Розділ 5. Обмін речовин

препарати, як стрептоцид і сульфаніламідні сполуки, відіграють роль антивітамінів (Ярослав Ю. С). Антивітаміни використовують з лікувальною метою. Наприклад, лікувальний препарат, до складу якого входить антивітамін К застосовують при лікуванні тромбофлебітів, інфаркту міокарда, деяких захворювань печінки. Дію антивітаміну можна зняти тільки введенням в організм відповідної кількості вітамінів (Базанова Н. У. та ін.).

ОБМІН ВОДИ І МІНЕРАЛЬНИХ РЕЧОВИН

Роль води в організмі. Вода має надзвичайно важливе значення в організмі тварин. Вона становить близько 2/3 маси тіла тварин. Дуже багато її міститься в крові, травних соках. Цитоплазма і ядро клітин напіврідкі. У них води значно більше, ніж інших речовин. Вода є універсальним біологічним розчинником, тому що всі речовини, які всмоктуються в кров, спочатку розчиняються у воді. Вона є незамінним середовищем, що забезпечує реакцію клітинного обміну: вона бере участь у регуляції температури тіла; при випаровуванні захищає тіло від перегрівання, охолоджуючи його. Для підтримки осмотичного гомеостазу в організмі тварин, що живуть у різних середовищах, існують спеціальні фізіологічні механізми. Таким важливим механізмом у тварин є фільтрація та реабсорбція у нирках.

В організм тварин вода надходить у вигляді питної води та води, що знаходиться у кормах. Значна частина її утворюється в організмі при окисленні жирів, білків і вуглеводів у тканинах. Так, при окисленні 1 г жиру в організмі утворюється 1,07 мл води, 1 г вуглеводів — 0,55 мл, 1 г білків — 0,41 мл води. В організмі існує відносно сталий водний баланс, тобто відношення кількості спожитої до кількості виділеної води з організму. Вода з організму виводиться переважно нирками, а також кишечником, легенями і потовими залозами. Так, у коней за добу з сечею виділяється води 4–8 л, через легені та шкіру — 6–12, а з калом — 4–5 л. Якщо води з організму виводиться більше, ніж надходить до нього, то виникає відчуття спраги. При цьому тварина п’є воду доти, поки не відновить свій водний баланс.

Потреба тварин у воді різна. Вона залежить від умов утримання та годівлі, від продуктивності і використання їх у роботі, від температури

233

Фізіологія сільськогосподарських тварин

навколишнього середовища. Так, на кожний кілограм сухої речовини корму в умовах помірної температури корова приймає 4–6 л води, теля (у перші 6 тижнів життя) — 6,5, кінь — 2–3, свиня — 7–8, вівця — 2–3 л. При підвищеній температурі навколишнього середовища потреба тварин у воді відповідно збільшується.

У тілі дорослих тварин вміст води становить близько 65%, у молодих тварин її більше, ніж у старих. Так, в організмі новонародженого теляти води міститься 72%, в 1,5-річному віці — 61%, а у дорослого бичка — лише 52%. Значення води в організмі дуже важливе. Якщо тварину позбавити води, вона гине через кілька діб. Так, добре вгодована собака витримує голод до 100 днів, а без води вона гине через 10 днів. Кінь без води може прожити не більше 17–18 днів.

В організмі тварин розрізняють гідраційну, мобільну й вільну воду. Вільна вода знаходиться в плазмі крові, у лімфі, спинномозковій рідині, травних соках і в сечі. За допомогою вільної води до тканин і клітин надходять поживні речовини, а також виділяються із організму продукти обміну.

Розподіл води між тканинами в організмі неоднаковий, більша кількість її утримується в тканинах головного мозку — 70–80%, менше у кістках — 22%. Вода в організмі розподіляється так: 71% її знаходиться в середині клітин, 19 — в міжклітинних просторах тканин і 10% води входить до складу плазми, лімфи та інших циркулюючих в організмі рідин.

Основним депо води в тілі тварин є м’язи, які її містять 50%; допоміжними депо води є шкіра, підшкірна клітковина, печінка, нирки та інші органи.

