- •Федеральное государственное бюджетное образовательное
- •Учебное издание
- •Физиология обмена веществ
- •614090, Г. Пермь, ул. Коммунистическая, 23 тел. 210-35-34
- •Вступление
- •Физиологическое значение корма
- •3. Основные этапы обмена веществ
- •4. Функциональная характеристика важнейших групп органических веществ
- •4.1. Углеводы
- •4.1.1. Классификация
- •4.1.2. Этапы обмена
- •4.2. Нуклеотиды
- •4.2.1. Биологическое значение и виды нуклеотидов
- •4.2.2. Этапы обмена
- •4.3. Белки
- •4.3.1. Аминокислоты, пептиды и белки
- •4.3.2. Классификации белков
- •4.3.3. Этапы обмена
- •4.4. Липиды
- •4.4.1. Основные группы жиров
- •4.4.2. Этапы обмена
- •4.5. Особенности метаболизма органических веществ у жвачных
- •4.6. Регуляция межуточного обмена белков, жиров, углеводов и нуклеотидов
- •4.7. Витамины
- •4.7.1. Жирорастворимые витамины
- •4.7.2. Водорастворимые витамины
- •4.7.3. Антивитамины
- •5. Водно-солевой обмен
- •5.1. Вода
- •Концентрации натрия, калия, хлора в секторах тела млекопитающих (ммоль/л)
- •5.2. Минеральные вещества
- •5.2.1. Макроэлементы
- •5.2.2. Микроэлементы
- •5.3. Регуляция водно-солевого обмена
- •6. Методы изучения обмена веществ и энергии у животных
- •6.1. Основные виды обмена в организме животного
- •6.2. Калориметрия
- •Соответствие величин дыхательного коэффициента (дк) виду окисляемых органических веществ
- •Соответствие величин дыхательного коэффициента (дк) калорическим эквивалентам кислорода (кэк) и вкладам в теплопродукцию (в %) липидов и углеводов
- •6.3. Методы изучения метаболизма в отдельных органах и тканях животного
- •6.4. Методы исследования обмена белков
- •6.5. Методы изучения метаболизма отдельных веществ
- •7. Список рекомендуемой литературы
- •8. Словарь использованных терминов и сокращений
- •Ганглиозиды – гликолипиды с углеводными остатками.
- •Гликолипиды - группа липидов, содержащих сфингозин, жирную кислоту и не менее одного углеводного остатка.
- •Цереброзиды - простейшие гликолипиды с одной гексозой (галактозой или глюкозой).
5.3. Регуляция водно-солевого обмена
На содержание воды и минеральных веществ в теле животного влияют такие факторы как функциональное состояние организма, пол, возраст, время года, климат и место обитания. Например, в период лактации у коров уменьшается содержание кальция, фосфора и магния, но становится больше железа и марганца. Осенью отмечается повышенный уровень кальция, фосфора, магния, железа и меди. Такие изменения, как правило, не свидетельствуют о болезнях, а обеспечиваются механизмами регуляции в соответствии с потребностями животного в данный период.
Ведущую роль в этом играет ЦНС. Она контролирует состав внутренней среды организма и, при необходимости, по нервным путям или через эндокринные механизмы, изменяет потребность животного в приеме воды и солей, а также регулирует выведение их во внешнюю среду. Специализированным отделом мозга, ответственным за поддержание определенного уровня водно-электролитного обмена является гипоталамус. Его нейроны сами выполняют функции рецепторов, а также получают соответствующие сигналы от периферических рецепторов. Ионорецепторы улавливают колебания концентрации определенных ионов, а осморецепторы - изменения осмотического давления. Волюморецепторы (расположены в стенках предсердий и крупных вен) реагируют на увеличение или уменьшение объема циркулирующей крови. Повышение осмотического давления и уменьшение объема циркулирующей крови стимулируют центр жажды, а снижение концентрации натрия в цереброспинальной жидкости - активирует центр солевого аппетита. Это побуждает животное к поиску и потреблению, соответственно, воды или натрия. Поведенческие реакции используют в основном нервные механизмы. В то же время, важную роль в обеспечении водно-солевого гомеостаза играют и почки. Их деятельность регулируется при взаимодействии нервной и эндокринной систем. Ощущение жажды сопровождается секрецией антидиуретического гормона (АДГ) из задней доли гипофиза в кровь, что ограничивает потери воды с мочой.
Регуляция объема внеклеточной жидкости тесно связана с балансом натрия. Его выделение в основном регулируют: ренин-ангиотензин-альдостероновая система и натрийуретические пептиды. Реакции барорецепторов в аорте и сонных артериях на понижение артериального давления, через симпатическую нервную систему усиливают выработку почками гормона ренина. Он превращает присутствующий в плазме крови ангиотензиноген в ангиотензин I, который под действием ангиотензинпревращающего фермента (образуется в легких) становится ангиотензином II. Он суживает артериолы (это повышает артериальное давление) и стимулирует выработку надпочечниками альдостерона. Данный гормон усиливает реабсорбцию натрия и хлора в почке, что способствует задержке воды в организме. Натрийуретические пептиды стимулируют выделение натрия почкой при увеличении циркуляторного объема. Наиболее изученные из них секретируются мышечными клетками предсердий при растяжении кровью, а затем снижая активность ренин-ангиотензин-альдостероновой системы и прямо действуя на почки, усиливают выведение натрия и воды из организма.
Поддержание определенных концентраций ионов кальция и фосфатов в крови необходимо для многих процессов (движения, транспорта веществ, свертывания крови, поддержания стабильности мембран, минерализации костей и др.). Важнейшими факторами, влияющими на обмен этих ионов являются паратгормон (гормон околощитовидной железы), кальцитонин (гормон щитовидной железы) и витамины D.
Витамины D активизируют всасывание кальция и фосфора в тонком кишечнике. Кальцитонин на всасывание этих ионов почти не влияет, а паратгормон стимулирует этот процесс только ускоряя активацию витаминов D в почках.
В костной ткани постоянно происходят минерализация (переход ионов в формирующуюся ткань) и деминерализация (выход ионов из кости во внеклеточную жидкость). Витамины D и паратгормон ускоряют накопление кальция и фосфатов, а кальцитонин угнетает их извлечение и стимулирует поглощения фосфатов костной тканью.
В почках паратгормон угнетает реабсорбцию фосфатов, но уменьшает потери кальция. Витамины D в почках увеличивают реабсорбцию кальция и фосфора, а кальцитонин способствует выведению обоих ионов.
Таким образом, витамин D увеличивает, а кальцитонин снижает содержание кальция и фосфатов в плазме. В то же время, паратгормон на обмен кальция действует как витамин D (вызывает гиперкальциемию), а на фосфаты как кальцитонин (способствует гипофосфатемии).
Интенсивность секреции перечисленных гормонов зависит от концентрации в крови кальция и фосфора. Поэтому эндокринные механизмы и витамины D, за счет согласованного влияния на всасывание, депонирование и выделение в окружающую среду, могут свести к минимуму изменения концентрации ионов кальция и фосфатов в жидких средах организма. В то же время, без ЦНС невозможно формирование поведенческих реакций, направленных на восполнение «израсходованных» ионов.
Менее специфично влияют на обмен макро- и микроэлементов другие гормоны. Так, глюкокортикоиды, инсулин и глюкагон способствуют синтезу транспортных белков, что ускоряет всасывание многих катионов. Эстрогены усиливают поступление из кишечника в кровь железа и меди, а также увеличивают синтез в печени белков, участвующих в переносе металлов кровью.