Биологическая ценность белков, методы Томаса и Митчелла. Баланс азота

 

Баланс азота – разница между количеством азота, принятым за сутки и выделенным из организма за то же время с экскретами и продуктами.

Баланс азота (отложенного, усвоенного) = азот корма – (азот фекалий + азот мочи)

Истинная или кажущаяся переваримость и усвоение азота.

Положительный баланс, когда синтез преобладает над распадом.

Отрицательный баланс, (когда распад превышает синтез).

Это имеет место при голодании животных, у коров, свиноматок в первую стадию лактации, когда потери белка с молоком не успевают восстанавливаться за счет обмена белка корма.

Уравновешенный баланс (азотистое равновесие) – у взрослых, закончивших рост.

 

Регуляция азотистого метаболизма

 

Регуляция ЦНС осуществляется непрямым путем, а через органы внутренней секреции – гипоталамус – гипофиз – переферические эндокринные железы (щитовидную железу, поджелудочную, надпочечники). Гормоны: соматотропин, гликокортикоиды, инсулин, тироксин, андрогены, эстрогены. Они могут действовать на синтез и на распад белков разных органов и тканей.

Соматотропин и андрогены обладают широким анаболическим действием, эстрогены стимулируют синтез лишь в тканях женской половой системы и молочной железы.

Механизмы регуляции анаболических процессов:

-   гормоны увеличивают концентрацию клеточных РНК, повышают транскрипцию мРНК через одну из нуклеоплазматических полимераз (тироксин, тестостерон, СТГ);

-   гормоны стимулируют транспорт определенной группы аминокислот через мембрану клеток – мишеней (например, инсулин – в мышцах, эстрогены – в матке);

-   гормоны подавляют процессы катаболизма белков в клетках (так СТГ активирует белковый синтез, подавляя синтез внутриклеточных протеолитических ферментов - катепсинов);

-   гормоны стимулируют образование специфических белков-ферментов, оказывая опосредованное влияние на белковый обмен (например, инсулин в печени и жировой ткани усиливает синтез ферментов, ответственных за утилизацию жирных кислот, освобождающаяся энергия в виде АТФ и используется в синтетических процессах). Тироксин в малых дозах активирует синтез белка, в больших – наоборот действует катаболически.

 

Обмен энергии

 

Все органические вещества – древесина, каменный уголь, нефть, в том числе корма при сжигании в атмосфере кислорода горят и выделяют тепло. Разные вещества обладают разной энергетической емкостью, которую измеряют по выделенному количеству тепла в приборе, называемом калориметрической бомбой и выражают в калориях или джоулях.

1. Действие ферментов контролируется генами по принципу обратной связи. Пример: синтез белков мышц. Нет субстрата – надо удалить ферменты. Но освободившиеся аминокислоты транспортировать в кровь или использовать в клетке для синтеза других ферментов.

2. Синтез веществ идет с поглощением энергии - эндотермически. Распад с выделением – экзотермически.

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ = 6CO₂ + 6 H₂О + энергия 2846 КДж/моль (681ккал)

Метаболизм = анаболизм +катаболизм                                      

Материальными носителями свободной энергии в органических веществах служат химические связи между атомами.

3. Энергия является нормируемым показателем при кормлении и питании. Энергетика подчиняется 1-му и 2-му законам термодинамики.

1-ый закон сохранения энергии, что энергия не исчезает и не возникает из вне, она переходит из одной формы в другую (энергия пищи, корма, солнца) и возвращается в среду.

2-ой закон – определяет направление превращения энергии, то есть энергия может переходить с более высокого уровня на более низкий, причем, способность совершать работу уменьшатся. То есть потенциальная энергия переходит в кинетическую, при этом превращается в тепловую и теряется системой (первичное тепло).

Все источники могут превращаться в энергию и выражаются в виде Дж или калорий

1 кал – 4,18 Дж

1 калория – такое количество тепла необходимое для повышения температуры 1 мл воды с 14,5 до 15,5^оС при постоянном давлении.

В 1973 году группа экспертов ФАО и BOЗ рекомендует выражать энергию в джоулях.

ВЭ = 9,3 ккал * г жира +5,7 ккал * г белка + 4,2 ккал * г крахмала

ВЭ = 9,3Ж+5,7Б+4,2*4г

1г БЭВ выделяет     4 ккал

1г крахмала   4,2 ккал

1г клетчатки  4,8 ккал

Расчет валовой энергии производится так:

ВЭ=5,7Х₁+9,3Х₂+4Х₃*4,2Х₄+4,8Х₅, где

Х₁ – г белка;

Х₂ - жир

Х₃ - БЭВ

Х₄ - крахмал

Х₅ - клетчатка

Метод балансовых опытов

Переваримая энергия:

ПЭ=ВЭ-Экала

ПЭ=ВЭ*КП

Энергетический баланс – это разность между ВЭ корма и Эпр+Эпод

ОЭ=ВЭ-ВЭк-ВЭм

ОЭ цыплят = 4,26Х₁ +9,5Х₂ +4,23Х₃ +4,24Х₄

ОЭ свиньи = 5,01Х₁ +8,93Х₂ +4,08Х₃ +3,44Х₄

ОЭ крс = 4,49Х₁ +9,05Х₂ +3,01Х₃ +3,66Х₄,

где Х₁, Х₂, Х₃, Х₄ – количество переваренных сырого белка, сырого жира, переваренных БЭВ, сырой клетчатки.

Для????? ОЭ = 4,0Х₁ +7,9Х₂ +4,0Х₃

Дыхательный коэффициент различается и зависит от характера окисляемого вещества, для глюкозы он равен 1

С₆Н₁₂О₆ + 6О₂ = 6CO₂ + 6H₂О

Для жиров равен 0,7, то есть объем выделяемого углекислого газа меньше поглощенного кислорода

С₅₇Н₁₀₄О₆ + 800г = 57 СО₂ + 52 Н₂О