этология физиология

среду выделяются продукты обмена.

Обмен веществ условно можно разделить на промежуточный и обмен энергии.

Промежуточный обмен – это превращения питательных веществ с момента всасывания их в кровь и до момента выделения из организма в виде конечных продуктов. Промежуточный обмен подразделяется по виду питательных веществ на промежуточный обмен белков, жира, углеводов, воды, витаминов, минеральных веществ.

Белки в процессе промежуточного обмена используются как пластический материал, идущий на построение клеток тканей, а так же биологически активных веществ - гормонов, ферментов и других соединений. Белки в организм поступают с кормом, в пищеварительном тракте расщепляются до аминокислот и всасываются в кровь. С кровью все аминокислоты поступают в печень, где происходит синтез белков крови, часть аминокислот идет в ткани на синтез тканевого белка, часть подвергается превращениям в печени: дезаминированию, декарбоксилированию, и переаминированию, а часть аминокислот поступает в почки, где распадается до конечных продуктов – мочевины, аммиака, креатина, креатинина, мочевой кислоты.

Жиры в организме выполняют пластическую и энергетическую роль. Жиры поступают в организм с кормом, в пищеварительном тракте расщепляются до глицерина и жирных кислот и в таком виде всасываются в кровь. В стенке кишечника из всосавшихся продуктов распада синтезируются хиломикроны – жировые шарики специфичного для организма жира. Они с кровью попадают в легкие, где частично окисляются и далее идут в жировое депо, где накапливается жир. Конечными продуктами жирового обмена являются углекислый газ и вода.

Углеводы в организме выполняют энергетическую роль. В пищеварительном тракте они расщепляются до моносахаридов, всасываются в кровь и поступают в печень, где откладываются в виде гликогена. Кроме печени гликоген откладывается и в скелетных мышцах. По мере потребности организма гликоген расщепляется с освобождением глюкозы, которая окисляясь, дает энергию. Углеводный обмен очень тесно связан с жировым обменом и углеводы легко могут переходить в жиры.

41

Обмен энергии является составной частью обмена веществ т.к. в результате промежуточного обмена образуются различные виды энергии: химическая, механическая, электрическая, энергия синтеза и т.д. Все эти виды, в конечном счете, превращаются в один – тепловую энергию, которая выделяется из организма в виде тепла. Количество поступающей и выделяющейся энергии в организме находится в динамическом равновесии.

Важным показателем обмена энергии является основной обмен. Основной обмен – это минимальное количество энергии необходимое для поддержания жизни, определяемое при условиях: полного покоя, голодной выдержки 24-48 часов, нейтральной температуры окружающей среды и отсутствии всех раздражителей. Так как у животных трудно выполнить первое условие, то у них определяется обмен покоя. Это тоже, что и основной обмен только определяется в стоячем положении животного. На основной обмен влияет возраст животных, пол, тип высшей нервной деятельности, упитанность, уровень продуктивности, физиологическое состояние и другие факторы.

Общий (продуктивный) обмен – это затраты энергии не только на поддержание жизни, но и для производства продукции (мяса, жира, молока, шерсти и т.д.). Его величина зависит от уровня продуктивности животного.

Тема 20. Определение обмена энергии методом косвенной калориметрии

Цель работы: освоить методику определения затрат энергии по газообмену, ознакомиться с аппаратурой, используемой для изучения газообмена и анализа проб воздуха.

Порядок работы: на испытуемого надевают дыхательную маску и соединяют ее с резиновым мешком. В течение 2-3 мин собирают выдыхаемый воздух в мешок. После наполнения мешка закрывают отверстия зажимами.

10 см3 воздуха из мешка берут в газоанализатор - в измерительную бюретку, а остальной воздух пропускают через газовый счетчик.

По полученным данным делают расчеты и определяют обмен энергии.

1.Вычисляют вентиляцию легких за 1 мин, 1 ч и 1 сут.

42

2.Делают анализ выдыхаемого воздуха. В газоанализаторе поглощают кислород раствором пирогаллола, а углекислый газ

-раствором щелочи. Вычисляют процентное содержание СО2 и О2 в выдыхаемом воздухе.

3.Вычисляют количество литров кислорода, поглощенного организмом за сутки (или выделившегося СО2).

4.Вычисляют дыхательный коэффициент.

5.По дыхательному коэффициенту в таблице находят калорический коэффициент для 1л кислорода (или для 1л выделенного СО2).

6.Вычисляют обмен энергии за сутки.

7.Рассчитывают затраты энергии на 1 кг живой массы в 1 ч.