Питна вода для тварин повинна бути чистою, прозорою, приємною на смак, не повинна містити патогенних мікроорганізмів та шкідливих речовин, яєць та личинок гельмінтів. Надлишок води в організмі викликає значне розрідження електролітів, що призводить до пошкодження клітин і відповідно до «водного» отруєння. Для пиття придатна вода з температурою 7–12 °С.

Методи напування впливають на стан здоров’я тварин та їх продуктивність. На комплексах, де тварин напувають часто і досхочу, при однакових раціонах годівлі спостерігаються кращий ріст і вища продуктивність. Нестача питної води знижує споживання корму тваринами на 30% (Грибан В. Г.).

234

Розділ 5. Обмін речовин

Мінеральний обмін

Мінеральні речовини відіграють важливу роль у життєдіяльності організму. Вони необхідні для нормального функціонування різних органів, росту й розвитку організму. Мінеральні речовини становлять основу кісткової тканини. Вони беруть участь у обмінних процесах, підтримують кислотно-лужну рівновагу в крові, створюють осмотичний тиск, забезпечують збудливість нервової й м’язової тканини.

Мінеральні речовини надходять в організм тварин з; кормом та водою. Нестача їх у раціоні спричиняє порушення обміну речовин, захворювання та загибель тварин. Мінеральні речовини повинні постійно надходити в організм, оскільки вони виводяться з сечею, калом, потом, а в лактуючих тварин і з молоком. Підвищена потреба в мінеральних речовинах спостерігається під час вагітності, посиленої лактації, в період росту; у овець — після стрижки, у птиці — під час линяння та в період інтенсивного відкладання яєць.

Мінеральні речовини, що містяться в організмі в значних кількостях і становлять 98–99%, називаються макроелементами; інші —

внезначних кількостях і становлять 1–2% в організмі, називаються мікроелементами.

Макроелементи виконують пластичну функцію, беруть участь у побудові організму (особливо кістяка), а також необхідні для нормального перебігу всіх видів обміну речовин.

До основних макроелементів належать натрій, калій, кальцій, фосфор, магній, сірка, хлор.

Натрій є активним електролітом і антагоністом калію. Він міститься в організмі у вигляді хлористих, двовуглекислих і фосфорнокислих солей. Багато його є у крові, лімфі, тканинній рідині, менше в клітинах. В організм натрій надходить з кормом в основному у вигляді хлористого натрію. Натрій необхідний для будови тканин. Він бере участь у нормалізації обміну речовин та підвищенні продуктивності тварин. Натрій у комплексі з калієм бере участь у створенні електричних зарядів у клітинах нервової та м’язової тканин. Солі натрію

восновному створюють осмотичний тиск. Нестача натрію у раціонах лактуючих корів різко знижує удій і порушує травлення, апетит, спричиняє м’язову слабість. Свині й птиці дуже чутливі до надмірного вживання натрію. У рослинних кормах міститься багато калію

235

Фізіологія сільськогосподарських тварин

і мало натрію. Тому великій рогатій худобі потрібно систематично згодовувати кухонну сіль. Норма добової даванки кухонної солі для молочних корів 100— 150 г, сухостійних 80–100, молодняка великої рогатої худоби на відгодівлі — 40–50 г.

Калій входить до складу клітин. У комплексних сполуках з натрієм та хлором він підтримує осмотичний тиск, регулює водний обмін

ворганізмі. Калій разом з натрієм утворює натрієво-калієвий насос, який забезпечує генерацію біоелектричних потенціалів у тканинах організму; створює електричний заряд у клітинах нервової та м’язової тканин, бере участь у транспортуванні вуглекислого газу кров’ю, впливає на роботу серця. Іони калію, натрію і кальцію діють, як слабкі подразники, рефлекторно посилюють функцію слинних і шлунко- во-кишкових залоз, сприяють утворенню ферменту пепсину, соляної кислоти, активізують перистальтику кишечника і підвищують всмоктування. Калію багато в рослинних кормах, тому травоїдні тварини не страждають від його нестачі.

