В зависимости от дальнейшей судьбы пирувата различают аэробное и анаэробное окисление глюкозы. Целью обоих типов окисления является получение АТФ.

Пути метаболизма пирувата в присутствии и в отсутствии кислорода

АЭРОБНОЕ РАСЩЕПЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ

В аэробном процессе пировиноградная кислота превращается в ацетил-КоА и далее сгорает в реакциях цикла трикарбоновых кислот до СО2 .

Общее уравнение аэробного окисления глюкозы:

C6H12O6 + 6 O2 + 38 АДФ + 38 Фнеорг → 6 CO2 + 44 H2О + 38 АТФ

АНАЭРОБНОЕ РАСЩЕПЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ

Этапы анаэробного окисления:

• фосфоролиз – реакция расщепления с присоединением фосфорной кислоты:

гликоген – глюкозо-1-фосфат – глюкозо-6-фосфат;

глюкоза - глюкозо-6-фосфат;

• расщепление глюкозо-6-фосфат до пирувата (пировиноградная кислота);

• восстановление пирувата до лактата (молочной кислоты);

• аэробное расщепление лактата (в мышцах) до СО2 и Н2О

Суммарное уравнение анаэробного гликолиза имеет вид:

C6H12O6 + 2 АДФ + 2 Фнеорг → 2 Лактат + 2 H2O + 2 АТФ

Регуляция углеводного обмена

Центр углеводного обмена находится в гипотоламусе и продолговатом мозге.

При избыточном поступлении углеводов в организм в печени происходит накопление гликогена, а при недостаточном поступлении, наоборот, гликоген, в ней распадается до глюкозы.

Большое значение в углеводном обмене имеют железы внутренней секреции — поджелудочная, щитовидная, надпочечники, гипофиз и др., которые под действием ЦНС регулируют ассимиляцию и диссимиляцию углеводов.

Гормональная регуляция углеводного гомеостаза: сплошными стрелками обозначена стимуляция эффекта, пунктирными — торможение

Регуляция углеводного обмена

р

61 вопрос Обмен липидов. Характеристика липидов. Значение липидов в организме и его обмен. Роль печени и лёгких в липидном обмене. Обмен фосфолипидов. Холестерин, его синтез, значение в организме. Регуляция обмена липидов

Обмен жиров Этапы жирового обмена:

• расщепление поступивших в организм с пищей жиров и их всасывание в желудочно-кишечном тракте;

• превращения всосавшихся продуктов распада жиров в тканях, ведущие к синтезу жиров, специфичных для данного организма;

• процессы окисления жирных кислот, сопровождающиеся освобождением биологически полезной энергии;

• выделение продуктов обмена из организма

Значение жира в организме

1. Богатые источники энергии (энергетическое значение липидов)

2. Входят в состав клеточных структур (пластическое значение липидов)

3. Регуляция теплового баланса (плохо проводя тепло, жировой слой ограничивает теплоотдачу)

4. Защита от механических воздействий

5. Источник воды в организме

6. Растворители витаминов А, Д, Е, К

7. У молодых (новорожденных) животных бурый жир, выполняет функцию поддержания температурного гомеостаза.

Липопротеиды - это комплексные соединения различных белков с жирами – мобильный резерв жира

К жироподобным веществамотносятся фосфатиды, стерины, воски и др. вещества. Основным их представителем является ацетилхолин, которого много в нервных тканях.

Стерины– гормоны коркового слоя надпочечников, мужские и женские половые гормоны, соли желчных кислот, холестерин и витамин Д.

Холестерин участвует в образовании желчных кислот, кальциферола, гормонов коры надпочечников и половых гормонов (при нарушении его обмена — атеросклероз, желчекаменная болезнь и, по данным некоторых ученых, даже злокачественных опухолей).

Источником жира могут быть углеводы. У крупного рогатого скота источником жира являются ЛЖК.

Жиры корма нельзя целиком заменить углеводами и белками, так как незаменимые жирные кислоты в организме не синтезируются и должны обязательно поступать с кормом (линолевая, линоленовая, арахидоновая).

Регуляция жирового обмена

Симпатическая нервная система способствует мобилизации жира. При ее возбуждении возможна убыль жира из жировой ткани и наоборот, слабая возбудимость симпатической нервной системы способствует понижению расщепления жира и приводит к ожирению.

