Обмін речовин і енергії. Терморегуляція
Характеристика обміну речовин і енергії
Обмін речовин і енергії - це основна функція організму. Під обміном речовин і енергії розуміють сукупність процесів надходження поживних і біологічно активних речовин в травний апарат, перетворення або звільнення їх і всмоктування продуктів перетворення та звільнення речовин у кров і лімфу, розподіл, перетворення і використання всмоктались речовин у тканинах органів, виділення кінцевих продуктів перетворення і використання, шкідливих для організму. Виконання будь-якої іншої функції організму пов'язане зі здійсненням обміну речовин і енергії.
Обмін речовин і енергії в організмі здійснюється в три фази: 1) надходження в організм потрібних речовин, перетворення і всмоктування їх у травному апараті; 2) розподіл, перетворення і використання всмоктались речовин; 3) виділення кінцевих продуктів перетворення та використання речовин.
У процесі обміну речовин відбувається перетворення енергії. Потенційна енергія складних органічних сполук при їх розщепленні звільняється, перетворюючись в механічну, електричну і теплову. Вона використовується для підтримки температури тіла, на вчинення зовнішньої роботи, на процеси, пов'язані з ростом, розвитком і життєдіяльністю організму.
Обмін речовин являє собою єдність двох процесів: асиміляції і дисиміляції.
Асиміляція - сукупність процесів, що забезпечують утворення в організмі властивих йому речовин з речовин, що надійшли в організм із зовнішнього середовища.
Дисиміляція - сукупність процесів ферментативного розщеплення складних речовин. Обидва процеси взаємопов'язані і можливі тільки при наявності іншого. Інтенсивність одного процесу залежить від інтенсивності іншого.
Обміни різних речовин в організмі тісно взаємопов'язані, але для полегшення розуміння доцільно розглянути окремо обмін білків, жирів, вуглеводів, водно-сольовий обмін, обмін вітамінів. Кожен з них має свої особливості.
Обмін білків
Білки мають особливе біологічне значення, тому що є носіями життя. Вони являють собою матеріал, з якого будуються всі клітки, тканини і органи організму; входять до складу ферментів, гормонів та ін Білковий оптимум становить 1 г білка на 1 кг маси тіла.
Всі процеси в організмі пов'язані із синтезом білка. Головну роль у синтезі білка відіграють нуклеїнові кислоти ДНК і РНК. ДНК знаходиться в ядрах клітин, а РНК - в протоплазмі клітин та її структурах. ДНК є носіями інформації про структуру білка, тобто є зразком, з якого знімається копія. РНК передають інформацію з ДНК на рибосоми, де і відбувається утворення нових білкових молекул.
Білки і нуклеїнові кислоти мають провідне значення в обміні речовин в організмі. Обмін білків, як і всякий обмін, протікає в 3 фази:
1) розщеплення білків у шлунково-кишковому тракті і всмоктування продуктів розщеплення;
2) перетворення всмоктались продуктів в організмі і утворення специфічних для даного організму структур, білків, гормонів, ферментів і ін;
3) виділення з організму кінцевих продуктів обміну білків. Нуклеїнові кислоти входять до складу нуклеопротеїдів, які починають перетворюватися в шлунку під дією пепсину зі звільненням нуклеїнових кислот. Вони в кишечнику під впливом нуклеаз підшлункового соку і фосфоестераз кишечника гідролізуються з утворенням в кінцевому рахунку мононуклеотидів, нуклеозидів, фосфорної кислоти, які всмоктуються в кров.
Мононуклеотид в організмі використовуються для синтезу нуклеїнових кислот; виконують роль джерел енергії, регуляторів активності хімічних реакцій, входять до складу коферментів та ін У залежності від типу клітин концентрація в них мононуклеотидів різна. Синтез їх здійснюється найбільш активно в тканинах ембріона.
Перетворення білків починається в шлунку під дією ферментів. Вони розщеплюються до поліпептидів, пептидів і частково амінокислот. Подальше розщеплення білка, поліпептидів і пептидів відбувається в кишечнику під дією ферментів до амінокислот, які потім всмоктуються в кров.
Амінокислоти з кров'ю доставляються в клітини тканин і органів, і перш за все в печінку. Амінокислоти використовуються для синтезу білка, властивого даному організму, його органу, тканини, білка, пов'язаного із зростанням, функцією, з самовідновлення, регенерацією.
У печінці синтезуються білки плазми крові, білки печінкової тканини, які використовуються на відновлення білків тканини печінки, білок креатин, використовуваний м'язами, де він фосфорилюється до креатинфосфату, окисляющегося з утворенням креатиніну.
У тканинах і органах організму синтезується білок тканин, що використовується на відновлення власних білків. У печінці і тканинах поряд із синтезом відбувається і оновлення наявного в них білка. Вважають, що половина всього азоту організму обмінюється на новий протягом 5 ... 7 діб.
Одночасно в організмі відбувається розпад білка. При цьому утворюються амінокислоти, які надходять в кров. Утворилися амінокислоти, поряд з амінокислотами, які надходять з травного тракту, включаються в нові обмінні реакції і використовуються для синтезу білка тканин.
Амінокислоти в організмі не відкладаються. Тому нормальне протікання білкового обміну характеризується азотистим рівновагою, тобто кількість азоту, що надійшов в організм, відповідає кількості азоту, що виділяється з організму. Надлишки амінокислот, що надходять з кормом, в печінці можуть перетворюватися на вуглеводи і жири.
Всі амінокислоти поділяють на замінні і незамінні. Незамінні амінокислоти не можуть бути синтезовані в організмі, а замінні можуть. Для синтезу білка необхідний певний набір замінних і незамінних амінокислот. У залежності від вмісту амінокислот в білках останні ділять на повноцінні та неповноцінні.
Незамінних амінокислот для свині, курки та людини 10: Дізін, триптофан, гістидин, фенілаланін, лейцин, ізолейцин, метіонін, валін, треонін, аргінін.
У жуйних і деяких інших видів тварин є свої особливості в обміні білка. Так, у жуйних мікрофлора преджелудков здатна синтезувати всі незамінні амінокислоти і, отже, можуть обходитися кормом без незамінних амінокислот.
Надлишок амінокислот може використовуватися і як джерело енергії: амінокислоти дезамініруются, а потім окислюються з звільненням енергії та утворенням води і діоксиду вуглецю.
При дезамінування в тканинах утворюється аміак, який зв'язується з глутамінової кислотою, утворюючи глутамін. Глутамін є основною формою транспорту аміаку в печінку, де він розпадається на глутаминовую кислоту і аміак.
Кінцевими продуктами перетворення білків в організмі є аміак, який в печінці перетворюється на сечовину, креатинін, сечова кислота, алантоїн, діоксид вуглецю і вода.
У птахів сечова кислота є основним продуктом білкового обміну, відповідаючи сечовині у ссавців.
Азотисті сполуки виводяться через нирки з сечею, через шкіру з потом; діоксид вуглецю - через легені і шкіру, вода - через нирки, шкіру і легені.
У крові тварин підтримується концентрація білка на рівні 60 ... 90 р. / л, сечовини - 3,33 ... 8,32 ммоль / л.
Обмін жирів
Жири відіграють в організмі роль запасного енергетичного матеріалу, а також є пластичним матеріалом. Обмін жирів протікає в три фази:
1) розщеплення і всмоктування жирів у шлунково-кишковому тракті;
2) перетворення всмоктались продуктів розщеплення жирів у тканинах і утворення специфічних для даного організму жирів, використання всмоктались продуктів як пластичного матеріалу і джерела енергії;
3) виділення продуктів обміну жирів з організму.
У травному апараті під дією ферментів жир гідролізується до жирних кислот і гліцерину, моногліцеридів. Продукти розщеплення всмоктуються в ентероцити, де відбувається зворотний синтез тригліцеридів. Потім тут з тригліцеридів і білка утворюються хіломікрони - тригліцериди, укладені в оболонку з білка, фосфоліпідів та ефірів Холестерину, які надходять в лімфу. Частина вільних жирних кислот і гліцерин, розчинні у воді, всмоктуються і в кров. З лімфою хіломікрони, надходять у венозну кров і транспортуються до тканин і органів. Перші органи, через які проходять хіломікрони, - серце, легені, а потім вже вони надходять у загальний кровообіг.
У легенях відбуваються затримка частини хіломікронів спеціальними клітинами - гістіоцитами і тимчасове депонування. При цьому жир окислюється зі звільненням енергії, яка використовується для процесів підтримки структурної організації легень і зігрівання поступає в легені повітря.
Найбільш важливу роль у перетворенні жирів крові грають печінка, жирова тканина, молочні залози і шлунково-кишковий тракт.
У печінці хіломікрони піддаються гідролізу з утворенням жирних кислот. Вони окислюються або використовуються для синтезу нових тригліцеридів і фосфоліпідів, ліпопротеїдів, а також частково депонуються. У такому вигляді жир надходить з печінки в кров і далі в жирові депо.
У жировій тканині відбувається синтез і депонування тригліцеридів і жирних кислот. Перед використанням тканинами і органами організму жир обов'язково проходить стадію депонування в жирових депо.
Жири входять до складу мембрани клітин, в нервову тканину, зовнішні покривні тканини, вітаміни, ферменти, біологічно активні речовини. #
З жирових депо жир використовується в міру необхідності; розщеплюється до гліцерину і жирних кислот, які надходять в кров і використовуються органами як енергетичний та пластичний матеріал.
Жири - це основне джерело енергії в організмі. З жирами в організм надходять і так звані незамінні жирні кислоти: лінолева, ліноленова, арахідонова. Приблизно 20 різних жирних кислот беруть участь в утворенні тригліцеридів тваринного організму. Склад їх у молекулах тригліцеридів змінюється в залежності від виду корму.
