisisreflectedbythemaximaloxygenconsumption(VO2max)TheconnectionbetweenVO2maxbasalmetabolicrateisakeyfeatureinthehypothesisfortheevolutionofendothermy.BecauseVO2maxsetstheupperlimitstobothheatproductionandsustainedactivitytheycouldexaminehowselectionmightactonVO2max.ObjectivesTotestwhetherthephenotypicselectionactedonthethermogeniccapacityofhighaltitudedeermiceMethodsAnalyzedphenotypicselectiononalongitudinalsampleofdeermice.MiceweretrappedAttheWhiteMountainResearchStationusingShermanlivetrapsandweighed.VO2maxwasmeasuredbyplacingmiceinawindtunnelinsideanenvironmentalchamberwithhighcoolingcapacity.Thetemperaturewasreducedtoabout–10to–15Coverthecourseof15min.TheoxygenconsumptionwasmeasuredbyusingtheinstantaneousmethodsdevelopedbyBartholomewin1981.Thetestendedwhenrapidlydecliningoxygenconsumptionindicatedthatthemouse’sthermogeneticcapacityhadbeenexceeded.TheVO2maxwasretestedforeachmousethenextday.Methods(Continued)Themicewereeartaggedandimplantedwithapassiveintegratedtransponderforrecapture.Micethatwerethenrecapturedtwomonthslaterandassignedanabsolutefitnessof1andthosethatwerenotwereassignedanabsolutefitnessof0.TheVO2maxandbodymassofeachmousewasre-measuredThedirectionalselectiongradientwasestimatedbyregressingrelativefitnessonVO2maxandlog10ofbodymass.Standardizedselectiongradientswerecalculatedbymultiplyingthepartialregressioncoefficientsfortherawphenotypicvariablesbytheirstandarddeviations.

ResultsIn1995directionalselectionforVO2maxincreased,butnotduring1996.Selectionfordecreasedlog10masswassignificantduringthesecondboutin1996.NeitherVO2maxorlog10massdifferedbetweenmalesandfemalesatanytime.Fig.1Fig.2Survivors

NotRecaptured太阳能-食物链-金字塔温室效应太阳辐射的光谱

辐射种类波长（nm）红外线300000~760

可见光760~400

红760~622

橙622~597

黄597~577

绿577~492

青492~480

蓝480~455

紫455~400

紫外线400~4StratosphericozoneabsorbsmostUVGasmoleculesscatterblues/violetsDustscattersreds/yellowsWatervaporscattersSW,absorbsLWGreenhousesgases(CO2)absorbLW大气层Light=reflected,absorbed,transmitted -dependsonλReflectance=albedoEarthalbedo=30%(Fig4.1)Leaves -absorbviolet,blue,red -reflect________ -transmitgreen,farIRLightabsorbedrapidlybywater地球表面LAI=leafarea/groundarea<1indeserts8indenseforests6atORNLFACELeafAreaIndex(LAI)光的分配ResponseofphotosynthesistolightBoglaurel-Chamadaphnecalyculata-30369120500100015002000Photosyntheticallyactiveradiation(PAR)Photosynthesis(umolCm^2)DryandhotDryandcoolLCP:PARwherePs=RsLSP:PARatPmaxRecall:AcclimatizationtolightAcclimatization=changeinphysiologyorformofanorganisminresponsetochangesinenvironmentWholeplantbasisShade-intolerantspecies(sunspecies)Shade-tolerantspecies(shadespecies)PhysiologyAcclimatizationtolightPlantcomponentbasisShade-leavesSun-leavesForm

