动物生理学：第六章 能量代谢与体温调节

第六章能量代谢与体温调节（EnergyMetabolismandTemperatureRegulation）

能量代谢体温及其调节能量代谢（一）新陈代谢新陈代谢物质代谢（同化作用，异化作用）能量代谢（吸热反应，放热反应）第一节能量代谢（energymetabolism）

机体内伴随物质代谢过程中所伴随着的能量贮存、释放、转移和利用的过程。（二）能量的来源与利用1、能量的来源植物：光合作用动物：饲料化学能2、饲料中主要营养物质饲料玉米豆粕鱼粉小麦植物油氨基酸预混料…矿物预混料维生素预混料功能性添加剂能量类：小麦、大麦、碎米、次粉、麸皮、植物油蛋白质类：鱼粉、豆粕、花生粕、棉粕、菜粕、酵母粉、肉骨粉3、物质的能量转化

机体所需要的能量主要来源于食物中的三大营养物质，即糖、脂肪和蛋白质。糖70%以上，有氧氧化，无氧酵解1/18；脂肪

30%，是体内各种能源物质贮存的主要形式；蛋白质主要用以构成机体组织的成分，也可作为能源，但意义不大(长期饥饿或极度消耗时，才成为主要能量来源)。三大营养物质的消化4、三大营养物质的代谢4.1糖类的代谢氧化完全氧化：1Glu38ATP酵解：1Glu2ATP4.2蛋白质的代谢4.3脂类的代谢4.4三羧酸循环1g脂肪在体内储存所占的体积是1g糖原的1/5，但1g脂肪氧化分解所释放的能量是1g糖原的2倍多。6、机体能量的来源和储存

机体能量来源贮存糖

：70%脂肪：40—50%（包括糖转化的脂肪）蛋白质：数量很少糖原:1%供神经代谢和剧烈运动脂肪:75%能量储存的主要形式蛋白质:构成细胞的成分及合成酶和激素等生物活性物质，长期饥饿时动用。7、能量的来源与利用（三）饲料总能量的去路总能可消化能粪能代谢能发酵能和尿能净能特种动力效应能用于维持、做功和生产1、基本概念食物的热价：1g食物氧化时所释放出来的能量称为该种

食物的热价。物理热价：体外物理燃烧时释放的热量。生物热价：在动物体内生物氧化时释放的热量。氧热价：某种营养物质在体内氧化时消耗一升氧所产生

的能量称为该物质的氧热价。

（四）能量代谢测定

呼吸商（RQ）：一定时间内机体呼出CO2的量与吸入的O2消耗量的比值，称为呼吸商。以RQ表示：RQ=CO2产生量(ml)

氧耗量(ml)糖＝1.0，脂肪＝0.71，蛋白质＝0.80三种营养物质氧化时的几种数据营养物质糖蛋白质脂肪物理热价(kJ/g)17.223.439.8生物热价(kJ/g)17.218.039.8耗氧量(L/g)0.830.952.03CO2产量(L/g)0.830.761.43氧热价(kJ/L)21.118.919.6呼吸商(RQ)1.000.800.71

2、能量代谢的测定方法能量代谢的测定有直接测热法和间接测热法两种。

直接测热法：直接测出机体在一定时间内发散的总热量，再换算成单位时间的能量代谢率。

间接测热法：测出单位时间内氧化分解的糖、脂肪和蛋白质各占多少，再算出该段时间内释放出的能量。

2.1直接测热法

呼吸空气的条件下测定耗氧量和CO2产生量。

收集受试者一定时间内的呼气量，分析呼出气中的O2与CO2

容积百分比。

已知空气中的O2与CO2

容积百分比。

求两者的差值，计算该时间内的耗氧量和CO2产生量。

2.2开放式测定法（气体分析法）2.3闭合式测定法一般使用能量代谢率测定器械（五）基础代谢基础代谢:指基础状态下的能量代谢基础代谢率(BMR):单位时间内的基础代谢

1、概念

基本生命活动清醒肌肉处于安静状态最适于该动物的外界环境温度消化道内空虚2、基础代谢率的测定和其正常值基础代谢率=耗氧量

氧热价体表面积100%呼吸商为0.82时的氧热价为20.19KJ

基础代谢率与年龄、性别及大小有关（六）影响能量代谢的因素1、肌肉活动肌肉活动对能量代谢的影响最大运动或劳动的强度消耗的能量

能量代谢值可作为评价劳动强度的指标人劳动或运动时的能量代谢值肌肉活动形式平均产热量[kJ/(m2.min)]静卧休息出席会议擦窗洗衣物扫地打排球踢足球2.733.408.309.8911.3717.5024.98

