превращение и использование всосавшихся из пищеварительного аппарата продуктов гидролиза углеводов в организме, сопровождающееся включением углеводов в структуры организма и освобождением энергии;
выделение конечных продуктов обмена углеводов из организма.
Превращение углеводов под действием ферментов начинается в ротовой полости, продолжается в желудке и происходит в основном в кишечнике. Углеводы всасываются главным образом в виде глюкозы в тонком кишечнике и поступают в кровь.
С кровью глюкоза поступает в печень, где частично задерживается, частично проходит с кровью дальше и достигает тканей всех органов.
: Всосавшаяся глюкоза в основном используется как энергетический материал, так как возможности отложения ее в организме весьма ограничены. В печени, в мышцах и других органах глюкоза депонируется в виде гликогена. Часть глюкозы в печени превращается в жир и откладывается в жировых депо.
Во всех тканях, пройдя стадию депонирования, глюкоза используется как источник энергии, т.е. окисляется. Окисление глюкозы происходит как в аэробных, так и анаэробных условиях.
Вначале глюкоза активируется, превращается в пировиноградную кислоту. Ваэробных условиях пировиноградная кислота окисляется в цикле Кребса до диоксида углерода и воды с образованием АТФ. При полном окислении молекулы глюкозы образуется 38 молекул АТФ. В анаэробных условиях пировиноградная кислота превращается в молочную кислоту с образованием энергии. Таким образом из молекулы глюкозы при отсутствии кислорода образуется 2 молекулы АТФ. Затем в печени из молочной кислоты синтезируются глюкоза и гликоген. Если же на этапе молочной кислоты возникают аэробные условия, то она превращается в пировиноградную кислоту, которая уже окисляется в цикле Кребса.
Глюкоза используется для синтеза лактозы, липидов, глицерина, аминокислот, жирных кислот.
У жвачных животных углеводы кормов в большей части превращаются, сбраживаются в преджелудках до образования летучих жирных кислот: уксусной, пропионовой и масляной, которые всасываются в кровь. Затем в организме уксусная, пропионовая и масляная кислоты используются для образования липидов и кетоновых тел; пропионовая кислота - для синтеза глюкозы; уксусная, масляная и пропионовая кислоты окисляются в тканях органов с образованием АТФ, диоксида углерода и воды.
В крови человека и моногастричных животных обеспечивается концентрация глюкозы на уровне 1,0… 1,2 г/л, у полигастричных - 0,42…0,6 г/л.
Обмен минеральных веществ
Минеральные вещества в целом связывают воедино превращение и использование питательных веществ в организме, так как они необходимы для построения клеток, белков, ферментов, гормонов, участвуют ^физиологических процессах - нервном возбуждении, мышечном сокращении, свертывании крови и др.
В организме более 80 элементов, из них 15 жизненно необходимых. Их подразделяют на макро- и микроэлементы. К макроэлементам относят кальций, фосфор, калий, натрий, хлор, серу и магний, к микроэлементам - железо, медь, цинк, йод, марганец, кобальт, молибден, селен и др.
Обмен их осуществляется в три фазы: поступление с кормом и водой; освобождение и всасывание в кровь с использованием во всех процессах; выведение отдельно в основном с мочой и калом при поступлении в избытке и в составе различных соединений.
Роль макроэлементов. Кальций. Входит в состав опорных тканей организма - костную и мышечную, содержится постоянно в крови. Он способствует сокращению мышц, принимает участие в свертывании крови, стимулирует рождение импульсов в сердечной и гладких мышцах, участвует в определении проницаемости клеточных мембран. Кальций входит в состав молока.
Фосфор. В больших количествах включается в костную ткань в виде солей с кальцием, постоянно содержится в крови. Он входит в состав АТФ, поэтому принимает участие во всех процессах в организме.
Магний. Преимущественно входит в состав костной ткани, мышц, где включается в комплекс миозина и АТФ. Способствует взаимодействию его с актином, постоянно содержится в крови. Он является одним из основных элементов клетки и образует в ней комплексы с белками, стимулирует процессы окислительного фосфорилирования в митохондриях. Магний необходим для жизнедеятельности микроорганизмов в пищеварительном тракте.
Калий. Внутриклеточный элемент, принимает участие в возникновении и распространении возбуждения по мембране клетки, в транспорте веществ через мембрану клетки.
Натрий. Внеклеточный элемент, вместе с калием участвует в возникновении и распространении возбуждения по мембране клетки, повышает возбудимость нервной и мышечной ткани. Он обеспечивает осмотическое давление крови, служит щелочным резервом.
Хлор. Совместно с натрием обеспечивает осмотическое давление крови. Необходим для поддержания возбудимости возбудимых тканей. Он используется для образования соляной кислоты желудочными железами.
Сера. Входит в состав незаменимых аминокислот, гормонов, витаминов, поэтому ее физиологическая роль определяется их ролью.
Роль микроэлементов. Железо. Образует стабильные комплексы с белками и углеводами и участвует в процессах организма: в эритроцитах - транспорта кислорода и диоксида углерода, в мышцах - тканевого дыхания.
Медь. Находится во всех тканях организма в составе белка церулоплазмина. Она обладает большой биологической активностью. Участвует в процессах кроветворения, ускоряет включение железа в гемоглобин в эритроците; оказывает стимулирующее влияние на защитные механизмы организма, повышает воспроизводительную функцию организма. Она необходима для роста шерсти, пера.