ВОПРОСЫ К ТЕМЕ

1.Для чего изучают обмен энергии?

2.Какими методами определяется обмен энергии?

3.Что такое основной обмен, обмен покоя, продуктивный обмен?

4.Что такое дыхательный коэффициент?

5.Что такое калорический коэффициент?

Таблица 1 Зависимость теплотворной способности 1 л О2 или СО2 от дыхательного коэффициента (по Г.И. Азимову)

Тема 21. Расчет расхода белков, жиров и углеводов в организме

Цель работы: рассчитать расход питательных веществ в организме и определить их баланс.

43

Порядок работы: используя учебные данные поступления и расхода питательных веществ, потребленного О2 и выделившегося при этом СО2, рассчитать баланс белков, жиров и углеводов в организме. Для этого использовать следующие константы:

1.Из 1г азота образуется 6,25г белка.

2.Из 1г белка образуется 4,75г мышц.

3.В белке больше углерода, чем азота в 3,3 раза.

4.Из 1г углерода образуется 1,3г жира.

Таблица2

Вопросы к теме

1.Что называется балансом веществ в организме?

2.Какие вещества необходимы для жизнедеятельности организма?

3.Что такое промежуточный обмен? Какими методами он изучается?

ФИЗИОЛОГИЯ ВЫДЕЛЕНИЯ

Специальными выделительными органами в организме являются почки и потовые железы. Кроме них органами выделения у млекопитающих являются легкие, слюнные железы, желудок и кишечник.

Органы выделения, удаляя из организма воду и минеральные соли, принимают участие в водно - солевом обмене. Они способствуют сохранению постоянства осмотического давления, солевого состава, постоянства pН, участвуют в теплорегуляции. Главная роль в выделении принадлежит почкам.

Основной морфофункциональной единицей почки является

44

нефрон. Количество нефронов в двух почках у крупных животных составляет 5-8 млн., а у мелких - от 0,5 до 1,5 млн. Не все нефроны функционируют одновременно. В зависимости от состояния организма 50-80% нефронов функционируют, а 20-50% выключены, затем происходит смена работающих нефронов отдыхающими.

На границе коркового и мозгового вещества в юкстамедуллярной зоне имеются особые более крупные особые нефроны. Они выполняют роль регуляторов почечного кровообращения, а также синтезируют биологически активные вещества, осуществляя эндокринную функцию почек. В норме 80% крови проходит через обычные нефроны, а 20% - через юкстамедуллярные.

Процесс мочеобразования складывается из двух фаз: фильтрации и реабсорбции.

Фильтрация протекает в сосудистом клубочке, окруженном капсулой Шумлянского. В результате фильтрации крови в капиллярах клубочка образуется первичная моча, которая накапливается в капсуле Шумлянского. Фильтрующей силой является кровяное давление в капиллярах сосудистого клубочка. Оно составляет 70 - 90 мм рт. ст. Силами, противодействующими фильтрации, являются онкотическое давление крови и давление первичной мочи в капсуле. Величина онкотического давления – около 30 мм рт.ст., а давление фильтрата в капсуле – 10-20 мм рт.ст. Разность между фильтрующей силой и силами, противодействующими фильтрации, составляет фильтрационное давление. Его величина будет равна 30 - 50 мм рт.ст.

Факторы, снижающие кровяное давление и повышающие онкотическое, приводят к уменьшению образования первичной мочи, а факторы, повышающие кровяное давление и снижающие онкотическое, увеличивают этот процесс.

По своему составу первичная моча почти не отличается от плазмы. В ней нет только белков.

Реабсорбция (фаза обратного всасывания) протекает в почечных канальцах. Во время прохождения первичной мочи по канальцам происходит обратное всасывание воды, некоторых солей, глюкозы, аминокислот и образуется вторичная (дифинитивная) моча. Общая длина почечных канальцев составляет около

100 км.

45

Различные компоненты первичной мочи имеют разную способность к обратному всасыванию. Вещества, которые при нормальном содержании их в крови полностью всасываются из первичной мочи обратно в кровь, называются пороговыми веществами. К ним относят сахар, аминокислоты, хлориды, фосфаты и т.д.

Вещества, которые плохо всасываются или совсем не всасываются из почечных канальцев обратно в кровь, называются непороговыми веществами. К ним относят креатинин, мочевину, сульфаты и др.

Обратное всасывание в почечных канальцах является результатом активной деятельности эпителия почечных канальцев и сопровождается большими энергетическими затратами.