Гліцерин окислюється до діоксиду вуглецю і води з утворенням АТФ. Окислення жирних кислот шляхом бета-окислення супроводжується звільненням енергії і утворенням АТФ. Проміжними продуктами окислення є кетонові тіла: бета-оксимасляная кислота, ацетон і ацетооцтова кислота. Кінцеві продукти окислення жирних кислот - діоксид вуглецю і вода. Основне місце окислення жирних кислот - печінку.
В організмі здійснюється і синтез жиру, жирних кислот, гліцерину з білків і вуглеводів при надмірному їх надходження. Синтезується гліцерин з глюкози, жирні кислоти - з ацетоуксусной кислоти.
У крові тварин підтримується концентрація загальних ліпідів на рівні 3,0 ... 4,0 г / л, загальних фосфоліпідів - 1,53 ... 3,63 р. / л, холестерину - 140 мг%.
Кінцеві продукти перетворення жирів виводяться з організму через нирки з сечею, через шкіру з потім, через легені з повітрям, що видихається.
Обмін вуглеводів
Вуглеводи в організмі використовуються переважно як джерело енергії. Обмін вуглеводів - це сукупність процесів їх перетворення в організмі. Він здійснюється в три фази:
1) гидролитическое розщеплення вуглеводів у травному апараті і всмоктування продуктів гідролізу в кров;
2) перетворення і використання всмоктались з травного апарату продуктів гідролізу вуглеводів в організмі, що супроводжується включенням вуглеводів в структури організму і звільненням енергії;
3) виділення кінцевих продуктів обміну вуглеводів з організму.
Перетворення вуглеводів під дією ферментів починається в ротовій порожнині, продовжується в шлунку і відбувається в основному в кишечнику. Вуглеводи всмоктуються головним чином у вигляді глюкози в тонкому кишечнику і надходять у кров.
З кров'ю глюкоза надходить у печінку, де частково затримується, частково проходить з кров'ю далі і досягає тканин усіх органів.
: Всмокталася глюкоза в основному використовується як енергетичний матеріал, так як можливості відкладення її в організмі дуже обмежені. У печінці, у м'язах та інших органах глюкоза депонується у вигляді глікогену. Частина глюкози в печінці перетворюється в жир і відкладається в жирових депо.
У всіх тканинах, пройшовши стадію депонування, глюкоза використовується як джерело енергії, тобто окислюється. Окислення глюкози відбувається як в аеробних, так і анаеробних умовах.
Спочатку глюкоза активується, перетворюється на пировиноградную кислоту. Ваеробних умовах піровиноградна кислота окислюється в циклі Кребса до діоксиду вуглецю і води з утворенням АТФ. При повному окисленні молекули глюкози утворюється 38 молекул АТФ. В анаеробних умовах піровиноградна кислота перетворюється на молочну кислоту з утворенням енергії. Таким чином з молекули глюкози при відсутності кисню утворюється 2 молекули АТФ. Потім в печінці із молочної кислоти синтезуються глюкоза і глікоген. Якщо ж на етапі молочної кислоти виникають аеробні умови, то вона перетворюється на пировиноградную кислоту, яка вже окислюється в циклі Кребса.
Глюкоза використовується для синтезу лактози, ліпідів, гліцерину, амінокислот, жирних кислот.
У жуйних тварин вуглеводи кормів в більшій частині перетворюються, зброджуються в преджелудках до утворення летких жирних кислот: оцтової, пропіонової і масляної, які всмоктуються в кров. Потім в організмі оцтова, пропіонова і масляна кислоти використовуються для утворення ліпідів і кетонових тіл; пропіонова кислота - для синтезу глюкози; оцтова, масляна і пропіонова кислоти окислюються в тканинах органів з утворенням АТФ, діоксиду вуглецю і води.
У крові людини і моногастричних тварин забезпечується концентрація глюкози на рівні 1,0 ... 1,2 г / л, у полігастрічних - 0,42 ... 0,6 г / л.
Обмін мінеральних речовин
Мінеральні речовини в цілому пов'язують воєдино перетворення і використання поживних речовин в організмі, так як вони необхідні для побудови клітин, білків, ферментів, гормонів, беруть участь ^ фізіологічних процесах - нервовому збудженні, м'язовому скороченні, згортання крові та ін
В організмі більше 80 елементів, з них 15 життєво необхідних. Їх поділяють на макро-і мікроелементи. До макроелементів належать кальцій, фосфор, калій, натрій, хлор, сірку і магній, до мікроелементів - залізо, мідь, цинк, йод, марганець, кобальт, молібден, селен та ін
Обмін їх здійснюється в три фази: надходження з кормом і водою; звільнення і всмоктування в кров з використанням в усіх процесах; виведення окремо в основному з сечею і калом при вступі в надлишку і в складі різних з'єднань.
Роль макроелементів. Кальцій. Входить до складу опорних тканин організму - кісткову і м'язову, міститься постійно в крові. Він сприяє скороченню м'язів, бере участь у згортанні крові, стимулює народження імпульсів у серцевому і гладких м'язах, бере участь у визначенні проникності клітинних мембран. Кальцій входить до складу молока.
Фосфор. У великих кількостях включається в кісткову тканину у вигляді солей з кальцієм, постійно міститься в крові. Він входить до складу АТФ, тому бере участь у всіх процесах в організмі.
Магній. Переважно входить до складу кісткової тканини, м'язів, де включається в комплекс міозину і АТФ. Сприяє взаємодії його з актином, постійно міститься в крові. Він є одним з основних елементів клітини і утворює в ній комплекси з білками, стимулює процеси окисного фосфорилювання в мітохондріях. Магній необхідний для життєдіяльності мікроорганізмів у травному тракті.
Калій. Внутрішньоклітинний елемент, бере участь у виникненні і поширенні порушення по мембрані клітини, в транспорті речовин через мембрану клітини.
Натрій. Позаклітинний елемент, разом з калієм бере участь у виникненні і поширенні порушення по мембрані клітини, підвищує збудливість нервової і м'язової тканини. Він забезпечує осмотичний тиск крові, служить лужним резервом.
Характеристика обміну речовин і енергії
Обмін речовин і енергії - це основна функція організму. Під обміном речовин і енергії розуміють сукупність процесів надходження поживних і біологічно активних речовин в травний апарат, перетворення або звільнення їх і всмоктування продуктів перетворення та звільнення речовин у кров і лімфу, розподіл, перетворення і використання всмоктались речовин у тканинах органів, виділення кінцевих продуктів перетворення і використання, шкідливих для організму. Виконання будь-якої іншої функції організму пов'язане зі здійсненням обміну речовин і енергії.
Обмін речовин і енергії в організмі здійснюється в три фази: 1) надходження в організм потрібних речовин, перетворення і всмоктування їх у травному апараті; 2) розподіл, перетворення і використання всмоктались речовин; 3) виділення кінцевих продуктів перетворення та використання речовин.
У процесі обміну речовин відбувається перетворення енергії. Потенційна енергія складних органічних сполук при їх розщепленні звільняється, перетворюючись в механічну, електричну і теплову. Вона використовується для підтримки температури тіла, на вчинення зовнішньої роботи, на процеси, пов'язані з ростом, розвитком і життєдіяльністю організму.
Обмін речовин являє собою єдність двох процесів: асиміляції і дисиміляції.
Асиміляція - сукупність процесів, що забезпечують утворення в організмі властивих йому речовин з речовин, що надійшли в організм із зовнішнього середовища.
Дисиміляція - сукупність процесів ферментативного розщеплення складних речовин. Обидва процеси взаємопов'язані і можливі тільки при наявності іншого. Інтенсивність одного процесу залежить від інтенсивності іншого.
Обміни різних речовин в організмі тісно взаємопов'язані, але для полегшення розуміння доцільно розглянути окремо обмін білків, жирів, вуглеводів, водно-сольовий обмін, обмін вітамінів. Кожен з них має свої особливості.
Обмін білків
Білки мають особливе біологічне значення, тому що є носіями життя. Вони являють собою матеріал, з якого будуються всі клітки, тканини і органи організму; входять до складу ферментів, гормонів та ін Білковий оптимум становить 1 г білка на 1 кг маси тіла.
Всі процеси в організмі пов'язані із синтезом білка. Головну роль у синтезі білка відіграють нуклеїнові кислоти ДНК і РНК. ДНК знаходиться в ядрах клітин, а РНК - в протоплазмі клітин та її структурах. ДНК є носіями інформації про структуру білка, тобто є зразком, з якого знімається копія. РНК передають інформацію з ДНК на рибосоми, де і відбувається утворення нових білкових молекул.
Білки і нуклеїнові кислоти мають провідне значення в обміні речовин в організмі. Обмін білків, як і всякий обмін, протікає в 3 фази:
1) розщеплення білків у шлунково-кишковому тракті і всмоктування продуктів розщеплення;
2) перетворення всмоктались продуктів в організмі і утворення специфічних для даного організму структур, білків, гормонів, ферментів і ін;
3) виділення з організму кінцевих продуктів обміну білків. Нуклеїнові кислоти входять до складу нуклеопротеїдів, які починають перетворюватися в шлунку під дією пепсину зі звільненням нуклеїнових кислот. Вони в кишечнику під впливом нуклеаз підшлункового соку і фосфоестераз кишечника гідролізуються з утворенням в кінцевому рахунку мононуклеотидів, нуклеозидів, фосфорної кислоти, які всмоктуються в кров.
Мононуклеотид в організмі використовуються для синтезу нуклеїнових кислот; виконують роль джерел енергії, регуляторів активності хімічних реакцій, входять до складу коферментів та ін У залежності від типу клітин концентрація в них мононуклеотидів різна. Синтез їх здійснюється найбільш активно в тканинах ембріона.
Перетворення білків починається в шлунку під дією ферментів. Вони розщеплюються до поліпептидів, пептидів і частково амінокислот. Подальше розщеплення білка, поліпептидів і пептидів відбувається в кишечнику під дією ферментів до амінокислот, які потім всмоктуються в кров.