Инсулин, пролактин, тиамин (витамин В1)активизируют процесс образования жира из углеводов непосредственно в жировой ткани.

Мобилизация жира и его энергетическое использование стимулируется гормоном щитовидной железы — тироксином.

Соматотропный гормонускоряет как выход жирных кислот, так и их сгорание. Выделяемая при этом энергия идет на синтез белка, что ведет к усиленному росту организма.

Регуляция жирового обмена=>

Вопрос Обмен энергии. Значение энергетического обмена для сохранения и обеспечения функций организма. Источники энергии в организме. Анаэробное и аэробное высвобождение энергии. Методы исследования обмена энергии. Прямая и непрямая калориметрия. Дыхательный и калориметрический коэффициент их значение. Регуляция обмена энергии

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.

• 1 ккал определяется как количество теплоты, необходимое для того, чтобы повысить температуру 1 г воды на 1°С.

• 1 ккал равна примерно 4,2 килоджоуля.

Обменная энергия используется для обеспечения процессов в тканях:

• связанных с поддержанием жизнедеятельности организма в состоянии покоя и натощак;

• связанных с поиском, приемом и перевариванием корма, поддержанием температуры тела;

• связанных с использованием на образование продукции и физической деятельностью у животных.

Количество усваиваемой энергии и обменной энергии в корме зависит как от его состава, так и от вида корма.

Регуляция обмена энергии

Роль центра в регуляции обмена веществ и энергии играет гипо­таламус.

Симпатическая н.с. повышает образование и использование энергии; парасимпатическая н.с. активирует образование АТФ; гормоны тироксин, трийодтиронин, катехоламины повышают энергетический обмен, глюкокортикоиды угнетают его. Повышение использования энергии вызывают половые гормоны.

Определение количественных параметров обмена энергии

п

67 вопрос Теплообмен и регуляция температуры тела. Постоянство температуры внутренней среды, как необходимое условие для нормального обмена. Механизмы теплорегуляции. Химическая и физическая теплорегуляция у животных разного вида. Температура тела у с/х животных. Нервная и гуморальная регуляция постоянства температуры тела у животных.

Система, обеспечивающая поддержание оптимальной температуры тела. Теплообмен и регуляция температуры тела.

Температура тела – один из важнейших факторов, определяющих обмен веществ, интенсивность роста и развития животного организма за счет влияния на скорость химических реакций.

Температура тела животных и человека поддерживается на относительно постоянном уровне независимо от температуры окружающей среды.

Постоянство температуры тела является необходимым условием существования животных. Колебания температуры тела у сельскохозяйственных животных незначительно и обычно не превышает 1°С.

Эти колебания зависят от возраста животных, пола, времени суток, времени года, физиологического состояния животных (беременность, течка и др.) и других факторов.

Животные

1Пойкилотермные (рыбы, земноводный, пресмыкающиеся)

2Гетеротермные (летучая мышь, колибри, некоторые грызуны и др.)

3Гомойотермные (птицы, млекопитающие)

Поддержание температуры тела

1Теплопродукция

• Осуществляется во всех тканях организма в процессе окисления белков, жиров и углеводов.

2Теплоотдача

• В основном происходит с поверхности тела, кожи (ее температура регулируется состоянием сосудов) путем испарения пота и выделения влаги, со слизистых органов дыхания.

Постоянство температуры тела у животных может сохраняться лишь при условии равенства теплопродукции и теплоотдачи всего организма.

Различают химическую и физическую терморегуляцию:

• Химическая терморегуляция осуществляется путем усиления или ослабления образования тепла организмом в процессе обмена веществ. Температура окружающей среды влияет на образование тепла. При понижении внешней температуры обмен веществ повышается и, наоборот, при повышении – понижается. Крупный рогатый скот лучше переносит холод, чем тепло. У него химическая терморегуляция в условиях высоких температур проявляется слабо, и постоянство температуры обеспечивается хорошо развитой физической терморегуляцией.

• Физическая терморегуляция – это совокупность физиологических процессов, регулирующих отдачу тепла организмом.

Теплопродукция

Образование теплоты в организме происходит непрерывно в процессе обмена веществ. Наибольшее количество теплоты образуется в органах с интенсивным обменом веществ и большой массой – печени и мышцах. При мышечной работе накопленная в мышцах химическая энергия только на 1/3 переходит в механическую работу, а остальные 2/3 переходят в тепловую.

