Ссавці і птах ставляться до тварин з постійною температурою тіла (теплокровні). У них температура тіла коливається у вузьких межах і не залежить від температури середовища. Незалежно, досліджуємо ми температуру тіла у великої рогатої худоби під пекучим сонцем Індії або в північних широтах, вона буде відносно постійна (37,5-39,5 о).
До холоднокровним відносяться тварини (риби) з непостійною температурою тіла, яка змінюється в залежності від температури навколишнього середовища.
Як відомо вам з курсу фізіології, сталість температури тіла у домашніх тварин пояснюється наявністю теплового рівноваги в організмі - відповідністю між освітою тепла і його віддачею в навколишнє середовище, тобто наявністю розвиненого механізму терморегуляції. Таким чином, терморегуляція це здатність організму підтримувати температуру тіла на оптимальному рівні при значних коливаннях температури навколишнього середовища (повітря, води, грунту та ін.).
У той же час утворення тепла в організмі і його віддача знаходяться в прямій залежності від температури навколишнього середовища і регулюються центральною нервовою системою. Головний центр терморегуляції знаходиться в гіпоталамічної області головного мозку. Сюди по нервових волокнах безперервно надходять сигнали про зміни температури в самому організмі і в навколишньому середовищі. Ці сигнали йдуть від терморецепторів, що сприймають тепло і холод, якими рясно оснащений організм.
Регуляція тепла полягає в підвищенні або ослабленні обміну речовин і, як наслідок цього, в підвищенні або зменшенні освіти тепла в організмі, з одного боку, і в посиленні або зменшенні віддачі тепла з організму в навколишнє середовище - з іншого.
Терморегуляція в організмі тварин забезпечується за рахунок хімічних і фізичних процесів. У зв'язку з цим розрізняють хімічну теплорегуляцию і фізичну.
Хімічна терморегуляція забезпечує утворення тепла в організмі і полягає в його ослабленні або посиленні в залежності від змін температури, вологості і швидкості руху повітря, температури води, кормів, огороджувальних конструкцій приміщень. Теплоутворення відбувається в результаті окислювальних процесів в тканинах, тобто пов'язане з обміном речовин. Джерелом тепла є білки, жири і вуглеводи кормів, що надійшли в організм. Таким чином, тварини - це живі «калорифери», а білки, жири і вуглеводи - їх енергоресурси (паливо). При розщепленні 1г білків або вуглеводів виділяється 4,1 ккал, а 1 г жирів - 9,3 ккал тепла.
Теплоутворення найбільше відбувається в м'язах, особливо при напруженій роботі (наприклад, перегін тварин, робота коня), а також у печінці, легенях, нервовій системі. На частку м'язів припадає близько 70% виділяється тепла.
Освіта тепла в організмі підвищують низька температура середовища, м'язова робота, травлення, вагітність, лактація, тобто все, що підвищує рівень обміну речовин. Чим вище продуктивність у тварини, тим більше в його організмі утворюється тепла.
Знижують утворення тепла в організмі такі чинники: висока температура навколишнього середовища, підшкірний жировий шар і густий шерсть, низький рівень продуктивності.
Для кожного виду і віку тварин існує певна температурна зона, при якій організм витрачає мінімальну кількість енергії для збереження нормальної температури тіла, тобто менше витрачає корму для цієї мети. Цю зону називають зоною комфорту або індиферентної. На величину цієї зони впливають вид, вік, вгодованість, фізіологічний стан, рівень годівлі, якість вовняного покриву, наявність підшкірного жиру, загартовування до низьких температур. Так, при рясному годуванні тварин зона комфорту знижується, при мізерному - підвищується. Для людини в спокої і легкому одязі вона знаходиться в межах 18-20 о С, для високопродуктивного великої рогатої худоби в межах 9-16 о С.
Температурні зони комфорту для новонароджених тварин значно вище, ніж у дорослих. У поросят відмінність в показниках нижньої і верхньої температур зони становить всього 1 о С. Це свідчить про більш високої чутливості новонароджених до температури навколишнього середовища.
