7. Регуляція білкового обміну.

Білковий обмін в організмі регулюється нервови­ми центрами, які розміщені в гіпоталамусі проміжного мозку. Гіпоталамус за допомогою парасимпатичних нервів регулює синтез білків, а симпатичних — розщеплення білків. На білковий обмін впливає також кора великих півкуль головного мозку.

ЦНС здійснює регуляцію обміну білків через ЗВС.

Гіпофіз «соматотропін» - регулює синтез білків і ріст організму.

Щитоподібна залоза «тироксин» регулює як синтез, так і розщеплення білків.

Кора надниркових залоз – «глюкокортикоїди» — регулюють розщеплення білків.

Значну роль у білковому обміні відіграють печінка й нирки. «Від їх фізіологічного ста­ну залежить азотистий обмін. При захворюванні нирок можлива затримка кінцевих про­дуктів білкового обміну, що спричинює отруєння організму».

Самостійна робота студентів.

Тема: Обмін вуглеводів.

Вуглеводи є основним джерелом енергії в організмі. Вони поділяються на прості — моноцукриди і складні — поліцукриди. При окисненні 1 г вуглеводів виділяється 17,6 кДж (4,1 ккал) теплоти. Деякі вуглеводи, сполучаючись з білками й ліпідами, утворюють струк­турні компоненти клітин та їх оболонок. Цукри рибоза і дезоксирибоза входять до складу нуклеїнових кислот.

Основним джерелом вуглеводів для сільськогосподарських тварин є клітковина (поліцукрид) грубих кормів. У рубці жуйних тварин і в товстих кишках нежуйних (кінь, свиня) .під час розщеплення клітковини утворюється глюкоза. Одна частина глюкози всмоктується в кров, інша є поживою для мікробів і зазнає подальшого розпаду з утво­ренням летких жирних кислот. Глюкоза в організмі використовується як енергетичний матеріал або відкладається в печінці та в м'язах у вигляді глікогену, у жирових депо пе­ретворюється на жир. Глікоген і жир вважаються запасним енергетичним матеріалом.

У крові тварин кількість глюкози підтримується на відносно сталому рівні, у жуйних тварин — 40—60 мг%, у тварин з однокамерним шлунком — 80—100 мг%. Зменшення вмісту глюкози в крові нижче від норми називається гіпоглікемією, а збільшення — гі­перглікемією. При гіпоглікемії знижується температура тіла, з'являється м'язова слаб­кість, порушується діяльність центральної нервової системи, виникають корчі, і тварина може загинути. Гіперглікемія виникає внаслідок споживання кормів, що містять багато глюкози і сахарози (цукровий буряк). Надлишок глюкози в крові виводиться нирками, поява її в сечі називається глюкозурією.

Розщеплення вуглеводів в організмі з вивільненням енергії здійснюється як з учас­тю кисню (аеробний розпад), так і без його участі (анаеробний розпад). Під час анае­робного розщеплення вуглеводів утворюється молочна кислота, яка потім за участю кисню окиснюється до води і вуглекислого газу або знову перетворюється на глікоген.

Важливим процесом окиснення вуглеводів у тканинах тварин є їх аеробне розщеп­лення, кінцевими продуктам якого є вода і СО₂. При цьому повністю вивільнюється енер­гія, що міститься у вуглеводах, і накопичується в АТФ (аденозинтрифосфорній кислоті).

Важливу роль в обміні вуглеводів виконує печінка. Основна частина вуглеводів піс­ля всмоктування в травному каналі по ворітній вені з кров'ю потрапляє в печінку, де з глюкози утворюється глікоген, який відкладається тут про запас. При нестачі глюкози в крові або посиленому використанні її тканинами глікоген розщеплюється до глюкози, і вона надходить у кров.

Регуляція вуглеводного обміну. Регуляція вуглеводного обміну здійснюється корою великих півкуль, гіпоталамусом, вегетативним відділом нервової системи і гормонами залоз внутрішньої секреції. Симпатична нервова система регулює розщеплен­ня глікогену до глюкози, а парасимпатична — утворення глікогену з глюкози.

Важливу роль у регуляції вуглеводного обміну відіграють гормони підшлункової за­лози — інсулін і глюкагон. Під впливом інсуліну здійснюється окиснення глюкози в тка­нинах і синтез глікогену в печінці та м'язах. Глюкагон, навпаки, спричинює розщеплен­ня глікогену в печінці до глюкози. Гормон мозкового шару надниркових залоз — адре­налін також викликає розпад глікогену до глюкози.

Гормони кіркового шару надниркових залоз — глюкокортикоїди — регулюють утво­рення глюкози з амінокислот і жирних кислот. На обмін вуглеводів впливають також гормони передньої частки гіпофіза — соматотропін і кортикотропін — і гормон щитопо­дібної залози тироксин. Під впливом соматотропіну знижується використання глюкози тваринами і підвищується її рівень у крові. Кортикотропін стимулює утворення глкжо-кортикоїдів, а тироксин прискорює окиснення глюкози.

Особливості вуглеводного обміну у жуйних. Вміст глюкози в крові жуйних значно нижчий, ніж у крові нежуйних тварин. Це зумовлено тим, що вуглеводи (клітко­вина, крохмаль та ін.) у рубці жуйних внаслідок бродіння розщеплюються до летких кис­лот: оцтової, масляної, пропіонової. Потім з пропіонової кислоти утворюється глюкоза. Оцтова кислота є одним із основних джерел енергії, компенсує замість глюкози потре­бу тварин в енергії. Оцтова і масляна кислоти використовуються ще для синтезу жиру молока і жиру тіла.

Інд. Самостійна робота студентів.

Тема: Обмін ліпідів.

