Биохимия мочи. Общая характеристика.

При обмене веществ в почках образуется моча – основной экскрет организма, с ней удаляются конечные продукты белкового, минерального и липидного обмена, избыток воды и растворимых осмотически активных веществ, яды и продукты их обезвреживания. У большинства животных прозрачная, желтоватого цвета (пигмент урохром), у КРС до темно-коричневого цвета. Запах специфичен для каждого вида. При стоянии мутнеет (распад мочевины), образуется осадок (попадание муцина с поверхности мочевого пузыря и мочеполовых путей). Количество выделяемой мочи уменьшается при интенсивном потоотделении, рвотах, поносах. Осмотическое давление мочи варьируется в широких пределах: при обильном поении – падает, при ограниченном – наоборот. Увеличивается и при тяжелой работе, когда много воды выделяется с потом. рН у травоядных щелочная, у плотоядных – кислая, у всеядных переменно. От лекарственных веществ моча приобретает их запах, а иногда и цвет, так же цвет меняет при патологиях.

В почках происходит новообразование веществ при их синтезе или распаде и секреция в просвет нефрона или реабсорбция в кровь веществ, образовавшихся в клетках почек. Почки обильно кровоснабжаются, что обеспечивает не только их выделительную функцию (90%), но и интенсивность обмена веществ (10%).

Образование мочи в почках идет в 3 этапа: 1. Фильтрация через капилляры клубочков в просвет нефрона воды и всех водорастворимых низкомолекулярных компонентов плазмы; 2. Обратное всасывание воды и некоторых растворимых веществ в проксимальных канальцах нефрона; 3. Секреция в просвет дистальных канальцев окончательной мочи.

Хим состав мочи. Азотсодержащие органические вещества. Основную массу составляет мочевина, ее содержание меняется в зависимости от количества принятых с кормом белков, зависит от функционального состояния почек и печени, выделение мочевины увеличивается при усилении функции щитовидной железы, надпочечников, гипофиза, обильном потреблении воды, лихорадке; уменьшается у животных в состоянии покоя, при отравлении фосфором, мышьяком и другими ядами, действующими на печень. Аминокислоты. Преобладают гистидин, аспаргиновая кислота, глютамин, при нарушениях выделяется в большом количестве какая-то одна. Аммиак мочи находится в обратной зависимости от содержания мочевины – в случае образования в организме большого количества органических кислот на их нейтрализацию расходуется аммиак, выделяемый почками в виде солей аммония. Креатин и креатинин – составная часть мышечной ткани и частично выделяется с мочой. В моче с/х животных обнаруживается всегда, содержание возрастает при интенсивной работе. Минеральные вещества. Больше всего NaCl, также содержит гидрокарбонат натрия, соли калия, кальция, магния. Сера в моче представлена сернокислыми солями и сложными эфирами серной кислоты, ее количество зависит от количества серы в кормах.

Патологии- то, что обычно в моче не встречается – белки, сахар, ацетоновые тела, желчный и кровяной пигменты. Альбуминурия – в нормальной моче имеются лишь следы белка, но при воспалении почек, расстройствах сердечной деятельности, вызывающих нарушение кровообращения и застой крови в органах, беременности появляются сывороточные белки, чаще альбумины. Гематурия и гемоглобинурия. Оксигемоглобин и форменные элементы появляются при повреждении мочеполовых путей (ранее слизистой краями камней), при воспалении почек. Моча окрашена в темно-красный цвет. Если имеется гемоглобин, но нет форменных элементов моча имеет красный или кофейно-бурый цвет. Появляются при ожогах, тяжелых инфекциях. Глюкозурия. В обычной моче сахара нет, а при патологии он появляется в больших количествах – до 3%. Стойкая глюкозурия – диабет. Кетонурия – появление в моче ацетоновых тел (ацетон, ацетоуксусная и бета-оксимасляная кислота). Они выделяются в большом количестве при нарушении обмена веществ (избыток белка, недостаток углеводов, диабет). При обильном кормлении углеводами в моче появляются фруктоза, галактоза, пентоза, лактоза.

Биохимия печени.

