40. Общая характеристика системы обмена веществ и энергии

Основой жизнедеятельности живого организма служит обмен веществ. Он является основной физиологических функций организма. С прекращением обмена веществ прекращается и жизнь. Обмен веществ включает в себя: 1) поступление в организм из внешней среды различных веществ; 2) усвоение и изменение их; 3) выделение конечных продуктов распада. При всех этих процессах в организме наблюдается множество различных химических, механических, термических и электрических явлений, непрерывно происходит превращение энергии: потенциальная энергия сложных органических соединений при их расщеплении освобождается и превращается в тепловую, механическую, электрическую. За счет освободившейся в организме энергии поддерживается определенная постоянная температура тела и совершается физическая работа. Освобождение энергии в организме, кроме того, необходимо для осуществления химических процессов, образования сложных соединений и роста клеток. Обмен веществ и превращение энергии неотъемлемы друг от друга. Не существует обмена вещества без превращения энергии и нет обмена энергии без обмена веществ. Обмен веществ представляет собой единство двух взаимосвязанных, но противоположных процессов: ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляцией (анаболизмом) называют сумму процессов усвоения организмом питательных веществ, поступающих с кормом из внешней среды, образования более сложных химических соединений из более простых. Ассимиляция — это процесс образования новой живой материи. Питательные вещества корма ассимилируются и становятся белками, жирами и углеводами, присущими данному организму, его строительными материалами и энергетическими ресурсам. Диссимиляция (катаболизм) — процесс распада сложных органических веществ, сопровождающийся освобождением большого количества энергии. При этом образуются конечные продукты распада, которые удаляются из организма или обезвреживаются. Проще сказать, это — разрушение материи. Процессы ассимиляции и диссимиляции тесно, переплетаясь друг с другом, способствуют постоянному обновлению химического состава организма, что также требует энергетического обеспечения. Они протекают одновременно, но не взаимоуравновешанно. У молодых особей преобладает ассимиляция, у старых ― диссимиляция. Каждому виду сельскохозяйственных животных присущ свой тип обмена веществ, который зависит от многочисленных факторов: климата, кормления, породы, наследственных особенностей, пола, возраста, условий кормления и содержания и т. д.

О. в. и э. включает 3 этапа: 1) превращение пищевых веществ в пищеварит. органах (см. Пищеварение) и всасывание; 2) промежуточный обмен, включающий процессы ассимиляции и диссимиляции веществ в тканях организма; 3) образование и выделение конечных продуктов обмена из организма с мочой, калом, выдыхаемым воздухом и т. д. Кол-во энергии, выделяемой на каждом этапе О. в. и э., различно. На 1-м этапе происходит расщепление составных частей пищи — белков до аминокислот, углеводов до глюкозы, липидов до свободных жирных к-т и глицерина; выделение энергии происходит в незначит. кол-вах — 0,6% энергии белков и углеводов, ок. 1% энергии липидов. 2-й этап — окисление веществ, образовавшихся на 1-м этапе, до ацетилкоэнзима-А, α-кетоглутаровой и щавелевоуксусной к-т. При этом освобождается 1/3 всей энергии, заключённой в питательных веществах. 3-й этап сопровождается окислением ацетилкоэнзима-А в цикле трикарбоновых к-т до конечных продуктов обмена — СО2 и Н2О. Этот этап характеризуется освобождением 2/3 всей энергии питательных веществ. 40% энергии, образовавшейся в процессе обмена веществ, превращается в теплоту и св. 60% используется для синтеза макроэргических соединений. Соотношение между кол-вом энергии, поступившей с питательными веществами корма, и кол-вом энергии, отдаваемой во внешнюю среду, наз. энергетич. балансом организма. Определение этого баланса имеет большое теоретич. и практич. значение, особенно для расчёта кормовых рационов. Коэфф. полезного действия реакций О. в. и э. выражается кол-вом энергии, к-рое при данной темп-ре может быть превращено в работу. Для каждого организма характерен т. н. основной обмен, под к-рым подразумевают то минимальное кол-во энергии, к-рое необходимо при полном покое организма. Основной обмен определяют для оценки типа О. в. и э. и физиол. норм кормления.