1. Ліпіди — це загальна назва жирів і жироподібних речовин — ліпоїдів, які не розчи­няються у воді, а розчиняються в органічних розчинниках — хлороформі, ефірі або бен­золі. В організмі тварин ліпіди виконують різноманітні функції. Вони депонуються в значних кількостях і потім витрачаються для енергетичних потреб організму. Ліпіди за­хищають внутрішні органи від механічних ушкоджень, зберігають тепло в організмі, вхо­дять до складу біологічно важливих сполук, клітинних мембран і органел.

Залежно від будови молекул ліпіди поділяють на прості й складні. Серед простих ліпідів найпоширенішими є нейтральні ліпіди, або нейтральні жири. За сучасною номен­клатурою їх називають ацилгліцеринами, або гліцеридами. За хімічною структурою во­ни є ефірами жирних кислот і трьохатомного спирту гліцерину. До складних ліпідів від­носять фосфоліпіди, ліпопротеїди, гліколіпіди, стероїди.

Ацетилгліцерини, або жири, складаються з однієї молекули гліцерину і трьох моле­кул жирної кислоти.

У тварин різних видів склад жиру, точка його плавлення, вміст різних жирних кис­лот неоднакові. Жири відіграють значну роль в організмі тварин. Вони входять до скла­ду клітинних структур (цитоплазми, ядра, клітинних мембран). Багато фосфоліпідів міс­титься в мозку, нервовій тканині, у надниркових залозах. Проте основна маса ліпідів у вигляді нейтральних жирів відкладається про запас у жирових депо (підшкірна клітко­вина, сальник, внутрішній жир) у вигляді жирової тканини.

Жири — основне джерело енергії в організмі. При окисненні 1 г жиру виділяється 38,9 кДж (9,3 ккал) теплоти. При окисненні жирів виділяється не лише енергія, а й во­да. Якщо при окисненні 1 г білка утворюється тільки 0,41 мл води, при окисненні 1 г вуглеводів — 0,55 мл, то при окисненні 1 г жиру виділяється 1,07 мл води. Утворення води — важлива частина обміну жирів. Це особливо важливо для тварин, які мешкають у посушливих районах. Так, у верблюдів і курдючних овець за рахунок окиснення запас­ного жиру (горб, курдюк) їх організм забезпечується водою під час посухи (8—13 днів). Разом з жирами в організм надходять розчинені в них вітаміни A, D, Е, К.

Вміст жирів в організмі сільськогосподарських тварин становить 10—20%, а при відгодівлі — 30% і більше.

В організмі жири можуть утворюватися з вуглеводів і білків. Проте жири корму не­можливо повністю замінити вуглеводами й білками, оскільки такі жирні кислоти, як ліно-лева, ліноленова, арахідонова, в організмі не синтезуються. При їх нестачі у тварин по­рушується статева функція, знижується еластичність стінок кровоносних судин, порушу­ється обмін жирів. Тому вони повинні надходити у складі кормів у організм усіх тварин.

У травному каналі ліпіди зазнають складної хімічної обробки. Перетравлення жирів здійснюється ферментами ліпазами, що містяться у травних соках (шлунковому, кишко­вому і підшлунковому). У шлунку гідролізуються тільки емульговані жири молока. Основ­не перетравлення жирів здійснюється в тонких кишках за участю жовчі печінки. Тут жи­ри розщеплюються на гліцерин і жирні кислоти, які при всмоктуванні утворюють у стінці кишок жир, але вже властивий даній тварині. Цей жир всмоктується в лімфу і частково в кров і транспортується до тканин, де використовується як енергетичний матеріал.

Основна частина жиру відкладається в жирових депо, де він після часткового ви­трачання на енергетичні потреби організму безперервно поновлюється іншим, який надходить з кормами або утворюється з білків і вуглеводів.

Під час окиснення ліпідів в організмі поряд з кінцевими продуктами (СО₂ і Н₂О) утворюються інші сполуки. Особливе значення мають сполуки повного окиснення жир­них кислот — кетонові, або ацетонові, тіла (ацетооцтова кислота, бетаоксимасляна кис­лота, ацетон), які використовуються організмом і частково виводяться з сечею. У разі порушення жирового обміну у високоудійних корів у крові збільшується концентрація ацетонових тіл і розвивається тяжке захворювання — кетоз.

Жировий обмін тісно пов'язаний з вуглеводним і білковим обмінами. В організмі жир може синтезуватися не тільки з жирів корму, а й з вуглеводів і білків. Гліцерин, що утворюється внаслідок розщеплення жиру, надходить у печінку, де перетворюється на глікоген і використовується в обміні вуглеводів.

2. Регуляція жирового обміну здійснюється центральною нервовою системою і гормонами залоз внутрішньої секреції. Центр регуляції знаходиться в гіпоталамусі про­міжного мозку і впливає на жировий обмін через вегетативну нервову систему. Симпа­тичні нерви посилюють розщеплення, парасимпатичні — синтез жиру. Діяльність гіпо­таламуса контролюється корою великих півкуль.

Гормони надниркових залоз — адреналін і норадреналін, гіпофіза — соматотропін, щитоподібної залози — тироксин — спричинюють розщеплення жирів в організмі. Гор­мони підшлункової залози — інсулін і гіпофіза — пролактин — сприяють синтезу жирів в організмі. Вітамін В, (тіамін) стимулює процес утворення жиру з вуглеводів.

До простих ліпідів відносять також групу стероїдів, які відіграють важливу фізіоло­гічну роль в організмі. До стероїдів належать гормони кіркового шару надниркових за­лоз, чоловічі й жіночі статеві гормони, солі жовчних кислот, холестерин і вітамін D (каль­циферол).

Холестерин — важливий структурний компонент нервової та інших тканин. Він міс­титься у всіх клітинах організму тварини. Холестерин здатний зв'язувати отруйні речо­вини, які надходять в організм або утворюються в ньому, і знешкоджувати їх. Він бере участь в утворенні жовчних кислот, статевих гормонів, вітаміну D, гормонів кори над­ниркових залоз. У разі порушення обміну холестерину виникають захворювання на ате­росклероз, жовчнокам'яну хворобу, пухлини.