Печень – самый большой паренхиматозный орган животного организма. Она расположена между системой воротной вены, по которой кровь оттекает от пищеварительного тракта, и общим руслом крови. Поэтому все, что поступает из пищеварительного тракта в кровь, попадает сначала в печень и подвергается различным превращениям.

В печени происходят следующие процессы: синтез белков и жиров, синтез гликогена, мочевины, аминокислот и гемоглобина, образование протромбина и других белков сыворотки, формирование желчи, распад Б,Ж,У, депонирование витаминов. Состав печени очень сложен, т.к. выполняет множественные функции; содержится примерно 30% твердых веществ (белки: альбумины, глобулины; жиры; фосфатиды, холестерин, минеральные вещества: Na, K, Mg, Cl, Ca, Fe и 70% воды.

Печень относится к числу органов, наиболее богатых ферментами. Найдены: протеаза, липаза, амилаза, мальтаза. В печени происходят процессы гликолиза, синтез гликогена, жиров и ЖК. Накапливаются жирорастворимые витамины А,Д,Е,К. Осуществляет обезвреживание ядов как из корма, так и из обмена. В связи с разнообразием и важными функциями печени, проводятся многочисленные пробы для определения ее функционального состояния: проба на сахар, определение билирубина (желточный пигмент, как результат расщепления белков), аминокислот.

Функции печени: *Депонирование витаминов и микроэлементов; *Синтез фибриногена, альбумина, формирование липопротеинов для транспорта жиров; *Обезвреживание веществ (аллергенов, ядов, токсинов), конечных продуктов обмена веществ (аммиак, этанол, ацетон); *Пополнение и хранение энергетических резервов в виде гликогена и регуляция углеводного обмена.

Желчь эмульгирует жиры, активизирует моторику тонкой кишки, холестерин, билирубин не могут фильтроваться почками без желчи.

 

Биохимия костной ткани.

Прочность скелета, его высокие механические качества обусловлены большой концентрацией минеральных солей, стабилизирующих органическую основу костной ткани. Минеральные соли, депонируемые в скелете, не являются инертным балластом – они принимают активное участие в поддержании гомеостаза макро- и микроэлементов, катионов в организме. У птиц минеральная часть скелета выполняет особую роль – снабжение яйцевода кальциевыми солями для скорлупы.

Костная ткань на 30-35% состоит из органической основы (матрикса) и минеральной фазы (65-70%). Основной компонент матрикса – белок коллаген кристаллической структуры, особенность его аминокислотного состава – высокая концентрация глицина, содержит некоторое количество моносахаридов; трехспиральная структура коллагена жесткая, строго упорядоченное образование за счет связей между радикалами аминокислот и функциональными группами гексоз. Глобулярные белки, фосфо- и гликопротеиды располагаются между волокнами коллагена и цементируют матрикс. Минеральная часть состоит из микрокристаллов игольчатой формы, а благодаря их малым размерам они образуют огромную поверхность, на которой могут адсорбироваться разные анионы (карбонат, фторид, хлорид…), катионы (Mg, Na, K) и диполи воды.

В костной ткани содержится 99% кальция, 80% фосфора, 60% магния, 25% натрия от всего количества их в организме. Ткань обильно снабжается кровью, доставляющей весь необходимый минеральный материал. Ткань состоит из 3 типов клеток: остеоциты (зрелая костная ткань), остеобласты (образование органического матрикса) и остеокласты (содержат лизосомальные ферменты для рассасывания костной ткани). Каждый из них со специфической направленностью и обменом веществ, обеспечивающий выполнение определенных функций. Различают компактную и губчатую костную ткань. В губчатой интенсивность обменных процессов гораздо выше, т.к. поверхность соприкосновения тканевой жидкости с трабекулами губчатого вещества больше.