Кальцій має дуже важливе значення для організму тварин, 97% його знаходиться у кістковій тканині у вигляді фосфорнота вуглекислих солей. Він входить до складу всіх тканин і крові тварин. Значна частина його зв’язана з білками. Разом з фосфором він становить основну масу кісткової тканини. Кальцій знижує збудливість нервових центрів, тому при його нестачі в крові у тварин настають судороги. Кальцій бере участь у процесах зсідання крові, стимулює серцеву діяльність, впливає на проникність клітинної мембрани для натрію і калію, бере участь у процесі м’язового скорочення, сприяє взаємодії актину і міозину.

Кальцій необхідний для росту й розвитку молодого організму тварин. Він підвищує плодючість свиноматок і життєздатність приплоду, позитивно впливає на продуктивні якості сільськогосподарських тварин. Особливу потребу в кальції відчувають молодняк і лактуючі тварини, які виділяють його сполуки з молоком. Кальцій є

вусіх кормах, більше його в грубих. Обмін кальцію регулюється нейрогуморальними механізмами.

Із організму кальцій виділяється нирками, печінкою, переважно епітелієм товстого кишечника.

Добова потреба тварин у кальції: для корів на 100 кг маси — 5 г, новонароджених телят — 32, овець — 3–10, коней — 35–100 г.

236

Розділ 5. Обмін речовин

Фосфор в організмі перебуває у вигляді солей фосфорної кислоти. Він входить до складу різних білків, ліпідів, вуглеводів. Близько 80% його знаходиться в кістковій тканині у тісному зв’язку з кальцієм і тільки 20% — в інших тканинах. Фосфорна кислота бере участь в обміні білків, жирів, вуглеводів і вітамінів, а її солі виконують роль буферних систем, які підтримують кислотно-лужну рівновагу в тканинах. Фосфор є важливою складовою частиною нуклеїнових кислот. Він входить до складу аденозинтрифосфорної кислоти і креатинфосфату, в яких акумулюється енергія, що утворюється в процесі обміну речовин.

Неорганічний фосфор із організму виводиться з сечею, калом, а в лактуючих тварин — з молоком.

При тривалому фосфорному і кальцієвому голодуванні у тварин порушується статева діяльність, зменшується маса, погіршується апетит, з’являється лизуха.

Норми фосфору та кальцію на одну кормову одиницю: для сухостійних корів 5–6 г фосфору і 8–10 г кальцію; для дійних — відповідно 4–5 і 6–8; молодняка — 4–8 і 5–10 г.

Магній знаходиться в субклітинних структурах і є активатором окислювального фосфорилювання. Він активує ряд ферментів. Магній міститься переважно в кістках і м’язах у вигляді фосфорнокислої солі, зв’язаної з білковими сполуками. В організм магній надходить у достатній кількості з кормом. Магній бере участь у процесі м’язового скорочення, активує вироблення антитіл організмом, входить у пропердинову систему, що забезпечує природну резистентність організму проти різних збудників. Надлишок магнію призводить до порушення обміну речовин, пригнічує ріст молодих тварин, що чітко виявляється при нестачі в раціоні кальцію, фосфору й каротину. Магній супроводить кальцій в усіх клітинах тваринного організму. Іони магнію містяться в мітохондріях і беруть активну участь в окислювальному фосфорилюванні. Магній утворює активний магнієвобілковий комплекс, який необхідний для скорочення м’язів.

Нормальний обмін речовин у жуйних забезпечується при щодобовому прийомі 2–3 мг магнію на 1 кг маси тіла.

Сірка входить до складу білків (кератин, муцин, мукоїди та ін.), амінокислот (метіонін, цистин, цистеїн), фізіологічно активних речовин (глютатіон, інсулін, пітуїтрин, кофермент А та ряд білкових гормонів). Сірка входить до складу вітамінів тіаміну (В1) і біотину

237

Фізіологія сільськогосподарських тварин

(Н). Особливо багато її у рогах, шерсті. Сірка надходить в організм разом з білками корму, а виводиться з сечею, калом і потом. Вона використовується в організмі для знешкодження ряду отруйних речовин — фенолів, індоксилів та інших продуктів обміну, для синтезу бактеріального білка у рубці жуйних тварин.