Жир вовни овець — ланолін — також належить до стероїдів.

Фосфоліпіди — це складні ліпіди, які входять до складу нервових клітин, клітинних мембран та ядер усіх клітин тварини. Фосфоліпіди сприяють всмоктуванню жирів, бе­руть участь у синтезі жиру молока, відіграють важливу роль в органах розмноження і розвитку зародка, впливають на імунні реакції.

Гліколіпіди — це складні ліпіди, які також входять до складу нервових клітин голо­вного мозку, мембран клітин інших органів.

3. Взаємозв'язок обміну білків, вуглеводів і жирів. У обміні білків, вуглеводів і жирів існує ряд загальних закономірностей. У процестбміну білків, вуглеводів і жирів утворюється піровиноградна кислота, яка є загальним продуктом їх обміну. Ця кислота може бути продуктом для синтезу вуглеводів і жирів. У процесі обміну з амінокислот утворюються вуглеводи і жири, з вуглеводів — жири, а з жирів — вуглеводи. У процесі обміну білків, вуглеводів і жирів утворюється енергія. 60—70% її накопичується в АТФ (аденозинтрифосфорній кислоті), 30—40% перетворюється на теплову енергію, яка ви­діляється з організму в навколишнє середовище.

Самостійна робота студентів.

Тема: Водний обмін.

Для нормальної життєдіяльності організму крім органічних речовин — білків, жирів і вуглеводів велике значення мають неорганічні речовини — вода і мінеральні солі. Во­ни беруть активну участь у всіх біохімічних процесах, що відбуваються в організмі тва­рини. У разі порушення водно-сольового обміну в тварин виникають набряки, судоро­ги, кволість, тяжкі форми анемії.

Вода входить до складу кожної клітини живого організму. Вона є розчинником усіх речовин, які надходять в організм, і необхідна для нормального перебігу всіх процесів життєдіяльності. З обміном води пов'язане не лише надходження поживних речовин в організм, їх всмоктування, а й виділення кінцевих продуктів обміну. Крім того, від над­ходження і виділення води залежить розподіл і віддача теплоти в організмі.

В організмі хімічно чистої води немає, в ній розчинено багато речовин, особливо мі­неральних солей. Вода надходить в організм разом з питною водою і кормом і стано­вить 65% маси тіла тварини. У молодих тварин вміст води підвищується і досягає 75%.

Вода в організмі розподіляється так: 71% усієї кількості ЇЇ знаходиться всередині клітин, 10% зосереджено в тканинах у вигляді позаклітинної води і 10% входить до складу плазми крові, лімфи та інших рідин, які циркулюють в організмі.

Основне депо води в тілі тварини — м'язи (50%), шкіра, підшкірна клітковина, пе­чінка, нирки та інші органи.

Вода й мінеральні солі створюють в основному внутрішнє середовище організму, є складовою частиною крові, лімфи і тканинної рідини. Вони беруть участь у підтриманні осмотичного тиску і реакції (рН) крові.

Поповнення організму водою відбувається за рахунок всмоктування ЇЇ з травного каналу, куди вона надходить з кормом і питною водою. Частина води утворюється в ор­ганізмі внаслідок окиснення жирів, білків і вуглеводів. При окисненні 1 г жиру утворю­ється 1,07 мл води, 1 г вуглеводів — 0,55 мл води, 1 г білків — 0,41 мл води.

З організму вода видаляється через нирки з сечею, через легені у вигляді пари, че­рез кишки з калом, через шкіру з потом. Відношення кількості води, що надійшла в ор­ганізм, до кількості води, виведеної з нього, становить водний баланс. Якщо води ви­водиться з організму більше, ніж ЇЇ надійшло в нього, то виникає відчуття спраги.

Потреба у воді у різних тварин неоднакова і залежить також від виду корму. У разі вживання сухого корму організму потрібно більше води, ніж при даванні зволоженого. На кожний кілограм сухої речовини корму корова споживає 4—6 л води, кінь і вівця -2—3 л, свині — 7—8 л.

Регуляція водного обміну. Обмін води в організмі регулюється центральною нервовою системою і гормонами залоз внутрішньої секреції. У разі нестачі води в ор­ганізмі підвищується осмотичний тиск тканинної рідини, що спричинює подразнення в тканинах спеціальних рецепторів — осморецепторів. Збудження від них передається в гіпоталамус, де знаходиться центр регуляції водно-сольового обміну. Тут утворюється антидіуретичний гормон, який надходить у гіпофіз, а потім виділяється в кров і достав­ляється до нирок. Під впливом цього гормону і гормону кори надниркових залоз аль­достерону в нирках посилюється зворотне всмоктування натрію і води. При надлишку води в організмі у кров надходить менше цих гормонів і виведення води збільшується. Центр регуляції водно-сольового обміну контролює споживання води, всмоктуван­ня з травного каналу, перерозподіл її в організмі, виділення води з організму. Цей центр знаходиться під контролем кори великих півкуль головного мозку.

Лекційне заняття № 42.

Тема: Мінеральний обмін.

Мінеральні речовини входять до складу усіх тканин і органів організму і відіграють важ­ливу роль у процесах обміну речовин. Вони входять до складу кісткової тканини, підтриму­ють кислотно-основний стан, створюють осмотичний тиск, сприяють збудливості нервової і м'язової тканин. В організм вони надходять з кормом і питною водою. Підвищена потре­ба в цих речовинах спостерігається під час вагітності, посиленої лактації, в період росту, у овець — після стрижки, у птахів — після линяння і в період інтенсивного яйцевідкладення. У разі нестачі цих речовин у раціонах виникають порушення обміну речовин, захворюван­ня і загибель тварин. Нестача мінеральних речовин у молодих тварин призводить до за­тримки їх росту і розвитку, виникненню захворювань (рахіт, остеомаляція).