Зниження температури навколишнього середовища нижче зони комфорту призводить до підвищення обміну речовин у великої рогатої худоби на 2-3%, у свиней на 4% в розрахунку на кожен градус зниження, а це збільшує витрати кормів.
Чим більше тварини пристосовані (загартовані) до коливань температури навколишнього середовища, тим ширше зона теплового комфорту. У порід, що розводяться в жаркому кліматі, вона зміщується в бік високих температур, а у порід помірного і холодного клімату - в сторону низьких температур.
Відомо, що тварини краще адаптуються до низьких температур і дуже погано переносять спеку.
Фізична терморегуляція забезпечує віддачу тваринної теплоти в навколишнє середовище і полягає в посиленні або ослабленні цього процесу.
В добу корова в залежності від маси тіла і продуктивності виробляє від 10 до 20 тис. Ккал, курка - 360 ккал тепла. Близько 80% цієї теплоти виділяється в зовнішнє середовище. Не випадково відомий німецький фізик Вальтер Нернст - відкривач третього початку термодинаміки говорив: - «Я розводжу у вільний час коропів, які знаходяться в термодинамічній рівновазі з навколишнім середовищем. Розводити теплокровних - це значить обігрівати на свої гроші світовий простір ». Американські вчені Армсбі і Моультон встановили, що дійна корова близько 70% поглинається нею їжі використовує для компенсації тепловтрат своїм тілом. І.С.Попов пише, що корови при температурі повітря +2 о С на молокоутворення витратили тільки 23,5% обмінної енергії, а при температурі +15 о - 48%.
Відомі 4 шляхи віддачі тепла з організму в навколишнє середовище: радіація, конвекція, кондукция і випаровування.
Радіація (лат. Radius - промінь) - тепловипромінювання з поверхні шкіри тварин інфрачервоних (теплових) променів. Це випромінюється тепло поглинається розташованими на відстані від тваринного конструкціями будівлі (стіни, підлога, стеля, вікна, перегородки), якщо їх температура менше температури шкіри. Чим холодніше конструкція і чим ближче до неї розташоване тварина, тим більше тепла випромінюється з його поверхні (негативна радіація).
У разі рівного розподілу температур навколишніх поверхонь і шкіри тварин втрати тепла випромінюванням припиняються. Якщо температура навколишніх предметів, з якими тварина не стикається, вище температури шкіри, відбувається зворотне явище - нагрівання поверхні тіла (позитивна радіація).
Щоб зменшити охолодження організму тварин радіацією, необхідно утеплювати стіни, стелі, підлоги, вікна і ворота. Деякі фермери за кордоном облицьовують внутрішню поверхню стін спеціальним матеріалом (типу фольги), який відображає частину променевого тепла всередину будівлі і в сторону тварин.
У свинарниках для опоросу передбачають проходи вздовж зовнішніх стін, щоб віддалити верстати, де знаходяться матки з поросятами, оскільки негативна радіація може викликати простудні захворювання молодняка. Поросята дуже чутливі до холоду через відсутність підшкірного жиру і густого волосяного покриву. Ньюленд встановив, що у новонароджених поросят при температурі навколишнього середовища близько 18 о С температура тіла знижується в перші 20 хвилин після народження на 2 о. в той час як при температурі середовища близькою до 0 про - на 4 о С.
Конвекція представляє шлях передачі тепла з поверхні тіла тварини безпосередньо дотичному з нею шару повітря. Чим сильніше різниця між температурами шкіри і повітря, а також чим більше швидкість руху і вологість його, тим більше тепла втрачається конвекцією. Вона спостерігається і при нерухомому повітрі, якщо він холодніше шкіри тварини.
Тепловтрати конвекцією припиняються, якщо поверхня тіла тварини і навколишнє повітря має однакову температуру. При температурі повітря, що перевищує температуру шкіри, конвекція сприяє нагріванню поверхні тіла.
