卢德勋：动物自我营养调控功能理论的研究

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     由中国畜牧兽医学会动物营养学分会系统动物营养学专业委员会主办，内蒙古神州动物营养发展战略研究所和畜牧人网站&金河动保网共同承办的“首届反刍动物营养技术创新和营养师高级研修班”将于2017年8月9-11日在内蒙古呼和浩特市锦和酒店举行。会议详情：点击进入






系统动物营养学理论和技术创新战略课题之一：

　　                                     大力加强对动物营养检测技术体系的研究　　


       动物自我营养调控功能是动物营养系统具有的根本的功能，是动物机体本身和人为调控的基础。

　　动物机体是一个高度开放的巨系统，是一个与外界环境既有能量交换又有物质交换的系统。动物机体在与环境进行物质和能量交换过程中，通过不断地自我调节活动，维持稳定而有序的生命活动，具有高度的自组织性。动物的一生，从出生到死亡无时无刻不在与自然、社会乃至宇宙进行着各种各样的能量、物质和信息交换。动物要生存，首先得从周围环境中摄取能量和物质，通过新陈代谢为机体各个组成部分的活动提供足够的能量和物质，维持生命的存在和延续。正是由于动物机体具有高度自组织性，在其生存过程中，能通过自身的反馈机制不断调整其内部构成因素的结构和功能，使动物机体随时能行之有效地适应外界环境的各种变化，使自身则始终处于有序的、合乎目的、协调一致的运转。倘若动物机体失去了上述自我调节功能，就不能维持正常地与外界环境的物质、能量交换，发展下去最终必将导致死亡。
      长期以来，学术界用适应性（ adaptation）来解释动物这一重要生理功能。在营养生理学界人们则用营养适应性（ nutritional adaptations）这个科学术语来诠释这一理论。过去对营养适应性的传统研究有一个重要缺陷就是没有跳出以实体为中心的理论模式，未能根据系统科学的原理给予新的诠释。笔者在动物营养研究领域中进行系统科学应用的探索中间，从系统科学理论的高度对营养适应性的概念进行了新的诠释，将它发展为动物机体自我营养调控功能新概念，并将它纳人系统动物营养学的理论体系（卢德勋，1995）。

　　所谓动物自我营养调控功能是指面对动物一生的生理变化、营养条件和周围环境因素的不断变化，动物机体自主地做出的调节其体内的各种营养过程的反应，以保护动物机体子系统乃至整个动物营养系统自身稳定的能力和机制。特别应当指出的是动物营养系统这种自我营养调控功能具有自主性、方向性、自稳性和动态性四个特点

　　动物营养系统自我营养调控包括以下四个方面内容：

　　1、控制营养物质进人动物营养系统的第一选择权（采食调控）

　　2、维持动物机体子系统内部营养物质代谢的稳衡状态，使其内环境中营养物质浓度控制在理想范围内，维持机体正常的整体生理功能（营养物质代谢的稳衡控制）

　　3、保证动物机体某一生理状态下最重要的生理功能获得营养物质供应的优先权（营养物质协调分配）

　　4、在应激条件下，提高机体抗营养性应激以及对营养生理平衡稳衡控制的抗应激能力（抗营养性应激调控）。已知动物机体内部具有；大生理平衡，即渗透平衡、氧化状况平衡、酸碱平衡和免疫平衡，前3个平衡又称营养生理平衡，是营养代谢得以正常运作的根本保障而免疫平衡是与动物健康直接相关的生理平衡抗营养性应激调控就是在应激条件下，机体对营养性应激以及在应激条件下对渗透平衡、氧化状况平衡、酸碱平衡失衡通过自我调控功能实现的抗应激能力。

　　被尊称为现代生理学之父的法国生理学 Claude Bernard（1813-1878）在1852年首先提出一个重要的概念，即把分布在细胞外近1/3的体液——细胞外液称之为内环境(internal environment）。它是细胞在动物体内直接所处的环境，与整个机体所处的外环境根本不同。Claude Bernard在提出内环境概念时还指出，机体内环境的构成和理化性质是保持相对稳定的，而且这种稳态是细胞维持正常生理功能的必要条件，也是维持机体正常生命活动的必要条件，在高等动物尤为如此。他指出：“机体生存在两个环境中，一个是不断变化着的外环境，另一个是比较稳定的内环境，因而机体在外环境不断变化的情况下仍能很好的生存，内环境的相对稳定是机体能自由和独立生存的首要条件”。这一理论一度被冷落，直到20世纪初美国生理学家Waiter B.Cannon(1871-1945）将系统集成方法引进生理学领域，用来研究各种生理功能，并进一步发展了 Claude Bernard的内环境理论，1929年创造了“稳态”（homeostasis）这个科学术语来表述这种状态，使稳态理论成为现代生理学一个最重要的基本概念。稳态也称自稳态。

　　Sherwood等（2013）提出稳态和系统集成是现代生理学理论的两个核心理念。这里，Cannon所以使用 homeostasis这一词语是强调只是相近的状态而不是完全相同的状态。在Cannon发展的稳态学说中，稳态是指一种相对稳定的状态。内环境稳态就是指在正常生理情况下机体内环境的各种成分和理化性质，如温度、pH、渗透压处于相对恒定状态，只在很小的范围内发生变动。所以内环境稳态是一种动态平衡。机体内环境的各种成分和理化性质不是静止不变的，一方面由于细胞不断进行代谢活动，就不断地与细胞外液发生物质处，因此也就不断地扰乱或破坏内环境的稳态；与此同时，另一方面由于机体内部各个功能子系统的整体调节，能使机体不断地维持内环境的稳态，保持生命活动正常运行。稳态是维持机体正常生命活动的必要条件。如果机体内环境的变动超出一定范围，其稳态调节无法正常运行，就可能引起疾病，严重时甚至会导致死亡。需要指出的是，现在生理学中稳态概念已经大大扩展，即不仅限于内环境，而且泛指体内从分子、细胞、器官、功能系统乃至机体整体各个层次上的生理活动能在各种调节机制的协同作用下保持相对稳定的状态。机体内部稳态的维持主要靠各种负反馈控制机制来实现的。

　　动物自我营养调控功能理论是生理学中稳态理论的继承和发展。由于Cannon的稳态学说和笔者在系统动物营养学倡立和发展中坚持的学科思维方式完全一致，都是系统科学思维方式，所以系统动物营养学自然而然地全面接受了Cannon的稳态学说的核心理念。与此同时笔者提出动物自我营养调控功能理论时创造性运用并发展了这一核心理念，其创新点主要体现在：

　　—— 将Cannon的稳态学说扩展到营养物质代谢领域，创造性提出营养物质代谢稳恒控制的新概念。

　　—— 创造性把采食调控、营养物质协调分配、抗营养性应激调控和营养物质代谢稳恒控制并列为动物营养系统和机体4大动物自我营养调控功能。

　　————节选自：卢德勋先生演讲稿《系统动物营养学创新和发展面临的新形势和新任务》中关于系统动物营养学理论和技术创新九大战略课题的论述