Состав и свойства мочи колеблются не только у животных разного вида, но и у каждого индивидума. На состав мочи влияют качество и количество пищи, количество выпитой воды, физиологическое состояние животного: покой, работа, заболевания и т.д.

Состав и свойства мочи непостоянные. Они могут изменяться в зависимости от обмена веществ и состояния организма, а поэтому служат диагностическим показателем при ряде заболеваний.

Моча, как и кровь, состоит почти из тех же элементов, но в разных количествах. В моче здоровых животных не должно быть только белка и сахара. Но концентрация солей и мочевины в моче значительно выше, чем в плазме.

Деятельность почек регулируется нейро - гуморальным путем.

Процесс образования мочи протекает непрерывно. Моча по собирательным трубочкам поступает в почечную лоханку, а из нее по мочеточникам – в мочевой пузырь.

В мочевом пузыре моча накапливается. При наполнении мочевого пузыря давление в нем не возрастает, так как при этом рефлекторно снижается тонус мускулатуры стенок.

Выведение мочи из мочевого пузыря происходит периодически в результате рефлекса мочеиспускания. При этом одновременно происходит сокращение гладкой мускулатуры стенок мочевого пузыря и расслабление сфинктера. При задержке мочи в пузыре происходит расслабление мускулатуры стенок пузыря и сокращение сфинктера.

46

Мочеиспускание – рефлекторный акт. Центр рефлекса заложен в пояснично-крестцовой части спинного мозга. Он подчиняется вышележащим центрам продолговатого, промежуточного мозга и центру коры больших полушарий. Корковое влияние на центр подтверждается условными рефлексами на мочеиспускание, которые легко вырабатываются у домашних животных на время и на различные условные раздражители.

Тема 42. Исследование физико-химических свойств мочи.

Цель работы: определить удельный вес и кислотность мочи у разных видов животных.

Порядок работы:

1.Определение удельного веса мочи. В цилиндр наливают мочу и осторожно опускают в нее урометр так, чтобы он не касался стенок сосуда. Измерение проводят по нижнему мениску жидкости, совпадающему с соответствующим делением шкалы урометра, которая показывает удельный вес.

2.Определение реакции мочи. Реакцию мочи определяют

спомощью индикаторной бумажки. При этом синяя лакмусовая бумажка краснеет, если моча кислая; красная лакмусовая бумажка синеет от действия щелочной мочи.

Вопросы к теме

1.Каков состав и свойства мочи у разных видов животных?

2.Механизм образования первичной и вторичной мочи?

3.Чем отличается первичная моча от плазмы крови и вторичной мочи?

4.Где происходят процессы адсорбции?

5.Что такое пороговые и не пороговые вещества?

Тема 43. Влияние гидростатического и онкотического давления, диаметра приносящих и выносящих сосудов нефрона на образование мочи.

Цель работы: изучить влияние коэффициента клубочковой фильтрации, гидростатического и онкотического кровяного давления на интенсивность образования мочи.

Порядок работы: с помощью мультимедийной программы продемонстрировать интенсивность образования мочи до и после изменения следующих параметров: диаметров приносящих и вы-

47

носящих клубочковых артериол, гидростатического и онкотического кровяного давления. Отметить изменение диуреза при увеличении и уменьшении этих параметров.

Вопросы к теме

1.Каковы морфофункциональные особенности строения нефрона?

2.Какие факторы оказывают влияние на работу почек?

Тема 44. Изучение регуляции деятельности почек.

Цель работы: изучить роль гормонов и глюкозы на скорость образования мочи.

Порядок работы: продемонстрировать с помощью мультимедийной программы скорость образования мочи в норме и под влиянием гормона надпочечников альдостерона и гормона гипофиза вазопрессина. Затем показать скорость образования мочи при изменении уровня глюкозы в крови (реакция Троммера).

Вопросы к теме

1.Как осуществляется регуляция образования мочи?

2.Каков механизм мочевыведения?

ФИЗИОЛОГИЯ ЛАКТАЦИИ Лактация – это сложный физиологический процесс образо-

вания, накопления и выведения молока из молочной железы. Молоко является единственным и необходимым источником питания для новорожденных.

Одновременно под лактацией понимают и период времени, в течение которого животное лактирует, т.е. дает молоко. У домашних животных лактация длится разное время: у коров – 305 дней, у кобыл -180-210, у свиней – 60, у овец -120-150 дней.

