Желудочное пищеварение у молодняка жвачных 2 страница

Особенностью углеводного обмена у молодняка жвачных является высокое содержание глюкозы (4,6 - 5,6 ммоль/л) в крови. С возрастом концентрация постепенно снижается.

У моногастричных животных примерно 70 % переваренных углеводов корма окисляются в тканях до СО₂ и воды, часть (25–27 %) превращаются в жир, и 3–5 % используются для синтеза гликогена.

В организме постоянно происходит обмен углеводов. Однако концентрация сахара в крови находится в определенных пределах: у лошадей — 3,1 - 5,0 ммоль/л, у жвачных — 2,8 - 4,8 ммоль/л, у человека — 4,5 - 5,5 ммоль/л, свиней —3,7 - 6,8 ммоль/л.

Увеличение содержания сахара в крови называется гипергликемией, снижение глюкозы в крови - гипогликемией. Избыток сахара в крови выбрасывается с мочой — глюкозурия.

Регуляция обмена углеводов

В регуляции постоянства концентрации сахара в крови главную роль выполняет печень. При избыточном поступлении углеводов в организм в печени происходит накопление гликогена, а при недостаточном поступлении, наоборот, гликоген, в ней распадается до глюкозы. Таким образом, поддерживается нормальное количество сахара.

Постоянство содержания глюкозы в крови, гликогена в печени регулируется нервной системой. На обмен углеводов оказывает влияние кора больших полушарий головного мозга. Доказательством этого является повышение сахара в моче у студентов после трудного экзамена. Центр углеводного обмена находится в гипотоламусе и продолговатом мозге.

Влияние гипоталамуса и коры больших полушарий на углеводный обмен осуществляется преимущественно посредством симпатической нервной системы, которая вызывает усиленную секрецию адреналина надпочечниками.

Большое значение в углеводном обмене имеют железы внутренней секреции — поджелудочная, щитовидная, надпочечники, гипофиз и др., которые под действием ЦНС регулируют ассимиляцию и диссимиляцию углеводов.

Гормон поджелудочной железы инсулин переводит глюкозу в гликоген и тем самым уменьшает количество сахара в крови.

Адреналин и гликогон увеличивают расщепление гликогена в печени, в мышцах, вследствие чего увеличивается содержание сахара в крови.

Следовательно, инсулин — это сахаропонижающий гормон, гликогон — сахароповышающий.

При снижении концентрации сахара в крови возбуждается центр углеводного обмена в гипоталамусе, который дает импульсы поджелудочной железе, и она увеличивает выработку глюкагона до тех пор, пока содержание глюкозы за счет распада гликогена не увеличится до нормального уровня.

Липидный обмен и его регуляция

Физиологическая роль липидов в организме заключается в том, что они входят в состав клеточных структур (пластическое значение липидов) и они используются как богатые источники энергии (энергетическое значение липидов).

Липиды составляют в среднем 10–20 % массы тела животных. В основном это триглицериды, содержащие преимущественно насыщенные и ненасыщенные жирные кислоты. У свиней при сальном откорме, у валухов или волов содержание липидов возрастает до 35–50 %, а у курдючных овец масса жира иногда превышает 50 % живой массы.

Жиры играют важную роль в регуляции теплового баланса. Плохо проводя тепло, жировой слой ограничивает теплоотдачу. Эластичная жировая ткань в качестве своеобразной подкладки для ряда внутренних органов (почки, сердце) способствует фиксации их в полости тела и служит для защиты от механических воздействий.

К жироподобным веществам относятся фосфатиды, стерины, воски и др. вещества. Основным их представителем является ацетилхолин, которого много в нервных тканях. Синтез фосфатидов происходит из нейтральных жиров, фосфорной кислоты и азотистого основания — холина.

Комплекс липидов с белками получил название липопротеидов. Циркулирующие в крови липопротеиды являются важным резервом жира, так как под влиянием особого фермента — липопротеиновой липазы из жира, входящего в состав липопротеидов, могут освобождаться жирные кислоты.