精神紧张、情绪激动能量代谢

骨骼肌的紧张性交感神经兴奋儿茶酚胺释

放代谢率2、精神活动

进食后一段时间内（从进食后1h开始持续到7-8h），机体处于安静状态，产热量比进食前有所增加，食物这种使机体产生额外的热量作用，称为食物的特殊动力效应。3、食物的特殊动力效应蛋白质：25-30％糖和脂肪：4-5％

a.160C~240C：稳定

b.>240C或<160C：

>240C代谢率逐渐增加，体内化学过程的反应速度增加，发汗、呼吸、循环机能增强

<160C代谢率开始增加，寒冷刺激反射性地引起寒战以及肌肉紧张度增加；

4、环境温度（七）影响基础代谢率的因素1、个体大小2、年龄3、性别4、品种5、生理状态6、营养状态7、季节8、气候体核温度(coretemperature)

生理学上的体温（bodytemperature）是指身体深部（如内脏）的平均温度。通常用直肠温度来代表。体表温度(shelltemperature)（一）体温恒温动物（homeothermicanimal）体温调节第二节体温调节（TemperatureRegulation）（二）动物体温的生理波动

家禽的体温比家畜高幼畜的体温比成年家畜略高公畜较母畜略高发情期、妊娠期体温较高，排卵时体温降低肌肉活动时体温升高采食后体温升高0.2～1℃，持续2～5h之久清晨2～6时体温最低，午后1～6时最高体温调节产热多于散热，体温升高，而散热超过产热则引起体温下降。组织器官占体重百分比（%）产热量（%）安静状态劳动或运动脑2.5161内脏34.0568骨骼肌56.01890其他7.5101体温调节（三）机体的产热和散热过程机体产热的其它形式：

又称代谢产热，指体内发生广泛的代谢产热增加。以褐色脂肪组织的产热量最大，约占非战栗产热总量的70％。①战栗产热（shiveringthermogenesis）

骨骼肌同时发生不随意的节律性收缩。屈肌和伸肌同时收缩，不做外功，但产热量很高。代谢率可增加4-5倍。②非战栗产热（non-shiveringthermogenesis）体温调节

其他的散热途径还有呼吸器官、消化器官和排尿等。主要散热途径：动物的主要散热部位是皮肤（75～85%）；体温调节散热方式辐射（radiation）散热传导（conduction）散热对流（convection）散热蒸发（evaporation）散热体表水分蒸发。体热以红外线的形式传给外界温度较低物体。机体的热量直接传给同它接触的较冷物体。与体表接触的气体或液体流动来交换和散发热量。在气温接近或超过体温时，蒸发散热成为唯一有效的散热方式。体温调节（四）体温恒定的调节体温调节动物机体体温的调节主要有两种形式：自主调节——行为调节——下丘脑的体温调节中枢通过对产热和散热的调节而使体温维持恒定。指动物通过自身行为的改变以控制散热和产热的程度，维持体温的恒定。①外周温度感受器体温调节温度感受器：②中枢温度感受器脊髓、延髓、脑干网状结构等处。广泛分布于皮肤、粘膜和内脏。冷感受器热感受器热敏神经元(warm-sensitiveneuron)冷敏神经元(cold-sensitiveneuron)

视前区-下丘脑前部

(preoptic-anteriorhypothalamusarea，PO/AH)是体温调节中枢的关键部位。体温调节体温调节中枢：

体温调节的基本中枢位于下丘脑。通过分泌甲状腺激素和肾上腺皮质激素等。体温调节信号传出途径与效应器：1.植物性神经系统主要通过对血管、呼吸、皮肤、汗腺和代谢的影响。2.躯体神经系统主要控制骨骼肌的紧张性和运动。3.内分泌系统

在PO/AH区中有一个控制体温的调定点，而PO/AH区的温度敏感神经元可能起调定点的结构基础。体温调节体温调定点学说：

当体温处于调定点时，机体的产热和散热过程处于平衡状态，体温维持在调定点设定的水平。（五）外界温度对动物体温的影响体温调节等热范围或代谢稳定区家畜的耐热与抗寒家畜对高温与低温的适应体温调节1、等热范围或代谢稳定区环境温度低高体温降低体温升高体热产生正常体温化学性调节物理性调节等热范围

外界温度在等热范围内饲养家畜最为适宜，在经济上最为有利。体温调节2、家畜的耐热与抗寒：各种动物对炎热和寒冷的耐受能力不同；骆驼（体表的蒸发散热和体温升高）绵羊（喘息）马（出汗散热）猪的耐热能力较弱，尤其是仔猪更弱。牛（水浴）家畜的抗寒能力一般较强。体温调节3、家畜对高温与低温的适应：①惯习(