Вода благодаря действию ферментов включается в многочисленные биохимические реакции, а также является средой, в которой осуществляются реакции организма.
Вода крови пополняется за счет питьевой воды, поступающей в организм с пищей. Некоторое количество воды образуется в процессе окисления веществ – белка, жира, углеводов; из 100 г. соответственно образуется 41; 107 и 55 мл.
Общее количество воды в организме поддерживается на относительно постоянном уровне благодаря нервно-гормональной регуляции. В сутки человеку требуется до 2…3 л воды, корове 56…90 л, включая воду, поступающую с пищей.
Вода выводится с потом, калом, парами выдыхаемого воздуха, мочой, молоком.
Об обмене воды судят по ее балансу: у взрослых животных – водное равновесие, у растущих – положительный, при недостаточном поступлении воды – отрицательный баланс. При потере 15…20% наступает смерть. Такое количество воды теряется у лошадей за 17…18 сут, крупного рогатого скота –20…25, собак – 8…10, у кур – за 7…8 сут.
Регуляция обмена воды осуществляется рефлекторно с осморецепторов через нервный центр обмена воды, расположенный в гипоталамусе, с участием гормонов – антидиуретического и альдостерона.
Обмен витаминов
Витамины – это необходимые для жизни животных органические низкомолекулярные соединения различной химической природы. Они служат биокатализаторами, являясь активной частью коферментов, отдельных биохимических и физиологических процессов, обладающих высокой биологической активностью. Витамины в организм поступают с кормом, в основном с растительным. Водорастворимые витамины синтезируются и в пищеварительном тракте животных микроорганизмами. В растениях витамины находятся в виде комплексных соединений с белками и другими веществами. В процессе пищеварения 25…50% витаминов освобождаются и усваиваются. Различают витамины и витаминоподобные вещества.
Витамины – совершенно незаменимые вещества. Недостаток поступления их в организм с кормом или нарушение их усвояемости и обмена приводит к развитию заболеваний, называемых авитаминозами.
Витамины, поступившие в пищеварительный аппарат или образовавшиеся в нем, всасываются через его стенку в кровь и вступают в организме в реакции, образуя сложные производные – коферменты. Они затем соединяются с белком и образуют многочисленные ферменты. Ферменты в организме являются биологическими катализаторами, следовательно, витамины участвуют в процессах окисления и синтеза новых веществ.
Суточная потребность в витаминах определяется миллиграммами или даже их долями.
В настоящее время насчитывается более 50 витаминов. Все они составляют две группы: жирорастворимые и водорастворимые.
Жирорастворимые витамины. Жирорастворимые витамины – ретинол, кальциферолы, токоферолы, филорхиноны.
Ретинол. Поступает в организм с растительной пищей в виде провитамина А – каротина, из которого и образуется активный витамин А в слизистой кишечника, печени, молочной железе.
Ретинол входит в состав зрительного пигмента родопсина, обеспечивая зрительное восприятие. В тканях организма он стимулирует процессы синтеза, нормальное развитие мышц, слизистых оболочек, рост и развитие организма – потребность в ретиноле выше у молодняка животных. Витамин А называют еще витамином роста.
Каротин содержится в моркови, тыкве, рыбьем жире, печени, желтке яиц, масле. Потребность животных составляет 1,5 мг витамина А в сутки.
Кальциферолы. Целая группа витаминов. Поступают в организм с кормом в виде провитаминов – эргостерина, 7-дегидрохолестерина, переходят в активную форму в коже под действием ультрафиолетового излучения. Эргокальциферол стимулирует всасывание кальция и фосфора в кишечнике и почках, перенос кальция в костную ткань, отложение кальция и фосфора в костной ткани. Много кальциферолов в рыбьем жире, сливочном масле, печени и других кормах животного происхождения.
Токоферолы. Поступают в организм с пищей в активном состоянии. Обладают антиокислительными свойствами, участвуют в обмене белков, углеводов и жиров, поддерживают нормальные обменные процессы, стимулируют рост тканей эмбриона и плода, спермиогенез, устойчивость эритроцитов к гемолизу, трофические процессы в мышцах и сердце. Их много в растительном масле, ростках пшеницы.
Филлохиноны. Поступают в организм с зеленым кормом в активном состоянии. У взрослых животных синтезируются микроорганизмами желудочно-кишечного тракта. Они интенсивно задерживаются печенью и лимфатическими узлами. Филлохиноны включаются в процессы синтеза белка протромбина, через него участвуя в свертывании крови.
Водорастворимые витамины. Водорастворимые витамины – тиамин, рибофлавин, никотиновая кислота, пиридоксин, цианкобаламин, аскорбиновая кислота – витамин С) и др.
В целом витамины группы В, водорастворимые витамины, служат коферментами ферментов, исключение составляет витамин С), обеспечивающих обмен веществ, рост, нормальное состояние тканей, кожи и роговицы глаза, кроветворение.
