Химические процессы

Химические процессы проявляются в гидролизе пищевых веществ ферментами желудочно-кишечного тракта. Своеобразие его анатомо-гистологического строения обусловливает у сельскохозяйственных животных особенности процессов пищеварения: например, разложение клетчатки микроорганизмами в преджелудках и толстом кишечнике у животных; пищеварительное действие растительных ферментов свежего зеленого корма, что имеет огромное значение для коз.

Слюна — первый пищеварительный секрет, представляет собой смесь секретов нескольких желез ротовой полости. Реакция слюны чаще всего щелочная. При активной стимуляции желез щелочность слюны повышается за счет значительного содержания бикарбонатов (от 0,5 до 0,77 %). За сутки у овец и коз со слюной выделяется от 110 до 170 г бикарбоната, у крупного рогатого скота — около 300—350 г. Ферментативное действие слюны у коз, как и у других хозяйственных животных, незначительно. Птиалин (смесь амилазы и мальтозы) содержится больше в слюне у свиней, немного — в слюне у лошадей, совершенно нет его в слюне овец, коз, собак, кошек.

Желудочный сок — второй пищеварительный секрет (у жвачных — сычужный сок). В его состав входят соляная кислота, хлориды натрия, калия, аммония. Соляная кислота образуется в стенках внутриклеточных секреторных канальцев клеток слизистой желудка.

Ферменты желудочного (сычужного) сока: пепсин, катепсин, липаза, химозин (свертывающий молоко). Пепсин является сильным ферментом: под его влиянием распадаются почти все природные белки. Катепсин обеспечивает при слабокислой реакции переваривание белков в начале молочного периода развития молодняка, когда выработка соляной кислоты незначительна.

Липаза гидролизует только эмульгированные жиры молока и яичного желтка.

Микробы в пищеварительном тракте у травоядных способствуют перевариванию клетчатки (целлюлозы) в рубце и в толстом кишечнике. Разложение клетчатки у жвачных идет в рубце, у свиней — в толстом отделе кишечника, у лошадей — в слепой кишке, у птиц — в слепых кишках.

Среди продуктов брожения преобладают уксусная и пропионо- вая кислоты, некоторое количество молочной, масляной и других низших жирных кислот. Несмотря на это, содержимое рубца имеет щелочную реакцию (результат нейтрализации кислот брожения бикарбонатами слюны).

В преджелудках содержится большое количество инфузорий. Питаясь растительными белками и крахмалом, инфузории переводят их в легко усвояемые белки и гликоген, которые используются организмом жвачных при переваривании инфузорий по мере дальнейшего передвижения химуса в тонком кишечнике.

Панкреатический сок — третий пищеварительный секрет, имеющий щелочную реакцию (pH = 8,0—8,3). В его состав которого входят органические и неорганические вещества (альбумин, глобулин, муцин, биокарбонаты, хлориды и др.), ферменты (трипсин, амилаза, липаза и др.).

Кишечный сок — четвертый пищеварительный секрет. Это слизистая жидкость, содержащая лейкоциты, отпавшие эпителиальные клетки, ферменты (амилазу, липазу, мальтозу, сахарозу и др.).

Желчь — пятый пищеварительный секрет. Постоянная ее секреция имеет исключительное значение для процессов обмена, особенно для химии пищеварения. Желчь нейтрализует кислый химус, что благоприятно для действия ферментов панкреатического и кишечного секретов. Вместе с желчью удаляются из организма частично конечные продукты и чуждые для организма соединения (лекарственные вещества, холестерин и другие кислоты). Специфическое значение желчи обуславливается наличием в ней желчных пигментов и солей желчных кислот.

Обмен белков. Белки под влиянием пищеварительных ферментов распадаются до аминокислот, которые всасываются через слизистую оболочку кишечника преимущественно в кровь воротной вены. В органах и тканях аминокислоты идут для синтеза белков, ферментов, гормонов, антител и других важнейших соединений. Если белок корма полноценен, т. е. содержит жизненно необходимые аминокислоты, то одного грамма такого белка достаточно для восстановления одного грамма тканевого белка. Часть аминокислот распадается, особенно в печени, с образованием конечных азотистых продуктов, характерных для того или иного вида животных.

Для характеристики белкового обмена веществ очень показательна разница между количеством усвояемого азота корма и количеством азота, выделяемого с мочой и калом. У нерастущих организмов в норме эта разница минимальна, что характерно для состояния азотистого равновесия. При голодании, истощении животных выделяется азота из организма больше, чем поступает с кормом. В этом случае азотистый баланс становится отрицательным. У растущих животных, естественно, азотистый баланс положителен.

Минимальное количество азота корма, необходимое для поддержания азотистого равновесия, называется белковым минимумом. Продолжительная работоспособность организма и его сопротивляемость к инфекциям обеспечивается кормовой нормой с большим содержанием белка, так называемым гигиеническим белковым минимумом. Азотистое равновесие находится под влиянием нервноэндокринных факторов.

Обмен углеводов. Углеводы корма расщепляются пищеварительными ферментами преимущественно до моносахаридов.

Обмен жиров. Всасывание жировых веществ в клетки слизистой оболочки кишечника происходит различным путем. Некоторая часть пищевого жира всасывается в форме тонкой эмульсии.

