- •Федеральное государственное бюджетное образовательное
- •Учебное издание
- •Физиология обмена веществ
- •614090, Г. Пермь, ул. Коммунистическая, 23 тел. 210-35-34
- •Вступление
- •Физиологическое значение корма
- •3. Основные этапы обмена веществ
- •4. Функциональная характеристика важнейших групп органических веществ
- •4.1. Углеводы
- •4.1.1. Классификация
- •4.1.2. Этапы обмена
- •4.2. Нуклеотиды
- •4.2.1. Биологическое значение и виды нуклеотидов
- •4.2.2. Этапы обмена
- •4.3. Белки
- •4.3.1. Аминокислоты, пептиды и белки
- •4.3.2. Классификации белков
- •4.3.3. Этапы обмена
- •4.4. Липиды
- •4.4.1. Основные группы жиров
- •4.4.2. Этапы обмена
- •4.5. Особенности метаболизма органических веществ у жвачных
- •4.6. Регуляция межуточного обмена белков, жиров, углеводов и нуклеотидов
- •4.7. Витамины
- •4.7.1. Жирорастворимые витамины
- •4.7.2. Водорастворимые витамины
- •4.7.3. Антивитамины
- •5. Водно-солевой обмен
- •5.1. Вода
- •Концентрации натрия, калия, хлора в секторах тела млекопитающих (ммоль/л)
- •5.2. Минеральные вещества
- •5.2.1. Макроэлементы
- •5.2.2. Микроэлементы
- •5.3. Регуляция водно-солевого обмена
- •6. Методы изучения обмена веществ и энергии у животных
- •6.1. Основные виды обмена в организме животного
- •6.2. Калориметрия
- •Соответствие величин дыхательного коэффициента (дк) виду окисляемых органических веществ
- •Соответствие величин дыхательного коэффициента (дк) калорическим эквивалентам кислорода (кэк) и вкладам в теплопродукцию (в %) липидов и углеводов
- •6.3. Методы изучения метаболизма в отдельных органах и тканях животного
- •6.4. Методы исследования обмена белков
- •6.5. Методы изучения метаболизма отдельных веществ
- •7. Список рекомендуемой литературы
- •8. Словарь использованных терминов и сокращений
- •Ганглиозиды – гликолипиды с углеводными остатками.
- •Гликолипиды - группа липидов, содержащих сфингозин, жирную кислоту и не менее одного углеводного остатка.
- •Цереброзиды - простейшие гликолипиды с одной гексозой (галактозой или глюкозой).
Концентрации натрия, калия, хлора в секторах тела млекопитающих (ммоль/л)
Ион |
Водный сектор | |
Внутриклеточный |
Внеклеточный | |
Натрий |
10 |
140 |
Калий |
140 |
5 |
Хлор |
4 |
103 |
Если общие количества растворенных в цитоплазме низкомолекулярных частиц отличаются от содержащихся во внеклеточном секторе, то вода переходит в сторону большего осмотического давления (находится в прямой зависимости от концентрации растворенных частиц). Это сближает его величину в секторах, но изменяет их объемы. В нормальных условиях осмотическое давление в секторах равно, а содержание в них воды достаточно постоянно.
Внеклеточный сектор представлен интерстициальной (межклеточной) и внутрисосудистой жидкостями. Разделяющие их стенки кровеносных капилляров не являются барьером для веществ, молекулярная масса которых ниже, чем у белков. Следовательно, осмотические давления во внеклеточных секторах близки, а основной причиной перераспределения воды между ними является разница онкотических давлений (преимущественно создаются растворенными белками) по обе стороны стенки кровеносного капилляра.
Потребность животных в воде зависит от их вида, условий содержания (особенно температуры окружающей среды) и свойств корма. Например, в расчете на 1 кг корма в условиях нормальной температуры, коровы за сутки должны потреблять 4–6 л воды, овцы - 2–3 л, а свиньи - 7–8 л.
5.2. Минеральные вещества
В водных секторах находятся растворенные и связанные с другими частицами неорганические электролиты. Растворенные электролиты создают осмотическое давление, входят в состав буферных систем, обеспечивают наличие мембранных потенциалов, участвуют в синаптической передаче, мышечном сокращении и свертывании крови, а также регулируют активность многих ферментов. Связанные электролиты участвуют в накоплении и транспорте веществ, а также являются компонентами ферментов и витаминов.
Необходимость регулярного поступления минеральных веществ в организм животных объясняется постоянными потерями некоторой их части с мочой, потом и калом.
Кроме абсолютного содержания минеральных веществ в корме, необходимо, чтобы соотношения грамм-эквивалентов кислотных (их основными биогенными представителями являются хлор, фосфор и сера) и щелочных (калий, натрий, кальций и магний) элементов в кормах составляло 0,8-0,9. Избыток кислотных элементов (ими богаты зерновые корма) может привести к ацидозу (снижению рН), а щелочных (много в сене, соломе, свекле, моркови, картофеле, зеленой траве, силосе, сенаже и др.) - к алкалозу (росту рН).
В живых организмах обнаружены практически все природные элементы периодической системы Д. И. Менделеева. Основная их часть попадает в организм животных с питьевой водой и кормом. Многие из них в корме связаны (например, с целлюлозой, гемицеллюлозой, пектином) и не могут сразу всосаться в кровь. Уже в желудке, под действием соляной кислоты, происходит освобождение части анионов и катионов, которые сразу диффундируют в кровь, или эвакуируются в тонкий кишечник. Из него большинство неорганических катионов всасывается в комплексе с транспортным белком металлотионеином или (например, железо, кобальт, марганец, никель и медь) жирными кислотами.
На всасывание электролитов влияет и состав корма. Так, фосфаты способствуют всасыванию магния и кальция, но ухудшают поступление в кровь цинка, меди и железа. Все злаки и большинство овощей содержат производные фитина. Он образует с кальцием, магнием, марганцем, медью, цинком, никелем и железом трудно усваиваемые комплексы (фитаты), для разрушения которых необходимы фитазы. Большие их количества присутствуют в некоторых растениях (например, в пшенице и ячмене) и в пищеварительном тракте животных (преимущественно у жвачных и лошадей). У птицы, свиней и ряда других животных с однокамерным желудком фитаз мало. Это обеспечивают полное усвоение связанных фитином металлов и входящего в его состав фосфора только при бедных фитатами рационах. Прием богатого фитином корма приводит к потере части металлов и фосфора с калом. При интенсивном животноводстве на ограниченных территориях это приводит к загрязнению сточных вод, что способствует гибели рыб и заболачиванию. Для предупреждения подобных последствий, Канадские генетики вывели породу свиней, способную синтезировать много фитаз. Использование таких животных ослабляет их неблагоприятное экологическое воздействие, а также снижает необходимость включения в рацион макро- и микроэлементов.
Потребность в минеральных веществах зависит от продуктивности, возраста и физиологического состояния животных. Например, корова в период высоких удоев теряет с молоком до 400 г минеральных веществ в сутки. Кроме того, одних веществ в корме может быть много, других мало (например растительный корм богат калием, но беден натрием). Лишние вещества организм стремится удалить (например с мочой), а недостающие (даже при избытке корма) ищет поедая и облизывая всё, что его окружает.
В зависимости от нормального содержания в плазме крови, неорганические вещества делят на макро- (концентрация более ммоль/л) и микроэлементы (менее мкмоль/л).