Основной обмен

Обмен веществ и энергии, происходящий у животных при обычных условиях, называется общим обменом. Количество образующейся в организме энергии при полном мышечном покое и оптимальной для каждого животного температуре окружающей среды называют основным обменом, т.е. то минимальное количество энергии, которое расходуется на функционирование жизненно важных систем (кровообращение, дыхание, пищеварение, деятельность мышц и желез внутренней и внешней секреции, центральной нервной системы и т.д.).

Организм совершает следующие виды работы:

1. перемещение ионов и различных молекул против концентрационного градиента;

2. химическая работа – синтез органических веществ;

3. мышечные сокращения.

Энергия, которая используется в организме животного для образования различных видов продукции, называется продуктивным обменом.

Общий обмен равен сумме основного и продуктивного обменов. Таким образом, общая энергетическая потребность организма складывается из энергии, затрачиваемой на поддержание жизнедеятельности, и энергии, необходимой для выполнения работы.

Основной обмен изучают методом прямой и непрямой калориметрии. Для измерения основного обмена нужно соблюдать условия:

1. состояние относительного покоя;

2. нахождение в температурной среде, исключающей активность механизма теплорегуляции;

3. относительное освобождение желудочно-кишечного тракта от пищевых масс.

У сельскохозяйственных животных трудно добиться соблюдения этих условий. Поэтому у них определяют не основной обмен, а обмен покоя, который выше основного.

На уровень основного обмена влияют: порода, вид, возраст, пол, живая масса, продуктивность, физическое состояние животного и ряд других внешних и внутренних факторов. При расчете на единицу массы тела у крупных животных расходуется энергии меньше, чем у мелких. У молодняка основной обмен выше, чем у взрослых. При беременности наблюдается повышение обмена. У самцов основной обмен выше, чем у самок. Так у основной обмен у лактирующих коров на 30% выше, чем у сухостойных.

У сельскохозяйственных животных отчетливо проявляется суточная периодика обменных процессов. Самый низкий уровень газообмена наблюдается утром до кормления животного. Днем он выше, чем ночью. Также существует и сезонный ритм метаболических процессов: летом и весной он обычно выше, чем осенью и зимой.

Прием корма вызывает повышение энергетического обмена и называется специфическим динамическим действием корма. Передвижение животных при пастьбе вызывает дополнительные затраты энергии. С большими затратами энергии связана и лактационная деятельность. 1 литр молока содержит примерно 700-800 ккал.

Цель: Изучение методов исследования основного обмена у животных.

Домашнее задание:

1. Перечислить методы исследования основного обмена у животных.

Вопросы для подготовки к занятию:

1. Обмен веществ и энергии как основная функция организма.

2. Белковый обмен.

3. Обмен углеводов.

4. Обмен липидов.

5. Методы изучения обмена веществ.

6. Роль воды и минеральных веществ в организме.

Работа № 1. Исследование основного обмена животных.

Величина основного обмена у теплокровных животных в большей мере зависит от поверхности тела, чем от массы — т. н. закон поверхности тела (см. таблицу 1).

Табл. 1. — Теплопродукция разных животных в * 1 ккал = 4,19 кдж.

Животные	Масса, кг.	Теплопродукция, ккал*
		на 1 кг	На 1 м2
Слон Лошадь Свинья Овца Собака Гусь Кошка Кролик Голубь Мышь	3672 703 122 45 14 5,0 3,0 2,6 0,280 0,021	13 17 20 26 35 54 51 45 102 171	2060 1504 974 917 745 930 731 619 667 526

Млекопитающие самых разных размеров — от мыши (масса тела 20 г.) до человека (70 кг.) и борова (130 кг.) — обладают примерно одинаковым основным обменом, если рассчитывать его на единицу площади поверхности тела. Причина сходства значений состоит в том, что тепло рассеивается в окружающую среду каждым квадратным сантиметром поверхности тела, следовательно, для сохранения температуры тела на постоянном уровне образование энергии должно соответствовать площади поверхности тела животного. Площадь поверхности тела пропорциональна квадрату его линейных размеров, масса — кубу линейных размеров, поэтому, чем больше тело животного, тем выше у него соотношение «масса/поверхность». Это означает, что каждый грамм массы тела мелкого теплокровного должен вырабатывать значительно больше энергии, чем такая же масса в организме крупного животного.

Действительно, основной обмен землеройки (0,6 ккал х кг ^—1 х мин ^—1) примерно в 100 раз интенсивнее обмена слона (0,006 ккал х кг ^—1 х мин ^—1).

Подсчитано, что если бы у мыши была та же интенсивность обмена, что и у быка, то ей для сохранения гомойотермии понадобился бы мех толщиной в 20 см. И наоборот, если бы бык имел интенсивность обмена мыши, температура его тела превысила бы 100 °С.