Стерины представляют собой сложные соединения. К ним относятся гормоны коркового слоя надпочечников, мужские и женские половые гормоны, соли желчных кислот, холестерин и витамин Д.

Жиры в желудочно-кишечном тракте превращаются в глицерин и жирные кислоты. Глицерин, растворяясь в воде, всасывается. Жирные кислоты, соединяясь с желчными кислотами, всасываются, а, соединяясь с глицерином, образуют нейтральный жир — триглицерид.

Прежде чем попасть в кровь или лимфоидный сосуд, этот жир приобретает белковую оболочку и образует хиломикроны разновидность липопротеидов. Хиломикроны попадают в лимфатическое русло, а затем в легкие. В легких имеются особые клетки — гистиоциты, способные захватывать жир. Следовательно, легкие предохраняют артериальную кровь от избыточного поступления жира. В легких жир не только задерживается, но и расщепляется, происходит окисление освободившихся жирных кислот. При этом освободившееся тепло согревает поступивший в легкие холодный воздух.

Неиспользованные жиры откладываются в жировых депо, которыми являются подкожная клетчатка, сальник, брыжейка и др.

Источником жира могут быть углеводы. У крупного рогатого скота источником жира являются ЛЖК.

У молодых (новорожденных) животных бурый жир, выполняет функцию поддержания температурного гомеостаза.

Поскольку основную часть рациона сельскохозяйственных животных составляют целлюлоза и белки, то источником жира в организме, помимо липидов, служат углеводы и белки. Например, из 100 кг крахмала может образоваться 41 кг жира, из такого же количества белка — 51 кг жира. Но жиры корма нельзя целиком заменить углеводами и белками, так как незаменимые жирные кислоты в организме не синтезируются и должны обязательно поступать с кормом.

Регуляция липидного обмена

Обмен липидов, так же как и других веществ, регулируется центральной нервной системой. Центр липидного обмена находится в промежуточном мозге. Регуляция осуществляется как через симпатическую и парасимпатическую систему, так и через железы внутренней секреции. Симпатическая нервная система способствует мобилизации жира. При ее возбуждении возможна убыль жира из жировой ткани и наоборот, слабая возбудимость симпатической нервной системы способствует понижению расщепления жира и приводит к ожирению.

К железам внутренней секреции, через которые нервная система влияет на обмен, относят гипофиз, щитовидную, поджелудочную, половые железы и др.

Водно-солевой обмен

Обмен воды и минеральных веществ тесно связаны между собой. Они не являются энергетическими веществами, но выполняют ряд важных функций. Вода входит в состав каждой клетки живого организма. В теле взрослых животных до 60 % воды, у молодых животных ее больше. В тканях головного мозга ее 70–80 %, в костях —22 %. Основным депо воды в теле животных являются мышцы (около 50 %), а также печень, почки и другие внутренние органы.

Значение воды:

1. Участвует в растворении и всасывании питательных веществ.

2. Является средой для химических реакций.

3. Участвует в терморегуляции, осмосе и входит в состав клетки.

В организме не содержится химически чистой воды. Различают 3 вида воды в организме:

Свободную - она является растворителем органических и неорганических соединений.

Связанную - входящую в состав коллоидов.

Внутримолекулярную воду, входящую в состав молекул белков, жиров и углеводов.

Потребность в воде у разных животных неодинакова и зависит от многих факторов, в том числе от кормления.

При концентратном кормлении на 1 кг корма в условиях нормальной температуры коровы потребляют 4–6 л воды; лошади и овцы — 2–3 л; свиньи — 7–8 л.

Вода, поступившая с кормом, всасывается в желудочно-кишечном тракте и через воротную вену поступает в печень, а затем в общий круг кровообращения. Из капилляров она переходит в ткани, которые выделяют воду обратно в кровеносную систему.

Из организма вода выводится с мочой, калом, через легкие и кожу.