• Несократительный термогенез – образование теплоты путем обменных процессов.

• Сократительный термогенез – когда для поддержания температуры тела требуется дополнительная теплота, она вырабатывается путем непроизвольной тонической или ритмической мышечной активности(феномен дрожи), а также путем произвольной двигательной активности животного.

Теплопродукция на 1 м2 поверхности тела в сутки составляет 3947-4512 кДж. Чем больше масса животного, тем меньше площадь поверхности, приходящаяся на 1 кг массы, тем соответственно на 1 кг массы меньше величина теплопродукции (у лошади 47,3, а у кролика 314,3 кДж в сутки).

У новорожденных и мелких животных в условиях холодового стресса увеличение образования теплоты обеспечивается за счет ускорения жира в бурой жировой ткани, локализованной между лопатками. В клетках бурой жировой ткани много митохондрий, которые окружают капельки жира.

Теплоотдача

Выделение теплоты в окружающую среду:

-конвекция

-теплопроведение

-теплоизлучение

-испарение влаги

-Незначительное количество с мочой и калом

Теплота, вырабатываемая в организме, отдается в окружающую среду с поверхности тела через кожу. Температура частей тела вблизи поверхности ниже, чем температура центральных частей. (Поверхностный слой – пойкилотермная оболочка; центральная часть – гомойотермная сердцевина).

Внутренняя температура в различных органах и в пределах одного органа, в различных его частях несколько разнится. Наиболее высокая температура в прямой кишке. Но она отличается пространственной неравномерностью: на глубине 10-15 см она на 1*С выше, чем в области ануса.

Интенсивность теплоотдачи обусловлена физическими факторами:

• Температура воздуха;

• Влажность;

• Теплоизлучение;

• Скорость движения окружающего воздуха;

• Тепловая изоляция.

Регуляция поддержания температуры тела.

Под терморегу­ляцией понимают совокупность физиологических и психофизиологи­ческих механизмов и процессов, деятельность которых направлена на поддержание относительного постоянства температуры тела. Как у человека, так и у других теплокровных животных на относительно постоянном уровне поддерживается температура «ядра» тела. Это достигается с помощью баланса между количеством продуцируемого в единицу времени тепла и количеством тепла, рассеиваемого ор­ганизмом за то же время в окружающую среду.

Основным нервным центром, регулирующие температуру тела, является гипоталамус. В нем имеются центры теплоотдачи и теплообразования. Центральный механизм терморегуляции приводится в действие двумя путями. Первый путь осуществляется температурой крови, притекающей к гипоталамусу, а второй – рефлекторный, сигналами от холодовых и тепловых рецепторов кожи.

При снижении температуры тела в связи с понижением температуры окружающей среды или недостаточностью теплопродукции, возбуждаются терморецепторы гипоталамуса, сосудов и тканей. Информация с терморецепторов поступает в нервный центр системы терморегуляции и вызывает формирование новой программы действия. Программа действия поступает по эфферентному звену к исполнительным органам и обеспечивает приспособление процессов теплопродукции и теплоотдачи к новым условиям, постоянство температуры тела. (Повышается тонус симпатических и соматических нервных волокон, увеличивается концентрация в крови тироксина, адреналина, кортизола, кортикостерона; происходит приспособление активности ферментов, состояния сосудов, активности потовых желез и ритма дыхания). Результат действия выражается в повышении окислительного распада углеводов, жиров, белков, усилении теплопродукции в почках, печени, в повышениии тонуса мышц, в появлении непроизвольных сокращений мышц – дрожи, что ведет к повышению теплообразования.

Программа действия одновременно обеспечивает сужение сосудов кожи, понижение температуры кожи и соответственно потери теплоты путем излучения, конвекции и теплопроведения. Если при этом не устанавливается постоянная температура тела, включаются дополнительные механизмы, способствующие уменьшению поверхности тела: животное подбирает конечности, изгибает позвоночник, поднимаются волосы и создается неподвижный слой воздуха около тела.

При повышении температуры тела в связи с повышеием температуры окружающей среды или повышенным образованием теплоты возбуждаются терморецепторы гипоталамуса, сосудов и тканей. Информация с рецепторов обеспечивает формирование в нервном центре такой программы действия, которая обеспечивает противоположные изменения переферических процессов, а также усиление функции потовых желез, учащение дыхания (потери теплоты всеми основными путями) и в итоге поддержание постоянства температуры тела.