Мінеральні речовини повинні регулярно надходити в організм, оскільки вони виво­дяться з сечею, калом, потом, а у лактуючих тварин — з молоком.

Мінеральні речовини, що містяться в організмі в значних кількостях, називають макроелементами, у невеликих кількостях — мікроелементами.

Макроелементи. До макроелементів належать натрій, калій, хлор, кальцій, фос­фор, магній, залізо і сірка.

Натрій міститься в організмі у вигляді хлоридів, дигідрокарбонатів і фосфатів. Йо­го більше в рідинах організму (крові, лімфі, тканинній рідині), ніж у клітинах. З кормом натрій надходить переважно у вигляді хлориду натрію (кухонної солі). Разом з калієм він бере участь у створенні електричних зарядів у клітинах нервової і м'язової тканин. Він необхідний для процесів росту. Натрію в рослинних продуктах мало. У зв'язку з цим травоїдні тварини повинні отримувати в достатній кількості кухонну сіль. У разі нестачі натрію виникають порушення травлення, втрата апетиту, м'язова слабкість. Надлишок натрію в організмі також шкідливий, особливо для свиней і птахів.

Калій міститься в основному в клітинах організму, бере участь у процесах збуджен­ня, утворює електричний заряд у клітинах нервової і м'язової тканин, бере участь у транспорті СО₂ кров'ю, впливає на роботу серця. Калію багато в рослинних кормах, то­му травоїдні тварини не відчувають його нестачі. У разі значного надходження в орга­нізм калію в ньому порушується обмін кальцію і фосфору.

Кальцій у вигляді фосфатів і карбонатів знаходиться в основному в кістках скеле­та. Разом з фосфором він становить основну масу кісткової тканини. Крім механічної функції, кальцій також забезпечує збудливість нервової і м'язової тканин, знижує про­никність кровоносних судин, впливає на проникність клітинної мембрани для натрію і калію, підвищує захисні функції організму, бере участь в утворенні згустка крові, впли­ває на жирномолочність, стимулює серцеву і м'язову діяльність. У разі нестачі кальцію в крові у тварин виникають судороги. Особливо необхідний кальцій для молодих і мо­лочних тварин. Кальцію багато у всіх кормах, особливо в грубих. З організму кальцій ви­водиться з сечею, потом, каловими масами, а у корів і свиноматок — з молоком.

Фосфор в організмі знаходиться в основному також у кістковій тканині у вигляді фосфорно-кальцієвих сполук. Солі фосфорної кислоти входять до складу всіх клітин і міжклітинних рідин, різних білків, ліпідів, вуглеводів. Фосфор — важлива складова час­тина нуклеїнових кислот, АТФ і креатинфосфату, в яких акумулюється енергія. Солі фосфорної кислоти виконують роль буферних систем при підтриманні кислотно-основ­ного стану в тканинах.

У разі порушення обміну фосфору і кальцію у молодих тварин виникає захворюван­ня на рахіт, а у дорослих — на остеомаляцію.

Магній входить до складу кісткової і м'язової тканин. Бере участь у процесі м'язо­вого скорочення, активізує вироблення антитіл в організмі, входить у систему, яка за­безпечує природну резистентність організму до різних збудників хвороб.

Сірка входить до складу деяких білків (кератин, муцин, мукоїди), амінокислот (ме­тіонін, цистин), гормону інсуліну, вітамінів В, (тіаміну) і біотину. Особливо багато їх у ро­гах, волоссі (вовні). Сірка надходить в організм з білками корму, а виводиться з сечею, калом і потом.

Хлор знаходиться у всіх рідинах організму у вигляді сполук з натрієм і калієм. Бе­ре участь у всіх фізіологічних і біохімічних процесах, утворенні соляної кислоти шлунко­вого соку, транспортуванні СО₂ кров'ю, водному обміні. Йони хлору сприяють підтри­манню осмотичного тиску в рідинах організму, активації деяких ферментів, нормалізу­ванню функцій нервової системи.

Залізо надходить в організм разом з кормом у вигляді неорганічних сполук, входить до складу гемоглобіну, міоглобіну, ферментів, які беруть участь у тканинному диханні. Залізо відіграє особливу роль у процесах кровотворення. Після всмоктування залізо від­кладається в печінці, селезінці та слизовій оболонці кишок.

У разі нестачі заліза порушується утворення еритроцитів, що призводить до виник­нення у тварин анемії. Найчастіше анемія спостерігається у молодняка в підсисний пе­ріод, особливо у поросят, тому що в молоці свиноматок його досить мало. У зв'язку з цим препарати заліза необхідно давати молодняку у вигляді підкорму. З метою профі­лактики анемії новонародженим поросятам вводять залізовмісні препарати.

Мікроелементи. До мікроелементів відносять кобальт, йод, мідь, манган, цинк, фтор, бром, стронцій та ін. Вони беруть участь у рості й розвитку тварин, сприяють стійкості організму до захворювань, підвищують плідність і продуктивність тварин.

Кобальт надходить в організм з кормом і відкладається головним чином у печінці, підшлунковій залозі, м'язах. Він необхідний для утворення еритроцитів і гемоглобіну. Прискорює ріст і розвиток, активізує ферменти і прискорює асиміляцію азоту та основ­ний обмін, підвищує молочну і вовнову продуктивність тварин, покращує якість сперми. Кобальт в організмі жуйних тварин забезпечує синтез вітаміну В₁₂, посилює активність рубцевої мікрофлори. При нестачі кобальту у тварин розвивається анемія, виникають захворювання (лизуха, сухотка), у овець погіршується якість вовни, вона стає матовою і крихкою.

Тривала нестача кобальту в раціонах може спричинити загибель тварин.

Мідь входить до складу білкових сполук і ферментів і міститься у всіх органах тва­рин, особливо її багато в печінці і селезінці.