Амінокислоти з кров'ю доставляються в клітини тканин і органів, і перш за все в печінку. Амінокислоти використовуються для синтезу білка, властивого даному організму, його органу, тканини, білка, пов'язаного із зростанням, функцією, з самовідновлення, регенерацією.
У печінці синтезуються білки плазми крові, білки печінкової тканини, які використовуються на відновлення білків тканини печінки, білок креатин, використовуваний м'язами, де він фосфорилюється до креатинфосфату, окисляющегося з утворенням креатиніну.
У тканинах і органах організму синтезується білок тканин, що використовується на відновлення власних білків. У печінці і тканинах поряд із синтезом відбувається і оновлення наявного в них білка. Вважають, що половина всього азоту організму обмінюється на новий протягом 5 ... 7 діб.
Одночасно в організмі відбувається розпад білка. При цьому утворюються амінокислоти, які надходять в кров. Утворилися амінокислоти, поряд з амінокислотами, які надходять з травного тракту, включаються в нові обмінні реакції і використовуються для синтезу білка тканин.
Амінокислоти в організмі не відкладаються. Тому нормальне протікання білкового обміну характеризується азотистим рівновагою, тобто кількість азоту, що надійшов в організм, відповідає кількості азоту, що виділяється з організму. Надлишки амінокислот, що надходять з кормом, в печінці можуть перетворюватися на вуглеводи і жири.
Всі амінокислоти поділяють на замінні і незамінні. Незамінні амінокислоти не можуть бути синтезовані в організмі, а замінні можуть. Для синтезу білка необхідний певний набір замінних і незамінних амінокислот. У залежності від вмісту амінокислот в білках останні ділять на повноцінні та неповноцінні.
Незамінних амінокислот для свині, курки та людини 10: Дізін, триптофан, гістидин, фенілаланін, лейцин, ізолейцин, метіонін, валін, треонін, аргінін.
У жуйних і деяких інших видів тварин є свої особливості в обміні білка. Так, у жуйних мікрофлора преджелудков здатна синтезувати всі незамінні амінокислоти і, отже, можуть обходитися кормом без незамінних амінокислот.
Надлишок амінокислот може використовуватися і як джерело енергії: амінокислоти дезамініруются, а потім окислюються з звільненням енергії та утворенням води і діоксиду вуглецю.
При дезамінування в тканинах утворюється аміак, який зв'язується з глутамінової кислотою, утворюючи глутамін. Глутамін є основною формою транспорту аміаку в печінку, де він розпадається на глутаминовую кислоту і аміак.
Кінцевими продуктами перетворення білків в організмі є аміак, який в печінці перетворюється на сечовину, креатинін, сечова кислота, алантоїн, діоксид вуглецю і вода.
У птахів сечова кислота є основним продуктом білкового обміну, відповідаючи сечовині у ссавців.
Азотисті сполуки виводяться через нирки з сечею, через шкіру з потом; діоксид вуглецю - через легені і шкіру, вода - через нирки, шкіру і легені.
У крові тварин підтримується концентрація білка на рівні 60 ... 90 р. / л, сечовини - 3,33 ... 8,32 ммоль / л.
Обмін жирів
Жири відіграють в організмі роль запасного енергетичного матеріалу, а також є пластичним матеріалом. Обмін жирів протікає в три фази:
1) розщеплення і всмоктування жирів у шлунково-кишковому тракті;
2) перетворення всмоктались продуктів розщеплення жирів у тканинах і утворення специфічних для даного організму жирів, використання всмоктались продуктів як пластичного матеріалу і джерела енергії;
3) виділення продуктів обміну жирів з організму.
У травному апараті під дією ферментів жир гідролізується до жирних кислот і гліцерину, моногліцеридів. Продукти розщеплення всмоктуються в ентероцити, де відбувається зворотний синтез тригліцеридів. Потім тут з тригліцеридів і білка утворюються хіломікрони - тригліцериди, укладені в оболонку з білка, фосфоліпідів та ефірів Холестерину, які надходять в лімфу. Частина вільних жирних кислот і гліцерин, розчинні у воді, всмоктуються і в кров. З лімфою хіломікрони, надходять у венозну кров і транспортуються до тканин і органів. Перші органи, через які проходять хіломікрони, - серце, легені, а потім вже вони надходять у загальний кровообіг.
У легенях відбуваються затримка частини хіломікронів спеціальними клітинами - гістіоцитами і тимчасове депонування. При цьому жир окислюється зі звільненням енергії, яка використовується для процесів підтримки структурної організації легень і зігрівання поступає в легені повітря.
Найбільш важливу роль у перетворенні жирів крові грають печінка, жирова тканина, молочні залози і шлунково-кишковий тракт.
У печінці хіломікрони піддаються гідролізу з утворенням жирних кислот. Вони окислюються або використовуються для синтезу нових тригліцеридів і фосфоліпідів, ліпопротеїдів, а також частково депонуються. У такому вигляді жир надходить з печінки в кров і далі в жирові депо.
У жировій тканині відбувається синтез і депонування тригліцеридів і жирних кислот. Перед використанням тканинами і органами організму жир обов'язково проходить стадію депонування в жирових депо.
Жири входять до складу мембрани клітин, в нервову тканину, зовнішні покривні тканини, вітаміни, ферменти, біологічно активні речовини. #
З жирових депо жир використовується в міру необхідності; розщеплюється до гліцерину і жирних кислот, які надходять в кров і використовуються органами як енергетичний та пластичний матеріал.
Жири - це основне джерело енергії в організмі. З жирами в організм надходять і так звані незамінні жирні кислоти: лінолева, ліноленова, арахідонова. Приблизно 20 різних жирних кислот беруть участь в утворенні тригліцеридів тваринного організму. Склад їх у молекулах тригліцеридів змінюється в залежності від виду корму.
Гліцерин окислюється до діоксиду вуглецю і води з утворенням АТФ. Окислення жирних кислот шляхом бета-окислення супроводжується звільненням енергії і утворенням АТФ. Проміжними продуктами окислення є кетонові тіла: бета-оксимасляная кислота, ацетон і ацетооцтова кислота. Кінцеві продукти окислення жирних кислот - діоксид вуглецю і вода. Основне місце окислення жирних кислот - печінку.
В організмі здійснюється і синтез жиру, жирних кислот, гліцерину з білків і вуглеводів при надмірному їх надходження. Синтезується гліцерин з глюкози, жирні кислоти - з ацетоуксусной кислоти.
У крові тварин підтримується концентрація загальних ліпідів на рівні 3,0 ... 4,0 г / л, загальних фосфоліпідів - 1,53 ... 3,63 р. / л, холестерину - 140 мг%.
Кінцеві продукти перетворення жирів виводяться з організму через нирки з сечею, через шкіру з потім, через легені з повітрям, що видихається.
Обмін вуглеводів
Вуглеводи в організмі використовуються переважно як джерело енергії. Обмін вуглеводів - це сукупність процесів їх перетворення в організмі. Він здійснюється в три фази:
1) гидролитическое розщеплення вуглеводів у травному апараті і всмоктування продуктів гідролізу в кров;
2) перетворення і використання всмоктались з травного апарату продуктів гідролізу вуглеводів в організмі, що супроводжується включенням вуглеводів в структури організму і звільненням енергії;
3) виділення кінцевих продуктів обміну вуглеводів з організму.
Перетворення вуглеводів під дією ферментів починається в ротовій порожнині, продовжується в шлунку і відбувається в основному в кишечнику. Вуглеводи всмоктуються головним чином у вигляді глюкози в тонкому кишечнику і надходять у кров.
З кров'ю глюкоза надходить у печінку, де частково затримується, частково проходить з кров'ю далі і досягає тканин усіх органів.
: Всмокталася глюкоза в основному використовується як енергетичний матеріал, так як можливості відкладення її в організмі дуже обмежені. У печінці, у м'язах та інших органах глюкоза депонується у вигляді глікогену. Частина глюкози в печінці перетворюється в жир і відкладається в жирових депо.
У всіх тканинах, пройшовши стадію депонування, глюкоза використовується як джерело енергії, тобто окислюється. Окислення глюкози відбувається як в аеробних, так і анаеробних умовах.
Спочатку глюкоза активується, перетворюється на пировиноградную кислоту. Ваеробних умовах піровиноградна кислота окислюється в циклі Кребса до діоксиду вуглецю і води з утворенням АТФ. При повному окисленні молекули глюкози утворюється 38 молекул АТФ. В анаеробних умовах піровиноградна кислота перетворюється на молочну кислоту з утворенням енергії. Таким чином з молекули глюкози при відсутності кисню утворюється 2 молекули АТФ. Потім в печінці із молочної кислоти синтезуються глюкоза і глікоген. Якщо ж на етапі молочної кислоти виникають аеробні умови, то вона перетворюється на пировиноградную кислоту, яка вже окислюється в циклі Кребса.
Глюкоза використовується для синтезу лактози, ліпідів, гліцерину, амінокислот, жирних кислот.
У жуйних тварин вуглеводи кормів в більшій частині перетворюються, зброджуються в преджелудках до утворення летких жирних кислот: оцтової, пропіонової і масляної, які всмоктуються в кров. Потім в організмі оцтова, пропіонова і масляна кислоти використовуються для утворення ліпідів і кетонових тіл; пропіонова кислота - для синтезу глюкози; оцтова, масляна і пропіонова кислоти окислюються в тканинах органів з утворенням АТФ, діоксиду вуглецю і води.
У крові людини і моногастричних тварин забезпечується концентрація глюкози на рівні 1,0 ... 1,2 г / л, у полігастрічних - 0,42 ... 0,6 г / л.