Существенное влияние на реакции метаболизма в костях оказывают витамины А, Д и С. Недостаток Д приводит к рахиту у молодняка, к остеомаляции у взрослых, Д2 и Д3 стимулируют всасывание кальция из кишечника в кровь, что оказывает влияние на метаболизм в костях. Избыток Д приводит к увеличению концентрации кальция и фосфора в сыворотке крови и приводит к образованию камней в почках => нарушение их функции. У молодняка с недостатком А рост скелета тормозится раньше, чем рост мягких тканей – не растет позвоночник, но растет спинной мозг => сдавливание нервных корешков – нарушения функции контролируемых ими органов. При избытке – переломы трубчатых костей. При недостатке витамина С эмбриональные клетки не синтезируют нормальный коллаген => нарушение процесса обызвествления. Только при недостатке кальция, фосфора и этих витаминов наблюдаются характерные поражения костей.

На процессы метаболизма в костной ткани влияют гормоны. Введение паратгормона увеличивает образование лактата, что приводит к локальной деминерализации костей в следствие понижения рН. Половые гормоны тормозят образование лактата. Паратгормон регулирует обмен кальция и фосфора. Рост концентрации кальция в костных клетках приводит к активации процессов превращения клеток-предшественников в остеобласты и остеокласты, ингибированию синтеза коллагена. Регуляцию метаболизма кальция и фосфора осуществляет гормон щитовидной железы – кальцитоцин. Он стимулирует перенос кальция и фосфора из крови в кости, ускоряет отложения кальция и тормозит его выход из кости; может блокировать рассасывание кости, вызванное паратгормоном.

 

 

Биохимия нервной ткани.

Первые отечественные исследования состава нервной ткани выполнены Д.И. Петровским, который в 1873 году выделил из серого и белого вещества головного мозга КРС 2 белка и изучил их некоторые физ-хим свойства. Позднее А. Я. Данилевским установлено высокое содержание воды и фосфора в белках серого вещества по сравнению с белками других тканей. Нервная система включает головной и спинной мозг и периферические нервы, составляет 1,5-2,5% от массы тела.

Химический состав очень сложный. Ткань состоит из разнообразных веществ, входящих в состав других тканей, а также веществ только нервной ткани. Отделы НС, выполняющие разные функции, имеют неодинаковый химический состав. Хим состав мозга меняется с возрастом: у новорожденного цереброзидов почти нет, а увеличение их количества идет с образованием миелиновых оболочек; с возрастом сухое вещество увеличивается, а количество фосфорных соединений уменьшается, у животных разного пола содержание фосфорных соединений тоже разное. Отделы НС отличаются по содержанию в них воды: больше всего воды в коре больших полушарий мозга (серое вещество), а меньше всего в нервном волокне. Такая же закономерность в содержании белков. Липидов же наоборот больше в нервном волокне и меньше всего в сером веществе.

Белки. В ткани обнаружены близкие к альбуминам и глобулинам, нейрокератин и эластина, неклеопротеиды и липопротеиды. Нейрокератин сосредоточен в белом веществе мозга и нервных волокнах (аксонах), вместе с фосфолипидами образует оболочку нервного волокна. Большое место среди белков НС составляют белки-ферменты (в частности: амилаза, мальтаза, кислая и щелочная фосфатаза, РНК-аза, ДНК-аза). Следовательно, НС большим набором ферментов обеспечивает все стороны ее обменных процессов.

Углеводы. В ткани содержится гликоген, глюкоза и пентозы. В мозгу содержатся гетерополисахариды – ганглиозиды, они вместе с ферментом нейраминидазой значительно важны в механизмах синаптической передачи нервного импульса.

Липиды- фосфолипиды, холестерол и холестериды, цереброзиды и немного глицеридов. Жирные кислоты липидов мозга обладают более высокой ненасыщенностью, чем в других тканях. Липиды снабжают энергией клеточные процессы, формируют клеточные мембраны, участвуют в межклеточной и внутриклеточной сигнализации.

Минеральные вещества. В ГМ есть K, Na, Ca, Mg, Fe, Al, P и другие, нужны для регуляции нервной деятельности, в частности проведении импульсов по нервному волокну.

Экстрактивные вещества - азотистые (креатин, АТФ, АДФ, серотонин, глютамин) и безазотистые (глюкоза, лактат) низкомолекулярные вещества, встречающиеся и в других органах и тканях (печень, мышцы).