Мідь бере участь у кровотворенні, синтезі гемоглобіну, стимулює тканинне дихан­ня, прискорює окиснення аскорбінової кислоти, сприяє пігментації і кератизації вовни й пір'я, впливає на відтворювальну функцію тварин. У разі нестачі міді у тварин пору­шується функція нервової, м'язової та кровоносної систем, погіршується апетит, знижу­ється приріст, молочна продуктивність і відтворювальна здатність, розвивається анемія. З організму мідь виводиться з жовчю і частково нирками з сечею.

Манган міститься у всіх органах і тканинах тварин. Особливо його багато в кістках, печінці, нирках. Він входить до складу деяких ферментів і посилює їх активність в окис­но-відновних процесах, бере участь в обміні білків, вуглеводів і жирів.Відсутність мангану затримує формування кісток, уповільнюється ріст, тварини не здатні до розмноження, у самців атрофуються сім'яники, спостерігається розлад нер­вової системи і рівноваги.

Надлишок мангану несприятливо впливає на організм, при цьому спостерігаються затримка росту, руйнування емалі зубів, зміни в кістках, подібні до змін при захворю­ванні на рахіт.

Цинк також міститься у всіх органах тварин. Найбільше його в гіпофізі, статевих за­лозах, печінці, м'язах і спермі. Він входить до складу ферменту — карбоангідрази, який відіграє важливу роль у процесі дихання, посилює дію гормонів гіпофіза і гормону під­шлункової залози — інсуліну. У разі нестачі цинку в кормах погіршуються процеси трав­лення і всмоктування в кишках, затримується ріст і відтворювальна здатність, знижуєть­ся ріст вовни. Надлишок цинку в кормах може спричинити тяжкі отруєння.

Йод є невід'ємним складовим елементом гормону щитоподібної залози — тирокси­ну, який відіграє в організмі винятково важливу роль. Нестача його в організмі веде до зниження продуктивності, відтворювальної здатності, народження слабкого, нежиттєз­датного молодняка, розвитку ендемічного зоба.

Йод надходить в організм з кормами і водою.

Фтор міститься в усіх органах тварин. Багато цього елемента в кістках, зубах і спермі. У разі нестачі фтору в раціонах у тварин виникає захворювання на карієс зубів. Надлишок його призводить до порушення обміну речовин, знижується апетит, уповіль­нюється ріст, спостерігається деформація кісток і суглобів.

Стронцій міститься у всіх органах і тканинах тварин, особливо його багато в кіст­ках і зубах. У разі відсутності стронцію в кормах у тварин розвивається карієс зубів, а в разі надлишку — стронцієвий рахіт.

Регуляція мінерального обміну. Мінеральний обмін тісно пов'язаний з водним обміном. Регуляція мінерального обміну здійснюється гіпоталамусом проміжного мозку і гормонами залоз внутрішньої секреції.

Інд. Самостійна робота студентів.

Тема: Вітаміни.

Вітаміни — це особлива група органічних незамінних речовин, що надходять в ор­ганізм з кормом і необхідні для підтримання його життєвих функцій. Відомо близько ЗО вітамінів. За будовою це низькомолекулярні сполуки різної хімічної природи, які не є пластичним матеріалом або джерелом енергії, однак у малих дозах забезпечують нор­мальний перебіг біохімічних та фізіологічних процесів в організмі. Багато вітамінів син­тезують промисловим шляхом і потім у вигляді вітамінних препаратів використовують для забезпечення потреб людей і тварин. Відсутність або нестача вітамінів у кормах призводить до порушення обміну речовин і розвитку гіпо- та авітамінозів.

Слово "вітамін" походить від слів "віта" — життя і "амін" — аміногрупа NH₂, яка міс­титься не в усіх вітамінах. Вітаміни були відкриті у 1881 р. російським ученим М.І.Лукіним, а назву їм дав у 1912 р. польський учений К.Функ.

Роль вітамінів в організмі подібна до дії ферментів і гормонів. Багато з них входять до складу ферментів.

Життя без вітамінів неможливе, тому вони повинні постійно надходити в організм з кормами або утворюватися в самому організмі.

Деякі вітаміни утворюються в організмі тварин з провітамінів корму, інші синтезу­ються в травному каналі мікроорганізмами.

За фізико-хімічними властивостями вітаміни поділяють на дві групи: жиророзчинні і водорозчинні.

До жиророзчинних належать вітаміни груп A, D, Е і К.

Вітамін А (ретинол) міститься тільки в організмі тварин і птахів. Багато його в пе­чінці, молоці, яйцях, маслі. Попередником ретинолу є каротин, який надходить з кормом в організм тварин і перетворюється на вітамін А в стінці тонких кишок, у печінці і крові.

Вітаміни групи А беруть участь у важливих хімічних процесах обміну речовин. У ра­зі їх нестачі у молодняка уповільнюється ріст, гальмуються процеси регенерації (пога­но загоюються рани). При А-гіповітамінозі у всіх тварин спостерігаються патологічні змі­ни в епітелії слизових оболонок дихальних шляхів і травного каналу, статевої системи, шкірного покриву і очей. У дорослих тварин знижується продуктивність, порушується статева функція.

Вітамін А бере участь у процесах зору, з нього утворюється в темряві зоровий пур­пур — родопсин.

ВітамінD (кальциферол) об'єднує групу близьких за будовою сполук (D,, D₂, D₃, D₄, D_s та ін.), які є похідними стеринів і характеризуються антирахітичною-дією. Практичне значення для тваринництва мають тільки вітаміни D₂ і D₃. В організмі вітамін D₃ утворю­ється з ергостерину під дією ультрафіолетового випромінювання сонця, a D₂ синтезу­ється в траві під час сушіння ЇЇ на сонці. Вітамін D міститься у риб'ячому жирі, молоці, маслі, яйцях. Вітаміни групи D сприяють всмоктуванню кальцію в кишках, регулюють в організмі обмін кальцію і фосфору, а в рубці жуйних сприяють розвитку мікроорганіз­мів. Відсутність або нестача вітаміну D у раціоні спричинює у молодняка захворювання на рахіт, а у дорослих тварин — остеомаляцію (розм'якшення кісток). Крім того, знижу­ються продуктивність тварин та їх відтворювальна функція.

