 |
Обмен веществ и энергии (2).
|
|
|
|
План
1. Обмен жиров и его регуляция.
2. Обмен углеводов и его регуляция.
3. Минеральный и водный обмен.
4. Буферные системы.
n 1. Обмен жиров и его регуляция
n Липиды (греч. Lipos – жироподобные вещества) – стерины, стериды, фосфатиды, воски.
n Жировой обмен начинается в ЖКТ: желудке, кишечнике липиды под действием фермента липазы расщепляются на глицерин и жирные кислоты, которые могут всасываться в кровь, поступают в печень, к тканям. Превращаются в собственные жиры и используются на др. нужды организма.
n У сельскохозяйственных животных жира в организме 10-20%.
n Роль жиров в организме:
n 1. Энергетическая - при сгорании 1 г жира выделяется большое количество энергии – 38,7 кДж (9,8 ккал), а белков, углеводов – 17,8 кДж (4,1 ккал). 30% всей энергии организм может получать за счет жира.
n 2. Пластическая – входят в состав клеток и тканей организма (пр. мембран клеток).
n 2. Источник линолевой кислоты — незаменимого фактора роста;
n 3. Способствуют растворению и всасыванию в кишечнике жирорастворимых витаминов (А, D, Е);
n 4. Термоизолирующая роль (особенно у полярных животных);
n 5. Предшественники биологически активных веществ — простагландинов, стероидных гормонов, холина;
n 6. Основной компонент жиропота у овец и кожного жира у птиц.
n Разновидности жира:
n 1. Протоплазматический – входит в состав мембран, митохондрий, саркоплазм, микросом и др.
n 2. Резервный – это запасы жира в жировой ткани – подкожной клетчатке, сальнике, околопочечной и околосердечной сумке, в легких.
n 3. Связанный – соединение жира с др. веществами: белками – липопротеиды, углеводами – гликолипиды, фосфорной кислотой – фосфолипиды и т.д.
n В липидном обмене участвуют специализированные клетки:
|
|
|
n 1. Гистиоциты – находятся в легких, захватывают жировые молекулы, образуются хиломикроны, часть откладывается в легких, другие – рассеиваются в др. ткани.
n 2. Гепатоциты – в печени захватывают жировые клетки, из них образуются триглицериды, свойственные для организма, образуется холестерин, фосфолипиды.
n 3. Адипоциты – в тканях организма, способствуют отложению резервного жира.
n Жирные кислоты делятся на:
n 1. Насыщенные (4-26 атомов углерода) – масляная, капроновая, цератиновая, лигноцериновая и др. кислоты.
n 2. Ненасыщенные (более 70) - жизненно-важные, т. к. не синтезируются в организме - линолевая, леноленовая, арахидоновая.
n Роль жирных кислот в организме:
n 1. Входят в структуру многих тканей, мембран клеток.
n 2. Связывают и выводят излишки холестерина.
n 3. Понижают свертываемость крови.
n 4. Являются предшественниками простогландинов (гормоны).
n Бурый жир у новорожденных - обладает большей способностью продуцировать тепло, т.к. имеет больше митохондрий по сравнению с белым жиром
n Липоиды:
n 1. Фосфолипиды – входят в состав нервных клеток и способствуют всасыванию жиров.
n 2. Стероиды – мужские и женские половые гормоны.
n 3. Холестерин – компонент нервной ткани, частично поступает с кормом, др. часть синтезируется в организме, связывает ядовитые вещества в организме.
n Регуляция жирового обмена:
n 1. Мобилизирующие факторы (расщепляющие) – симпатическая нервная система; из гормонов – тироксин, соматотропный;
n 2. Жиродепонирующие факторы – парасимпатическая нервная система, гормон инсулин – активизирует переход глюкозы в жиры.
n 2. Обмен углеводов и его регуляция.
