Lektsia_18_Fiziologia_adaptatsii

Лекция №18

Тема: «Физиология адаптации».

План.

1. Понятие о физиологической адаптации.

2. Принципы деятельности механизма адаптации.

3. Основные закономерности адаптации животных к разной температуре окру-жающей среды, шумам, условиям газовой среды, технологическим условиям.

Вопрос №1 Понятие о физиологической адаптации.

Адаптация (от лат. adaptatio — приспособление) это совокупность морфофизиологических процессов в организме лежащих в основе приспособления к конкретным условиям существования во внешней среде. В результате адаптации повышается устойчивость организма к низкой и высокой температуре воздуха, недостатку кислорода, воды, освещения, виду корма и многим другим факторам, связанным с экологическими условиями обитания и поведения разных видов животных.

Изменение условий среды, естественно, вызывает функциональные сдвиги в организме, которые при определенных условиях могут переходить в состояние болезни.

Вопрос №2 Принципы деятельности механизма адаптации.

В процессе адаптации организм животных реагирует как единое целое при участии всех его систем и при ведущей роли коры полушарии мозга, но первое соприкосновение с различными условиями падает на рецепторный аппарат анализаторов, которые, реагируя на силу раздражителя, передают сигналы в соответствующие нервные центры. При действии на организм неблагоприятных факторов («чрезвычайных раздражителей» по И. П. Павлову или «стрессоров» по Селье), таких, например, как холод, травмы, эмоциональное возбуждение, высокие уровни шумов, токсины (яды), физическая чрезмерная нагрузка и др., в организме возникают реакции двоякой направленности.

Один вид реакций—специфические, связанные с качеством действующего фактора,

другой вид — неспецифические, общие при действии различных стрессоров.

Такие реакции прежде всего имеют защитно-приспособительный характер и направлены на приспособление (адаптацию) организма к новым условиям, на выравнивание тех изменений, которые И. П. Павлов называл физиологической мерой против болезни.

Л. Л. Орбели установил важное значение в адаптации организма симпатической нервной системы, ее адаптационно-трофическую роль. С помощью симпатической нервной системы идет мобилизация энергетических ресурсов, стимулируется функция сердечно-сосудистой системы, усиливается работоспособность мышц, активизируются иммунологические процессы. Селье обнаружил и доказал, что в развитии общей адаптации организма большое значение имеет гипофизарно-надпочечниковая система, и назвал эту реакцию общим адаптационным синдромом. Эта реакция проходит три стадии развития.

Первая стадия —«реакция тревоги», характеризуется активацией надпочечников и выбросом в кровь катехоламинов и глюкокортикоидов, что способствует повышению устойчивости организма к неблагоприятным факторам.

Во вторую стадию — «стадию резистентности» — повышается устойчивость организма к ряду чрезвычайных раздражителей. Увеличивается количество циркулирующей крови, возрастает артериальное давление, усиливается глюконеогенез. Глюкокортикоиды активизируют иммунологические процессы защиты, образование антител, фагоцитоз и др.

Третья стадия — «стадия истощения» — возникает тогда, когда действие стрессоров продолжается, происходит истощение функции надпочечников, особенно его корковой части, и в этот период может наступить гибель организма.

Теория гипофизарно-надпочечниковой системы в механизме защиты организма и приспособления его к неблагоприятным факторам объясняет многое, однако она не учитывает роли всей нервной системы (П. Д. Горизонтов).

Важнейшими внешними проявлениями начинающейся адаптации являются изменения в деятельности сердечно-сосудистой и дыхательной систем (учащение частоты работы сердца и дыхания). Наряду с этим наблюдаются изменения температуры тела и наружных покровов, в морфологическом составе крови, в функции желудочно-кишечного тракта, водно- солевого обмена, в частности соотношения внутриклеточной и внеклеточной воды и др. Установлено, что различные воздействия, например холод, тепло, эмоциональное возбуждение, мышечная работа, токсические вещества и возбудители инфекции, вызывают выделение АКТГ и глюкокортикоидов, что и дало основание называть совокупность всех этих реакций общим адаптационным синдромом.

Вопрос №3 Основные закономерности адаптации животных к разной температуре окружающей среды, шумам, условиям газовой среды, технологическим условиям.

Приспособление животных к разреженной газовой среде связано с перестройкой функций многих органов и систем. В условиях пониженного атмосферного давления вследствие недостаточного снабжения кислородом через органы дыхания возникает гипоксия, которая приводит к изменению многих функций.

Повышается активность ферментов, участвующих в окислительных процессах.