Обмін мінеральних речовин
Мінеральні речовини в цілому пов'язують воєдино перетворення і використання поживних речовин в організмі, так як вони необхідні для побудови клітин, білків, ферментів, гормонів, беруть участь ^ фізіологічних процесах - нервовому збудженні, м'язовому скороченні, згортання крові та ін
В організмі більше 80 елементів, з них 15 життєво необхідних. Їх поділяють на макро-і мікроелементи. До макроелементів належать кальцій, фосфор, калій, натрій, хлор, сірку і магній, до мікроелементів - залізо, мідь, цинк, йод, марганець, кобальт, молібден, селен та ін
Обмін їх здійснюється в три фази: надходження з кормом і водою; звільнення і всмоктування в кров з використанням в усіх процесах; виведення окремо в основному з сечею і калом при вступі в надлишку і в складі різних з'єднань.
Роль макроелементів. Кальцій. Входить до складу опорних тканин організму - кісткову і м'язову, міститься постійно в крові. Він сприяє скороченню м'язів, бере участь у згортанні крові, стимулює народження імпульсів у серцевому і гладких м'язах, бере участь у визначенні проникності клітинних мембран. Кальцій входить до складу молока.
Фосфор. У великих кількостях включається в кісткову тканину у вигляді солей з кальцієм, постійно міститься в крові. Він входить до складу АТФ, тому бере участь у всіх процесах в організмі.
Магній. Переважно входить до складу кісткової тканини, м'язів, де включається в комплекс міозину і АТФ. Сприяє взаємодії його з актином, постійно міститься в крові. Він є одним з основних елементів клітини і утворює в ній комплекси з білками, стимулює процеси окисного фосфорилювання в мітохондріях. Магній необхідний для життєдіяльності мікроорганізмів у травному тракті.
Калій. Внутрішньоклітинний елемент, бере участь у виникненні і поширенні порушення по мембрані клітини, в транспорті речовин через мембрану клітини.
Натрій. Позаклітинний елемент, разом з калієм бере участь у виникненні і поширенні порушення по мембрані клітини, підвищує збудливість нервової і м'язової тканини. Він забезпечує осмотичний тиск крові, служить лужним резервом.
Хлор. Спільно з натрієм забезпечує осмотичний тиск крові. Необхідний для підтримки збудливості збудливих тканин. Він використовується для утворення соляної кислоти шлунковими залозами.
Сірка. Входить до складу незамінних амінокислот, гормонів, вітамінів, тому її фізіологічна роль визначається їх роллю.
Роль мікроелементів. Залізо. Утворює стабільні комплекси з білками і вуглеводами і бере участь в процесах організму: в еритроцитах - транспорту кисню і діоксиду вуглецю, в м'язах - тканинного дихання.
Мідь. Знаходиться у всіх тканинах організму в складі білка церулоплазміну. Вона володіє великою біологічною активністю. Бере участь у процесах кровотворення, прискорює включення заліза в гемоглобін в еритроциті; має стимулюючий вплив на захисні механізми організму, підвищує відтворювальну функцію організму. Вона необхідна для росту вовни, пера.
Кобальт. Розподіляється у всіх тканинах організму; багато в еритроцитах. Він включається до складу вітаміну ціанкобаламін, який необхідний для кровотворення. Кобальт стимулює ріст організму.
Цинк. У великих кількостях міститься в крові, розподіляється в тканинах організму. Він утворює безсила з'єднання з гормоном інсуліном та іншими гормонами, здійснюючи через них стимулювання зростання, відтворної функції організму. Цинк необхідний для процесу кровотворення і освіти кісток скелета.
Марганець. Міститься в значних кількостях в кістках скелета, в печінці та інших органах і тканинах, крові. Він стимулює через фермент лужну фосфатазу відкладення жиру, утворення білка, кровотворення і підвищує захисні сили організму.
Молібден. Бере участь в обміні пуринів, надаючи цим виражений вплив на нього організму.
Йод. Затримується в організмі у великих кількостях щитовидною залозою. Вона використовує йод для синтезу своїх гормонів: трийодтироніну і тироксину. Свій вплив на організм йод надає через ці гормони. Він стимулює обмін білків, жирів і вуглеводів, підвищує опірність до шкідливих впливів навколишнього середовища, прискорює синтез ферментів.
Селен. Володіє великою біологічною активністю, включається в обмінні процеси і забезпечує нормальне функціонування шкіри, м'язів. Він стимулює ріст і розвиток організму, підвищує його реактивність і резистентність.
Фтор. Бере участь у мінералізації кісток і зубів, стимулює зростання, репаративні процеси, утворення антитіл. Підсилює дію кальциферолу.
Хром. Включається в фермент трипсин.
Бром. Посилює процес гальмування в центральній нервовій системі.
У крові тварин підтримується оптимальне для обміну речовин кількість мінеральних речовин - 9,0 г / л. При нестачі внутрішніх резервів мінеральних речовин тварини здійснюють пошук їх джерел. При підвищенні концентрації речовин в крові вони відкладаються в депо, збільшується виділення їх з сечею, зменшується їх всмоктування з шлунково-кишкового тракту. У тому й іншому випадках включаються механізми нервово-гормональної регуляції обміну мінеральних речовин.
Обмін води
Велику роль в обміні речовин відіграє вода, яка не є ні живильною речовиною, ні джерелом енергії.
Організм тварин містить води 60 ... 70% від маси тіла. Вона входить до складу всіх клітин тіла, травних соків, плазми крові, лімфи, тканинної рідини та ін Найбільша кількість води зосереджена всередині клітин. Позаклітинна вода включає плазму крові, міжклітинну рідину і лімфу. Трансцеллюлярная вода - спинномозкова, внутрішньоочна, черевної порожнини, плеври, перикарда, суглобових сумок, шлунково-кишкового тракту. Між позаклітинної і внутрішньоклітинної водою здійснюється постійний обмін. Структура води в клітинах відповідає зарплати в льодоподібною стані.
Вода завдяки дії ферментів включається в численні біохімічні реакції, а також є середовищем, в якій здійснюються реакції організму.
Вода крові поповнюється за рахунок питної води, що надходить в організм з їжею. Деяка кількість води утворюється в процесі окислення речовин - білка, жиру, вуглеводів; з 100 р. відповідно утворюється 41; 107 і 55 мл.
Загальна кількість води в організмі підтримується на відносно постійному рівні завдяки нервово-гормональної регуляції. У добу людині потрібно до 2 ... 3 л води, корові 56 ... 90 л, включаючи воду, що надходить з їжею.
Вода виводиться з потом, калом, парами повітря, що видихається, сечею, молоком.
Про обмін води судять за її балансу: у дорослих тварин - водне рівновагу, у зростаючих - позитивний, при недостатньому надходженні води - негативний баланс. При втраті 15 ... 20% настає смерть. Така кількість води втрачається у коней за 17 ... 18 діб, великої рогатої худоби -20 ... 25, собак - 8 ... 10, у курей - за 7 ... 8 діб.
Регуляція обміну води здійснюється рефлекторно з осморецептори через нервовий центр обміну води, розташований у гіпоталамусі, за участю гормонів - антидіуретичного та альдостерону.
Обмін вітамінів
Вітаміни - це необхідні для життя тварин органічні низькомолекулярні сполуки різної хімічної природи. Вони служать біокаталізаторами, будучи активною частиною коферментів, окремих біохімічних і фізіологічних процесів, що володіють високою біологічною активністю. Вітаміни в організм надходять з кормом, в основному з рослинним. Водорозчинні вітаміни синтезуються і в травному тракті тварин мікроорганізмами. У рослинах вітаміни знаходяться у вигляді комплексних сполук з білками і іншими речовинами. У процесі травлення 25 ... 50% вітамінів звільняються і засвоюються. Розрізняють вітаміни та вітаміноподібні речовини.
Вітаміни - абсолютно незамінні речовини. Недолік надходження їх в організм з кормом або порушення їх засвоюваності та обміну призводить до розвитку захворювань, званих авитаминозами.
Вітаміни, що надійшли в травний апарат або утворилися в ньому, всмоктуються через його стінку в кров і вступають в організмі в реакції, утворюючи складні похідні - коферменти. Вони потім з'єднуються з білком і утворюють численні ферменти. Ферменти в організмі є біологічними каталізаторами, отже, вітаміни беруть участь у процесах окислення та синтезу нових речовин.
Добова потреба у вітамінах визначається міліграмами або навіть їх частками.
В даний час налічується більше 50 вітамінів. Всі вони становлять дві групи: жиророзчинні та водорозчинні.
Жиророзчинні вітаміни. Жиророзчинні вітаміни - ретинол, кальциферол, токофероли, філорхінони.
Ретинол. Надходить в організм з рослинною їжею у вигляді провітаміну А - каротину, з якого і утворюється активний вітамін А в слизовій кишечника, печінки, молочної залозі.
Ретинол входить до складу зорового пігменту родопсину, забезпечуючи зорове сприйняття. У тканинах організму він стимулює процеси синтезу, нормальний розвиток м'язів, слизових оболонок, ріст і розвиток організму - потреба в ретинолі вище у молодняку тварин. Вітамін А називають ще вітаміном росту.
Каротин міститься в моркві, гарбузі, риб'ячому жирі, печінці, жовтку яєць, олії. Потреба тварин становить 1,5 мг вітаміну А на добу.
Кальциферол. Ціла група вітамінів. Надходять в організм з кормом у вигляді провітамінів - ергостерину, 7-дегідрохолестерин, переходять в активну форму в шкірі під дією ультрафіолетового випромінювання. Ергокальциферол стимулює всмоктування кальцію і фосфору в кишечнику і нирках, перенесення кальцію в кісткову тканину, відкладення кальцію і фосфору в кістковій тканині. Багато кальциферолів в риб'ячому жирі, вершковому маслі, печінки та інших кормах тваринного походження.