Минеральный обмен

Все важнейшие физико-химические процессы в организме происходят при участии минеральных веществ. При полном лишении животных минеральных веществ, т. е. при минеральном голодании, несмотря на поступление в организм всех питательных веществ и воды, наблюдается потеря аппетита, отказ от еды, исхудание и гибель.

Необходимость постоянного поступления минеральных веществ объясняется тем, что организм постоянно теряет их некоторое количество с мочой, потом и калом.

В сравнительно больших количествах в организме содержится макроэлементы: кальций, фосфор, калий, сера, натрий, хлор и относительно небольших магний, йод. В минимальных количествах микроэлементы: железо, медь, марганец, бром, цинк, алюминий и др.

В организме животных имеются все известные химические элементы и их изотопы.

Недостаток тех или других минеральных веществ вызывает нарушение физиологических процессов, что ведет к задержке роста и развития молодняка, снижению продуктивности, возникновению различных заболеваний (рахит, остеомаляция, остеопороз, сухотка и др.). Нередко эти болезни заканчиваются гибелью животных.

Роль отдельных минеральных веществ

Натрий Физиологическое значение натрия заключается в том, что его количество определяет величину осмотического давления. Так, около 90 % величины осмотического давления плазмы крови зависит от наличия в ней NaCl. Ионы натрия находятся в составе важнейших буферных систем. Выделяясь со слюной NaCl обеспечивает нормальное рН преджелудков жвачных. Потеря NaCl плохо отражается на состоянии организма, снижается его работоспособность.

Калий участвует в поддержании рН внутри эритроцитов и других клеток. Вместе с ионами Na они усиливают способность тканевых коллоидов к набуханию, влияют на процессы нервной деятельности, состояние мышечной системы, работу сердца, на сосуды печени и другие органы.

Кальций — 97–99% его находится в составе скелета в виде фосфорнокислых и углекислых соединений. Он обнаруживается в составе всех тканей и в крови животных, причем значительная его часть связана с комплексами, а также в составе молока в виде растворенных в воде солей казеина — казеинатов. Ионы кальция понижают возбудимость нервной системы, уменьшают способность тканевых коллоидов связывать воду, понижают клеточную проницаемость, возбуждают деятельность сердца, участвуют в процессах свертывания крови, активизируют многие ферменты.

Фосфор является наиболее распространенным элементом в органическом жире. Основная масса фосфора содержится в костной ткани. Много фосфора и в нервной ткани. В виде солей фосфорной кислоты он входит в состав белка, липидов, углеводов и многих продуктов обмена. Фосфорная кислота входит в состав многих коферментов. Для течения нормальных процессов в организме необходимо определенное соотношение Са и Р 1,5–2:1.

Магний является важнейшим активатором окислительного фосфолирования. Часть его связана с белками, но большая часть входит в состав костей в виде нерастворимых соединений. Магний является внутриклеточным катионом, необходимым при мышечном сокращении для осуществления ряда ферментативных процессов. Ионы магния активизируют фосфатазу, пептидазы и другие ферменты.

Хлор находится в организме в виде хлоридов натрия, калия, кальция и других соединений. Но больше всего соединений с натрием. Физиологическое значение хлоридов в организме заключается в том, что они играют большую роль в поддержке осмотического давления и образования НС1 желудочного сока.

Сера у животных и растений встречается в составе серосодержащих аминокислот (цистин, цистеин, метионин, тиамин и др.). В организме сера окисляется до серной кислоты, которая связывает ядовитые вещества, образующиеся в кишечнике (индол, скатол, фенол и др.). Она идет на образование рогов, влияет на рост шерсти.

Микроэлементы

Железо входит в состав гемоглобина в виде двухвалентного катиона. Обычно в организм железо вводится с кормом в виде 3-валентного. Благодаря НС1 желудочного сока, поступающие в организм нерастворимые соединения железа превращаются в растворимые 2-валентные катионы и всасываются в тонком кишечнике. В организме животных железо используется для синтеза миоглобина, входит в состав каталазы, цитохромов. Очень малый запас железа у поросят, поэтому им при рождении вводят железосодержащие препараты, а у морских свинок потомство рождается без запасов железа.