1) включение физиологических механизмов, увеличивающих доставку кислорода к тканям путем поддержания гомеостаза газовой среды в альвеолах легких;

2) приспособление самих тканей к существованию в бедной кислородом среде или ограничение кислородного запроса путем снижения жизнедеятельности организма или отдельных ее систем. При исследовании высотной акклиматизации крупного рогатого скота в условиях Кавказских гор обнаружено, что животные разных пород приспосабливаются неодинаково.

Адаптация коров в промышленном комплексе.

Приспособление лактирующих коров к искусственно созданным условиям микроклимата показывает, что животные сохраняют основные физиологические показатели, но частота дыхания, работа сердца, температура и- кровяное давление чаще находятся на верхних границах нормы. Однако отмечаются реакции, свидетельствующие о нарушении обмена веществ. В зимне-весенний период у коров обнаруживается истощение щелочных буферных систем организма.

Щелочно-кислотное равновесие изменяется в сторону ацидоза, снижается содержание Са и повышается Р. С введением в летний рацион сочных кормов этот показатель нормализуется.

Размещение животных в производственных зонах комплекса не обеспечивает физиологически необходимую для них двигательную активность. Гиподинамия и высокий уровень ненормированного кормления создают условия для ожирения коров, которое является одним из предрасполагающих факторов в развитии кетоза, яловости и другой патологии (В. Ф. Поляков, И. П. Кондрахин), что указывает на неполную физиологическую адаптацию в данных, хотя и хороших, условиях и на необходимость совершенствования системы содержания обязательно с учетом физиологических показателей животных. В частности, нормальный уровень обмена веществ и рождение полноценного приплода обеспечиваются при содержании стельных коров в течение 50-60 дней до отела на хорошо сбалансированных рационах. Такие рационы обеспечивают оптимальное соотношение протеина и сахара, кальция и фосфора, кислых и щелочных эквивалентов, витаминов и других биологически активных веществ. Кроме того, в коровниках в стойловый период должен быть обеспечен наилучший световой режим за счет искусственного освещения. Интенсивность освещенности в течение 16 ч должна составлять 50—100 люкс на уровне кормушки, дежурное освещение (8 ч) —5 люкс.

Для поддержания нормальных физиологических функций и профилактики нарушений обмена веществ в помещении для коров и нетелей рекомендуется иметь следующий микроклимат: температура воздуха зимой 5—16°, летом не выше 25°, влажность воздуха 70—85%, содержание углекислого газа не более 0,25 об%, аммиака—0,01-0,02 мл/л, сероводорода—0,005—0,1 мг/л. Кроме того, лактирующие и стельные сухостойные коровы должны постоянно пользоваться активным моционом. Его организуют путем прогулок животных в загонах или на расстоянии 3—5 км. Адаптационные реакции коров при машинном доении. Исследования показали, что изменение кратности доения или перевод коров с доения в ведра на доение в доильном зале отражаются на функциональном состоянии гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой системы. Самый высокий уровень выделения кортикостероидов с мочой и увеличение их концентрации в крови наблюдаются в первые дни после изменения режима или способа доения. Адаптация коров к новым условиям машинного доения происходит в течение 5—10 суток и зависит от индивидуальных особенностей организма и молочной продуктивности. У коров с продуктивностью 3500 кг молока установлены резкие изменения уровня 11-окси-17-кето- стероида в крови по сравнению с коровами продуктивностью 5000 кг молока. У высокомолочных коров отношение кортизона к кортикостерону на 20—25% выше, чем у среднепродуктивных, что связано с более выраженными адаптационными возможностями высокопродуктивных коров (М. Д. Ганин). Быстрому развитию приспособительных реакций в организме при изменении кратности или способа машинного доения способствуют полноценное, сбалансированное кормление м соблюдение технологии машинного доения коров.

Приспособление животных к высоким и низким температурам.

Важнейшим экологическим фактором, определяющим географическое распределение организмов, является температура окружающей среды. Большое число видов животных сталкиваются в отдельные периоды жизни с неблагоприятными температурными условиями.

Если бы не было у них специальных адаптации, позволяющих противостоять этим условиям, все они погибли бы. Температура внешней среды во многих случаях, ограничивает географическое распространение видов. Температурный ^диапазон, на фоне которого протекает жизнь сельскохозяйственных животных, очень велик. Так, в средней полосе с умеренным климатом температура нередко колеблется от —35 до 35°. Чтобы такие экстремальные условия не сказывались на продуктивности, животные должны хорошо быть подготовлены к крайне низким и высоким температурам.

