Теплообмен между животным и внутренней средой помещения.

В организме теплокровных животных наиболее постоянна температура крови, мозга, сердца и печени. Температура кожи подвергается более значительным колебаниям под влиянием метеорологических факторов внешней среды и вследствие функционирования органов и систем всего организма. Температура тела теплокровных животных сохраняется в пределах 37,8°С (±0,4°), несмотря на значительные колебания температуры воздуха.

Теплопродукция и выделение тепла. Источником образования энергии, необходимой для жизнедеятельности и образования тепла в организме, служат корма; в критических же ситуациях расходуются резервы тела животных. Энергия макроэргов, образующихся из белков, жиров и углеводов корма, только на 50—60% использует энергию кормов. Выполняя механическую работу, организм расходует на нее только 40% энергии макроэргов. Остальные 60% превращаются в тепло, рассеиваясь в организме, что служит для него важным (вторым) источником теплопродукции. Выделением тепла сопровождаются постоянно протекающие в организме процессы синтеза белков, переноса ионов (Na, К и др.), особенно в мышцах и нервах. Следовательно, не вся освобождаемая в организме энергия сразу превращается в тепло. Но в конечном итоге вся выполненная в организме работа, все виды энергии переходят в тепловую.

Процесс теплорегуляции имеет огромное значение для организма животного. Под теплорегуляцией понимают способность организма адаптироваться к высоким и низким температурам среды, поддерживая температуру тела на постоянном уровне. Механизм теплорегуляции, с одной стороны, заключается в повышении или уменьшении образования тепла в организме и с другой — в увеличении или уменьшении отдачи его в окружающую среду. Первую часть, зависящую от изменений энергетического обмена, называют химической теплорегуляцией, вторую, связанную с рассеиванием тепла из организма, — физической.

На снижение температуры окружающей среды как взрослые, так и новорожденные животные реагируют увеличением потребления кислорода. На новорожденных животных новые постнатальные условия среды (температура среды по сравнению с температурой матки) оказывают сильное холодовое воздействие, и в течение двух-трех суток (адаптационный период) их организм отвечает на это существенным напряжением химической терморегуляции.

Химическая терморегуляция у сельскохозяйственных животных в условиях высоких температур проявляется слабо, а температурный гомеостаз у них обеспечивается хорошо развитой физической терморегуляцией. Следовательно, сельскохозяйственные животные лучше приспособлены к пониженным температурам воздуха, чем к повышенным. Это обусловлено особенностями химической терморегуляции, строением кожи и кровеносных сосудов.

Хорошее физиологическое состояние и высокая продуктивность домашних животных возможны при условии сохранения теплового равновесия организма (соответствия образования тепла их потерям). Обычно такое состояние не сопровождается напряжением теплорегуляции. Однако оно сохраняется только при оптимальных микроклиматических условиях: температуре, влажности, скорости движения воздуха и радиационной температуре (средневзвешенной температуре поверхностей, окружающих животное). Микроклимат во многом может способствовать или препятствовать эффективности функционирования физиологических механизмов сохранения или отдачи тепла организмом, то есть физической терморегуляции.

Пути потери тепла организмом. Взрослые сельскохозяйственные животные при оптимальных микроклиматических условиях отдают тепло: конвекцией и радиацией— примерно по 25—30% (от 20 до 47%), проведением до 15%, испарением с кожи — до 6—7%. Остальные 15—20% тепла животные (как и человек) теряют на нагревание пищи и воды (около 6—8%), вдыхаемого воздуха и испарение воды в легких (около 5 и 9%), а также с калом, мочой, молоком (около 0,7—1%). Основные пути потери тепла организмом связаны с кожей— около 80%. Однако взаимоотношения между вышеперечисленными путями значи­тельно меняются в зависимости от микроклиматических условий (температуры). Так, потери тепла излучением зависят от разницы между температурой кожи тела животного и радиационной температурой.