Йод входит в состав гормонов щитовидной железы тироксина и др. Содержание йода в организме зависит от его содержания в окружающей среде. Мало йода в Белоруссии, Закарпатье и других районах страны. По этой причине в поваренную соль добавляют йод, отчего она приобретает темный оттенок.

Медь содержится во всех тканях у животных. В значительном количестве она депонируется в печени и селезенке. Медь входит в состав простейших групп ряда ферментов оксидаз и унтохроматоксида, играющих большую роль в тканевом дыхании, активизирует гормон передней доли гипофиза, влияет на процессы размножения животных, участвует в синтезе пигмента меланина. Недостаток этого элемента в кормах вызывает нарушение процессов, функций нервно-мышечной и кровеносной систем, снижением продуктивности.

При недостатке меди у крупного рогатого скота возникает болезнь — лизуха. Это заболевание встречается в районах Белоруссии. Очень часто от недостатка меди страдают овцы, особенно ягнята. У них возникает заболевание энзоотическая атония.

Кобальт. Недостаток кобальта в организме приводит к развитию акобальтоза, или же сухотки. Болезнь характеризуется нарушением синтеза витамина B₁₂, что вызывает злокачественную анемию. Кобальт активизирует обмен белков и углеводов, стимулирует процессы кроветворения и костную фосфатазу.

Марганец играет роль активатора многих окислительных процессов, входит в состав аргиназы, эколазы, карбоксилазы и др. ферментов. Ионы марганца принимают участие во многих реакциях промежуточного обмена, стимулируют распад белков, углеводов, активность дипептидазы и аргиназы Он необходим для процессов костеобразования, активизирует костную и щелочную фосфатазу сыворотки крови, способствует отложению Са₃ (РО₄)₂ в костях.

Цинк входит в состав тканей млекопитающих. Больше всего его содержится в гемоглобине.

Фтор входит в состав зубной эмали и костной ткани. В местностях, где в воде очень мало фтора, как у животных, так и у человека, наблюдается заболевание зубов, так называемый кариес, а где много фтора — возникает пятнистая эмаль. При этом возникает заболевание флуороз.

Стронций и цезий являются составными частями скелета человека и животных. При избытке стронция возникает рахит, похожий на гиповитаминоз Д, но не излечивается введением витаминов.

Селен. Имеет большое значение для организма. При недостатке селена у животных возникает беломышечная болезнь, вызывая мышечную дистрофию у телят и ягнят. Введение селена увеличивает остроту зрения. По своему действию на организм селен близок к витамину Е.

Регуляция водно-солевого обмена

Солевой обмен теснейшим образом связан с водным обменом. Выражением потребностей в солях является так называемый солевой аппетит. Он проявляется у животных в том, что они охотно поедает большое количество солей или наоборот, отказываются от пищи при избытке солей.

Большое значение в регуляции водно-солевого обмена имеют гормоны задней доли гипофиза — вазопрессин и гормоны коры надпочечников — минералокортикоиды. Здесь находятся специальные осморецепторные нервные клетки, чувствительные к изменению концентрации электролитов. Возбуждение этих клеток вызывает рефлекторные реакции, в результате чего восстанавливается постоянство осмотического давления крови. Также водно-солевой обмен регулируется корой больших полушарий. Это доказывается тем, что у животных очень легко выработать условный рефлекс на потребление воды или минеральных солей.

Роль печени в обмене веществ

Печень играет огромную роль в пищеварении и обмене веществ. Все вещества, всасывающиеся в кровь, обязательно поступают в печень и подвергаются метаболическим превращениям. В печени синтезируется различные органические вещества: белки, гликоген, жиры, фосфатиды и другие соединения. Кровь поступает в нее по печеночной артерии и воротной вене. Причем 80 % крови, идущей от органов брюшной полости, поступает по воротной вене и только 20 % — по печеночной артерии. Кровь оттекает от печени по печеночной вене.

