Контрольные вопросы

1. Каким изменениям подвергаются в процессе пищеварения питательные вещества кормов?

2. Что понимают под переваримостью питательных веществ кормов и рационов?

3. Какими методами изучается переваримость питательных веществ?

4. Какие различия имеют место в переваримости питательных веществ у жвачных и свиней?

5. Какие факторы влияют на переваримость питательных веществ кормов и рационов?

Тема 5: методы изучения обмена веществ и энергии в организме животных

Цель занятия. Ознакомиться с методами изучения материальных изменений в организме животных по балансам азота и углерода. Научиться определять балансы азота и углерода по данным респирационных опытов.

Содержание занятия. Переваривание корма – начальный этап его взаимодействия с организмом животного. Однако он дает неполное представление о питательности рационов. Суммарное полезное действие питательных веществ, заключенных в корме, отражает энергетическую питательность.

С ростом животного, его развитием и старением происходит изменения в составе тела, независящие от кормления: 1) уменьшение количества воды в организме: у новорожденных содержание воды в теле составляет 75-80%; 2) уменьшение процентного содержания мышечной ткани (удельного веса); 3) увеличение массы жира: у молодых животных жировая ткань составляет до 5%, у взрослых – до 50%; 4) изменяется состав костей: у молодняка больший удельный вес составляют хрящи, которые со временем окостеневают.

Однако в результате различного кормления у животных тоже происходят изменения. Например, если поросят рано начинают кормить углеводистыми кормами, то у них рано начинает откладываться жир.

Для изучения материальных изменений, происходящих в теле животного под влиянием кормления, в начале 19 века были разработаны более глубокие методы оценки питательности кормов: по количеству питательных веществ или энергии корма, переходящих в продукцию (или продукцию + теплопродукцию).

Метод контрольных животных. Считают наиболее известным способом изучения материальных изменений. Суть метода состоит в следующем: для исследования формируют две группы животных, одинаковых по происхождению, возрасту, полу, массе тела и состоянию здоровья. Перед началом опыта из каждой группы убивают 1-2 головы и анализируют все продукты убоя на содержание белка и жира.

Оставшихся животных на протяжении опыта кормят одинаковыми смесями кормов, только одной группе дают несколько больше того корма, продуктивное действие которого изучается; на протяжении опыта строго учитывают съеденные животными корма. В конце опыта из каждой группы по несколько типичных животных и проводят анализ продуктов убоя на содержание белка и жира. По разнице в составе тела животных, убитых до опыта и в конце его, продуктивное действие данного корма.

Этот метод хорош своей простотой: скармливают корм, убивают животных, проводят анализ туши и производят расчёт. Недостаток метода: неприменим для ценных племенных животных, является неточным для лактирующих животных.

Баланс азота и углерода. По балансу азота судят об отложении белка в организме, по балансу углерода – об отложении жира. При этом учитывают, что белок содержит:

- азота - 16,67%;
- углерода - 52,54%;
- жир содержит углерода - 76,5%;
- в мышечной ткани содержится белка - 23,0%;
- в жировой ткани содержится жира – от 76 до 93%

Белок условно переводят в жир по коэффициенту 0,6 (1 г белка содержит 23,8 кДж, 1 г жира – 39,6 кДж) и определяют общее жироотложение.

Опыты по балансу азота проводят также как и опыты по переваримости, только дополнительно, кроме учёта кала, производят учёт мочи и продукции (молоко, прирост живой массы и др.).

Опыты по балансу углерода проводят в респирационной камере, где можно учесть углерод продуктов дыхания и кишечных газов, при этом анализируют состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. При определении газообмена главное условие для респирационных аппаратов разных конструкций – поддержание нормального состава воздуха в камере, куда животное помещают на время опыта.

Изучив содержание азота в кормах и выделениях животного, рассчитывают баланс азота по формуле

Баланс N = N_корма – (N_кала + N_мочи + N_{продукции})

Пример расчета в опыте на лактирующей корове приведен в таблице 15.