Токофероли. Надходять в організм з їжею в активному стані. Мають антиокислювальними властивостями, беруть участь в обміні білків, вуглеводів і жирів, підтримують нормальні обмінні процеси, стимулюють ріст тканин ембріона і плода, спермиогенез, стійкість еритроцитів до гемолізу, трофічні процеси в м'язах і серце. Їх багато в рослинному маслі, паростках пшениці.
Філлохинон. Надходять в організм із зеленим кормом в активному стані. У дорослих тварин синтезуються мікроорганізмами шлунково-кишкового тракту. Вони інтенсивно затримуються печінкою і лімфатичними вузлами. Філлохинон включаються в процеси синтезу білка протромбіну, через нього беручи участь у згортанні крові.
Водорозчинні вітаміни. Водорозчинні вітаміни - тіамін, рибофлавін, нікотинова кислота, піридоксин, ціанокобаламін, аскорбінова кислота - вітамін С) та ін
У цілому вітаміни групи В, водорозчинні вітаміни, служать коферментами ферментів, виняток становить вітамін С), що забезпечують обмін речовин, ріст, нормальний стан тканин, шкіри і рогівки ока, кровотворення.
Тіамін. Як кофермент включається до ферменти вуглеводного обміну. Підтримує нормальний стан нервової системи, ріст і розвиток організму. Міститься в пивних дріжджах, рисових висівках, вівсі, бобах, яєчному жовтку та ін Добова потреба в тіаміні становить 2 ... 5 мг на 100 кг маси тіла.
Рибофлавін. Кофермент ферментів, які беруть участь в обміні амінокислот, жирних кислот, вуглеводів, забезпечує ріст тканин, кровотворення. Він бере участь у світловому та колірному зорі. Надходить в організм з м'ясом, м'ясними продуктами, молоком, яйцями, фруктами і овочами, рослинними кормами. Добова потреба у вітаміні становить 3 ... 5 мг на 100 кг маси тіла.
Нікотинова кислота. Входить до складу окислювально-відновних ферментів і забезпечує нормальний перебіг вуглеводного і білкового обміну, стимулює ріст організму, функцію залоз внутрішньої секреції, забезпечує клітинне дихання. Нікотинова кислота міститься в зернах злаків, кормових дріжджах.
Піридоксин. Входить до складу ферментів білкового обміну, що забезпечують дезамінування і декарбоксилювання амінокислот, тим самим сприяючи нормальному росту організму, діяльності центральної нервової системи, обміну речовин в шкірі; стимулює кровотворення, забезпечує нормальний перебіг вагітності. Найкраще джерело прідоксіна - кормові та пивні дріжджі.
Ціанкобаламін. Поступаючи в організм, утворює комплекс з внутрішнім шлунковим чинником кровотворення і стимулює утворення формених елементів крові. Він включається в ферменти вуглеводного, жирового і білкового обміну. Забезпечує синтез нуклеїнових кислот. Багате джерело вітаміну - білкові корми тваринного походження: рибна, м'ясна, м'ясо-кісткове борошно та ін
Аскорбінова кислота. Бере участь в окисно-відновних процесах. Забезпечує нормальний стан сполучної тканини, освіта ендотелію кровоносних судин і нормальний функціональний стан їх, бере участь у синтезі кортикостероїдів - гормонів кори надниркових залоз, підвищує опірність організму. Попередник аскорбінової кислоти в організмі тварин - глюкуронова кислота, яка є продуктом окислення глюкози. Освіта якої відбувається в нирках. У людини, мавп, морських свинок освіта глюкуронової кислоти не відбувається, тому що в їх організмі немає відповідного ферменту окислення - гулона-лактона. Таким чином, в організмі тварин глюкоза активно перетворюється до аскорбінової кислоти.
У значних кількостях аскорбінова кислота міститься в ягодах чорної смородини, шипшини, лимону. У добу необхідно для нормальної життєдіяльності до 50 мг на 100 кг маси тіла.
Пантотенова кислота. Беруть участь в обміні всіх білків, жирів і вуглеводів, стимулюють зростання оптимальне структурно-функціональний стан печінки, шкіри. Вітаміну багато в дріжджах, печінці, яєчному жовтку.
Фолієва кислота. Включається в ферменти синтезу нуклеїнових кислот, білків, гемопоезу. Стимулює ріст тварин, функції статевих залоз.
Вітаміноподібні сполуки і антивітаміни. Поряд з вітамінами є вітаміноподібні сполуки і антивітаміни.
Вітаміноподібні сполуки. Стимулюють всі види обміну речовин, ріст і розвиток людини і тварин. До них відносять біофлавоноїди, інозит, ліноевая кислота, оротовая кислота, карнітин, параамінобензойна кислота та ін
Антивітаміни. Знаходяться в конкурентних відносинах з вітамінами: займають їх місце у ферментах, переводячи їх в неактивну форму, або руйнують ферменти. Антивітамінами є овідін, дикумарол, овомукоід і багато інших.
Регуляція обміну білків, жирів, вуглеводів, мінеральних речовин, вітамінів і води
Регуляція обміну білків, жирів і вуглеводів має свої особливості, які полягають в тому, що перетворення та використання цих речовин в організмі характеризується генетично обумовленою високою стійкістю. Будь-яка зміна концентрації цих речовин у крові сприймається рецепторами судин і тканин, інформація з них надходить в нервовий центр обміну речовин. У нервовому центрі формується програма дії, яка надходить до всіх тканин і органів по нервових волокнах і за допомогою гормонів. Через симпатичні нерви і гормони тироксин, кортизол, кортикостерон, адреналін, норадреналін, глюкагон забезпечуються процеси катаболізму. Через парасимпатичні нерви - анаболітіческіе процеси; подібну дію надають гормони соматотропний, естрогени, інсулін, пролактин і ін
Оптимальні для метаболізму концентрації мінеральних речовин, води і вітамінів в крові і тканинах підтримують спеціальні механізми регуляції, подібно таким білків, жирів і вуглеводів.
Обмін енергії
Життєдіяльність кожної клітини організму, підтримка її структурної організації забезпечується завдяки безперервному використанню енергії. Джерелом енергії для тварин є білки, жири і вуглеводи корму: 1 г вуглеводів корму при окислюванні в організмі виділяє 4,1 ккал, 1 г жирів - 9,3 ккал, 1 г білків - 4,1 ккал.
1 ккал визначається як кількість теплоти, необхідне для того, щоб підвищити температуру 1 г води на 1 ° С. 1 ккал дорівнює приблизно 4,2 кілоджоулях.
Обмін енергії включає в себе надходження енергії в організм, звільнення і перетворення її, розподіл і використання в організмі, розсіювання теплоти. Надходить енергія в організм у потенційному вигляді в білках, жирах і вуглеводах. У процесі перетворення білків, жирів і вуглеводів відбувається звільнення енергії: частина у вигляді теплоти, інша частина використовується для процесів синтезу, м'язової роботи, продукції тощо, але в кінцевому підсумку і ця енергія також перетворюється в теплоту.
Звільнення, перетворення, розподіл і використання енергії. Звільнення енергії в організмі відбувається поетапно. Спочатку в травному апараті при розщепленні білків, жирів і вуглеводів звільняється у моногастричних тварин близько 1% цієї енергії, а й у жуйних - 7 ... 10%. Потім відбувається перетворення всмоктались амінокислот, глюкози, гліцерину і жирних кислот шляхом окислення. При цьому спочатку в протоплазмі клітин утворюються три проміжних продукту окислення: ацетілкоензім А, альфа-кеоглютаровая кислота, щавлево-оцтова кислота, при цьому звільняється приблизно 50% цієї енергії. Надалі при триваючому окисленні утворилися трьох продуктів в циклі трикарбонових кислот звільняються інші 70% енергії, частина її перетворюється в теплоту, а більше 50% переходить в АТФ. Енергія АТФ використовується для забезпечення всіх процесів в організмі.
Перетворення і розподіл енергії речовин прийнятого тваринам корму відбувається наступним чином. У результаті перетворення речовин основна частина енергії як енергія перетравних речовин всмоктується і як енергія всмоктались речовин включається в обмінні процеси у вигляді обмінної енергії. Неперетравлена частина поживних речовин і не всмоктатися в кров і лімфу речовини виводяться як енергія калу. У жуйних тварин 7 ... 16% енергії перетравних речовин втрачається з газами, які утворюються в рубці, як енергія газу. Частина енергії всмоктались речовин в обмінних процесах не бере участь і видаляється з сечею - енергія сечі.
Обмінна енергія використовується для забезпечення процесів у тканинах:
пов'язаних з підтриманням життєдіяльності організму в стані спокою і натщесерце;
пов'язаних з пошуком, прийомом і переварюванням корму, підтриманням температури тіла;
пов'язаних з фізичною і розумовою діяльністю у людини або з використанням на виготовлення продукції і фізичною діяльністю у тварин.
Кількість засвоюваній енергії і обмінної енергії в кормі залежить як від його складу, так і від виду корму.
Визначення кількісних параметрів обміну енергії. Для визначення кількісних параметрів обміну енергії в організмі використовують методи прямої і непрямої калориметрії.
Метод прямої калориметрії - це безпосереднє визначення кількості енергії в кормі і розсіяного тепла за допомогою фізіологічних калориметричних камер.
Метод непрямої калориметрії - це визначення кількості освіченого і розсіяного тепла за кількістю спожитого кисню і співвідношенням його з виділеним діоксидом вуглецю. При цьому визначають кількість спожитого кисню і кількість виділеного діоксиду вуглецю в одиницю часу. Величина відношення обсягу виділеного діоксиду вуглецю до обсягу спожитого кисню називається дихальний коефіцієнт. За дихального коефіцієнту і кількості спожитого кисню визначають кількість звільнилася енергії.