Основным фактором, обеспечивающим нормальное протекание обменных процессов в тканях и клетках целостного организма, является относительно постоянная температура тела. Сохранение

температурного гомеостаза кивотных достигается единством процессов химической и физической терморегуляций, проявляющихся в различной степени в соответствующих условиях существования организма. Даже небольшое повышение температуры является мощным сигналом для включения компенсаторных механизмов, с помощью которых организм освобождается от избыточного тепла. Изучение влияния жаркого климата на организм крупного рогатого скота показало, что частота дыхания — один из первых механизмов, поддерживающих тепловой баланс организма. Частота дыхания крупного рогатого скота с увеличением температуры воздуха возрастает. Учащение дыхания становится очень заметным в диапазоне температур от 26,7 до 37,8° и максимально увеличивается при температуре воздуха от 37,8 до 40,6°. В большинстве же случаев у жвачных животных полипноэ характеризуется сравнительно небольшой частотой — обычно до 200 раз в 1 мин и отличается большой продолжительностью реакции. У крупного рогатого скота, овец, коз полипноэ может продолжаться всю жаркую часть дня. Эти особенности позволяют животным (крупному и мелкому рогатому скоту) находиться в течение длительного времени под открытым небом при высоких температурах воздуха.

При увеличении частоты дыхания тепло более быстро рассеивается путем нагревания вдыхаемого воздуха до температуры тела и увеличением испарения с поверхности дыхательных путей.

У крупного рогатого скота испарение с поверхности дыхательных путей имеет большое значение (рис. 119). Так, по данным С. Броди, при температуре 35° у лактирующих джерсейских и голландских пород скота около 26% тепла рассеивается путем испарения влаги через ыхательный тракт. Со снижением частоты дыхания теплопотери испарением с поверхности дыхательных путей значительно уменьшаются и составляют при +10°С около 10—11%, а при —10°С примерно 4% от бщих потерь тепла. Одним из важнейших каналов рассеивания тепла в условиях высоких температур является потоотделение.

Некоторое количество водяного пара проходит через кожу путем простой диффузии, и этот процесс регулируется парциальным давлением пара. В тех случаях, если давление пара в воздухе очень высокое, водяные пары могут поступать через кожу внутрь, при сухости воздуха поступают из организма наружу. У лошадей, овец и крупного рогатого скота через кожу теряется большое количество воды в виде пота.

Большое значение для сохранения теплового баланса у крупного рогатого скота имеют местные изменения кровообращения. . Температура кожи у крупного рогатого скота зависит от температуры окружающей среды, состояния шерстного покрова, степени увлажнения кожи и других факторов. И. Финдлей и В. Бикли придают большое значение регулированию теплоотдачи сосудам, уха и конечностей, которые очень легко в больших диапазонах реагируют на изменение температуры внешней среды. На радиационные и конвенкционные потери тепла большое влияние оказывают количество и скорость протекания крови через кожу. Кожа не только отдает тепло окружающей среде, но и при определенных условиях может воспринимать его из внешней среды. При адаптации к низким температурам среды наблюдается сокращение отдачи путем . В поддержании температурного гомеостаза у жвачных большую роль играет рубец. Опытами установлено, что рубец представляет важную температурную зону в организме животных. Температура в рубце постоянно высокая в связи с обменными процессами, и она сглаживает или полностью нивелирует реакции на внешнее термическое раздражение. У телят, ягнят и жеребят уже с первых дней жизни хорошо выражена химическая терморегуляция. У новорожденных повышение температуры окружающей среды не всегда вызывает усиление энергетического обмена, как у взрослых; чаще уменьшается потребление кислорода. Поэтому новорожденные более устойчивы к высокой температуре воздуха чем взрослые. Что же касается поросят, цыплят и утят, то они крайне чувствительны к низким и особенно высоким температурам воздуха. Однако и у этих животных в первые дни жизни, хотя и в слабой степени, проявляется химическая терморегуляция. Устойчивость крупного рогатого скота к высоким температурам во многом зависит от функции потовых желез или интенсивности потоотделения: чем больше выделяется пота, тем больше тепла теряется организмом. Теперь уже убедительно показана роль потовых желез в терморегуляции крупного рогатого скота. Адаптация к жаре начинается с включения дыхательного аппарата, резко нарастают частота дыхания и легочная вентиляция, усиливается слюноотделение, спустя некоторое время повышается потребление кислорода, увеличивается потоотделение. С началом потоотделения все физиологические функции стабилизируются на более высоком уровне. В условиях промышленного животноводства значительное влияние на производство молока и мяса оказывает микроклимат. Большое скопление животных при относительно малой кубатуре воздуха часто создает в помещениях крайне неблагоприятные условия, влекущие за собой заболевания и даже гибель этих животных. Такое возможно, если недостаточно хорошо функционирует принудительная вентиляция. Установлено, что при хорошем воздухообмене и при снижении влажности уменьшаются случаи заболевания коров маститом и отсутствуют заболевания дыхательного аппарата у телят. Особенно большое значение вентиляция помещения имеет в условиях жаркого климата, когда температура в помещениях и на открытом воздухе выравнивается и естественная вентиляция почти отсутствует.