Таблица 15 – Баланс азота и углерода

Контролируемый показатель	Азот, г		Углерод, г
	поступило	выделено	поступило	выделено
Корма	275	-	4320	-
Кал	-	85	-	1455
Моча	-	125	-	195
Молоко	-	58	-	730
Газы	-	-	-	1852
В с е г о	-	268	-	4232
Баланс	-	+ 7	-	+ 88

Баланс азота будет положительный, как в нашем примере, если белок накапливается в организме и поступает с кормами в большем количестве, чем выделяется с мочой и продукцией; нулевой, или подвижного равновесия, когда поступление в организм животного азота с кормами равно его сумме в выделениях; отрицательный, если потери азота превышают поступление с кормами.

Отрицательный баланс азота может быть свидетельством неудовлетворительного качества протеина по аминокислотному составу и доступности, недостатка легкоферментируемых углеводов, неправильного соотношения легко- и труднорасщепляемого протеина в рубце, резкого снижения уровня протеина в рационе, нехватки энергии, минеральных веществ и витаминов, необходимых для нормального превращения протеина в организме животного в процессе пищеварения.

Баланс С = С_корма – (С_{выдыхаемых газов} + С_кала + С_мочи +

+ С_{кишечных газов} + С_{продукции})

В отличие от определения баланса азота для расчета баланса углерода необходимы данные о составе газообразных выделений животного.

Поступивший в организм углерод используется для синтеза жира и белка. По балансу углерода можно рассчитать изменение содержания жира в организме. Сначала определяют, сколько углерода использовано для синтеза белка. Сухое, обезжиренное и обеззоленое мясо (мышечный белок) содержит 16,67% азота, следовательно, в данном случае в организме коровы отложилось

41,99 г белка =

Белок мяса содержит в среднем 52,54% углерода. Значит, в 41,99 г белка содержится

22,06 г углерода =

Для синтеза жира использовано 65,94 г углерода = 88 г – 22,06 г.

Известно, что в жире в среднем содержится 76,5% углерода. Значит, в теле коровы отложится

86,20 г жира =

В свежем тощем мясе содержится 23% белка, поэтому суточный прирост мяса в расчете на белок в нашем примере составит

182,57 г =

В сале содержится от 76 до 93 % жира. Для примера допустим, что содержание жира в сале равно 85%. В этом случае у коровы отложится

101,41 г сала =

Общий суточный прирост мяса и сала составит

283,98 г = 182,57 г + 101,41г.

Метод меченых атомов. Основан этот метод на введении в организм с пищей, воздухом или водой изучаемых элементов (например, ³¹Р и ¹⁴N) в определенной пропорции с их радиоактивными (³¹Р) или стабильными (¹⁴N) изотопами.

По окончании опыта специальными приборами (радиометрами, масс-спектрометрами) определяют содержание этих изотопов в органах, тканях, выделениях, молоке или в других продуктах в зависимости от цели поставленного эксперимента. При расчётах результатов опыта принимается допущение, что усвоение организмом изучаемого элемента происходит пропорционально усвоению его изотопа.

Достоинства: по сравнению с балансовым методом применение меченых атомов позволяет определить не только количество задержанных в организме питательных веществ корма, но и как они использованы отдельными органами, тканями, железами.

Недостатки: метод меченых атомов можно использовать только в специализированных лабораториях, где строжайше соблюдаются правила по технике безопасности при работе с радиоактивными веществами.

Задание 1. Рассчитайте баланс азота и углерода у откармливаемого животного на основании следующих данных: поступило с кормом 260 г азота и 5470 углерода; выделено: с калом 95 г азота и 1490 г углерода, с мочой 150 г азота и 310 г углерода; с газами (метаном и углекислым газом) – 3280 г углерода.

Сколько граммов белка и жира накопилось или распалось в организме животного, если белок тела содержит 16,67% азота и 52,54% углерода, а жир – 76,5% углерода? Результаты запишите по нижеприведенной форме:

Показатели	Азот, г		Углерод, г
	поступило	выделено	поступило	выделено
Корм
Кал
Моча
Газы

Выполнение задания

Показатели	Азот, г	Углерод, г
Баланс ±
Отложилось белка
Образовалось мяса
Содержание углерода в белке
Содержание углерода в жире
Образование жира
Образовалось жировой ткани
Общий прирост массы

Задание 2. Животное получило с кормом ___ г азота, выделило ___ г азота. Составить баланс азота и определить материальные изменения в организме. Результаты запишите по предложенной форме.

Выполнение задания

Показатели	Количество, г
Получено азота с кормом
Выделено азота
Баланс ±
Отложение или распад белка
Образование или разрушение мяса