Вітамін Е (токоферол) об'єднує групу близьких за біологічною дією та хімічною бу­довою сполук. Нині відомо дев'ять таких сполук, які беруть участь в обміні жирів, білків, вуглеводів, сприяють засвоєнню вітаміну А, процесам розмноження і розвитку зародка у самок, забезпечують нормальний обмін і розподіл міді, кобальту, цинку, заліза, мангану.

Вітамін Е міститься в зелених кормах, зародках насіння злакових рослин, молоці, маслі, м'ясі, яйцях.

У разі нестачі вітаміну Е у тварин виникає порушення обміну речовин, яке виявля­ється зниженням плодючості, розсмоктуванням плоду, появою мертвонародженого й ослабленого потомства, дистрофією м'язів, змінами у судинній та нервовій системах, некрозом печінки. Для засвоєння і всмоктування цього вітаміну потрібні жовч, секрет підшлункової залози, відповідний вміст і склад ліпідів корму, наявність у ньому мікро­елемента селену.

Вітамін К (антигеморагічний фактор) відіграє важливу роль у процесі зсідання крові, впливає на синтез протромбіну, тромбіну та інших компонентів утворення тром­бу. Вітамін К чутливий до світла, до лужного середовища. Багато його міститься в лис­ті рослин. В організмі тварин він синтезується мікроорганізмами травного каналу.

При К-гіповітамінозі з'являються підшкірні і внутрішньом'язові крововиливи, розви­вається анемія. Особливо чутливі до нестачі вітаміну К курчата. При внутрішньом'язо-вому введенні вікасолу (синтетичного вітаміну К) кровотеча швидко припиняється. Крім того, вікасол має протизапальну дію і підвищує опірність організму до радіоактивного опромінення.

До водорозчинних вітамінів належить значна група вітамінів В, вітамін С (аскорбі­нова кислота), вітамін Р (цитрин) та ін.

Ці вітаміни термолабільні, руйнуються під дією лугів, стійкі до кислот і недовго збе­рігаються в організмі.

До групи вітамінів В належать: вітамін В₁ (тіамін), вітамін В₂ (рибофлавін), вітамін В₃ (пантотенова кислота), вітамін В₄ (холін), вітамін В₅ (нікотинова кислота), вітамін В₆ (пі-ридоксин), вітамін В_с (фолієва кислота), вітамін Н (біотин), вітамін В₁₂ (ціанкобаламін), параамінобензойна кислота (ПАБК), інозит, вітамін В₁₅ (пангамова кислота).

Вітамін В₁ (тіамін) містить у складі своєї молекули сульфур (сірку) і аміногрупу, має властивість запобігати розладам нервової системи і лікувати їх, тому його назива­ють аневрином. В організмі бере участь у обміні вуглеводів. У разі його нестачі в тка­нинах нагромаджуються продукти обміну вуглеводів, які токсично впливають на нерво­ву систему, внаслідок чого виникають паралічі, конвульсії, поліневрити (порушення ко­ординації рухів). Відіграє також істотну роль в обміні білків, деяких мікроелементів, вод­ному обміні, стимулює роботу залоз внутрішньої секреції і органів травлення. Вітамін В, міститься в зернах злакових, гороху, дріжджах, синтезується в травному каналі жуйних тварин і коней.

Вітамін В_г (рибофлавін) входить до складу ферментів, має жовте забарвлення. Міститься в зелених кормах, дріжджах, печінці, нирках, молоці, яйцях. У організмі необ­хідний для нормального обміну білків, жирів і вуглеводів, процесів зору, синтезу гемог­лобіну, функції нервової системи і статевих залоз. Від нестачі цього вітаміну частіше по­терпають свині і птиця. У них погіршується апетит, запалюються слизові оболонки трав­ного каналу, з'являються проноси, розвиваються паралічі і настає смерть. У свиней спостерігається ще помутніння рогівки і кришталика ока, а в дорослої птиці знижуєть­ся несучість.

Вітамін В₃ (пантотенова кислота) досить поширена в природі, міститься в рос­линних і тваринних продуктах, його досить багато в зелених рослинах, бобах, зерні зла­ків, дріжджах, печінці, надниркових залозах, нирках, серці, жовтку яйця. Синтезується мікрофлорою травного каналу. Входить до складу ферменту, який бере участь в обміні вуглеводів, жирів і білків.

У разі нестачі пантотенової кислоти у курчат уповільнюється ріст, спостерігаються запалення шкіри (дерматити), випадає пір'я, вражається нервова система. У поросят при нестачі цього вітаміну виникають шлунково-кишкові захворювання, дерматити, роз­лад координації рухів.

Вітамін В₄ (холін) входить до складу фосфоліпідів, його багато в зеленому листі, хлібних злаках, дріжджах, печінці, рибному і м'ясному борошні.

Холін запобігає жировому переродженню печінки і прискорює всмоктування жиру, бере участь у синтезі медіатора — ацетилхоліну, збуджує моторну функцію кишок, під­вищує стійкість організму до захворювань. При гіповітамінозі порушується координація рухів і рухливість суглобів, знижується відкладання вітаміну А в печінці. Синтез вітаміну В₄ залежить від рівня амінокислоти метіоніну в раціонах тварин, а також від вмісту фо­лієвої кислоти та вітаміну В₁₂.

Вітамін В₅ (нікотинова кислота, або вітамін РР) міститься в соняшниковому шро­ті, м'ясному й рибному борошні, дріжджах, пшениці, ячмені, молоці. Синтезується в травному каналі тварин, якщо вони отримують білки, до складу яких входять амінокис­лота триптофан і вітамін В₆.