Тиамин. Как кофермент включается в ферменты углеводного обмена. Поддерживает нормальное состояние нервной системы, рост и развитие организма. Содержится в пивных дрожжах, рисовых отрубях, овсе, бобах, яичном желтке и др. Суточная потребность в тиамине составляет 2…5 мг на 100 кг массы тела.
Рибофлавин. Кофермент ферментов, участвующих в обмене аминокислот, жирных кислот, углеводов, обеспечивает рост тканей, кроветворение. Он принимает участие в световом и цветовом зрении. Поступает в организм с мясом, мясными продуктами, молоком, яйцами, фруктами и овощами, растительными кормами. Суточная потребность в витамине составляет 3…5 мг на 100 кг массы тела.
Никотиновая кислота. Входит в состав окислительно-восстановительных ферментов и обеспечивает нормальное течение углеводного и белкового обмена, стимулирует рост организма, функцию желез внутренней секреции, обеспечивает клеточное дыхание. Никотиновая кислота содержится в зернах злаков, кормовых дрожжах.
Пиридоксин. Входит в состав ферментов белкового обмена, обеспечивающих дезаминирование и декарбоксилирование аминокислот, тем самым способствуя нормальному росту организма, деятельности центральной нервной системы, обмену веществ в коже; стимулирует кроветворение, обеспечивает нормальное течение беременности. Наилучший источник придоксина – кормовые и пивные дрожжи.
Цианкобаламин. Поступая в организм, образует комплекс с внутренним желудочным фактором кроветворения и стимулирует образование форменных элементов крови. Он включается в ферменты углеводного, жирового и белкового обмена. Обеспечивает синтез нуклеиновых кислот. Богатый источник витамина – белковые корма животного происхождения: рыбная, мясная, мясокостная мука и др.
Аскорбиновая кислота. Участвует в окислительно-восстановительных процессах. Обеспечивает нормальное состояние соединительной ткани, образование эндотелия кровеносных сосудов и нормальное функциональное состояние их, участвует в синтезе кортикостероидов – гормонов коры надпочечников, повышает сопротивляемость организма. Предшественник аскорбиновой кислоты в организме животных – глюкуроновая кислота, которая является продуктом окисления глюкозы. Образование ее происходит в почках. У человека, обезьян, морских свинок образование глюкуроновой кислоты не происходит, так как в их организме нет соответствующего фермента окисления – гулона-лактона. Таким образом, в организме животных глюкоза активно превращается до аскорбиновой кислоты.
В значительных количествах аскорбиновая кислота содержится в ягодах черной смородины, шиповника, лимона. В сутки необходимо для нормальной жизнедеятельности до 50 мг на 100 кг массы тела.
Пантотеновая кислота. Участвуют в обмене всех белков, жиров и углеводов, стимулируют рост оптимальное структурно-функциональное состояние печени, кожи. Витамина много в дрожжах, печени, яичном желтке.
Фолиевая кислота. Включается в ферменты синтеза нуклеиновых кислот, белков, гемопоэза. Стимулирует рост животных, функции половых желез.
Витаминоподобные соединения и антивитамины. Наряду с витаминами есть витаминоподобные соединения и антивитамины.
Витаминоподобные соединения. Стимулируют все виды обмена веществ, рост и развитие человека и животных. К ним относят биофлавоноиды, инозит, линоевая кислота, оротовая кислота, карнитин, парааминобензойная кислота и др.
Антивитамины. Находятся в конкурентных отношениях с витаминами: занимают их место в ферментах, переводя их в неактивную форму, или разрушают ферменты. Антивитаминами являются овидин, дикумарол, овомукоид и многие другие.
Регуляция обмена белков, жиров, углеводов, минеральных веществ, витаминов и воды
Регуляция обмена белков, жиров и углеводов имеет свои особенности, заключающиеся в том, что превращение и использование этих веществ в организме характеризуется генетически обусловленной высокой устойчивостью. Любое изменение концентрации этих веществ в крови воспринимается рецепторами сосудов и тканей, информация с них поступает в нервный центр обмена веществ. В нервном центре формируется программа действия, которая поступает ко всем тканям и органам по нервным волокнам и с помощью гормонов. Через симпатические нервы и гормоны тироксин, кортизол, кортикостерон, адреналин, норадреналин, глюкагон обеспечиваются процессы катаболизма. Через парасимпатические нервы – анаболитические процессы; подобное действие оказывают гормоны соматотропный, эстрогены, инсулин, пролактин и др.
Оптимальные для метаболизма концентрации минеральных веществ, воды и витаминов в крови и тканях поддерживают специальные механизмы регуляции, подобно таковым белков, жиров и углеводов.
Обмен энергии
Жизнедеятельность каждой клетки организма, поддержание ее структурной организации обеспечивается благодаря непрерывному использованию энергии. Источником энергии для животных являются белки, жиры и углеводы корма: 1 г углеводов корма при окислении в организме выделяет 4,1 ккал, 1 г жиров – 9,3 ккал, 1 г белков – 4,1 ккал.