Обмін мінеральних речовин

Мінеральні речовини, що входять до складу корму і води, в організ­мі зазнають перетворень. Так, основну масу мінеральних речовин, що перебувають у вільному стані, організм засвоює без будь-якої попередньої переробки. Частина мінеральних речовин, що перебувають у зв'язаному стані, засвоюється тільки після розщеплення кормів ферментами травного каналу. Це насамперед фосфорна кислота — складова частина нуклеїнових кислот, фосфопротеїдів або фосфатидів, залізо — гемоглобіну і міоглобіну, магній — хлорофілу тощо. При цьому корми спочатку розщеплюються ферментами до органічних і неорганічних речовин, а потім до молекул, окремі з яких розпадаються на іони, після чого і засвоюються організмом.

3. Всмоктування мінеральних речовин. Частина мінеральних речовин всмоктується в шлунку, основна маса — слизовою оболонкою тонкої кишки, частково — товстої кишки. Так, фосфорна кислота всмоктується у вигляді мінеральних солей або фосфорних ефірів. Всмоктування двовалентних або полівалентних катіонів — багатоступінчастий процес, який залежить від багатьох факторів. Так, всмоктування ряду катіонів стимулюється наявністю в хімусі жирів, жовчі і соку підшлункової залози. Всмоктування кальцію стимулюється наявністю в хімусі вітаміну D. З аніонів найшвидше всмоктуються хлорид-іони, повільніше — йодид- і бромід-іони, повільно— нітрат- і сульфат-іони.

Частинки мінеральних речовин проникають у цитоплазму клітин покривного епітелію слизової оболонки в результаті дифузії або осмосу, деяка частина — піноцитозом або у вигляді сполук з білковими переносниками. По ендоплазматичній сітці вони переміщуються від апікального до базального кінця клітини, потім надходять у міжклітинний простір, з нього в кровоносну (частково у лімфатичну) систему ворсинок, брижі і, нарешті, в печінку і краніальну порожнисту вену, після чого розносяться по всьому організму, де використовуються його тканинами і клітинами. В печінці та інших органах частина мінераль­них речовин депонується.

Надлишок у кормах мінеральних речовин може викликати підви­щення осмотичного тиску в організмі і зміну іонного складу біологічних рідин. Ці явища усуваються рефлекторно — з появою відчуття спраги вживається відповідна кількість води, а надлишок мінеральних речовин видаляється нирками, потовими залозами і слизовою оболонкою кишок.

4. Проміжний обмін мінеральних речовин. Мінеральні речовини частково залишаються в крові і лімфі, більшість їх відкладається в органах і тканинах або використовується окремими клітинами для різних потреб.

Існує локальність у депонуванні і відкладанні мінеральних речовин. Так, кальцій і магній у вигляді фосфатів, карбонатів та апатитів відкладаються у кістковій тканині. У кістках скелета концентруються фтор, титан, стронцій, цезій, рубідій, алюміній, берилій, свинець, олово тощо. Залізо накопичується в тканинах печінки і в кістковому мозку, де утворюються еритроцити. Багато заліза концентрується в селезінці — місці руйнування еритроцитів. Цинк і марганець накопичуються переважно в тканинах підшлункової залози. Місцем депонування йоду є щитовидна залоза. На іони натрію і калію багаті шкіра, підшкірна клітковина і м'язова тканина, плазма крові, лімфа, ліквор.

Іони калію зосереджені всередині клітин, натрію — у позаклітинній рідині Обмін іонів між клітиною і міжклітинною рідиною відбувається згідно з законами осмосу. У біологічних рідинах мінеральні речовини знаходяться у зв'язаному з білками (глобулінами) стані, у вигляді окремих іонів (активна форма) або солей.

В організмі відбувається безперервний обмін мінеральних речовин. В епіфізі великої гомілкової кістки протягом 9 діб оновлюється до 11 % фосфору, а за 50 діб — 28,6 %. Протягом доби в організмі миші обмі­нюється близько 20 % кальцію і 5 % стронцію. 50 % радіоактивного йоду в тканинах щитовидної залози обмінюється через 5 год після введення, через 3 год з організму його видаляється 13 %, через добу — 50 %. Радіоактивне залізо, введене в організм, через кілька годин з'являється в гемоглобіні, а протягом 3 тижнів оновлюється до 60 % заліза еритроцитів.