n Углеводы – крахмал, сахар, глюкоза, клетчатка. Всасываются в тонком кишечнике и расщепляются в основном мальтазой, амилазой, галактазой, инвертазой – амилолитическое действие. Промежуточный элемент расщепления – глюкозо-6-фосфотаза.
|
|
|
n Содержание глюкозы в крови постоянно:
n плотоядные – 0,11-0,15%, жвачные – 0,03-0,06%.
n Роль углеводов в организме:
n 1. Пластическая – входят в состав многих тканей, биологических жидкостей, участвуют в образовании костей и хрящей.
n 2. Энергетическая – основная – 70% из корма окисляется до СО2 и Н2О с выделением энергии, 25% переходит в жир, 5% - в гликоген.
n В углеводном обмене участвуют печень, ЖКТ, ткани.
n Существует 2 вида утилизации (использования) углеводов (гликогена):
n 1. Анаэробный распад – поэтапный процесс, конечными продуктами которого является образование двух молекул молочной кислоты из 1 молекулы пировиноградной кислоты. Причем часть молочной кислоты расщепляется до СО2 и Н2О с выделением энергии, а др. часть идет на ресинтез гликогена. Обязательное участие глюкозо-6-фосфата.
n 2. Аэробный путь – прямой
n С2Н12О6 + 6О2 → 6СО2 + 6Н2О + 680 ккал (образование 38 молекул АТФ).
n Особенности углеводного обмена у жвачных.
n В результате деятельности рубцовой микрофлоры большая часть углеводов корма подвергается анаэробному гликолизу и ферментируется до летучих жирных кислот — уксусной, пропионовой, масляной. Именно ЛЖК, а не глюкоза являются основными метаболитами углеводного обмена у жвачных. Из пищеварительного тракта в кровь поступает мало углеводов в форме сахаров, поэтому потребность жвачных в глюкозе удовлетворяется за счет эндогенного синтеза.
n Уровень глюкозы в крови взрослых жвачных существенно ниже, чем у моногастричных животных, и мало зависит от содержания углеводов в корме.
n Кетоз – заболевание высокопродуктивных коров, возникающее на почве недостатка углеводов и (или) избытка белка и жира в рационе. Характерными признаками болезни являются: гипогликемия; снижение содержания гликогена в печени; повышенное образование и выведение кетоновых тел. В обычных условиях кетоновые тела образуются у жвачных в основном в стенке рубца и утилизируются организмом как источник энергии в небольших количествах. При их избытке наступают кетонемия, кетонурия, кетоацидоз. У животных нарушаются пищеварение, обмен веществ, деятельность ЦНС, снижается продуктивность.
n Регуляция. Нервная и гуморальная (гормоны). Расходуют сахар – симпатическая нервная система, адреналин, глюкагон. Сохраняют - парасимпатическая нервная система, инсулин.
|
|
|
n В кровеносных сосудах есть хеморецепторы, которые реагируют на избыток или недостаток питательных веществ. При гипогликемии возбуждается симпатическая нервная система, в кровь выделяется адреналин из надпочечников, из поджелудочной железы – глюкагон. Это способствует активному расщеплению гликогена до глюкозы.
n 3. Минеральный и водный обмен.
n Минеральный и водный обмен отличаются тем, что не имеют энергетического значения, но в общем обмене веществ играют большую роль.
n Минеральный обмен. Минеральные веществаопределяют постоянство внутренней среды организма – гомеостаз, физико-химическое состояние реакций, постоянство осмотического давления в клетках и тканях.
n NaCl обеспечивает ¾ осмотического давления, поддерживает кислотно-щелочного равновесия, способствует поддержанию коллоидного состояния различных веществ, обеспечивает транспорт веществ из организма, газов.
n Минеральные ионы – регуляторы: Са – свертывания крови, Na, Са, К – генерации электрических зарядов, кроветворении, проницаемости мембран клеток.
n Всего в составе организма 65 элементов. Жизненно-важная роль – С, N, Н, О, S – биогенные элементы – 96% всех минеральных веществ.
n 2 группы минеральных веществ: макроэлементы – С, N, Н, О, Са, К, Na, S и микроэлементы – Fe, Cu, Zn, Co, I, Se и др.
n Микроэлементы выполняют роль катализаторов, участвуют в ферментативных, гормональных и др. биогенных реакциях.
n Всасываются минеральные вещества в кишечнике (главным образом в толстом, у жвачных - в книжке).
