Обмен веществ является основой жизнедеятельности живого организма. С прекращением обмена веществ кончается жизнь животного. Обмен веществ заключается в ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция - это усвоение веществ из внешней среды и построение живой протоплазмы из более простых химических веществ с потреблением энергии. Диссимиляция - это процесс разрушения или распада составных частей живой протоплазмы с высвобождением энергии.

Диссимиляция и ассимиляция протекают в живых организмах непрерывно и одновременно.

Обмен веществ состоит из: внешнего обмена, промежуточного обмена, или обмена между кровью и тканями, и выведения продуктов распада из организма.

Обмен веществ разделяют на обмен белков, жиров, углеводов, воды и солей. В организме все эти виды обмена веществ тесно связаны друг с другом и протекают одновременно и неразрывно.

 Теплокровность (гомойотермность) – свойство птиц и млекопитающих поддерживать постоянство внутренней температуры организма, что создает автономную внутреннюю окружающую среду для всех клеток и органов животного. Эволюция сложных форм поведения птиц и млекопитающих (теплокровных организмов) потребовала параллельной эволюции метаболических систем, причем важным селективным фактором возникновения теплокровности явился их рост активности и выносливости. Исследователи отмечают, что стандартный метаболизм современных теплокровных более чем на порядок выше, чем у холоднокровных того же размера. Основой теплокровности является высокий уровень теплопродукции в сочетании с разновекторной системой теплоотдачи.

Под теплоотдачей понимают процесс выделения живым организмом в окружающую среду тепла, освобождающегося в результате энергетических превращений, обеспечивающих жизнедеятельность организма. Теплоотдача осуществляется прямым проведением тепла (кондукция), регулируемого массапереноса крови по кровеносным сосудам (конвекция), радиацией (инфракрасное излучение тела), испарением воды с поверхности тела и слизистых оболочек дыхательных путей. Теплопродукция или теплообразование – результат работы (ее совершение) в живом организме (сокращение мышц; перемещение ионов против градиента их концентрации в клеточной мембране, обеспечивающее сохранение возбудимости клетки; синтез различных веществ, связанный с постоянным обновлением клеточных структур, необходимых организму гормонов и ферментов). Все виды работы совершаются за счет химической энергии гидролиза макроэргических соединений, синтез которых происходит за счет свободной энергии инградиентов пищи, расщепляющихся в процессе обмена веществ. При этом синтезе около 40% энергии переходит в тепло и рассеивается в тканях. В дальнейшем при использовании макроэргических соединений с цель выполнения работы 40-50% химической энергии их гидролиза также теряется в виде тепла. В результате КПД указанных видов работы составляет 10-20%. В условиях основного обмена, когда внешняя работа организмом не осуществляется, все энергетические превращения в организме заканчиваются теплообразованием. При сокращении сердечной мышцы около 80-90% всей потребляемой сердцем энергии немедленно переходит в тепло. Остальные 10-20 % потребляемой энергии превращается в кинетическую энергию движущейся крови, которая переходит в тепло в пределах одного цикла кровообращения в результате трения крови о стенки сосудов. Таким образом, основной обмен дает точную меру суммарного расхода всей энергии.

Возрастание физической активности требует повышения энергетических затрат, что обеспечиваются увеличением аэробного метаболизма. Если энергопотребности превышают мощность аэробной системы, поступление энергии дополняет анаэробный метаболизм. Поддерживает теплокровность минимальная метаболическая мощность, что связано с колебаниями теплоотдачи (иногда в 4 раза) при одной и той же температуре. Это является результатом эволюционного развития систем, обеспечивающих циркуляцию крови и дыхание, а именно терморегуляционного комплекса процессов.

При повышении температуры окружающей среды и ее росте физическая терморегуляция сопровождается кровенаполнением сосудов крови, их расширение (явление вазодилатации) Увеличивается теплопроводность и теплоотдача, усиливается тепломассоперенос от глубинных частей тела к поверхности. Важным терморегулирующим механизмом является потоотделение. Снижается интенсивность метаболических процессов.

Ответным откликом на понижение температуры окружающей среды является сужение сосудов (вазоконстрикция), усиление интенсивности обмена. Большое значение имеет дрожательный (сокращение мышц шеи, спины и т.д.) и недрожательный термогенез. Суть недрожательного термогенеза в том, что к регуляции теплопродукции подключаются клетки бурого жирового тела, в митохондриях которых за счет белка термогенина происходит разобщение процессов окисления и фосфорилирования. Окисление жиров не ведет к накоплению энергии в форме макроэргических связей, а обусловливает образование значительного количества тепла. Обильное кровоснабжение бурого жирового тела реализует быстрое отведение вырабатываемого тепла. При стимуляции симпатической нервной системы активность окислительных процессов в буром жировом теле сопровождается многократным усилением кровотока в ее сосудах.

Управление всеми реакциями, которые позволяют поддерживать постоянную температуру тела в различных условиях осуществляется нервными центрами, локализованными в головном мозгу. Эти центры получают сигналы по проводящим путям от термочувствительных нейронов ЦНС и периферических терморецепторов. Проводящие импульсы достигают таламуса. Из него часть информации попадает в гипоталамус, часть – в специальные сенсорные зоны коры, откуда по нисходящим путям проходят также в гипоталамус, который, таким образом, служит основным центром терморегуляции.