5. Кінцевий обмін мінеральних речовин. Продукти кінцевого обміну і мінеральних речовин виділяються з сечею, потом і калом. Легені майже не беруть участі у виділенні цих продуктів. Частина мінеральних речовин у самок виділяється з молоком.

Через нирки з сечею виділяються натрій, калій, кобальт, кальцій, магній, вісмут, літій, сурма, хлор, бор, бром, йод, фтор, сірка та деякі інші елементи. Натрій і калій виділяються у вигляді хлоридів і сульфатів, сірка — у вигляді сульфатів і парних сполук, фосфор — у вигляді середніх і кислих солей ортофосфорної кислоти.

З калом виділяються залізо, кальцій, мідь, стронцій, алюміній, берилій, марганець, цинк, молібден і взагалі важкі метали у вигляді різних солей. Слизова оболонка кишок здатна виділяти лужноземельні солі фосфорної кислоти. З калом видаляються мінеральні речовини, які не корисні для організму і входять до складу кормів (кремнієва кислота, силікати тощо).

Частина мінеральних речовин виділяється з потом. Піт коня, наприклад, містить 94,38 % води і 5 % мінеральних речовин. Вони виділяються у вигляді хлоридів, сульфатів, фосфатів тощо.

Стан мінерального обміну в організмі характеризує мінеральний баланс. У молодих і вагітних тварин він додатний, у старих — від'ємний, у тварин, які перебувають на стадії морфофункціональної зрілості і розквіту продуктивності, спостерігається мінеральна рівновага.

6. Регуляція мінерального обміну. Насамперед він регулюється цен­тральною нервовою системою. Встановлено, що видалення у експери­ментальних тварин кори великих півкуль різко зменшує кількість мінеральних речовин у кістках, м'язах і збільшує їх вміст у печінці. Зростає виділення солей кальцію, натрію, калію і заліза з сечею, калом і потом.

Участь залоз внутрішньої секреції в регуляції мінерального обміну значна. Зокрема, паратгормон регулює обмін кальцію, магнію та фосфору. Мінералокортико'їди кори надниркових залоз беруть участь у регуляції обміну кальцію і натрію, а також виділення їх надлишку з сечею. Альдостерон регулює розподіл іонів натрію і калію між плазмою крові і клітинами. Під впливом антидіуретичного гормону задньої частки гіпофіза зменшується виділення сечі з організму і відбувається затримка мінеральних речовин у органах, тканинах і клітинах. Статеві гормони стимулюють діурез і сприяють виділенню надлишку мінеральних речовин з організму.

На обмін кальцію й фосфору впливає наявність у кормах вітамінів групи D. Між мінеральними речовинами існують синергізм і антагонізм. Так, якщо у ферментативних процесах іони К+, NH4 або РЬ^ є активаторами (для альдегіддегідрогенази), то іони Ма⁴", Li+ — інгібіторами. Ці відношення типові для іонів Mg і Са², Мп і Zn тощо.

7. Патологія мінерального обміну. Порушення обміну мінеральних речовин бувають первинні і вторинні. Первинні виникають при нестачі або надлишку в кормах і воді окремих мінеральних речовин. Прикладом може бути ендемічний зоб, що виникає при нестачі в раціоні йоду. Основною причиною карієсу зубів є нестача в кормах і воді фтору, а при надлишку його в раціоні тварин виникає флюороз.

Вторинні порушення мінерального обміну виникають внаслідок порушень обміну інших речовин або нейрогуморальної регуляції. Так, при пухлинах головного мозку різко зменшується вміст мінеральних речовин у кістковій і м'язовій тканинах. При нестачі в кормах вітамінів групи D зменшується засвоюваність організмом кальцію і фосфору. Гіпофункція паращитовидної залози призводить до виникнення тетанії і зменшення вмісту кальцію в крові тощо.