Хлор є в усіх рідинах організму у вигляді хлористих сполук з .натрієм, кальцієм і марганцем. Хлор бере участь в біохімічних і фізіологічних процесах у комплексних сполуках з названими катіонами. Іони хлору, сполучаючись з іонами водню, утворюють соляну кислоту шлункового соку. Хлориди відіграють важливу роль в організмі у створенні осмотичного тиску крові і міжклітинної рідини. Хлор виділяється з організму сечею, калом і потом. Іони хлору активують деякі ферменти, сприяють нормалізації функції нервової системи і підвищенню продуктивності тварин. Хлор бере участь у процесі транспортування вуглекислого газу кров’ю, у водному обміні. При посиленому потовиділенні зменшується кількість хлоридів у організмі. Шкіра є депо хлору.

Мікроелементи необхідні для забезпечення нормального перебігу обмінних процесів у організмі тварин. Найважливіші з них залізо, кобальт, мідь, цинк, йод, марганець, селен.

Залізо. У тілі тварин близько 90% заліза сполучено з білками. Воно є складовою частиною хроматинової речовини клітинних ядер, гемоглобіну крові та деяких дихальних ферментів (каталази, цитохромоксидази тощо). В організмі залізо відкладається в білкових сполуках у печінці, селезінці та слизовій оболонці кишечника. Потреба молодняка й дорослих тварин у залізі в період росту та вагітності підвищена. При нестачі його в організмі порушується утворення еритроцитів, синтез гемоглобіну, що призводить до гіпохромної анемії. Це спостерігається в молодняка у підсисний період, особливо у поросят і телят, оскільки в молоці дуже мало заліза.

Основним джерелом заліза для тварин є: зелені листки, трава бобових рослин і оболонки зерна. Потреба дорослих тварин у залізі невелика і забезпечується кормами.

Для забезпечення потреби організму тварин залізом рекомендуються установлені дози сірчанокислого заліза: для телят 50 мг, поросят 8–10 мг на добу.

Кобальт відіграє важливу роль в організмі сільськогосподарських тварин. В організм він надходить з кормом, відкладається в осно-

238

Розділ 5. Обмін речовин

вному у печінці, підшлунковій залозі та м’язах. Кобальт необхідний для синтезу деяких ферментів; входить до складу вітаміну В12, бере участь в утворенні еритроцитів і гемоглобіну, регулює білковий, вуглеводний та мінеральний обміни; впливає на внутрішньоутробний розвиток плода. Кобальт сприяє підвищенню продуктивності молока і вовни, поліпшує якість сперми, стимулює ріст молодняка. У жуйних тварин кобальт використовується мікроорганізмами для синтезу вітаміну В12. При нестачі цього елемента в організмі тварин розвивається анемія, виникає остеодистрофія, лизуха, порушується обмін речовин у кістках, виникає розм’якшення, порозність і перелом кісток. У молодих тварин спостерігається деформація кісток черепа, а в дорослих — викривлення хребта. При гіпокобальтозі у тварин шерсть стає матовою, ламкою. Якщо кобальту не вистачає в раціоні тривалий час, тварини можуть загинути. Найбільш чутливі до нестачі кобальту високопродуктивні корови і телята.

Гіпокобальтоз має місце в біогеохімічних зонах з утриманням в ґрунті засвоюваного кобальту до 1,5 мг на 1 кг ґрунту. Телята від корів з дефіцитом кобальту дуже кволі і через кілька днів гинуть. Дефіцит кобальту у телят усувають введенням у їх раціон 3,5 мл розчину сульфату кобальту або внесенням на пасовища хлориду чи сульфату кобальту в суміші із звичайними добривами. Антагоністами кобальту є марганець, стронцій, бор. Встановлено, що у телят існує взаємозв’язок між кобальтом, міддю та молібденом. Кобальт зберігає рівень міді у печінці, а молібден знижує його.

Мідь міститься у тварин у всіх органах; найбільше її в печінці. Вона входить до складу багатьох білків, ферментів і необхідна для нормального перебігу вуглеводного, мінерального, водного та енергетичного обмінів. Мідь необхідна для нормальної пігментації волосу та шерсті.