Для создания комфортных условий животным помещения для их содержания следует строить из материалов с низкой теплопроводностью. Нахождение животных, особенно молодняка, в зданиях из железобетонных конструкций (стены, пол, потолок) в зимний период всегда ведет к увеличению теплопотерь организмами путем радиации, а в сильно нагреваемых помещениях летом — к перегреву и тепловому удару. В условиях выгульного и пастбищного содержания животных потеря тепла излучением зависит от интенсивности солнечной радиации, температуры почвы и стен близлежащих зданий.

При потере тепла проведением возможны два пути: соприкосновение тела животного с окружающим воздухом — конвекция — и с предметами (пол, стена, перегородки) — кондукция. Ведущее место занимает конвекция. Потери тепла конвекцией прямо пропорциональны разности между температурой кожи и воздуха. При низких температурах воздуха отдача тепла конвекцией и радиацией возрастает. Повышение температуры воздуха ведет к снижению потерь тепла конвекцией, а при температуре 32—35°С, равной температуре кожи животного, — к их прекращению. Увеличение скорости движения воздуха способствует повышению потерь тепла конвекцией. Однако воздух, движущийся с большой скоростью, не успевает нагреваться у тела животного и ненамного усиливает потери тепла организмом. Но большие скорости ветра оказывают раздражающее действие на животных.

Накопление влаги в воздухе ведет к увлажнению шерстного покрова, к увеличению его теплопроводности. Кроме того, намного возрастает и теплоусвояемость влажного воздуха. Поэтому теплопотери организма животного за единицу времени здесь будут повышены по сравнению со средой, с сухим воздухом. Такой же большой теплоусвояемостью обладают полы из бетона, керамических плиток и иных теплопроводных материалов. Кондуктивные теплопотери организма животных (особенно молодняка) при содержании на таких полах, если они влажные и не покрыты подстилкой, в несколько раз выше, чем на деревянных. В практике животноводства такие полы считают холодными.

В поддержании постоянной температуры тела организма сельскохозяйственных животных отдаче тепла конвекцией и радиацией принадлежит основная роль. Значительные потери тепла связаны с испарением пота с поверхности тела животного. При испарении 1 г пота при температуре кожи 32°С теряется 2,42 кДж тепла (скрытая теплота испарения). Поэтому с повышением температуры внешней среды, приближением ее значений к температуре тела потеря тепла за счет испарения является единственно возможным путем. Данный путь для большинства животных очень эффективен, но только в том случае, если имеются условия для испарения пота. У лошади, особенно во время тяжелой работы, потоотделение бывает настолько обильным, что пот стекает по шерсти не успевая испаряться, охлаждающий эффект такого потения небольшой.

Увеличение потерь тепла испарением происходит при уменьшении влажности и увеличении скорости движения воздуха. Считают, что температура воздуха и радиационная температура не влияют на потерю тепла испарением.

В связи с тем, что усиление движения воздуха повышает потери тепла конвекцией и испарением, при высоких температурах среды его следует считать благоприятным фактором. Это используют в практике работы птицефабрик, откормочных спецхозов, увеличивая вентиляцию в летний период содержания животных.

Безветренная погода при высоких температурах воздуха (особенно влажного) ухудшает теплоотдачу организма, способствует перегреву. Значительные скорости движения воздуха при пониженных его температурах и повышенной влажности резко усиливают потери тепла, в том числе испарением, и могут привести к простудным заболеваниям.

При оптимальном (комфортном) микроклимате создаются наилучшие условия для функционирования сложных и постоянно действующих механизмов терморегуляции.

Необходимо также учитывать видовые, породные и возрастные особенности терморегуляции. Так, теплоотдача испарением наибольшая у лошадей, меньшая — у крупного рогатого скота и свиней и практически отсутствует у собак и птиц.

У новорожденных животных почти не развиты механизмы регуляции теплоотдачи. Постоянство температуры тела у них регулируется усилением или ослаблением обмена веществ, то есть химической терморегуляцией. Это требует поступления энергетически полноценного корма, что в определенной мере восполняется за счет молозива, содержащего богатые энергией жиры, белки и углеводы.