Биохимические процессы, обмен веществ и энергии у животных

  

Вся электронная библиотека >>>

 Разведение животных >>>

 

 

животноводство Разведение животных


Раздел: Сельское хозяйство

ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ В БИОХИМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ И ОБМЕНЕ ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ У СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ

  

 

Закономерное уменьшение с возрастом скорости роста животных связано с изменением биохимических; процессов, протекающих в растущем организме, а также химического состава их тела и обмена веществ и энергии.

Биохимия онтогенеза и обмен веществ и энергии у растущих животных слабо изучены. Развивающийся организм животного представляет собой сложную систему; в основе существования его лежит обмен веществ с окружающей средой. Сложность животного организма определяется тем, что в нем протекают тесно связанные между собой физико- химические, биохимические, структурные и функциональные изменения, которые и обеспечивают его непрерывное самообновление. Основные онтогенетические изменения организма животных происходят, по В. Н. Никитину, на всех уровнях: а) на молекулярном — изменения состава молекул протоплазмы, состава белков, нуклеиновых кислот; б) на межмолекулярном (надмолекулярном) — изменения связей между молекулами, например между белками (ферментами) и нуклеиновыми кислотами, с одной стороны, и вовлекаемыми ими в жизненный процесс органическими и неорганическими молекулами (липиды, глюкозиды, витамины, гормоны, ионы неорганических соединений и т. д.), с другой; в) на целлю- лярном (клеточном) —молекулярный комплекс внутриклеточных структур (микросомы, митохондрии, структура ядра и т.д.) и структуры межклеточных образований; г) на тканевом и органном (здесь на смену преимущественно цитобиохимических факторов развития приходят целостно-физиологические факторы); д) на уровне целостного организма, когда вступают в силу взаимодействия высших функциональных'систем и центральных регуляций, объединяющих и направляющих жизненный процесс всего организма (нервная и эндокринная системы).

В онтогенезе по мере старения все труднее репродуцируются белки, присущие молодому организму, уплотняются и стабилизируются структуры, но состав ДНК и РНК почти не меняется. На уровне клеточной и тканевой организации в ходе развития организма (в зрелом его, возрасте) происходит-ограничение, а к старости и дезорганизация функции ядра, направляющей цитоплазматические процессы, и сдвиг ядерно-цито- плазматического отношения в сторону преобладания цитоплазмы. Характерная черта онтогенеза — постепенное снижение интенсивности и полноценности самообновления цитоплазмы. Лишь на очень ранних, ступенях эмбриогенеза наблюдается короткий период резкого повышения метаболизма, а также интенсивности и полноценности самообновления.

Синтетические процессы с возрастом ухудщаются: снижаются синтез роста, синтез восстановительного (стабилизирующего) и возбужденного (стимулированного) процессов.

По имеющимся данным, в онтогенезе животных наблюдается постепенное уменьшение в органах и тканях, особенно в костях, содержания воды и увеличение количества минеральных веществ. Организм беднеет лецитином и обогащается холестерином и малоактивными белками— протеиноидами; гидрофилы-юсть коллоидов при этом уменьшается, а электрический заряд их падает. Физико-химическая активность белков тела и крови с возрастом снижается, содержание в сыворотке крови альбуминов уменьшается, глобулинов — увеличивается.

При изучении крови новорожденных животных (X. Ф. Кушнер, 1939; Р. П. Ольнянская, 1949; Г. Ф. Солдатеиков, 1952; Д. Даль и др., 1961; Л. Мандель, 1962; П. А. Коржуев, 1964, и др.) обнаружено высокое содержание в ней эритроцитов и гемоглобина, что связано,, очевидно, с переходом животных к легочному дыханию. Кровь новорожденных содержит почти в 2 раза меньше сывороточных белков, чем кровь взрослых животных. Количество клеточной и ядерной массы с возрастом уменьшается, а межклеточных образований увеличивается; потребление и отложение азотистых веществ уменьшается, затухает и распад белковых веществ; более быстро падают ассимиляторные процессы, чем диссими- ляторные; ступенчато снижается интенсивность роста и дифференциации (при интенсивной дифференциации рост 'замедляется и наоборот); биохимическая дифференциация, как правило, предшествует дифференциации морфологической, за временными задержками роста или дифференциации следуют периоды усиленного роста или дифференциации; реге- нерационные способности снижаются.

В процессе онтогенеза изменяется химический состав тела, обмен веществ, морфологическая структура, величина и форма тела, органов и тканей. Однако эти изменения происходят далеко не всегда параллельно росту организма в целом (табл. 17).

«Усыхание» и минерализация организма с возрастом приводят к снижению интенсивности обменных процессов. Закономерное обеднение тканей водой связано с изменением коллоидного состояния белков этих тканей. Белки с возрастом становятся менее гидрофильными и более грубодисперсными, в результате чего обменные процессы затрудняются.