Регуляція обміну енергії. Регуляція обміну енергії забезпечується за рецепторів, які сприймають зрушення генетично зумовленого енергетичного балансу. Інформація з рецепторів надходить в нервовий центр обміну енергії, де формується програма дії, яка передається по нервових волокнах і за допомогою гормонів до всіх тканин і органів організму. Вона забезпечує пристосування енерго-субстратно-кофакторного співвідношення, розмірів звільнення і використання енергії в тканинах до потреб органів. Основне навантаження несе симпатична іннервація, яка підвищує утворення та використання енергії; парасимпатична іннервація активує утворення АТФ; гормони тироксин, трийодтиронін, катехоламіни підвищують енергетичний обмін, глюкокартікоіди пригнічують його. Підвищення використання енергії викликають статеві гормони.
Терморегуляція
Температура тіла. Один з найважливіших факторів, необхідних для обміну речовин, і провідний чинник, що забезпечує нормальний рівень тканинних процесів, - це температура тіла. Вона є чинником, що визначає швидкість хімічних реакцій та активність ферментів. Температура тіла людини і тварин підтримується на постійному рівні незалежно від температури навколишнього середовища: у людини близько 36,5 ° С, у різних видів ссавців у межах 37,5 ... 40,0 ° С, а у птахів - 40,5 ... 43, 0 ° С. Така температура оптимальна для ферментативних процесів у тканинах.
Температура тіла на постійному рівні підтримується за рахунок визначених для різних умов співвідношень двох процесів: теплопродукції і тепловіддачі.
Теплопродукция. Це утворення теплоти в організмі, що відбувається безперервно в процесі обміну речовин і енергії. В організмі три джерела теплоти. Це теплота, що утворюється: 1) при постійних витратах енергії; 2) при змінних витратах енергії і 3) при витратах на синтез продукції. Найбільша кількість теплоти утворюється в органах з інтенсивним обміном речовин і великою масою - печінки і м'язах. При м'язовій роботі хімічна енергія лише на третину переходить в механічну роботу, інші дві третини переходять в теплоту.
Теплопродукция може збільшуватися в 3 ... 5 разів за рахунок активації ферментних окислювальних реакцій і теплорегуляційні активності м'язів. За рахунок підвищення тонусу м'язів при необхідності значно збільшується утворення теплоти.
Тепловіддача. Це віддача теплоти в навколишнє середовище. Вона відбувається в основному чотирма шляхами: тепловипромінюванням, конвекцією, Теплопроведение і випаровуванням рідини з поверхні шкіри, слизової оболонки дихальних шляхів, мови. Невелика кількість теплоти втрачається з сечею і фекаліями.
Тепловипромінювання зводиться до віддачі теплоти шляхом інфрачервоного випромінювання. Конвекція - це перехід теплоти з поверхні шкіри в потік повітря. Теплопроведение - це віддача теплоти предметів, стикаються з тілом. Фактори, що визначають розміри віддачі теплоти, такі: величина різниці температур шкіри і навколишнього середовища, теплопровідність, рух повітря, розміри поверхні тіла. Теплопроведение і тепловипромінювання тим вище, чим більше різниця між величинами температури шкіри і температури навколишнього середовища. Якщо різниця температур дорівнює 0 ° С, то віддача теплоти шляхом теплопроведения і тепловипромінювання припиняється.
Випаровування - це віддача теплоти з потом і повітрям, що видихається. На випаровування 1 мл поту витрачається 0,58 ккал. Випаровування є єдиним шляхом віддачі теплоти при температурі навколишнього середовища, рівній або незначно меншою температури тіла. Ступінь випаровування залежить від температури навколишнього середовища та вологості повітря. Чим вище температура навколишнього середовища і менше вологість повітря, тим більше випаровування, і навпаки. Потовиділення відбувається і в зв'язку з фізичним напруженням. Віддача теплоти при потовиділенні у різних видів тварин різна і залежить від ступеня розвитку та кількості потових залоз; добре розвинені вони у коня.
У тварин є й механізми, що перешкоджають надмірному розсіювання теплоти з шкіри, - волосяний покрив, пір'я, підшкірний жировий шар і регуляторні механізми, що забезпечують пристосувальні зміни їх стану. Температура навколишнього середовища, при якій тварина не відчуває ні тепла, ні холоду, називається комфортною. Для різних тварин вона різна і в середньому перебуває в межах від 14 до 25 ° С. Однак для молодняку, особливо поросят і курчат, вона вища - 30 ... 35 ° С, а для телят нижче - 5 ... 16 С.
Регуляція теплоутворення і тепловіддачі
В комфортних умовах тепловий баланс не потребує корекції. Діяльність механізмів підтримки оптимальної температури тіла проявляється при появі тенденції до зниження або підвищення температури тіла у зв'язку з пониженням чи підвищенням температури навколишнього середовища та недостатністю чи надлишком теплопродукції і тепловіддачі. При цьому порушуються терморецептори гіпоталамуса, судин і тканин, терморецептори шкіри. Інформація з них надходить в нервовий центр, де формується програма дій, яка надходить до органів теплоутворення або тепловіддачі. Вони здійснюють свою діяльність, забезпечуючи сталість температури тіла.
При зниженні температури навколишнього середовища через симпатичну іннервацію і збільшення вироблення тироксину, адреналіну, кортикостероїдів, забезпечується спочатку підвищення окислення вуглеводів, жирів і білків, зростання теплопродукції в печінці, підвищення тонусу скелетних м'язів; при значній холодової навантаженні можуть з'явитися мимовільні скорочення скелетних м'язів - тремтіння, що веде до підвищення теплоутворення. Одночасно відбувається звуження кровоносних судин шкіри, а значить, і зниження її температури, зменшення величини різниці температур шкіри і повітря і відповідно зниження втрати теплоти Теплопроведение і тепловипромінюванням. Включаються додаткові механізми теплорегуляції - зменшення поверхні тіла, підняття волосся.
При підвищенні температури навколишнього середовища і при підвищеному утворенні теплоти через температурної рецепції в нервовому центрі формується програма, яка забезпечує протилежні пристосувальні реакції, зміни діяльності органів, а також посилення функції потових залоз, почастішання дихання.
Сірка. Входить до складу незамінних амінокислот, гормонів, вітамінів, тому її фізіологічна роль визначається їх роллю.
Роль мікроелементів. Залізо. Утворює стабільні комплекси з білками і вуглеводами і бере участь в процесах організму: в еритроцитах - транспорту кисню і діоксиду вуглецю, в м'язах - тканинного дихання.
Мідь. Знаходиться у всіх тканинах організму в складі білка церулоплазміну. Вона володіє великою біологічною активністю. Бере участь у процесах кровотворення, прискорює включення заліза в гемоглобін в еритроциті; має стимулюючий вплив на захисні механізми організму, підвищує відтворювальну функцію організму. Вона необхідна для росту вовни, пера.
Кобальт. Розподіляється у всіх тканинах організму; багато в еритроцитах. Він включається до складу вітаміну ціанкобаламін, який необхідний для кровотворення. Кобальт стимулює ріст організму.
Цинк. У великих кількостях міститься в крові, розподіляється в тканинах організму. Він утворює безсила з'єднання з гормоном інсуліном та іншими гормонами, здійснюючи через них стимулювання зростання, відтворної функції організму. Цинк необхідний для процесу кровотворення і освіти кісток скелета.
Марганець. Міститься в значних кількостях в кістках скелета, в печінці та інших органах і тканинах, крові. Він стимулює через фермент лужну фосфатазу відкладення жиру, утворення білка, кровотворення і підвищує захисні сили організму.
Молібден. Бере участь в обміні пуринів, надаючи цим виражений вплив на нього організму.
Йод. Затримується в організмі у великих кількостях щитовидною залозою. Вона використовує йод для синтезу своїх гормонів: трийодтироніну і тироксину. Свій вплив на організм йод надає через ці гормони. Він стимулює обмін білків, жирів і вуглеводів, підвищує опірність до шкідливих впливів навколишнього середовища, прискорює синтез ферментів.
Селен. Володіє великою біологічною активністю, включається в обмінні процеси і забезпечує нормальне функціонування шкіри, м'язів. Він стимулює ріст і розвиток організму, підвищує його реактивність і резистентність.
Фтор. Бере участь у мінералізації кісток і зубів, стимулює зростання, репаративні процеси, утворення антитіл. Підсилює дію кальциферолу.
Хром. Включається в фермент трипсин.
Бром. Посилює процес гальмування в центральній нервовій системі.
У крові тварин підтримується оптимальне для обміну речовин кількість мінеральних речовин - 9,0 г / л. При нестачі внутрішніх резервів мінеральних речовин тварини здійснюють пошук їх джерел. При підвищенні концентрації речовин в крові вони відкладаються в депо, збільшується виділення їх з сечею, зменшується їх всмоктування з шлунково-кишкового тракту. У тому й іншому випадках включаються механізми нервово-гормональної регуляції обміну мінеральних речовин.
Обмін води
Велику роль в обміні речовин відіграє вода, яка не є ні живильною речовиною, ні джерелом енергії.
Організм тварин містить води 60 ... 70% від маси тіла. Вона входить до складу всіх клітин тіла, травних соків, плазми крові, лімфи, тканинної рідини та ін Найбільша кількість води зосереджена всередині клітин. Позаклітинна вода включає плазму крові, міжклітинну рідину і лімфу. Трансцеллюлярная вода - спинномозкова, внутрішньоочна, черевної порожнини, плеври, перикарда, суглобових сумок, шлунково-кишкового тракту. Між позаклітинної і внутрішньоклітинної водою здійснюється постійний обмін. Структура води в клітинах відповідає зарплати в льодоподібною стані.
Вода завдяки дії ферментів включається в численні біохімічні реакції, а також є середовищем, в якій здійснюються реакції організму.