Обмен веществ в НС. Характерная особенность обмена веществ в нервной ткани – высокая потребность ее в питательных веществах, особенно в углеводах при относительно ограниченных запасах. ГМ и СМ интенсивно поглощают кислород (примерно 25% от усваиваемого организмом). Обмен углеводов. Углеводы – основной энергетический материал, обеспечивающий функции мозга и НС. Глюкоза поглощается нервной тканью в 2 раза больше, чем мышцами, в 3 больше, чем почками. Обмен белков и аминокислот. Наибольшее количество белков содержится в сером веществе мозга. Одна из особенностей обмена – высокая обмениваемость фосфора в фосфопротеидах. Глютаминовая, аспаргиновая кислоты, усиливая энергетический обмен, существенно облегчают процессы адаптации к гипотермии. Метаболизм глютаминовой кислоты наиболее активен в митохондриях нервных клеток. Обмен липидов. В тканях мозга активно синтезируются холестерол и фосфолипиды. Активность преобразования липидов значительно усиливается в нервной ткани, когда жиры и жироподобные вещества вступают в комплексные соединения с белками.

 

 

Биохимия яйца.

Яйцо содержит все компоненты, необходимые для развития птиц, служит вместилищем женской половой клетки. Живые клетки (бластодерма оплодотворенного яйца и бластодиск неоплодотворенного яйца) тесно связаны с желтком. Желток окружен белком, который благодаря своей эластичности предохраняет живые клетки от сотрясений. Скорлупа с подскорлупными пленками защищает яйцо от физических повреждений и обеспечивает газообмен эмбриона. Яйца птиц – полноценный продукт питания.

Вода. Желток и белок содержат много воды, необходимой для эмбриона. Скорлупа – 2%, белок – 76%, желток – 24% (воды). Поры скорлупы проницаемы для паров.

Белки. Содержатся во всех частях яйца. Желток – 44,3%, белок – 50%, скорлупа – 2%, подскорлупная оболочка – 3,7%. Белок содержит сложные и простые протеины. К простым относят овальбумин, овоглобулин, овоканальбумин. Сложные белки – гликопротеиды – овомукоид, овомуцин. Органическую основу скорлупы образует белок, подобный растворимому неколлагеновому белку геалинового хряща. Содержит большое количество цистеина, дикарбоновых аминокислот, следы тирозина и валина. Кутикула, покрывающая скорлупу, содержит муцин и немного креатина. Аминокислотный состав белков яйца не зависит от уровня белкового кормления и качества рациона кур, он обусловлен генетически.

Липиды. Составляют большую часть сухого вещества желтка. В остальных частях их значительно меньше. Желток – 32,6%, белок – 0,03%, скорлупа – 0,03%. К простым липидам относят триглицериды, стеролы, стериды. К сложным относят фосфолипиды, цереброзиды. Жирнокислотный состав липидов желтка зависит от кормления, если в рацион входит мало жиров, то в желтке преобладают насыщенные жирные кислоты. Углеводы. Содержание в яйце низкое. Глюкозы в желтке 0,7%, в белке 0,4%. Сложные углеводы (гликоген) в небольшом количестве входят в состав белка и желтка.

Витамины. Жирорастворимые (А, Д, Е, К) – только в желтке; водорастворимые (витамины группы В) – желток и белок. Содержание витаминов непостоянно и зависит от кормления и содержания кур, сезон года и интенсивность яйцекладки.

Пигменты. Единственный – рибофлавин (вит В2), придающий белку желтоватый цвет. Пигменты содержатся в окрашенной скорлупе яиц, биливердин и протопорфирин (соединения, близкие к гемоглобину). В желтке – каратиноиды.

Минеральные вещества. Содержатся многие макро- и микроэлементы. В скорлупе и подскорлуповой оболочке – 93,6%, белке – 3,2%, желтке – 3,2%. Наиболее важным элементом в подскорлуповой оболочке является кальций, в желтке – фосфор, в желтке и белке содержится магний, натрий, кальций, хлор, сера. Количество макро- и микроэлементов зависит от наследственных факторов, состава рациона, сезона, продуктивности.