{Large SmallThin ThickLow,inner High,outerLCPlow LCPhighLSPlow LSPhighPhysiology

{Temperatureintheenvironment——OrganismalheatbalanceHeatgain=f(solarradiation,thermalradiation,foodenergy,conduction,convection)Heatloss=f(thermalradiation,conduction,convection,evaporation)Heatgain=heatloss?PlantsPlantsexperienceawiderangeofenvironmentaltemperaturesTemperaturesdependonlocationreflectionofSWemissionofLWleaforientationleafsizeandshape,convectiontranspirationPhotosynthesisistemperature-sensitiveAvoidancevs.toleranceAvoidance–abilitytominimizeexposuretoadverseorextremeconditionsTolerance–abilitytoendureextremeconditions,orbreadthofconditionsinwhichorganismscanendurePlants:Coldtoleranceoravoidance(antifreeze,insulation,annualhabit)Heattoleranceoravoidance(biochemical,evapotranspiration–dependsonwateravailability,annualhabit)DiffersfromplantsMetabolismMovementBodystructureConduction,convection,evaporation,radiationEnvironmentsandtolerancesdifferTerrestrial=morevariable,greatertoleranceAquatic=lessvariable,lesstoleranceAnimalheatbalanceHomeotherms(endotherms,warm-blooded)–birds,mammalslessenvironmentallydependentwiderangeofthermalenvironmentsTemperaturesregulatedbymetabolisminsulationevaporationbehaviorProsandconshighmetabolicrates-->highactivityhighcostofmetabolism,excessheat,limitsonbodysizeAnimalsgroupedbasedonphysiologyPoikilotherms(ectotherms,cold-blooded)–inverts,amphibians,fish,reptilesmetabolismstronglycoupledtoenvironmenthighthermalconductance(readyexchangeofheat)10°Cincreaseintemp-->doubledmetabolismOperativetemperaturefordailyactivitycontrolledbybehaviorProsandconslowmetabolicrates;anaerobicrespirationlimitshighactivityenergycanbeallocatedtobiomassproductionavoidfoodandwatershortagesbodysizelessimportant,butstilllimitedbyheating/coolingacclimatizationisimportant(....aquariumfish)Heterotherms(endothermy+ecothermy)–flyinginsectsAnimalmechanismsforregulatingtemperatureTorpor–diurnaldeclineofbodytemptoambientduringperiodsofinactivity=energyconservationHibernation–seasonaltorpor(squirrels,butnotbears)Mechanismsoftemperatureregulation(homeostasis)-microclimate(baskingrattlesnakes)-insulation(fat/furkeepheatinorout)-evaporation(dopigssweat?)-hyperthermia(heatstorage;camel)-supercooling(tissuesdonotfreeze)-countercurrentcirculation(heatexchange)Avoidancevs.tolerance光照强度光照射在物体单位面积上所得到的光通量称为光照强度，简称照度，其单位是勒克司（lx）1lx指的是1流明（lm）的光通量均匀的分布在1m²表面上产生的光照度，单位时间内通过某一面积的光能称为光通量。即1lx=1lm/m²。

光与动物体光照射到动物机体上时，一部分被反射，另一部分穿入机体组织之内。后者有一部分被机体组织所吸收。紫外线几乎完全在表皮处被吸收，仅有小部分到达真皮的乳头和表面血管组织。（10-10

尔格、光电效应、光化学效应）红外线随波长逐渐增加，光线透入组织的深度亦逐渐增加。红光及其临近的红外线透入最深，可达数厘米。（光热效应）一、可见光作用机制光照强度、光色、光周期眼睛-视网膜-视神经-大脑皮层的视觉中枢-下丘脑，使其分泌促释放激素。头盖骨-脑神经-下丘脑，“视网膜外或脑感受器”。光-视神经-松果腺-褪黑激素的分泌-下丘脑下丘脑兴奋分泌的释放激素垂体前叶促性腺激素释放激素（GnRH）FSHLH促甲状腺激素释放激素（TRH）TSH促肾上腺皮质激素释放激素（CRH）ACTH生长激素释放激素（GRH）GH光照强度与生长Deaton（1976）报道，低强度的间歇光照，对增重和饲料利用率都无不良影响，但12h黑暗使生长率下降。在21℃中，13lx、24h的持续光照的饲料利用率，比12h、205lx和12h、13lx两种强度交替的持续光照高；0.25h、13lx与1.75h黑暗交替的间歇光照，饲料利用率又高于13lx的持续光照。Ringer的结论是，5lx光照强度已能刺激肉用仔鸡的最大生长，而强度大于100lx则对生长不利。在人工光照40--50lx下，肥育猪表现出最高的生长速度，而光照强度过小或过大如5--20lx和120l