Вода крові поповнюється за рахунок питної води, що надходить в організм з їжею. Деяка кількість води утворюється в процесі окислення речовин - білка, жиру, вуглеводів; з 100 р. відповідно утворюється 41; 107 і 55 мл.
Загальна кількість води в організмі підтримується на відносно постійному рівні завдяки нервово-гормональної регуляції. У добу людині потрібно до 2 ... 3 л води, корові 56 ... 90 л, включаючи воду, що надходить з їжею.
Вода виводиться з потом, калом, парами повітря, що видихається, сечею, молоком.
Про обмін води судять за її балансу: у дорослих тварин - водне рівновагу, у зростаючих - позитивний, при недостатньому надходженні води - негативний баланс. При втраті 15 ... 20% настає смерть. Така кількість води втрачається у коней за 17 ... 18 діб, великої рогатої худоби -20 ... 25, собак - 8 ... 10, у курей - за 7 ... 8 діб.
Регуляція обміну води здійснюється рефлекторно з осморецептори через нервовий центр обміну води, розташований у гіпоталамусі, за участю гормонів - антидіуретичного та альдостерону.
Обмін вітамінів
Вітаміни - це необхідні для життя тварин органічні низькомолекулярні сполуки різної хімічної природи. Вони служать біокаталізаторами, будучи активною частиною коферментів, окремих біохімічних і фізіологічних процесів, що володіють високою біологічною активністю. Вітаміни в організм надходять з кормом, в основному з рослинним. Водорозчинні вітаміни синтезуються і в травному тракті тварин мікроорганізмами. У рослинах вітаміни знаходяться у вигляді комплексних сполук з білками і іншими речовинами. У процесі травлення 25 ... 50% вітамінів звільняються і засвоюються. Розрізняють вітаміни та вітаміноподібні речовини.
Вітаміни - абсолютно незамінні речовини. Недолік надходження їх в організм з кормом або порушення їх засвоюваності та обміну призводить до розвитку захворювань, званих авитаминозами.
Вітаміни, що надійшли в травний апарат або утворилися в ньому, всмоктуються через його стінку в кров і вступають в організмі в реакції, утворюючи складні похідні - коферменти. Вони потім з'єднуються з білком і утворюють численні ферменти. Ферменти в організмі є біологічними каталізаторами, отже, вітаміни беруть участь у процесах окислення та синтезу нових речовин.
Добова потреба у вітамінах визначається міліграмами або навіть їх частками.
В даний час налічується більше 50 вітамінів. Всі вони становлять дві групи: жиророзчинні та водорозчинні.
Жиророзчинні вітаміни. Жиророзчинні вітаміни - ретинол, кальциферол, токофероли, філорхінони.
Ретинол. Надходить в організм з рослинною їжею у вигляді провітаміну А - каротину, з якого і утворюється активний вітамін А в слизовій кишечника, печінки, молочної залозі.
Ретинол входить до складу зорового пігменту родопсину, забезпечуючи зорове сприйняття. У тканинах організму він стимулює процеси синтезу, нормальний розвиток м'язів, слизових оболонок, ріст і розвиток організму - потреба в ретинолі вище у молодняку тварин. Вітамін А називають ще вітаміном росту.
Каротин міститься в моркві, гарбузі, риб'ячому жирі, печінці, жовтку яєць, олії. Потреба тварин становить 1,5 мг вітаміну А на добу.
Кальциферол. Ціла група вітамінів. Надходять в організм з кормом у вигляді провітамінів - ергостерину, 7-дегідрохолестерин, переходять в активну форму в шкірі під дією ультрафіолетового випромінювання. Ергокальциферол стимулює всмоктування кальцію і фосфору в кишечнику і нирках, перенесення кальцію в кісткову тканину, відкладення кальцію і фосфору в кістковій тканині. Багато кальциферолів в риб'ячому жирі, вершковому маслі, печінки та інших кормах тваринного походження.
Токофероли. Надходять в організм з їжею в активному стані. Мають антиокислювальними властивостями, беруть участь в обміні білків, вуглеводів і жирів, підтримують нормальні обмінні процеси, стимулюють ріст тканин ембріона і плода, спермиогенез, стійкість еритроцитів до гемолізу, трофічні процеси в м'язах і серце. Їх багато в рослинному маслі, паростках пшениці.
Філлохинон. Надходять в організм із зеленим кормом в активному стані. У дорослих тварин синтезуються мікроорганізмами шлунково-кишкового тракту. Вони інтенсивно затримуються печінкою і лімфатичними вузлами. Філлохинон включаються в процеси синтезу білка протромбіну, через нього беручи участь у згортанні крові.
Водорозчинні вітаміни. Водорозчинні вітаміни - тіамін, рибофлавін, нікотинова кислота, піридоксин, ціанокобаламін, аскорбінова кислота - вітамін С) та ін
У цілому вітаміни групи В, водорозчинні вітаміни, служать коферментами ферментів, виняток становить вітамін С), що забезпечують обмін речовин, ріст, нормальний стан тканин, шкіри і рогівки ока, кровотворення.
Тіамін. Як кофермент включається до ферменти вуглеводного обміну. Підтримує нормальний стан нервової системи, ріст і розвиток організму. Міститься в пивних дріжджах, рисових висівках, вівсі, бобах, яєчному жовтку та ін Добова потреба в тіаміні становить 2 ... 5 мг на 100 кг маси тіла.
Рибофлавін. Кофермент ферментів, які беруть участь в обміні амінокислот, жирних кислот, вуглеводів, забезпечує ріст тканин, кровотворення. Він бере участь у світловому та колірному зорі. Надходить в організм з м'ясом, м'ясними продуктами, молоком, яйцями, фруктами і овочами, рослинними кормами. Добова потреба у вітаміні становить 3 ... 5 мг на 100 кг маси тіла.
Нікотинова кислота. Входить до складу окислювально-відновних ферментів і забезпечує нормальний перебіг вуглеводного і білкового обміну, стимулює ріст організму, функцію залоз внутрішньої секреції, забезпечує клітинне дихання. Нікотинова кислота міститься в зернах злаків, кормових дріжджах.
Піридоксин. Входить до складу ферментів білкового обміну, що забезпечують дезамінування і декарбоксилювання амінокислот, тим самим сприяючи нормальному росту організму, діяльності центральної нервової системи, обміну речовин в шкірі; стимулює кровотворення, забезпечує нормальний перебіг вагітності. Найкраще джерело прідоксіна - кормові та пивні дріжджі.
Ціанкобаламін. Поступаючи в організм, утворює комплекс з внутрішнім шлунковим чинником кровотворення і стимулює утворення формених елементів крові. Він включається в ферменти вуглеводного, жирового і білкового обміну. Забезпечує синтез нуклеїнових кислот. Багате джерело вітаміну - білкові корми тваринного походження: рибна, м'ясна, м'ясо-кісткове борошно та ін
Аскорбінова кислота. Бере участь в окисно-відновних процесах. Забезпечує нормальний стан сполучної тканини, освіта ендотелію кровоносних судин і нормальний функціональний стан їх, бере участь у синтезі кортикостероїдів - гормонів кори надниркових залоз, підвищує опірність організму. Попередник аскорбінової кислоти в організмі тварин - глюкуронова кислота, яка є продуктом окислення глюкози. Освіта якої відбувається в нирках. У людини, мавп, морських свинок освіта глюкуронової кислоти не відбувається, тому що в їх організмі немає відповідного ферменту окислення - гулона-лактона. Таким чином, в організмі тварин глюкоза активно перетворюється до аскорбінової кислоти.
У значних кількостях аскорбінова кислота міститься в ягодах чорної смородини, шипшини, лимону. У добу необхідно для нормальної життєдіяльності до 50 мг на 100 кг маси тіла.
Пантотенова кислота. Беруть участь в обміні всіх білків, жирів і вуглеводів, стимулюють зростання оптимальне структурно-функціональний стан печінки, шкіри. Вітаміну багато в дріжджах, печінці, яєчному жовтку.
Фолієва кислота. Включається в ферменти синтезу нуклеїнових кислот, білків, гемопоезу. Стимулює ріст тварин, функції статевих залоз.
Вітаміноподібні сполуки і антивітаміни. Поряд з вітамінами є вітаміноподібні сполуки і антивітаміни.
Вітаміноподібні сполуки. Стимулюють всі види обміну речовин, ріст і розвиток людини і тварин. До них відносять біофлавоноїди, інозит, ліноевая кислота, оротовая кислота, карнітин, параамінобензойна кислота та ін
Антивітаміни. Знаходяться в конкурентних відносинах з вітамінами: займають їх місце у ферментах, переводячи їх в неактивну форму, або руйнують ферменти. Антивітамінами є овідін, дикумарол, овомукоід і багато інших.
Регуляція обміну білків, жирів, вуглеводів, мінеральних речовин, вітамінів і води
Регуляція обміну білків, жирів і вуглеводів має свої особливості, які полягають в тому, що перетворення та використання цих речовин в організмі характеризується генетично обумовленою високою стійкістю. Будь-яка зміна концентрації цих речовин у крові сприймається рецепторами судин і тканин, інформація з них надходить в нервовий центр обміну речовин. У нервовому центрі формується програма дії, яка надходить до всіх тканин і органів по нервових волокнах і за допомогою гормонів. Через симпатичні нерви і гормони тироксин, кортизол, кортикостерон, адреналін, норадреналін, глюкагон забезпечуються процеси катаболізму. Через парасимпатичні нерви - анаболітіческіе процеси; подібну дію надають гормони соматотропний, естрогени, інсулін, пролактин і ін
Оптимальні для метаболізму концентрації мінеральних речовин, води і вітамінів в крові і тканинах підтримують спеціальні механізми регуляції, подібно таким білків, жирів і вуглеводів.