Печени принадлежит существенная роль в обмене белков. Из
аминокислот, поступающих с кровью, в печени синтезируются альбумины, глобулины, фибриноген, протромбин, выполняющие важные функции в свертывании крови. Здесь же происходят процессы перестройки аминокислот: дезаминирование, трансаминирование, декарбоксилирование.

Печень — центральное место обезвреживания ядовитых продуктов азотистого обмена, в первую очереди аммиака, который превращается в мочевину или идет на образование амидов кислот, в печени происходит распад нуклеиновых кислот, окисление пуриновых оснований и образование конечного продукта их обмена — мочевой кислоты. Вещества (индол, скатол, крезол, фенол), поступающие из толстого отдела кишечника, соединяясь с серной и глюкуроновой кислотами, превращаются в эфирно-серные кислоты.

Большую роль печень играет в обмене углеводов. Глюкоза, приносимая из кишечника по воротной вене, в печени превращается в гликоген. Благодаря высоким запасам гликогена печень служит основным углеводным депо организма.

В печени происходит важнейшее превращение жирных кислот, из которых синтезируются жиры, свойственные для данного вида животного.

Печень принимает участие в обмене жирорастворимых витаминов, является главным депо ретинола и его провитамина — каротина. Она способна синтезировать цианокобаламин.

Печень может задерживать в себе излишнюю воду и тем самым не допускать разжижения крови: она содержит запас минеральных солей и витаминов, участвует в пигментном обмене.

Печень выполняет барьерную функцию. Если в нее с кровью заносятся какие-либо болезнетворные микробы, то они подвергаются обеззараживанию ею. Кроме того, печень способна переводить свинец, ртуть, мышьяк и другие ядовитые вещества — в неядовитые.

Печень является основным углеводным депо организма и регулирует постоянство глюкозы в крови. Она содержит запасы минеральных веществ и витаминов. Является депо крови, в ней образуется желчь, необходимая для пищеварения.

Обмен энергии и теплообмен

Живой организм представляет собой систему, в которую непрерывно поступает энергия из окружающей среды и из которой выделяется такое же ее количество. Изменения соотношения между величинами продукции и отдачи тепла за определенный промежуток времени ведет к колебаниям температуры. Однако многие животные способны поддерживать постоянную температуру тела. В организм животных поступает энергия, содержащаяся в питательных веществах корма. Эта энергия должна обеспечивать расходы на поддержание жизни и синтез определенной продукции (молока, яиц, шерсти, отложений белка и жира в теле).

Наибольшее постоянство температуры присуще крови, мозгу, сердцу и печени, тогда как температура кожи может меняться более значительно под действием внешних факторов среды и физиологических функций организма. Благодаря этому в организме устанавливается динамическое равновесие.

Энергия в организме образуется благодаря окислению белков, жиров и углеводов.

В накоплении энергии важную роль играет макроэргические соединения, в химических связях которых сосредоточено большое количество энергии. К таким соединениям относятся АТФ, АДФ, креатинфосфат и др. В них аккумулируется энергия белков, жиров и углеводов. Больше всего тепла образуется в мышцах, а также в печени, почках, железах и легких. Значительно повышает теплопродукцию низкая температура воздуха, мышечная работа. Высокая температура, состояние покоя, кастрация животных, подкожный жировой слой и густой волосяной покров снижают образование тепла.

Методы изучения обмена энергии

Энергия, поступившая в организм животного с кормом, частично расходуется на обеспечение его жизнедеятельности. При избыточном поступлении энергии в организм происходит его накопление, а при недостатке или больших энергетических затратах идет расщепление жира с выделением большого количества энергии. При изучении обмена энергии у животных необходимо знать, сколько ее поступило, сколько использовано и выделено из организма во внешнюю среду.

Поскольку основным поставщиком энергии являются корма, то необходимо определять ее количество в принимаемых с рационом кормах.

