This paper presents the results of study of the thermoregulation in the thermo-neutral zone in rabbit and cow, also the processes of heat transfer during the evaporation of water in different sizes and with different surfaces on matrix infrared cameras with high-speed computer systems capture and image processing software. Experimental and modelling studies on animals were used. It was established that in the tissues of kernel the heat ho-meostasis is supported when the temperature of the environment within the thermo-neutral zone due to the mechanism of changing the size of the kernel and the shell, not by changing the energy-intensive processes of heat production and heat loss. This consistency of core temperature is confirmed by the determination of the fractal processes of heat exchange, depending on the phase of the adaptation process. It is shown that a large magnitude in such a big animal like a cow, in comparison with a rabbit, due to the larger size of its sheath, through which changes the size of the nucleus.
heat homeostasis, heat regulation, thermo-neutral zone, mechanisms of adaptation, infrared camera
Поддержание постоянной температуры организм теплокровного животного и человека осуществляется с помощью химической и физической регуляции. При пониженных температурах среды включается внутренний механизм защиты организма от охлаждения, в результате чего увеличивается теплопродукция (повышается тонус мышц, возникает дрожь). При слишком больших температурах среды в организме наоборот усиливается теплоотдача (увеличивается выделение пота, частота дыхания). Однако существует зона внешних температур, так называемая термонеитральная зона (термонейтральной зоне), когда, несмотря на изменение температуры среды, при фактически постоянных процессах теплопродукции и теплоотдачи, температура гомойотермных животных неизменна. В границах этой зоны функционирование системы терморегуляции, а также других физиологических систем организма, осуществляется с наименьшими энергетическими затратами, из-за чего эта температурная зона является благоприятной для жизнедеятельности человека и гомойотермных животных [22, 23, 26, 31]. Изменения температуры среды в этой зоне бывают достаточно большими. Так по данным [2, 7, 32] для крупных млекопитающих ТНЗ может достигать 10 и более градусов. При этом температура тела животного не меняется, несмотря на фактически неизменную теплопродукцию и теплоотдачу.
1. Bryuk K. Teplovoy balans i regulyatsiya temperatury tela. Moscow: Mir; 1986. Russian.
2. Vladimirova IP, Zotin AI. Krivye termoregulyatsii i opredelyayushchie ikh faktory. Uspekhi fiziologicheskikh nauk. 1989;20(3):21-42. Russian.
3. Dol´nik VR. Bioenergetika sovremennykh zhivotnykh i proiskhozhdenie gomoyotermii. Zhurn. Obshch. Biologii. 1981;42(1):60-74. Russian.
4. Dymnikova LP, Khoreva EV, Kulikova OV. Perenos tepla krov´yu v venoznykh sosudakh krolika v razlichnykh temperaturnykh usloviyakh Ros. fiziol. zhurn. im. I.M.Sechenova. 1992;78(1):72-9. Russian.
5. Es´kov VM, Filatova OE, Fudin NA, Khadartsev AA. Novye metody izucheniya intervalov ustoychi-vosti biologicheskikh dinamicheskikh sistem v ramkakh kompartmentno-klasternogo podkhoda [New methods of investigation of biological dynamic systems´ stability according to compartmental-cluster approach]. Vestnik no-vykh meditsinskikh tekhnologi. 2004;3:5-6. Russian.
6. Zotin AI, Vladimirova IG. Makrosistematika mlekopitayushchikh po kriteriyam energeticheskogo metabolizma. Izvestiya AN, ser. Biolog. 1991;1:59-69. Russian.
7. Zotin AI, Vladimirova IG, Kirpichnikov AA. Energeticheskiy metabolizm i napravlenie evolyu-tsionnogo progressa v klasse mlekopitayushchikh. Zhurn. Obshch. Biolog. 1990;51(6):760-7. Russian.
8. Zotin AI, Vladimirova IP. Makrosistematika mlekopitayushchikh po kriteriyam energeticheskogo me-tabolizma. Izvestiya AN, ser. Biolog. 1991;1:59-69. Russian.
9. Ivanov KP. Osnovy energetiki organizma. 1990. T. 1; 2004. Russian.
10. Isaeva NM, Subbotina TI, Khadartsev AA, Yashin AA. Kod Fibonachchi i «zolotoe sechenie» v eksperimental´noy patofiziologii i elektromagnitobiologii: Monografiya / Pod red. T.I. Subbotinoy i A.A. Yashina-Moscow - Tver´ - Tula: OOO «Izdatel´stvo «Triada»; 2007. Russian.
11. Kidalov VN, Khadartsev AA. Teziografiya krovi i biologicheskikh zhidkostey / Pod red. A.A. Khadartseva. Tula: Tul´skiy poligrafist; 2009. Russian.
12. Kostin AP. Adaptatsiya zhivotnykh к ekstremal´nym faktoram vneshney sredy. Fiziol. sel´skokho-zyaystvennykh zhivotnykh. L.; 1978. Russian.
13. Luchakov Yul, Nozdrachev AD. Mekhanizm teploperenosa v razlichnykh oblastyakh tela cheloveka. Izvestiya RAN Seriya biologicheskaya. 2009;1:64-9. Russian.
14. Morozov VN, Khadartsev AA, Vetrova YuV, Gus´kova OV. Nespetsificheskie (sintoksicheskie i katatoksicheskie) mekhanizmy adaptatsii к dlitel´nomu vozdeystviyu kholodovogo razdrazhitelya [Nonspecific ( syntoxic and catatoxic) mechanisms of an adaptation to a long -term exposure to a chilling irritant]. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologiy. 2000;7(3-4): 100-5. Russian.
15. Nadol´yak EA, Stoyanovskiy SV. Energeticheskiy obmen u sel´skokhozyaystvennykh zhivotnykh. Fiziologiya sel´skokhozyaystvennykh zhivotnykh. L.; 1978. Russian.
16. Rumyantsev GV. Raspredelenie temperate i temperaturnykh gradientov v teplofizicheskoy modeli tela krolika pri vnutrennikh i vneshnikh temperaturnykh vozmushcheniyakh. Ros. Fiziol. zh. im. I.M. Sechenova. 2002;5(4):596-8. Russian.
17. Slepchuk NA, Ivanov KP. Velichiny temperaturnykh gradientov v kozhe i ikh znachenie dlya termoregulyatsii. Fiziol.zhurn. SSSRiml.M. Sechenova. 1992;78(1):80-4. Russian.
18. Slepchuk NA, Rumyantsev GV. Temperaturnye gradienty v kozhe i teplootdacha pri razlichnoy okruzhayushchey temperature. Fiziol. zh, SSSRiml.M. Sechenova. 1974;60(3):427-33. Russian.
19. Flindt R. Biologiya v tsifrakh. Moscow; 1992. Russian.
20. Khadartsev AA, Morozov VN, Gusak YuK, Karaseva YuV, Darmogray VN, Zilov VG. Yavlenie stimulyatsii sintaksicheskiy i katatoksicheskikh mekhanizmov adaptatsii, nakhodyashchikhsya v strukturakh gipotalamusa cheloveka i zhivotnykh. Diplom za otkrytie № 301 ot 7.02.2006. Russian.
21. Ekkert R, Rendell D, Ogastin Dzh. Fiziologiya zhivotnykh; 1992. V.2. Russian.
22. Attia M, Beateis J, Bligh J. Glossary of thems for thermal physiology. Phlugers Arch. 1987; 410(4-5):941.
23. Fanger PO. Thermal comfort. Copengagen; 1970.
24. Fiala D, Lomas KJ, Stohrer M. Computer prediction of human Thermoregulatory and temperature responses to a wide range of environmental conditions. Int J Biometeoral. 2001;45:143-59.
25. Fiala D, Lomas KJ, Stohrer M. First principles modeling of thermal responses in steady - state and transient conditions. ASHRAE Trans. 2003;109:118-79.
26. Hey E. Thermal neutrality. Brit. Med. Bull. 1975;31(1):69.
27. Kleiber M. The fire of life. Introduction to animal energetics. Wiley and Sons. NY.-L; 1961.
28. Lichtenbelt WDM, Frijns AJH, Fiala D, Javssen AMJ, Steenhoven AA. Effect of individual characteristics on mathematical model of human thermoregulation J Thermal Biology. 2004;29:577-81.
29. Lichtenbelt WDM, Frijns AJH, Ooijen MJ, Fiala D, Kester AM, Steenhoven AA. Validation of an in individualised model of human Thermoregulation for predicting responses to cold air. J of Biometeorology. 2007;51(3):169-79.
30. Lichtenbelt WDM, Schranwen P, Kerckhove SD, Westerterp -Plantenga MS. Individual variation inbody temperature and energy expenditure in response to mild cold. Am J Physiol Endocrinol Metab. 2002;285(5):E1077-83.
31. Stowell RR. Heat stress relief and supplemental cooling. Dairy Housing Equipment Systems Conference Proceedings Publ. No. 129 of Natural Resource, Agriculture, and Engineering Service (NRAES). Agricultural and Biological Engineering Department, Cornell University, Ithaca, NY; 2000.
32. Taylor CR Lyman CP. A comparative study of the environmental physiology of an East African antelope, the eland, and the Hereford streer. Physiol Zool. 1967;40(3):280-95.
33. Werner J. Biophysics of heat exchange between body and environment. In: Physiology and Pathiphysiology of Temperature Regulation, edited by Blatteis CM. FarrerRoad, Singapore: World Scientific; 1998.