В організм мідь надходить з кормами або у вигляді невеликих добавок препарату сульфату міді. Вона стимулює тканинне дихання, процеси кровотворення та синтез гемоглобіну. При нестачі міді в кормах у тварин затримується ріст, порушується функція нервової, кровоносної й м’язової систем, знижується статева активність; у великої рогатої худоби знижується молочна продуктивність, відтворювальна здатність, розвивається анемія. Телята від таких корів гинуть у перші дні життя. Різка нестача міді в організмі тварин, особливо вагітних,

239

Фізіологія сільськогосподарських тварин

призводить до діареї. При зниженні кількості міді в сироватці крові до 1–3 мг% (норма 6–12) у великої рогатої худоби відмічають лизуху. З організму вона виділяється з жовчю і частково нирками.

Для забезпечення тварин міддю у достатній кількості застосовують сульфат та хлорид міді,

Цинк міститься майже в усіх органах. Найбільше його в гіпофізі, статевих залозах, печінці, м’язах і спермі. Високий вміст цинку знайдено в шкірі і шерсті, у молоці, яйцях. Він є складовою частиною ферменту карбоангідрази, який бере участь у процесах дихання, а саме в утворенні вугільної кислоти з води і вуглекислого газу та в її розщепленні. Цинк стимулює обмін вуглеводів і білків в організмі тварин. Солі цинку активують дію гормонів, гіпофіза і підшлункової залози. З віком вміст цинку в органах тварин збільшується. Відсутність або нестача його в організмі порушує відтворювальну функцію, затримує ріст і розвиток молодняка, порушує функції центральної нервової системи, процеси травлення, затримує ріст шерсті. Основними клінічними ознаками дефіциту цинку в організмі є надмірне слиновиділення, гіперкератоз шкіри шиї, нижньої щелепи і внутрішнього боку кінцівок, тріщини шкіри тощо. Захворюванню телят можна запобігти, згодовуючи добавки кормового цинку. Надлишок цинку спричиняє тяжке отруєння тварин. Добова потреба в цинку 60–100 мг на 1 кг сухого корму.

Йод відноситься до важливих мікроелементів. Він входить до складу гормонів щитовидної залози, які регулюють майже всі види обміну речовин в організмі тварин. У незначній кількості йод зустрічається майже у всіх кормах. Найбільше його в морських водоростях (0,2%) і рибному борошні. Вміст йоду в рослинах залежить від кількості його в ґрунті. Встановлено тісний зв’язок між обміном кальцію, фосфору та йоду. Так, надлишок кальцію і фосфору в організмі тварин призводить до зниження засвоєння йоду. Нестача його в організмі тварин призводить до захворювання на ензоотичний зоб. У молодняка спостерігається затримка росту й розвитку, порушення обміну речовин, функції серцево-судинної, кровотворної і статевої систем та печінки.

Удорослих тварин при нестачі йоду знижується продуктивність

іплодючість, йод надходить в організм з кормами і водою. Йодна нестача виявляється при незбалансованому раціоні, дефіциті вітамінів А, С (кобальту і марганцю).

240

Розділ 5. Обмін речовин

З метою компенсації дефіциту його у новонароджених у раціон тільних корів включають сіль-лизунець, що містить йод або концентратну суміш з 1%-ю добавкою йодованої солі.

Марганець міститься в усіх органах і тканинах тварин. Найбільше його у печінці, кістках, нирках, підшлунковій залозі та гіпофізі. Багатим джерелом марганцю є рисові висівки, відходи пшеничного помелу, зелені корми бобових трав. Марганець в організмі тварин активує ферменти в обміні вуглеводів, білків і ліпідів. Він необхідний для розвитку кісток скелета молодняка. При нестачі марганцю порушуються білковий, вуглеводний, жировий і мінеральний обмін, функції кровотворення та статевої системи, затримується ріст і розвиток молодняка. Антагоністами марганцю є молібден та йод.

Селен за дією близький до вітаміну Е. Тривалий час він вважався токсичним елементом, який викликав апатію, регідність суглобів, хромоту, випадання волосу із гриви та хвоста і деформацію копит. Тепер встановлено, що селен запобігає м’язовій дистрофії у телят та ягнят; впливає на засвоєння і обмін вітамінів А, С, Е і К в організмі; регулює швидкість окислювально-відновних процесів. При дефіциті селену в раціоні у тварин розвивається біломускульна хвороба.