Калорийность питательных веществ рациона определяют в специальном приборе — калориметрической бомбе — замкнутой камере, погруженной в водяную баню, где пробы сжигаются в атмосфере чистого кислорода. Следует однако иметь в виде, что физическая (при сжигании в бомбе) и физиологическая тепловая ценность питательных веществ неодинакова (табл. 2). В организме калорийность пищевых веществ несколько снижается вследствие потери при всасывании. Белки в организме окисляются не полностью; аминогруппы отщепляются от молекул белка и выводятся с мочой в виде мочевины, содержащей определенный запас энергии.

Калорийность питательных веществ корма

Таблица 2

Питательные вещества	Сжигание вне организма	Сжигание в организме
ккал/г	кДж/г	ккал/г	кДж/г
Углеводы	4,1	17,2	4,1	17,2
Белки	5,4	22,6	4,1	17,2
Жиры	9,3	38,9	9,3	38,9

В процессе обмена веществ в организме происходит обмен газов. Жизненные проявления организма обуславливаются постоянным и значительным обменом вдыхаемых и выдыхаемых газов (СО₂ и О₂). Поэтому освобождение и расходование энергии могут быть измерены непосредственно калориметрически или косвенным методом газового обмена.

Для проведения непрямой калориметрии используют специальные герметические респирационные камеры, а также применяют масочный метод. Принцип масочного метода основан на том, что потребление единицы объема кислорода или выделение единицы объема двуокиси углерода соответствует образованию определенного количества тепла, что называют калорическим коэффициентом кислорода или двуокиси углевода.

Различают прямую и непрямую (косвенную) калориметрию. Прямая — основана на учете всего количества тепла, выделяемого животными за определенное время (обычно за сутки), в специальном приборе — калориметре. Последний представляет собой камеру, термически изолированную от внешней среды, через радиаторы которой течет вода с постоянной скоростью. Потери тепла животным регистрируются по нагреванию воды и воздуха, проходящих через камеру. По разнице температуры воды вычисляют количество освобожденного тепла (Дж).

Наиболее широко используется на практике непрямая калориметрия, так как она технически более проста. Принцип этого основан на определении термических затрат организма по его газообмену.

Обмен веществ можно определить по дыхательному коэффициенту (ДК). Дыхательный коэффициент — объемное соотношение выделенного углекислого газа к поглощенному кислороду за тот же промежуток времени.

ДДК=	VСО2
V О2

При смешанном кормлении величина дыхательного коэффициента колеблется от 0,7 до 1. Иногда он бывает и выше единицы, если в организме происходит превращение углеводов в жиры. При голодании дыхательный коэффициент снижается до 0,7 и ниже.

У моногастричных животных основными поставщиками обменной и чистой энергии является глюкоза и жирные кислоты, у жвачных — ЛЖК. Поскольку чистая энергия равных ЛЖК различна, общий энергетический приход зависит от состава рациона, соотношения ЛЖК и энергетической ценности каждой из них.

Основной обмен — минимальное количество энергии, необходимое для поддержания жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя при исключении всех внутренних и внешних влияний, которые могли бы повысить уровень обменных процессов. Основной обмен определяют у моногастричных животных утром натощак (через 12–14 часов после последнего приема корма), желательно в положении лежа или полном расслаблении мышц, в условиях температурного комфорта (18–25°С). Выражается основной обмен количеством энергии, выделенной организмом (кДж/кг/сутки).

Величина основного обмена зависит от возраста, пола, физиологического состояния животных.

Особенно резко теплопродукция усиливается (от 10 до 30 %) в первые часы после приема корма. Этот прирост тепла после кормления по отношению к уровню обмена был назван специфически динамическим действием (СПД) корма.

Энергию, затраченную организмом животного для образования различных видов продукции, называют продуктивным обменом.

Обмен энергии в организме тесно связан с обменом веществ. Эта взаимосвязь регулируется ЦНС. Ведущая роль в регуляции принадлежит коре больших полушарий. Большое значение в регуляции обмена энергии имеют рефлексы, возникающие при раздражении рецепторов. Также важную роль играют гипоталамус и гормоны гипофиза, щитовидной железы, поджелудочной железы и надпочечников.

Дата добавления: 2015-05-26