Нікотинова кислота входить до складу ферментів дегідрогеназ, які прискорюють окисно-відновні реакції у всіх органах і тканинах організму, бере участь у поліпшенні кровообігу, посиленні функцій залоз внутрішньої секреції, сприяє утворенню шлунково­го і підшлункового соку, регулює функцію печінки, стимулює утворення еритроцитів.

У разі нестачі вітаміну В₅ у тварин, особливо свиней і птиці, виникає тяжке захво­рювання — пелагра, яке супроводжується розладом функцій кори великих півкуль, ура­женням шкіри, проносами.

Вітамін В₆ (піридоксин) міститься в зерні злаків, бобових, картоплі, дріжджах, ма­кусі, печінці, молоці. Бере участь в обміні білків, особливо незамінних амінокислот, жи­рів, вуглеводів та мінеральних речовин, сприяє розвитку природного імунітету.

У разі нестачі цього вітаміну у свиней та птиці виникають дерматити, анемія, судо­роги, паралічі, затримується ріст молодняка, випадає волосся або вовна, гальмується синтез вітаміну В₃ і знижується вміст вітаміну В₁₂.

Вітамін В_с (фолієва кислота) міститься в зеленому листі рослин, хлібних злаках, сої, дріжджах, печінці. Бере участь в утворенні еритроцитів, синтезі нуклеїнових кислот, запобігає жировому переродженню печінки, стимулює функцію статевих залоз, є анти-анемічним фактором і фактором росту.

У разі нестачі фолієвої кислоти у курчат, індичат, поросят розвивається анемія, за­тримується ріст, випадає волосся.

Вітамін Н (біотин) міститься в зерні злакових, овочах, печінці, дріжджах, молоці, синтезується бактеріями травного каналу. За участю біотину і АТФ відбуваються реак­ції карбоксилування — приєднання СО₂ до органічних кислот, біотин бере участь у син­тезі жирних кислот, регуляції функцій нервової системи. Нестача цього вітаміну у птиці супроводжується дерматитами, зниженням виводимості курчат, збільшенням ембріо­нальної смертності, у тварин також розвиваються дерматити, випадає волосся або вов­на, надмірно виділяється шкірне сало сальних залоз (себорея), тому його називають антисеборейним фактором.

Вітамін В₁₂ (ціанкобаламін) міститься тільки в кормах тваринного походження: рибному і м'ясокістковому борошні, молоці, сироватці. Синтезується мікроорганізмами травного каналу. До складу вітаміну В₁₂ входить мікроелемент кобальт. Він бере участь у синтезі нуклеїнових кислот, обміні білків, жирів, вуглеводів, поліпшує ферментну ді­яльність травних залоз шлунка, кишок, печінки і підшлункової залози, знижує вміст жи­ру в печінці, поліпшує засвоєння каротину, відкладання вітаміну А в організмі, стимулює кровотворення, синтез гемоглобіну, тому його називають протианемічним фактором. Значна його роль в утворенні вітаміну В₄ ( холіну).

Гіповітаміноз В₁₂ можуть відчути свині, собаки і птиця, жуйні — тільки при нестачі кобальту в раціоні. При цьому порушується білковий обмін, еритропоез, знижується вміст гемоглобіну і виникає анемія, розвиваються розлади нервової системи.

Параамінобензойна кислота (ПАБК) міститься в продуктах рослинного і тваринного походження, багато її в печінці і дріжджах. У разі відсутності цього вітаміну затримуєть­ся ріст і настає посивіння волосся. Крім того, ПАБК входить до складу фолієвої кислоти.

Інозит міститься в листі рослин, зерні злакових, дріжджах, нирках, мозку, щитопо­дібній залозі. Він є ростовим фактором для багатьох мікроорганізмів кишок, стимулює мікробіологічний синтез деяких вітамінів. При нестачі інозиту у мишей затримується ріст, випадає волосся, порушується функція нервової системи і зір. Роль цього вітамі­ну в інших тварин поки що не вивчена.

Вітамін В₁₅ (пангамова кислота) посилює кисневий обмін у клітинах тварин, запо­бігає жировому переродженню печінки, знижує токсичну дію алкоголю та інших хімічних речовин, її використовують для лікування захворювань печінки, серця і судин, емфізе­ми легень, пневмосклерозу.

Вітамін С (аскорбінова кислота) міститься в рослинних продуктах, його багато в шипшині, цитрусових, ягодах чорної смородини, капусті, салаті, картоплі, хвої, зеленій траві. Синтезується в організмі усіх тварин, за винятком мавп і морських свинок.

Роль вітаміну С значна. Він бере участь в утворенні опорних білків — колагену та хондромукоїду, сприяє синтезу і відкладанню глікогену в печінці, стимулює секрецію за­лоз шлунка, необхідний для синтезу деяких гормонів, прискорює загоювання ран, крім того, він підвищує опірність організму до різних інфекційних захворювань, стимулює утворення антитіл, забезпечує нормальну проникність капілярів. У разі нестачі вітаміну С спостерігається загибель цуценят, хутрових звірів; у людей, мавп і морських свинок ви­никає захворювання на цингу. У зв'язку з цим його називають антицинготним вітаміном.

Вітамін Р (цитрин) міститься в рослинних продуктах разом з аскорбіновою кисло­тою і бере участь у різних процесах обміну речовин. Він зміцнює стінку капілярів і ре­гулює їх проникність, сприяє нормалізації тиску крові в судинах. У разі нестачі цього ві­таміну з'являються краплинні крововиливи на шкірі.

Вітамін U (метилметіонінсульфоній) має противиразкову дію, забезпечує нор­мальну структуру і функціонування слизової оболонки травного каналу, має антигістамінну і антиалергічну дію.

Антивітаміни — це сполуки, які за хімічним складом схожі на ті чи інші вітаміни, але мають протилежні властивості.

Антивітаміни відомі не для всіх вітамінів. Відкриті антивітаміни для тіаміну, піриноксину, фолієвої кислоти, біотину, вітаміну К та ін.

