Теплообмен между животным организмом и внешней средой

B процессе эволюции у сельскохозяйственных животных постоянно совершенствовались механизмы теплообразования и теплоотдачи, вырабатывались особенности терморегуляции в зависимости от вида, возраста, уровня продуктивности и пр.

Свиньи отличаются некоторым непостоянством температуры тела, колебания которой в обычных условиях достигают 3 °C (36,8…40,0°С). Эту характерную особенность терморегуляции нельзя объяснить отсутствием теплоизолирующего слоя шерсти у свиньи, поскольку функцию теплоизоляции выполняет мощный слой подкожного жира, особенно у взрослых животных. У свиней слабо проявляется сосудистая реакция и недостаточно развиты потовые железы, что затрудняет теплоотдачу через кожные покровы. Собственно полипноэ у свиней, по-видимому, отсутствует, так как учащение дыхания всегда является следствием повышения температуры тела, а не предшествует ему. Поэтому при высоких температурах свиньи предпочитают влажную среду — увлажнение кожи, что создает возможность усиления отдачи тепла испарением. Причем отличительной чертой терморегуляции у свиней от других гомойтермных животных служит полная зависимость реакции на охлаждение (или на перегревание) от массы тела. Новорожденные поросята не могут противостоять низким температурам и быстро переохлаждаются, а взрослые, наоборот, сильно подвержены перегреванию и не могут поддерживать температуру тела при высоких температурах среды без погружения в воду или специального смачивания водой поверхности тела. Вероятно, это несовершенство терморегуляции у свиней связано с их одомашниванием и быстрым отложением жира. Чувствительность свиней к высоким температурам с возрастом повышается. При температуре воздуха более 30 °C терморегуляторные механизмы не справляются и температура тела возрастает. При 35 °C она повышается до 42 °C и более. Дыхание учащается, наблюдается отказ от корма, быстро наступает коматозное состояние и даже смерть. [7].

Физическая терморегуляция у животных обеспечивается конвекцией, излучением и испарением, теплопроведением.

Конвекция — перемещение нагретого воздуха вверх, так как он легче холодного воздуха. За счет конвекции теплоотдача составляет 30−35% общей потери теплоты.

Потерю теплоты за счет конвекции можно рассчитать по формуле:

Q_конв = L_k (ф_{n mж} — t_ср)ЧS_ж

где Q_конв — потеря тепла конвенцией (ккал/ч);

L_k — коэффициент теплопередачей конвенцией (ккал/м²ЧчЧград);

ф_{n mж} — температура поверхности тела животного (в град);

t_ср — температура среды внутреннего воздуха в момент расчета (°С).

S_ж — площадь поверхности тела животного (м²).

Теплоизлучение заключается в том, что кожа и глубоколежащие ткани излучают теплоту в виде длинноволновой инфракрасной радиации и организм получает меньше тепловой энергии от окружающих предметов. Чем ниже температура окружающей среды, тем больше животное теряет теплоты.

Испарение воды с поверхности кожи, слизистых оболочек, легких сопровождается потерями теплоты и составляет 15−20% общего количества теплоты.

Потенциально испарение воды является самым важным средством рассеивания тепла. При температуре 33,1°С испарение 1 г воды уносит приблизительно 580 кал. Большая часть теплоотдачи у животного происходит за счет испарения воды с поверхности кожи и дыхательных органов.

Испарение воды с поверхности кожи как механизм теплоотдачи будет зависеть от температуры кожи и ее покрова, влажности окружающего воздуха и наличия воды для испарения. Когда кожа животного имеет волосяной покров, водяные пары могут задержаться в нем, и вокруг поверхности тела животного образуется насыщенный влагой слой. Волосяной покров будет также уменьшать движение воздуха, который находится в контакте с кожей.

На отдачу тепла путем выделения пара легкими будет влиять минутный объем органов дыхания и влажность вдыхаемого и выдыхаемого воздуха.

Теплопроведение — кондукция (с англ. conduction — проводимость) происходит в основном при соприкосновении тела животных с холодным полом, землей, снегом, а также при их купании и т. д.

Q_пров=Y (ф_{n mж}- t_пр)Ч S_л.ж

Q_пров— потеря тепла проведением в пол (ккал/ч);

Yпоказатель теплоусвоения (ккал/м²ЧчЧград);

ф_mж — температура поверхности тела (град);

t_пр — темпиратура среды -2°.

S_л.ж.— площадь лежачего животного (м²).

Кроме того, организм животных выделяет теплоту в окружающую среду при дыхании (выдыхаемый воздух нагрет почти до температуры тела) и через органы выделения (с мочой, калом). 2].