Обмін енергії
Життєдіяльність кожної клітини організму, підтримка її структурної організації забезпечується завдяки безперервному використанню енергії. Джерелом енергії для тварин є білки, жири і вуглеводи корму: 1 г вуглеводів корму при окислюванні в організмі виділяє 4,1 ккал, 1 г жирів - 9,3 ккал, 1 г білків - 4,1 ккал.
1 ккал визначається як кількість теплоти, необхідне для того, щоб підвищити температуру 1 г води на 1 ° С. 1 ккал дорівнює приблизно 4,2 кілоджоулях.
Обмін енергії включає в себе надходження енергії в організм, звільнення і перетворення її, розподіл і використання в організмі, розсіювання теплоти. Надходить енергія в організм у потенційному вигляді в білках, жирах і вуглеводах. У процесі перетворення білків, жирів і вуглеводів відбувається звільнення енергії: частина у вигляді теплоти, інша частина використовується для процесів синтезу, м'язової роботи, продукції тощо, але в кінцевому підсумку і ця енергія також перетворюється в теплоту.
Звільнення, перетворення, розподіл і використання енергії. Звільнення енергії в організмі відбувається поетапно. Спочатку в травному апараті при розщепленні білків, жирів і вуглеводів звільняється у моногастричних тварин близько 1% цієї енергії, а й у жуйних - 7 ... 10%. Потім відбувається перетворення всмоктались амінокислот, глюкози, гліцерину і жирних кислот шляхом окислення. При цьому спочатку в протоплазмі клітин утворюються три проміжних продукту окислення: ацетілкоензім А, альфа-кеоглютаровая кислота, щавлево-оцтова кислота, при цьому звільняється приблизно 50% цієї енергії. Надалі при триваючому окисленні утворилися трьох продуктів в циклі трикарбонових кислот звільняються інші 70% енергії, частина її перетворюється в теплоту, а більше 50% переходить в АТФ. Енергія АТФ використовується для забезпечення всіх процесів в організмі.
Перетворення і розподіл енергії речовин прийнятого тваринам корму відбувається наступним чином. У результаті перетворення речовин основна частина енергії як енергія перетравних речовин всмоктується і як енергія всмоктались речовин включається в обмінні процеси у вигляді обмінної енергії. Неперетравлена частина поживних речовин і не всмоктатися в кров і лімфу речовини виводяться як енергія калу. У жуйних тварин 7 ... 16% енергії перетравних речовин втрачається з газами, які утворюються в рубці, як енергія газу. Частина енергії всмоктались речовин в обмінних процесах не бере участь і видаляється з сечею - енергія сечі.
Обмінна енергія використовується для забезпечення процесів у тканинах:
пов'язаних з підтриманням життєдіяльності організму в стані спокою і натщесерце;
пов'язаних з пошуком, прийомом і переварюванням корму, підтриманням температури тіла;
пов'язаних з фізичною і розумовою діяльністю у людини або з використанням на виготовлення продукції і фізичною діяльністю у тварин.
Кількість засвоюваній енергії і обмінної енергії в кормі залежить як від його складу, так і від виду корму.
Визначення кількісних параметрів обміну енергії. Для визначення кількісних параметрів обміну енергії в організмі використовують методи прямої і непрямої калориметрії.
Метод прямої калориметрії - це безпосереднє визначення кількості енергії в кормі і розсіяного тепла за допомогою фізіологічних калориметричних камер.
Метод непрямої калориметрії - це визначення кількості освіченого і розсіяного тепла за кількістю спожитого кисню і співвідношенням його з виділеним діоксидом вуглецю. При цьому визначають кількість спожитого кисню і кількість виділеного діоксиду вуглецю в одиницю часу. Величина відношення обсягу виділеного діоксиду вуглецю до обсягу спожитого кисню називається дихальний коефіцієнт. За дихального коефіцієнту і кількості спожитого кисню визначають кількість звільнилася енергії.
Регуляція обміну енергії. Регуляція обміну енергії забезпечується за рецепторів, які сприймають зрушення генетично зумовленого енергетичного балансу. Інформація з рецепторів надходить в нервовий центр обміну енергії, де формується програма дії, яка передається по нервових волокнах і за допомогою гормонів до всіх тканин і органів організму. Вона забезпечує пристосування енерго-субстратно-кофакторного співвідношення, розмірів звільнення і використання енергії в тканинах до потреб органів. Основне навантаження несе симпатична іннервація, яка підвищує утворення та використання енергії; парасимпатична іннервація активує утворення АТФ; гормони тироксин, трийодтиронін, катехоламіни підвищують енергетичний обмін, глюкокартікоіди пригнічують його. Підвищення використання енергії викликають статеві гормони.
Терморегуляція
Температура тіла. Один з найважливіших факторів, необхідних для обміну речовин, і провідний чинник, що забезпечує нормальний рівень тканинних процесів, - це температура тіла. Вона є чинником, що визначає швидкість хімічних реакцій та активність ферментів. Температура тіла людини і тварин підтримується на постійному рівні незалежно від температури навколишнього середовища: у людини близько 36,5 ° С, у різних видів ссавців у межах 37,5 ... 40,0 ° С, а у птахів - 40,5 ... 43, 0 ° С. Така температура оптимальна для ферментативних процесів у тканинах.
Температура тіла на постійному рівні підтримується за рахунок визначених для різних умов співвідношень двох процесів: теплопродукції і тепловіддачі.
Теплопродукция. Це утворення теплоти в організмі, що відбувається безперервно в процесі обміну речовин і енергії. В організмі три джерела теплоти. Це теплота, що утворюється: 1) при постійних витратах енергії; 2) при змінних витратах енергії і 3) при витратах на синтез продукції. Найбільша кількість теплоти утворюється в органах з інтенсивним обміном речовин і великою масою - печінки і м'язах. При м'язовій роботі хімічна енергія лише на третину переходить в механічну роботу, інші дві третини переходять в теплоту.
Теплопродукция може збільшуватися в 3 ... 5 разів за рахунок активації ферментних окислювальних реакцій і теплорегуляційні активності м'язів. За рахунок підвищення тонусу м'язів при необхідності значно збільшується утворення теплоти.
Тепловіддача. Це віддача теплоти в навколишнє середовище. Вона відбувається в основному чотирма шляхами: тепловипромінюванням, конвекцією, Теплопроведение і випаровуванням рідини з поверхні шкіри, слизової оболонки дихальних шляхів, мови. Невелика кількість теплоти втрачається з сечею і фекаліями.
Тепловипромінювання зводиться до віддачі теплоти шляхом інфрачервоного випромінювання. Конвекція - це перехід теплоти з поверхні шкіри в потік повітря. Теплопроведение - це віддача теплоти предметів, стикаються з тілом. Фактори, що визначають розміри віддачі теплоти, такі: величина різниці температур шкіри і навколишнього середовища, теплопровідність, рух повітря, розміри поверхні тіла. Теплопроведение і тепловипромінювання тим вище, чим більше різниця між величинами температури шкіри і температури навколишнього середовища. Якщо різниця температур дорівнює 0 ° С, то віддача теплоти шляхом теплопроведения і тепловипромінювання припиняється.
Випаровування - це віддача теплоти з потом і повітрям, що видихається. На випаровування 1 мл поту витрачається 0,58 ккал. Випаровування є єдиним шляхом віддачі теплоти при температурі навколишнього середовища, рівній або незначно меншою температури тіла. Ступінь випаровування залежить від температури навколишнього середовища та вологості повітря. Чим вище температура навколишнього середовища і менше вологість повітря, тим більше випаровування, і навпаки. Потовиділення відбувається і в зв'язку з фізичним напруженням. Віддача теплоти при потовиділенні у різних видів тварин різна і залежить від ступеня розвитку та кількості потових залоз; добре розвинені вони у коня.
У тварин є й механізми, що перешкоджають надмірному розсіювання теплоти з шкіри, - волосяний покрив, пір'я, підшкірний жировий шар і регуляторні механізми, що забезпечують пристосувальні зміни їх стану. Температура навколишнього середовища, при якій тварина не відчуває ні тепла, ні холоду, називається комфортною. Для різних тварин вона різна і в середньому перебуває в межах від 14 до 25 ° С. Однак для молодняку, особливо поросят і курчат, вона вища - 30 ... 35 ° С, а для телят нижче - 5 ... 16 С.
Регуляція теплоутворення і тепловіддачі
В комфортних умовах тепловий баланс не потребує корекції. Діяльність механізмів підтримки оптимальної температури тіла проявляється при появі тенденції до зниження або підвищення температури тіла у зв'язку з пониженням чи підвищенням температури навколишнього середовища та недостатністю чи надлишком теплопродукції і тепловіддачі. При цьому порушуються терморецептори гіпоталамуса, судин і тканин, терморецептори шкіри. Інформація з них надходить в нервовий центр, де формується програма дій, яка надходить до органів теплоутворення або тепловіддачі. Вони здійснюють свою діяльність, забезпечуючи сталість температури тіла.
При зниженні температури навколишнього середовища через симпатичну іннервацію і збільшення вироблення тироксину, адреналіну, кортикостероїдів, забезпечується спочатку підвищення окислення вуглеводів, жирів і білків, зростання теплопродукції в печінці, підвищення тонусу скелетних м'язів; при значній холодової навантаженні можуть з'явитися мимовільні скорочення скелетних м'язів - тремтіння, що веде до підвищення теплоутворення. Одночасно відбувається звуження кровоносних судин шкіри, а значить, і зниження її температури, зменшення величини різниці температур шкіри і повітря і відповідно зниження втрати теплоти Теплопроведение і тепловипромінюванням. Включаються додаткові механізми теплорегуляції - зменшення поверхні тіла, підняття волосся.
При підвищенні температури навколишнього середовища і при підвищеному утворенні теплоти через температурної рецепції в нервовому центрі формується програма, яка забезпечує протилежні пристосувальні реакції, зміни діяльності органів, а також посилення функції потових залоз, почастішання дихання.