Регуляція водно-сольового обміну

Водно-сольовий обмін в організмі тварин регулюється нервовою та ендокринною системами. Сольовий та водний обміни тісно пов’язані між собою. Центром регуляції водно-сольового обміну є гіпоталамус. Мінеральний склад органів і тканин організму тварин відносно сталий, що пов’язано з діяльністю органів, які депонують ті чи інші мінеральні речовини. Такими органами є шкіра, печінка, селезінка, кісткова тканина та ін.

У гіпоталамусі знаходяться спеціальні осморецепторні нервові клітини, чутливі до зміни концентрації електролітів. Відповідне збудження цих клітин викликає рефлекторні реакції, в результаті чого відновлюється сталість осмотичного тиску крові.

Отже, регуляція водно-сольового обміну в організмі відбувається гіпоталамусом через залози внутрішньої секреції, гіпофіз, щитовидну, паращитовидну, надниркові залози. Щитовидна залоза виділяє гормон тиреокальцитонін, який знижує кількість кальцію й фосфору в крові, гормон паращитовидних залоз — паратгормон — збільшує

241

Фізіологія сільськогосподарських тварин

вміст кальцію в крові, а гормон кори надниркових залоз альдостерон посилює всмоктування натрію в нирках і виведення калію.

Солі та вода надходять в організм через травний тракт, а виводяться з сечею, калом, видихуваним повітрям, молоком, секретом слізних, потових та інших залоз.

Сталість фізико-хімічних властивостей внутрішнього середовища організму — крові, міжклітинної та інших рідин — забезпечується складним нейрогуморальним шляхом за активною участю нирок. Нервова система, насамперед кора головного мозку, впливає на сечоутворення, а також на гомеостаз рідин організму. Так, больові подразнення у тварин тимчасово знижують сечоутворення. Подразнення симпатичного нерва призводить до звуження ниркових судин і зміни діурезу.

Осмотичний тиск крові та міжклітинної рідини впливає на водносольовий обмін. Осморецептори стінки аорти, сонної артерії, судин нирок і печінки сприймають подразнення, пов’язані із збільшенням концентрації солей у крові, коли виникає спрага чи збільшення кількості води прн відносному зменшенні солей і гідремії.

Антидіуретичний (АДГ) і аденокортикотропний гормони (АКТГ) відповідно задньої і передньої долей гіпофіза є основними гормонами, які беруть участь у процесах осморегуляції.

У регуляції функції нирок бере участь адреналін — гормон мозкового шару наднирників. Підвищена його концентрація в крові різко знижує процес сечоутворення.

Регуляція водно-сольового гомеостазу перебуває в. прямій функціональній залежності від умов навколишнього середовища. Так, наприклад, при високій зовнішній температурі та інтенсивному фізичному навантаженні з організму тварин виділяється велика кількість води з потом та при диханні.

242

Розділ 5. Обмін речовин

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1.Суть обміну речовин?

2.Що таке асиміляція?

3.Що таке дисиміляція?

4.Методи вивчення обміну речовин.

5.Фізіологічне значення білка та окремих амінокислот для організму тварин.

6.Повноцінні та неповноцінні білки.

7.Потреба організму в білках.

8.Що таке азотистий баланс?

9.Що таке білковий мінімум?

10.Біологічна цінність білка та від чого вона залежить?

11.Суть азотистої рівноваги в організмі.

12.Суть основного обміну?

13.Суть загального обміну?

14.Яка роль шлунково-кишкового тракту в білковому обміні?

15.Регуляція білкового обміну.

16.Особливості білкового обміну у жуйних.

17.Енергетичне і структурне значення жирів.

18.Роль окремих жирних кислот.

19.Особливості ліпідного обміну у жуйних.

20.Регуляція жирового обміну.

21.Значення жиру в організмі тварин.

22.Обмін вуглеводів.

23.Роль печінки у обміні вуглеводів.

24.Особливості вуглеводного обміну у жуйних.

25.Регуляція вуглеводного обміну.

26.Фізіологічне значення вітамінів.

27.Обмін жиророзчинних вітамінів.

28.Обмін водорозчинних вітамінів.

29.Роль води в організмі.

30.Обмін макроелементів.

31.Обмін мікроелементів.

32.Регуляція водно-сольового обміну.

243