Кобальт. Распределяется во всех тканях организма; много в эритроцитах. Он включается в состав витамина цианкобаламина, который необходим для кроветворения. Кобальт стимулирует рост организма.
Цинк. В больших количествах содержится в крови, распределяется в тканях организма. Он образует непрочное соединение с гормоном инсулином и другими гормонами, осуществляя через них стимулирование роста, воспроизводительной функции организма. Цинк необходим для процесса кроветворения и образования костей скелета.
Марганец. Содержится в значительных количествах в костях скелета, в печени и других органах и тканях, крови. Он стимулирует через фермент щелочную фосфатазу отложение жира, образование белка, кроветворение и повышает защитные силы организма.
Молибден. Участвует в обмене пуринов, оказывая этим выраженное влияние на него организма.
Йод. Задерживается в организме в больших количествах щитовидной железой. Она использует йод для синтеза своих гормонов: трийодтиронина и тироксина. Свое влияние на организм йод оказывает через эти гормоны. Он стимулирует обмен белков, жиров и углеводов, повышает сопротивляемость к вредным воздействиям окружающей среды, ускоряет синтез ферментов.
Селен. Обладает большой биологической активностью, включается в обменные процессы и обеспечивает нормальное функционирование кожи, мышц. Он стимулирует рост и развитие организма, повышает его реактивность и резистентность.
Фтор. Участвует в минерализации костей и зубов, стимулирует рост, репаративные процессы, образование антител. Усиливает действие кальциферола.
Хром. Включается в фермент трипсин.
Бром. Усиливает процесс торможения в центральной нервной системе.
В крови животных поддерживается оптимальное для обмена веществ количество минеральных веществ - 9,0 г/л. При недостатке внутренних резервов минеральных веществ животные осуществляют поиск их источников. При повышении концентрации веществ в крови они откладываются в депо, увеличивается выделение их с мочой, уменьшается их всасывание из желудочно-кишечного тракта. В том и другом случаях включаются механизмы нервно-гормональной регуляции обмена минеральных веществ.
Обмен воды
Большую роль в обмене веществ играет вода, которая не является ни питательным веществом, ни источником энергии.
Организм животных содержит воды 60…70% от массы тела. Она входит в состав всех клеток тела, пищеварительных соков, плазмы крови, лимфы, тканевой жидкости и др. Наибольшее количество воды сосредоточено внутри клеток. Внеклеточная вода включает плазму крови, межклеточную жидкость и лимфу. Трансцеллюлярная вода - спинномозговая, внутриглазная, брюшной полости, плевры, перикарда, суставных сумок, желудочно-кишечного тракта. Между внеклеточной и внутриклеточной водой осуществляется постоянный обмен. Структура воды в клетках соответствует таковой в льдоподобном состоянии.
Вода благодаря действию ферментов включается в многочисленные биохимические реакции, а также является средой, в которой осуществляются реакции организма.
Вода крови пополняется за счет питьевой воды, поступающей в организм с пищей. Некоторое количество воды образуется в процессе окисления веществ - белка, жира, углеводов; из 100 г. соответственно образуется 41; 107 и 55 мл.
Общее количество воды в организме поддерживается на относительно постоянном уровне благодаря нервно-гормональной регуляции. В сутки человеку требуется до 2…3 л воды, корове 56…90 л, включая воду, поступающую с пищей.
Вода выводится с потом, калом, парами выдыхаемого воздуха, мочой, молоком.
Об обмене воды судят по ее балансу: у взрослых животных - водное равновесие, у растущих - положительный, при недостаточном поступлении воды - отрицательный баланс. При потере 15…20% наступает смерть. Такое количество воды теряется у лошадей за 17…18 сут, крупного рогатого скота -20…25, собак - 8…10, у кур - за 7…8 сут.
Регуляция обмена воды осуществляется рефлекторно с осморецепторов через нервный центр обмена воды, расположенный в гипоталамусе, с участием гормонов - антидиуретического и альдостерона.
Обмен витаминов
Витамины - это необходимые для жизни животных органические низкомолекулярные соединения различной химической природы. Они служат биокатализаторами, являясь активной частью коферментов, отдельных биохимических и физиологических процессов, обладающих высокой биологической активностью. Витамины в организм поступают с кормом, в основном с растительным. Водорастворимые витамины синтезируются и в пищеварительном тракте животных микроорганизмами. В растениях витамины находятся в виде комплексных соединений с белками и другими веществами. В процессе пищеварения 25…50% витаминов освобождаются и усваиваются. Различают витамины и витаминоподобные вещества.
Витамины - совершенно незаменимые вещества. Недостаток поступления их в организм с кормом или нарушение их усвояемости и обмена приводит к развитию заболеваний, называемых авитаминозами.
Витамины, поступившие в пищеварительный аппарат или образовавшиеся в нем, всасываются через его стенку в кровь и вступают в организме в реакции, образуя сложные производные - коферменты. Они затем соединяются с белком и образуют многочисленные ферменты. Ферменты в организме являются биологическими катализаторами, следовательно, витамины участвуют в процессах окисления и синтеза новых веществ.
Суточная потребность в витаминах определяется миллиграммами или даже их долями.
В настоящее время насчитывается более 50 витаминов. Все они составляют две группы: жирорастворимые и водорастворимые.
Страницы: 1, 2, 3