У ссавців і птахів поверхню тіла покрита шерстю і пір'ям, тому тепловіддача має деякі особливості. Шерсть і пір'я захищають їх від температурних впливів повітря. Повітря, що знаходиться між вовною та пір'ям, є поганим провідником тепла і створює як би свій мікроклімат біля поверхні шкіри, забезпечуючи теплоізоляцію. Це дозволяє тваринам краще зберігати температуру тіла як при низьких, так і при високих температурах. На практиці слід враховувати, що в перші дні після стрижки тварин (овець) втрати тепла конвекцією збільшуються до 30% і більше.
Кондукція - це шлях віддачі тепла холодним поверхням і середах при безпосередньому зіткненні з ними тіла тварин: підлозі і землі при лежанні, воді при купанні. Чим холодніше, наприклад підлогу, тим більше охолоджується тіло тварин при лежанні на ньому. Наші дослідження показали, що корови лежать на підлозі 50-60% добового часу, тобто 12 і більше годин, а телята і молодняк великої рогатої худоби - 60-75%. Тому необхідно створювати для тварин тепле ложе, що забезпечує зниження тепловтрат з організму, збереження здоров'я і продуктивності. До підлоги в зоні розміщення тварин необхідно ставитися як до ліжка для них.
За даними Х.Отлоот, витрати теплової енергії на прогрів підлоги в кількості 100 ккал / ч при 12-годинної тривалості лежання відповідають калорійності майже 2л молока. У цій ситуації тварини витрачають енергію корму на зігрівання статі, а не на продукцію. Для пристрою теплої підлоги застосовують малотеплопроводние матеріали (дерево, керамзит і ін.) І покривають його шаром підстилки. Використовують також Теплотворна підстилку: глибоку незмінний, матрацні, підлога з тюків соломи або торфу.
З метою зниження втрат тепла кондукцией під час моціону тварин взимку на вигульні майданчики настилають рясний шар підстилки.
Тепловіддача радіацією, конвекцією і кондукцией інтенсивно відбувається при низьких температурах навколишнього середовища. При високій зовнішній температурі тепловтрати відбуваються шляхом випаровування.
Випаровування вологи з поверхні шкіри шляхом потовиділення і з дихальних шляхів охолоджує організм тварин. На випаровування одного грама вологи витрачається близько 0,6 ккал тепла. Така тепловіддача з поверхні шкіри то більша, чим більше потовиділення, вище температура і швидкість руху повітря, і нижче його вологість. Висока вологість повітря гальмує випаровування вологи з поверхні тіла. При високій температурі навколишнього середовища випаровування є практично єдиним способом тепловіддачі і оберігає тварин від перегрівання (теплового стресу). Однак, це можливо тільки при низькій вологості і підвищеної швидкості руху повітря. При дуже високій вологості повітря в поєднанні з високою температурою потовиділення відбувається активно, але волога з поверхні тіла (піт) майже не випаровується. При 100% -ної вологості випаровування взагалі припиняється. Оскільки інших шляхів віддачі тепла при високій температурі немає, створюється ситуація для перегрівання тварин.
Віддача тепла дихальними шляхами виступає на перший план у тварин з потовиділенням на обмежених ділянках тіла (свині, собаки, кішки). У собак і птахів, позбавлених потових залоз, волога випаровується в результаті прискореного дихання з поверхні висунутого язика. У птахів активну участь в процесі тепловіддачі приймають гребінь і сережки.
Особливо слід підкреслити, що у новонароджених тварин терморегуляція деякий час після народження не досконала. У них добре розвинена регуляція теплоутворення і недостатньо - регуляція тепловіддачі. У перші дні після народження у них температура тіла мінливе і в великій мірі залежить від температури, вологості і швидкості руху повітря.
Дослідження показали, що більш досконала регуляція тепловіддачі спостерігається у новонароджених телят з 9-го по 27-й день життя (в залежності від різних порід і помісей), у ягнят з 6-го по 15-й день, у поросят з 15-го по 25-й день.