Тема 9. Физиология обмена веществ и энергии.

Цель занятия: Изучить особенности обмена веществ и энергии у теплокровных животных.

Сущность обмена веществ заключается в том, что все организмы потребляют из внешней среды различные органические и неорганические соединения, используют их процессе жизнедеятельности и выделяют конечные продукты обмена в форме других органических и неорганических структур. В организме органические вещества подвергаются химическим превращениям, которые совершаются в форме диссимиляции (распада) и ассимиляции (синтеза). Биологическое значение этих двух процессов заключается в том, что при расщеплении органических веществ освобождается заключенная в них энергия, которая обеспечивает функциональные потребности всех органов. Одновременно в тканях образуются видоспецифические белки, жиры, углеводы и в целом структурные элементы, что определяет возможности роста, размножения и сохранения морфологической целостности организма. Таким образом, обмен веществ является основой его жизнедеятельности.

Изучая обмен белков, жиров и углеводов, надо иметь в виду, что в организме они составляют единый процесс обмена. Важным являются такие понятия, как азотистое равновесие, белковый минимум. В белковом, углеводном и жировом обмене животных разных видов имеются свои особенности, например, у жвачных: при расщеплении белков в преджелудках ферментами микроорганизмов образуется аммиак. Особенно его много может скапливаться при использовании небелковых форм азота (мочевины). Аммиак ядовит для организма, поэтому азотистое питание жвачных должно осуществляется с полным знанием особенностей белкового обмена у них. Обмен углеводов и жиров у жвачных имеет свои особенности, связанные с процессами в преджелудках: образованием летучих жирных кислот и гидрогенизацией жиров.

Важную роль в жировом обмене имеет бурая жировая ткань, богатая митохондриями, цитохромом, ферментами, благодаря чему энергетически она очень подвижна. Эта ткань имеет особое значение для новорожденных, у которых в первые дни жизни теплорегулирующая система несовершенна.

Роль линоленовой, линолевой и архидоновой кислот в организме являющихся основой для синтеза простагландинов – биологически высокоактивных веществ, обладающих значительным спектром действия.

Большое значение в обмене веществ имеют вода, макро- и микроэлементы, витамины. Физиологическое значение этих веществ надо связать не с клиническими проявлениями их дефицита в организме, а с функциями различных систем, процессами роста. Развития, размножения, продуктивности животных.

Сложным вопросом является регуляция обмена веществ. Особую роль в этом играет гипоталамус, в котором находятся нервные центры обмена воды, органических и неорганических веществ. Он же обеспечивает включение гипофиза, щитовидной, околощитовидных желез, надпочечников, регулирующих обменные процессы в организме.

Обмен веществ обеспечивает поддержание постоянства температуры теплокровных животных. Это постоянство обусловлено уравновешиванием процессов теплопродукции (химическая теплорегуляция) и теплоотдачи (физическая теплорегуляция). Химическая теплорегуляция осуществляется за счет изменения интенсивности обмена веществ. Между температурой внешней среды и интенсивностью обмена существует обратная зависимость. Обратите внимание на ряд приспособлений, имеющихся у животных, способствующих сохранению тепла и препятствующих излишнему его образованию. Поддержание температурного постоянства организма связано с нервным центром теплопродукции гипоталамуса и кожными терморецепторами, воспринимающими тепло и холод.

Обмен энергии в основном изучают методом непрямой калориметрии. Значение дыхательного и калорического коэффициентов СО2 и О2 при исследовании обмена энергии этим методом.

Задание: Изучить значение дыхательного и калорического коэффициентов СО₂ и О₂ при исследовании обмена энергии методом непрямой калориметрии (Н.Н., Максимюк и др., 2004; Н.К. Гайнанова и др., 2004).

Контрольные вопросы:

1. Что такое общий и промежуточный обмен веществ?

2. Роль белков в организме. Обмен белков и его регуляция. Каковы особенности белкового обмена у жвачных животных и птиц?

3. Какова роль углеводов в организме? Обмен углеводов и его регуляция. Особенности углеводного обмена у животных.

4. Каково значение жира в организме? Обмен жира и его регуляция. Особенности жирового обмена у жвачных.

5. Роль кальция, фосфора, калия, натрия и серы в обмене веществ. Как регулируется обмен этих веществ в организме?

6. Что такое микроэлементы и какова роль йода, кобальта, меди, марганца, селена и цинка в обмене веществ?

7. Физиологическая и биохимическая роль витаминов.

8. Какова сущность непрямой калориметрии?

9. Какие морфофизиологические особенности организма жвачных животных позволяют восполнять дефицит белка в их рационе за счет включения в него мочевины и других небелковых азотосодержащих веществ?

10. В какой мере зависит интенсивность обмена веществ и энергии от пола, возраста животного и сезона года?