Методы изучения обмена веществ и энергии.

Для изучения материальных изменений в теле животных под влиянием кормления применяются следующие методы: метод контрольных животных, балансовый метод, метод меченых атомов.

Метод контрольных животных. Подбирают две группы животных, одинаковых по происхождению, возрасту, массе тела и состоянию здоровья. Перед началом опыта из каждой группы убивают 1—3 животных и анализируют все продукты убоя на содержание белка и жира. Оставшихся животных на протяжении опыта кормят одинаковыми смесями кормов, только одной группе дают несколько больше того корма, продуктивное действие которого изучается; на протяжении опыта строго учитывают съеденные животными корма. В конце опыта из каждой группы убивают несколько типичных животных и анализируют продукты их убоя на содержание белка и жира. Разница в составе тел животных, убитых до опыта и в конце опыта, покажет влияние дополнительно съеденного животными корма на отложение белка и жира в их телах.

Этот метод не применим для работы с крупными и ценными в племенном отношении животными.

Балансовый метод основан на учете поступления и выделения из организма азота и углерода или энергии и является более совершенным.

Приход в тело животных и расход ими воды, минеральных веществ не учитывают, поскольку они не являются источниками энергии для организма. Не учитывают также изменение содержания углеводов в теле животных из-за их малого количества (у крупного рогатого скота массой 450—500 кг в теле их содержится около 2 кг). При нормальных условиях кормления количество углеводов в организме заметно не изменяется.

По балансу азота и углерода можно рассчитать размеры отложения или разрушения белка и жира в теле животного.

Для составления баланса углерода необходимо знать не только его содержание в твердых и жидких выделениях, но и газообмен животного.

Его изучают камерным и масочным методом. В первом случае животное помещают в респирационную камеру закрытого типа, а во втором используют маску, соединенную с газовым счетчиком.

Химические превращения переваримых органических веществ корма в теле животного не отделимы от обмена энергии. Поэтому о материальных изменениях, происходящих в организме животного под влиянием кормления, можно судить и по обмену энергии.

Баланс энергии в организме животного изучают в респираци- онных аппаратах закрытого типа, что позволяет калориметрическим методом определить энергию кишечных газов и теплопродукцию. Анализ кала, мочи, количества потребленного кислорода и выделенного углекислого газа в совокупности позволяет составить баланс энергии в организме, а следовательно, рассчитать общую энергетическую ценность потребленного корма или рациона.

Метод меченых атомов основан на введении в организм с пищей или водой изучаемых элементов (например N¹⁴, С¹², Р³¹) в определенной пропорции с их радиоактивными или стабильными изотопами.

По окончании опыта специальными приборами (радиометрами) определяют содержание этих изотопов в органах, тканях, выделениях, молоке или в других продуктах в зависимости от цели поставленного эксперимента.

При расчетах результатов опыта принимают допущение: усвоение организмом изучаемого элемента происходит пропорционально усвоению его изотопа.

По сравнению с балансовым методом применение меченых атомов позволяет определить не только количество задержанных в организме питательных веществ корма, но и как они использованы отдельными органами, тканями, железами, т.е. понять все стороны углеводного, жирового, белкового и минерального обмена у животных.

 

59.  Биологическая ценность белков. Баланс азота и азотистое равновесие. Регуляция белкового обмена.

Обмен белков Белки являются основным пластическим материалом, из которого построены клетки и ткани организма. Они являются составной частью мышц, ферментов, гормонов, гемоглобина, антител т других жизненно важных образований. В состав белков входят различные аминокислоты, к вторые подразделяются на заменимые и незаменимые. Заменимые аминокислоты могут синтезироваться в организме, а незаменимые (валин, лейцин, изолейцин, лизин, метионин, триптофан, треонин, фенилаланин, аргинин и гистидин) поступают только с пищей. Поступившие в организм белки расщепляются в кишечнике до аминокислот и в таком виде всасываются в кровь и транспортируются в печень.

Поступившие в печень аминокислоты подвергаются дезаминированию и переаминированию. Эти процессы обеспечивают синтез видоспецифичных аминокислот.. При избыточном поступлении белков с пищей, после отщепления от них аминогрупп, они превращаются в организме в углеводы и жиры. Белковых депо в организме человека нет.

Наряду с основной, пластической функцией, белки могут играть роль источников энергии. При окислении в организме 1 г белка выделяется 4.1 ккал энергии. Конечными продуктами расщепления белков в тканях являются мочевина, мочевая кислота, аммиак, креатин, креатинин и некоторые другие вещества. Они выводятся из организма почками и частично потовыми железами. О состоянии белкового обмена в организме судят по азотистому балансу, т. е. по соотношению количества азота, поступившего в организм, и его количества, выведенного из организма

Регуляция обмена белков Нейроэндокринная-регуляция обмена белков осуществляется группой гормонов.

Соматотропный гормон гипофиза во время роста организма стимулирует увеличение массы всех органов и тканей. У взрослого человека он обеспечивает процесс синтеза белка за счет повышения проницаемости клеточных мембран для аминокислот, усиления синтеза информационной РНК в ядре клетки и подавления синтеза катепсинов — внутриклеточных протеолитических ферментов.

Существенное влияние на белковый обмен оказывают гормоны щитовидной же­лезы — тироксин и трийодтиронин. Они могут в определенных концентрациях стимулировать синтез белка и благодаря этому активировать рост, развитие и дифференциацию тканей и органов.

Гормоны коры надпочечников — глюкокортикоиды (гидрокортизон, кортикостерон) усиливают распад белков в тканях, особенно в мышечной и лимфоидной. В печени же глюкокортикоиды, наоборот, стимулируют синтез белка.

+ Состояние белкового обмена оценивается по азотистому балансу. Это соотношение количества азота поступающего с белками пищи и выделенного из организма с азотсодержащими продуктами обмена. В белке содержится около 16 г азота. Следовательно выделение 1 г азота свидетельствует о распаде в организме 6,25 г белка. Если количество выделяемого азота равно количеству поглощенного организмом имеет место азотистое равновесие. Если поступившего.азота больше, чем выделенного, это называется положительным.азотистым балансом. В организме происходит задержка или ретенция азота. Положительный азотистый баланс наблюдается при росте организма, при выздоровлении после тяжелых заболевания, сопровождавшихся похуданием и после длительного голодания. Когда количество азота, выделенного организмом больше, чем поступившего, имеет место отрицательный азотистый баланс. Его возникновение объясняется распадом собственных белков организма. Он возникает при голодании, отсутствии в пище незаменимых аминокислот, нарушениях переваривания и всасывания белка, тяжелых заболеваниях. Количество белка которое полностью обеспечивает потребности организма называется белковым оптимумом. Минимальное, обеспечивающее лишь сохранение азотистого баланса - белковым минимумом. ВОЗ рекомендует потребление белка не менее 0,75 г на кг веса в сутки. Энергетическая роль белков относительно небольшая.