Механізм їх дії полягає у конкурентних відносинах з вітамінами при утворенні фер­ментів, з яких антивітамін витісняє вітамін. Утворений фермент уже не має фермента­тивних властивостей.

Печінка, як залоза, відіграє важливу роль у процесах травлення і обміну речовин. Вона має складну систему кровообігу. Кров до неї надходить по печінковій артерії і во­рітній вені, а відходить по печінкових венах до задньої порожнистої вени.

Для вивчення функцій печінки використовують метод ангіостомії, фістулу Екка — Павлова, метод катетеризації судин печінки. За допомогою цих методів вивчають біохі­мічний склад крові, що притікає до печінки і відтікає від неї.

У печінці синтезуються різні органічні речовини: білки, глікоген, жири, фосфатиди, холестерин, здійснюється знешкодження отруйних продуктів азотистого обміну (індолу, скатолу, фенолу, крезолу), які утворюються під час гниття білків у товстих кишках. У першу чергу знешкоджується аміак, який перетворюється на сечовину. В печінці відбу­вається розпад нуклеїнових кислот, окиснення пуринових основ і утворення кінцевого продукту їх обміну — сечової кислоти, печінка бере участь в обміні жиророзчинних віта­мінів, є депо для вітаміну А та його провітаміну каротину. В ній синтезується вітамін В₁₂. Печінка виконує захисну функцію з допомогою зірчастих клітин кровоносних капілярів, здатних фагоцитувати хвороботворні мікроби й отрути. У печінці здійснюється перетво­рення жирних кислот, синтез жирів. При окисненні холестерину утворюються жирні кислоти, які виділяються з жовчю і беруть участь у процесах травлення.

З обміном речовин в організмі тварин тісно пов'язаний обмін енергії. З навколиш­нього середовища в організм постійно надходять з кормом поживні речовини, в яких міститься хімічна або потенціальна енергія. Внаслідок складних перетворень у процесі дисиміляції (катаболізму) ця енергія поживних речовин частково витрачається на про­цеси асиміляції (анаболізму), механічну роботу внутрішніх органів, м'язів, але значною мірою вона перетворюється на теплову енергію.

Кількість енергії, що виділяється організмом, визначають методами прямої і непря­мої калориметрії. Пряму калориметрію виконують з допомогою спеціальних апаратів — калориметричних камер з теплонепроникними стінками. Теплота, що виділяється тва­риною, поглинається водою, яка тече по трубках, розташованих у камері.

Вимірюють різницю температур води, яка притікає і відтікає від камери, і обчислю­ють кількість вивільненої теплоти в джоулях.

Метод прямої калориметрії точніший, ніж непрямої, однак за технікою виконання досить складний.Метод непрямої калориметрії характеризується тим, що енергію вимірюють за ви­діленим вуглекислим газом і використаним киснем. Для цього використовують герметичні респіраторні камери, проте вони за конструкцією досить складні, тому газообмін вивчають за допомогою дихальних масок. У тварин вимірюють кількість ви­дихнутого повітря за певний час, вміст у ньому вуглекислого газу й кисню та обчислю­ють дихальний коефіцієнт — об'ємне відношення видихнутого СО₂ до використаного О₂ (С0₂/0₂).

П ід час окиснення вуглеводів дихальний коефіцієнт дорівнює 1, білків — 0,8, жирів — 0,7. Для обчислення утвореної енергії враховують кількість використаного кисню або видихнутого вуглекислого газу, оскільки використання 1 л кисню або виділення 1 л вуг­лекислого газу відповідає утворенню певної кількості теплоти. При окисненні в організ­мі жирів, білків і вуглеводів вивільнюється різна кількість енергії. Так, 1 г жиру дає 38,9 кДж (або 9,3 ккал); вуглеводів — 17,6 кДж (4,1 ккал); білків — 17,6 кДж (4,1 ккал).

Метод непрямої калориметрії з допомогою масок дає змогу вивчати обмін енергії у тварин у різних умовах.

Самостійна робота студентів.

Основний обмін. Навіть в умовах повного спокою тварини витрачають деяку кількість енергії. В організмі безперервно відбуваються різні фізіологічні процеси, які не припиняються ні на хвилину. Здійснюються процеси обміну в клітинах і тканинах, пра­цюють серце, легені, печінка, нирки, залози внутрішньої і зовнішньої секреції, функціо­нують органи нервової системи, підтримується сталість температури тіла. Величину ви­трат речовин і енергії на всі ці процеси характеризує основний обмін — кількість утво­реної в організмі енергії при певному м'язовому спокої, натщесерце і за оптимальної для кожного виду тварини температури навколишнього середовища. На основний об­мін впливають вік і стать, продуктивність, розміри тварини, години доби і року. У моло­дих тварин обмін вищий, у самців обмін також вищий, ніж у самок; у високопродуктив­них корів обмін вищий, ніж у малопродуктивних; у дрібних тварин обмін вищий, ніж у великих. Вдень, а також навесні і влітку обмін вищий, ніж уночі, восени і взимку.

Енергія, що використовується в організмі тварини для утворення різних видів про­дукції, називається продуктивним обміном. Отже, загальна енергетична потреба орга­нізму складається з енергії основного обміну та енергії продуктивного обміну, які необ­хідні для продуктивності і виконання робіт.

Регуляція обміну енергії. Керівна роль у регуляції обміну енергії належить корі великих півкуль головного мозку. На обмін енергії впливає також гіпоталамус, у якому містяться центри вегетативної нервової системи; симпатична нервова система посилює обмін енергії. На обмін енергії впливають також гормони залоз внутрішньої секреції: гіпофіза, щитоподібної залози, надниркових залоз. Гормон щитоподібної залози — тирок­син, надниркових залоз — адреналін посилюють обмін енергії.

Лекційне заняття №43

Розділ: Теплорегуляція.