Биологическое значение жировых веществ разнообразно. Жир подкожной клетчатки играет роль не только запасного жира, но и теплового изолятора, особенно у теплокровных животных холодных морей. У больших китов Антарктики толщина подкожного жира достигает 50—70 см. Жировая клетчатка служит защитой от механических сотрясений, например для глазного яблока, почек, кишечника. Жир сальных желез кожи является превосходною смазкой у водоплавающей птицы, шерсти у овец. Физиологическая теплота сгорания жиров более чем вдвое превышает таковую углеводов и белков.

По химическому составу и по месту расположения в организме различают запасный и структурный жир.

Запасный жир представляет собой главным образом смесь триглицеридов высших жирных кислот. Он откладывается в наиболее значительном количестве в брыжейке, в подкожной и мышечной и соединительной ткани животного, образуя слой жира, характерный для каждого вида. Известны различные жиры: свиной, говяжий, козий, бараний, гусиный и др. Природа этого жира меняется в зависимости от характера кормовых веществ. При скармливании риса, подсолнечного и льняного жмыха происходит откладывание жира более мягкой консистенции, при скармливании гороха — образование более плотного жира.

Структурный жир является постоянной составной частью клеток и состоит преимущественно из смеси мукоидов, находящихся во всей массе цитоплазмы и ее поверхностном слое.

Запасы жира пополняются за счет жировых веществ корма и новообразования из углеводов и белков.

Минеральный обмен. Для нормальной функции организма необходимы минеральные элементы в достаточном количестве и в должном сочетании. Бессолевое питание в течение 2—3 месяцев, как правило, приводит животный организм к гибели. Одним из признаков недостаточности солей в норме является снижение массы тела, что само по себе говорит о значительном нарушении обмена веществ. У травоядных животных наблюдается большая потребность в минеральных веществах, особенно в период роста и лактации. Около 5/6 всех минеральных веществ содержится в костной ткани. Однако соли имеют значение не только как структурный материал. Они необходимы для многих физиологических процессов: для активности протоплазмы, ферментативных процессов, для возбудимости мышц и нервных клеток, межклеточной жидкостью, для осмоса и т. д.

Соединения кальция, магния и фосфора являются необходимой составной частью всех тканей. Продолжительный отрицательный баланс кальция и магния ведет к повышенной возбудимости нервной системы и к декальцификации костей, что особенно неблагоприятно при беременности и лактации.

Процессы кальцификации и декальцификации зависят от многих факторов, прежде всего, от содержания солей кальция и фосфора в кормовых веществах. При недостатке в корме солей кальция и фосфора у ягнят, козлят, телят быстро снижается количество неорганического фосфора в крови и несколько медленнее падает содержание кальция.

Водный обмен. Вода имеет исключительное значение для организма как среда, где протекают процессы обмена.

В клетках и жидкостях организма вода находится частично в свободном состоянии; но большая часть воды связана с коллоидами (белок, гликоген и др.) в виде гидратационной воды. Этим объясняется плотность органов и тканей, несмотря на большое содержание воды в них. Вода является не только хорошим растворителем, но и важнейшим фактором в регуляции физиологических процессов. Благодаря высокой теплоемкости воды сохраняется теплота в организме. Значительная затрата теплоты на испарение с поверхности тела предохраняет большинство животных от перегревания. По сравнению с другими жидкостями вода отличается высокой теплопроводностью. Вследствие этого, а также постоянного обращения крови и лимфы легко выравнивается температура в отдельных частях организма.

Направление обратимых реакций в некоторых случаях зависит от водного баланса системы. Изменения количества свободной и связанной воды сказывается на интенсивности их обменных процессов.

Вода постоянно теряется через легкие, кожу, почки и кишечник, поэтому без питьевой воды жизнь невозможна. Приблизительно 1/6 потребности в воде удовлетворяется за счет ее образования при распаде органических веществ: например, при сгорании 100 г жира образуется 107,1 г воды, крахмала — 55,5 г, белка — 41,9 г.

Такое образование «метаболической» воды имеет значение в периоде зимней спячки животных, для насекомых в стадии куколки, для развития зародыша в яйце курицы (главным образом за счет окисления жиров).

Способность верблюда обходиться продолжительное время без воды обусловливается интенсивным жировым обменом и запасами воды в соединительной ткани.

Общее количество воды в организме взрослого животного составляет 65—70 % от его массы, у новорожденных — несколько выше. Около 55 % массы тела составляет плазма крови; 15 % — межклеточная жидкость и 50 % — внутриклеточная жидкость. По мере увеличения жировых запасов общее количество воды уменьшается. Так, в организме полужирной овцы воды около 50 %, очень жирной — около 35 %.

Распределение воды в организме отличается неравномерностью: например, в печени, мозге, коже — около 70 % воды, в сердце и в мышцах — 76—80 %, в почках, легких, крови, лимфе — 80— 83 %. Масса мышечной ткани очень велика, поэтому в ней содержится наибольшая доля воды (48—55 % от общего количества). Особенно важно достаточное содержание воды в соединительной ткани. Это обеспечивает сохранение объема межклеточного пространства. При сильном обезвоживании соединительной ткани нарушается обмен между клетками и межклеточной жидкостью, наступает угроза жизни.

Голодание с лишением питьевой воды особенно ухудшает состояние животного. При полном голодании (отсутствие воды и пищи) потеря в массе тела около 22 % ведет к гибели животного.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >