АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Обмен энергии. Затраты энергии. Высвобождение и распределение энергии. Роль макроэргических соединений. Основной и продуктивный обмен.

Обмен веществ и энергии — совокупность химических и физи­ческих превращений веществ, происходящих в живом организме и обеспечивающих его жизнедеятельность во взаимосвязи с окружа­ющей средой.

Назначение обмена веществ и энергии заключается прежде всего в обеспечении пластических процессов, т. е. в доставке организму таких химических веществ, которые необходимы для построения его структурных элементов, поддержания функциональной активности систем и восстановле­ния расходуемых и удаляемых веществ. Для обеспечения жизнедеятельности необходимо постоянное поступление извне веществ в виде орга­нических и неорганических соединений прежде всего для того, чтобы организм мог поддерживать свой химический состав и полноценно функционировать.

Вместе с этим необходимым условием для обеспечения жиз­ненных функций является поступление энергии. В ходе реализа­ции процессов обмена веществ происходит расщепление сложных химических соединений, при этом потенциальная энергия хими­ческих связей освобождается, превращаясь в тепловую, механи­ческую и электрическую.

Именно в АТФ концентрируется 60...70 % энергии, освобождающейся при межуточном обмене. Это вездесущее соединение является непо­средственным источником химической энергии для таких процес­сов, как сокращение мыщц, перенос веществ в клетках, всевоз­можные биосинтетические реакции и т. д. Таким образом, АТФ — это универсальный посредник, обеспечивающий перенос хими­ческой энергии от питательных веществ к метаболическим про­цессам, требующим ее затраты.

Следует отметить, что как при сгорании органических веществ в калориметрической бомбе, так и при окислении продуктов обмена в организме выделяется соответствующее количество теп­лоты и по теплообразованию можно количественно оценить про­цесс энергетического обмена. Конечный процесс метаболизма заключается в образовании и удалении из организма продуктов обмена: азотсодержащие вещества, как завершающая стадия бел­кового обмена, выделяются с мочой, калом и потом; углеводный и жировой обмены заканчиваются образованием С0₂, удаляемого в основном через легкие, и воды, которая выводится органами вы­делительной системы, в основном почками и кожей.

Между организмом и окружающей средой происходит посто­янный обмен веществ и энергии, который подчиняется первому началу термодинамики, в соответствии с которым энергия не ис­чезает и не создается вновь, а лишь переходит из одного состоя­ния в другое. Исходя из этого, можно оценить интенсивность ме­таболизма как величину энергетического обмена в единицу време­ни. Оценить интенсивность обмена — первый способ — можно по разности между энергетической ценностью всей потребленной пищи и всех экскретов (балансовые опыты), причем важно убе­диться в том, что организм животного не претерпевает существен­ных изменений, а состав тканей не изменился в ходе роста или старческой инволюции.

Второй способ оценки обмена веществ и энергии основан на определении общей теплопродукции организма. Учитывается все использованное «топливо», и практически определение парамет­ров обменных процессов проводят, помещая организм в калори­метр. Опыты, проведенные Лавуазье и Лапласом и многократно повторенные другими исследователями на различных видах жи­вотных, показали удивительное совпадение величин выделения тепловой энергии при окислении питательных веществ в организ­ме и при их сжигании вне организма.

Третий способ основан на определении количества кислорода, используемого в процессах окисления. Для этого нужно знать ды­хательный коэффициент (ДК) — отношение объема выделенного диоксида углерода к объему поглощенного кислорода. При таких исследованиях оценивается выдыхаемый воздух: объем и процент ное содержание диоксида углерода и кислорода. Так как концентра­ция различных газов в атмосферном (вдыхаемом) воздухе извест­на, то можно вычислить, насколько снижается (потрачено) уро­вень кислорода и насколько увеличивается (произведено) количе­ство диоксида углерода в выдыхаемом воздухе. Величина ДК зави­сит от окисляемого субстрата. При окислении углеводов в ре­зультате получается одинаковое количество молекул диоксида уг­лерода и воды, которые в соответствии с законом Авогадро занима­ют равные объемы, т. е. ДК оказывается равным единице. ДК при окислении жиров равен 0,7; при окислении белков — 0,8, а при смешанном питании — 0,85...0,9.

Энергетический обмен в организме животных складывается из основного обмена и рабочей прибавки (т. е. затрат энергии на вы­полнение полезной работы). Основной обмен — это минимальный уровень обмена, необходимый для поддержания жизненно важных функций организма, он служит исходной величиной для оценки уровня обменных процессов. Определяется основной обмен в со­стоянии физиологического покоя, при комфортной температуре помещения, исключающей затраты энергии на терморегуляцию, и натощак, поскольку необходимо исключить затраты энергии на пи­щеварительные процессы (динамическое действие корма).

47. Роль минеральных элементов в организме животных.

Физиологическое значение минеральных веществ заключается в том, что они являются обязательными структурными компонен­тами всех органов и тканей организма. Они входят в состав слож­ных белков — металлопротеидов, содержащих в качестве состав ной части атомы металлов (Fe, Mg, Си, Zn, Mn, V, Mo и др.). Ме-таллопротеиды выполняют исключительно важные и разнообраз­ные функции в живых организмах в качестве транспортных сис­тем (Fe-содержащие трансферрин и ферритин, Си-содержащий церулоплазмин) и в роли металлоферментов (Cu-содержащие ок-сидазы, например тирозиназа, Zn-содержащие карбоангидраза и карбоксипептидаза, Мо-содержащая ксантиоксидаза и др.). Как осмотически активные, минеральные вещества, особенно натрий, обеспечивают поддержание осмотического давления биологичес­ких жидкостей во внутриклеточной и внеклеточной среде.

За счет связывания воды минеральные вещества активно участ­вуют в сохранении водного баланса организма. Находясь в составе буферных систем, они активно участвуют в создании и поддержа­нии кислотно-щелочного равновесия; натрий определяет щелоч­ной резерв крови, концентрацию бикарбонатов плазмы. На кле­точном уровне происходит постоянный обмен электролитами между внутриклеточным и внеклеточным пространством, причем распределение ионов в возбудимых тканях обеспечивает генера­цию биопотенциалов (мембранного потенциала и потенциала действия), а в невозбудимых тканях является компонентом транс­портных систем.

Поступление минеральных веществ в организм происходит с пи­щей и водой, что в ряде случаев при сложившейся геохимической ситуации может стать причиной дефицита или избытка некоторых элементов и вызвать нарушения обмена веществ. Минеральные ве­щества в составе корма только после растворения и приобретения ими ионизированной формы становятся доступными транспорт­ным системам и могут всасываться в кишечнике. В дальнейшем в составе внутриклеточной и внеклеточной жидкости они могут либо оставаться в ионизированном состоянии, либо входить в структуру тех или иных соединений. В ходе обмена веществ минеральные ве­щества выводятся из организма с мочой, калом и потом.

В зависимости от концентрации в крови различают:

макроэлементы — вещества, содержащиеся в концен­трации мг/100 мл или ммоль/л: натрий, калий, кальций, фосфор, магний, сера, хлор, железо;

микроэлементы — вещества, содержащиеся в концен­трации мкг/100 мл или мкмоль/л: кобальт, медь, марганец, цинк, йод, фтор, селен, стронций и др

Дата добавления: 2015-12-15 | Просмотры: 1147 | Нарушение авторских прав