Молоко образуется у самок в молочных железах. Молочная железа (вымя) коровы образуется из слияния двух пар желез. У высокопродуктивных коров вымя может достигать массы 70 кг. По форме вымя подразделяется на ваннообразное, чашеобразное, округлое, суженное, козье и примитивное. Лучшими считаются ваннообразное и чашеобразное вымя с хорошо развитыми сосками. Четверти вымени не соединяются между собой протоками, хотя и имеют сосудистые анастомозы и общую иннервацию. Это позволяет выдоить каждую четверть вымени в отдельности. Ввиду этого и воспаление вымени (мастит) может поражать

48

только одну четверть.

Каждая четверть вымени заканчивается соском. Он имеет сосковую цистерну, которая отделяется от цистерны вымени складкой слизистой оболочки.

Сосковая цистерна переходит в узкий сосковый канал, заканчивающийся выводным отверстием. В канале имеется запирательный сфинктер.

Молоко имеет сложный состав и по биологической ценности превосходит все другие продукты питания. В молоке содержится 83-89% воды и 11-17% сухих веществ. Сухие вещества молока представлены белками, жирами, углеводами, минеральными веществами, витаминами, микроэлементами, ферментами.

Белки занимают 2-5% сухого остатка. Они представлены молочным альбумином 0,2-0,6 %, глобулином – 0,1% и казеином - 2-4%.

Жиры в молоке содержатся в количестве 2,5-6%. Жир в молоке специфический, находится в эмульгированном виде, в виде мелких жировых шариков.

Молочный сахар – лактоза – придает сладковатый вкус молоку. Количество лактозы в молоке составляет 4-5%.

Вмолоке оптимальное для роста и развития молодняка соотношение кальция и фосфора – 1,2:1. Такое отношение наиболее благоприятно для развития молодняка.

Витамины представлены в молоке семнадцатью из двадцати известных витаминов.

Молозиво – это молоко первых 7 - 10 дней лактации. Оно значительно отличается по составу от молока. В нем больше в 6-7 раз белка, в 1,5 раза жира, в 2 раза минеральных веществ и меньше сахара.

Вмолозиве высокое содержание иммуноглобулинов. Их концентрация в молозиве в 100 раз выше, чем в молоке. Это необходимо новорожденным, так как они рождаются без иммунитета и с иммуноглобулинами они получают иммунитет от матери. Иммуноглобулины в пищеварительном тракте не расщепляются и всасываются в цельном виде. В молозиве много лейкоцитов и присутствует лизоцим. Они выполняют защитную функцию, разрушая микробы, попадающие в желудочно-кишечный тракт.

Вмолозиве в 10 раз больше витаминов, чем в молоке. Посте-

49

пенно состав молозива меняется, уменьшается количество белка и минеральных солей, исчезают лейкоциты, возрастает содержание сахара. К 10-12-му дню лактации устанавливаются химический состав и физико-химические свойства молока, присущие данному виду животных.

Секреция молока происходит в секреторном эпителии молочных альвеол. В процессе секреции эпителиальные клетки забирают из крови определенные вещества, изменяют их в процессе клеточного обмена и выделяют в полость альвеол в виде молока. Эти вещества получили название «предшественники молока». Процесс образования молока включает в себя фильтрацию из крови предшественников молока, секрецию и синтез специфических компонентов молока и реабсорбцию отдельных компонентов в кровь.

Молочная железа работает очень интенсивно. Для синтеза 1 л молока необходимо, чтобы через молочную железу прошло 400500 литров крови.

Емкостная система вымени. Процесс секреции молока происходит непрерывно, а выведение молока осуществляется периодически. В промежуток между дойками молоко накапливается в емкостной системе вымени. Емкостная система включает в себя молочные альвеолы, молочные протоки, молочные ходы, молочные и сосковые цистерны. Емкостная система вымени у среднепродуктивных коров составляет 8-10 литров, у высокопродуктивных – 12-16 литров и у рекордистокболее 30 литров.

При заполнении молоком емкостной системы вымени давление в ней повышается незначительно, так как рефлекторно снижается тонус сократительных элементов вымени. Это называется тоническим рефлексом заполнения емкостной системы. В результате этого рефлекса создаются благоприятные условия для накопления молока в вымени в период между дойками. Емкостная система имеет два отдела - альвеолярный и цистернальный. В альвеолярном отделе размещается 50-60% разового удоя, а в цистернальном – 40-50 %.

Молокоотдача осуществляется рефлекторным путем. Рефлекс молокоотдачи протекает в две фазы: нервную и

нейро-гуморальную.

Нервная фаза протекает быстро и длится 40-50 секунд. В пер-

50