Роль минеральных веществ в организме:
1. Пластическая (кальций, фосфор, магний)
2. Поддержание осмотического давления (калий, натрий, хлор)
3. Поддержание буферности биологических жидкостей (фосфор, калий, натрий)
4. Поддержание коллоидных свойств тканей
5. Детоксикационная
6. Проведение нервного импульса
7. Участие в ферментативном катализе
8. Участие в гормональной регуляции
n Водный обмен.
|
|
|
В состав организма входит 60-65% воды у взрослых, 84% - у молодняка, в мышцах - 49%. Пополнение воды происходит за счет корма, питья, при расщеплении жира. Вода может быть свободной – кровь, лимфа и связанной – входит в структуру тканей. Потребность определяется ощущением жажды. Центр жажды находится в супраоптических ядрах гипоталамуса. Большую роль играют осморецепторы, находящиеся в клетках, кровеносных сосудах и улавливают избыток-недостаток воды. Импульсы поступают в гипофиз – в задней доле вырабатывается антидиуретический гормон (АДГ). Повышение содержания воды в организме вызывает снижение уровня АДГ. При этом увеличивается фильтрация первичной мочи в почках и происходит выделение избытка воды из организма в виде мочи. При недостатке воды увеличивается выделение АДГ, который вызывает повышенную реабсорбцию в почках и вода сохраняется в организме.
n Роль воды в организме:
n 1) внутренняя среда организма;
n 2) структурная;
n 3) всасывание и транспорт веществ;
n 4) участие в биохимических реакциях (гидролиз, диссоциация, гидратация, дегидратация);
n 5) конечный продукт обмена;
n 6) выделение при участии почек конечных продуктов обмена.
n 4. Буферные системы
Кровь и межклеточная жидкость имеют слабощелочную реакцию (рН 7,3-7,45), поддерживается на относительно постоянном уровне, несмотря на образование в обменных процессах кислых (больше) или щелочных продуктов. В организме имеется определенное кислотно-щелочное равновесие, обеспечивающееся тремя основными механизмами: химическими буферными системами, легочным механизмом выделения СО2, экскрецией Н+- или НСОз-ионов с мочой.
Буферные системы образованы смесью слабой кислоты и основания (или щелочной соли): гемоглобиновая, белковая (плазмы), фосфатная и карбонатная.
В цельной крови основная буферная способность (более 70%) обеспечивается гемоглобином, в плазме крови — карбонатной системой. Принцип действия буферных систем основан на замене сильной кислоты слабой, при диссоциации второй образуется меньше ионов Н+ и, следовательно, рН плазмы снижается в меньшей степени:
n Молочная кислота, образующаяся в организме, более сильная, чем угольная. Поэтому она буферируется (нейтрализуется) бикарбонатом и замещается угольной кислотой:
n Свободная угольная кислота способна связывать и ОН- ионы с образованием ионов бикарбоната:
n H2CO3 + OH- ↔ H2O + HCO3-
n Сущность действия фосфатной системы основана на диссоциации двузамещенного фосфата натрия с образованием двух ионов натрия и ионов вторичного фосфата. Последние связывают протоны и дают первичный фосфат, который, в свою очередь, может диссоциировать на ион водорода и анион вторичного фосфата:
|
|
|
Запас бикарбонатов плазмы, способных нейтрализовать поступающие в кровь кислые продукты метаболизма, называют щелочным резервом крови. Является показателем метаболического профиля животных, используемого для оценки состояния их здоровья.
Лекция 28.
|
|
|
