Вопрос 1. Обмен веществ как основная функция живого организма. Формы обмена. Зависимость обмена веществ от внутренних и внешних факторов

Лекция 3. Физиология обмена веществ и пищеварения

Вопросы:

1. Обмен веществ как основная функция живого организма. Формы обмена. Зависимость обмена веществ от внутренних и внешних факторов.

2. Интенсивность питания рыбы. Суточный рацион. Время пребывания пищи в пищеварительном тракте.

3. Строение пищеварительной системы. Желудок и его аналоги. Ферменты желудка. Значение соляной кислоты. Кишечник. Относительная длина кишечника разных видов рыб. Всасывание низкомолекулярных веществ - аминокислот, сахаров, глицерина и жирных кислот, минеральных ионов и др. веществ. Нейрогуморальная регуляция деятельности пищеварительного тракта.

Обмен веществ — это необходимое условие жизни всех существ, в том числе и рыб. Все функции организма направлены в конечном счете на его осуществление и регуляцию. Обмен веществ — это сложный комплекс различных явлений, в результате которых в теле увеличивается или уменьшается общее количество вещества, одни молекулы и атомы заменяются другими, одни химические соединения превращаются в другие. Поступление вещества в тело называется ассимиляцией, а выход вещества из организма — диссимиляцией.

Ассимиляция происходит активно в результате питания, питья, дыхания, активного сорбирования и пассивно — в результате проникновения растворенных в воде веществ через покровы тела. Противоположные процессы, заключающиеся в потере телом вещества, называются диссимиляцией.

Диссимиляция (т.е. потеря, выведение из тела) веществ также происходит как в результате активных процессов — экскреции продуктов обмена, лишних солей, воды, так и пассивно, в результате выделения слизи, слущивания эпителиальных клеток, диффузии молекул и ионов сквозь покровы.

В результате ассимиляции и диссимиляции происходит обновление состава тела, осуществляется обмен веществ между организмом и средой. При разных соотношениях ассимиляции и диссимиляции происходят рост или истощение, а в некоторых случаях наблюдается сохранение постоянства количества вещества в организме.

Метаболизм - химические превращения веществ, происходящие в самом организме. Метаболизм является результатом двух противоположно направленных процессов: катаболизма (распада, деградации) и анаболизма (синтеза, созидания). Конечные продукты катаболизма обычно выводятся из организма, т.е. диссимилируют.

Катаболизм органических веществ, сопровождается их окислением с использованием энергии для нужд организма.

Ассимилируемые вещества могут служить материалом как для анаболических, так для катаболических процессов, а могут выводиться из организма как ненужные. И ассимиляция, и диссимиляция являются непременным условием жизни.

Потери молекул и ионов связаны с диффузией через внешний тканевый барьер организма — покровный эпителий.

Из тела рыбы в воду постоянно диффундируют молекулы воды, углекислого газа, ионы электролитов. Активно выводятся из тела вещества в составе выделений секреторных клеток жабр, испражнений кишечника, мочи.

В формировании мочи также имеют место диффузионные процессы сквозь эпителиальные барьеры.

С мочой выделяются вода, катионы минеральных веществ, анионы минеральных и органических веществ, продукты катаболизма азотистых соединений, чужеродные вещества попавшие в организм, так называемые ксенобиотики.

Ряд отработанных веществ и ксенобиотиков выводится из внутренней среды организма с желчью в просвет кишечника, а затем извергается за внешние пределы организма в составе фекалий.

Некоторое количество вещества теряется в виде секрета кожных и кишечных слизевых желез, а также при слущивании отмирающих клеток эпителия. Значительное количество вещества выводится рыбами из организма в виде половых продуктов—икры, молок, а у живородящих видов —в виде потомства.

Огромную важную роль для организма имеют катаболические процессы в результате которых освобождается энергия, необходимая для жизнедеятельности. Энергия производится в специальных клеточных структурах — митохондриях — в результате ферментативных экзотермических реакций. Энергия этих реакций расходуется на синтез нуклеиновых кислот, белков, жирных кислот, гликогена, на превращение одних органических веществ в другие, более богатые потенциальной энергией.

Кроме того, энергия требуется для осуществления физических процессов. Например, приблизительно треть энергии, которая тратится организмом в состоянии покоя, расходуется на поддержание необходимой разницы ионного состава между клетками и межклеточной жидкостью. Энергия требуется также для меха­нического движения протоплазмы и вакуолей в клетках, перемещения клеток, сокращения мышечных волокон, передачи нервных импульсов и т.д. Интенсивность энергетического катаболизма тем выше, чем интенсивнее происходит специфическая деятельность организма — движение, синтез, секреция и т.д.

Сытая рыба тратит больше вещества и энергии, чем голодная, плывущая — больше, чем неподвижная. Основным источником энергии в организме является окисление белков, жиров и углеводов.

Биологическое окисление отличается от горения тем, что оно происходит более медленно, а также тем, что значительная часть выделяемой энергии не превращается в тепло, а накапливается в виде макроэргических (богатых энергией) химических связей АТФ (аденозинтрифосфата)—универсального источника энергии для всех эндотермических (требующих затрат энергии) процессов, происходящих в организме.

Приблизительно половина энергии биологического окисления жиров, белков и углеводов используется для синтеза АТФ. Использование энергии АТФ также имеет некоторый коэффициент полезного действия. Поэтому общий коэффициент использования энергии расходуемых в качестве «горючего» органических веществ при биосинтетических процессах колеблется между 30 и 40%, а при мускульном движении не превышает 25%. Остальные 60—75% энергии биологического окисления рассеиваются в виде тепла. Теплопроводность воды очень велика. Поэтому большинство рыб имеет практически ту же температуру тела, что и окружающая вода. Исключение составляют крупные энергичные рыбы — тунцы и некоторые акулы. Теплопродукция рыб пропорциональна энергетическому катаболизму, и в частности дыханию. Измерение теплопродукции рыб возможно при использовании точных термометров и теплоизоляции опытного аквариума. Рыбы могут выделять до 100 ккал/кг тепла в сутки, т.е. рыба могла бы за сутки нагреть свое тело до температуры кипения.

Дата добавления: 2014-01-11