У животных разных видов и пород химический состав тела изменяется неодинаково: так, тело новорожденного крольчонка, по сравнению с телом новорожденного теленка, богаче водой, но значительно беднее протеином и золой. Это может служить косвенным показателем отмеченных выше различий в типах роста животных: кролики, как и плотоядные, рождаются на более ранней стадии развития и химический состав их тела при рождении стоит ближе к составу 6-месячного эмбриона крупного рогатого скота. И в дальнейшем химический состав тела у различных животных изменяется с неодинаковой интенсивностью. Так, содержание жира в теле растущего теленка возрастает намного быстрее и достигает гораздо большего максимума, а содержание протеина, наоборот, медленнее и достигает меньшего максимума, чем ,у растущего кролика. С возрастом в организме животных резко снижается доля ядерной массы и нуклеопротеидного фосфора (табл. 18).

Кроме видовых, породных и индивидуальных особенностей животных на возрастные изменения химического состава их тела существенное влияние оказывают кормление, содержание и другие условия внешней среды.

Как уже отмечалось, существенная особенность обмена веществ в организме молодых животных, по сравнению с животными старыми, заключается в преобладании у молодых животных 'Процессов ассимиляции над процессами диссимиляции. С возрастом ступенчато и довольно резко падают ассимиляторные процессы при менее значительных изменениях в процессах диссимиляции. Подобные изменения в соотношениях двух указанных процессов связывают обычно с обеднением цитоплазмы клеток нуклеопротеидами и с увеличением соотношения между рибонуклеиновой (РНК) и дезоксирибонуклеиновой (ДНК) кислотами (табл. 19).

С ростом животных в их тканях быстрее снижается содержание ДНК (чем РНК), являющейся наиболее важной составной частью хроматина клеточного ядра (играет существенную роль в явлениях наследственности). Вследствие этого отношение РНК к ДНК увеличивается.

Растущие животные характеризуются высокой способностью отлагать в своем теле белок; способность эта с возрастом угасает и по окончании роста в организме наступает азотистое равновесие. Так, по данным В. М. Пахучего и П. Д. Пшеничного, в теле телят откладывалось азота (в % от принятого): в возрасте 1—2 дней — 83, 3—5 дней — 79, 6—10 дней — 78, 18—23 дней — 71, 35—43 дней -53, 52-61 дня - 43, 82—92 дней —29, 111—121 дня —21, 176—185 дней —20.

Поэтому потребность растущих животных в полноценных белках повышена. Способность животных отлагать в теле белок и их потребность в белковом питании тесно связаны с видовой и породной их принадлежностью, а также, с конституцией, скороспелостью, полом и некоторыми другими особенностями. Скорость роста и способность отлагать в теле белок животными разных видов зависит и от его содержания в материнском молоке (табл. 20).

Жиры и липоиды, как носители растворимых в жире витаминов (A, D, Е, К), входят в состав протоплазмы и принимают непосредственное участие в клеточном обмене веществ. Лучше используется жир животным организмом из рационов, в которых отношение жиров к углеводам колеблется в пределах от 1 :2 до 1:3. С белковым и жировым обменом тесно связан обмен углеводный: в организме животных белки и жиры могут использоваться для образования некоторых углеводов (например, гликогена), последние, в свою очередь, участвуют в образовании жиров,, а наряду с другими веществами и в синтезе некоторых аминокислот. Углеводы служат основным источником для покрытия энергетических затрат организма (связанных, в частности, с мышечной работой и т. д.).

Важную роль в обменных процессах играют минеральные вещества, являющиеся структурным материалом и входящие в состав всех клеток и тканей животного организма. Они оказывают влияние и а белковый и жировой обмен и принимают участие в водном обмене. Увеличение с возрастом животных содержания минеральных веществ связано с обеднением организма водой и процессами минерализации (окостенения) скелета. Кальций необходим организму для роста костей (97% его в организме находится в костях), для поддержания тонуса нервной системы, свертывания крови и т. д. Фосфор входит в состав каждой клетки и, как и кальций, необходим для поддержания тонуса нервной системы. С возрастом отложение кальция и фосфора в теле животных иа единицу их веса уменьшается, использование их организмом также снижается; падает с возрастом и отношение фосфора к кальцию

Как показали специальные исследования (А. А. Кудрявцев, 1938; С. Броди, 1938; М. Ф. Томмэ, 1949; В. Н. Никитин, 1953, и др.), онтогенетические изменения в газовом и энергетическом обмене сводятся к снижению с возрастом интенсивности первого. Однако некоторое время после рождения вполне заметна тенденция к повышению газообмена; например, у жеребят в расчете на единицу их веса он достигал максимума в возрасте 20—30 дней, у телят и ягнят — в возрасте 10—21 дня, у поросят в возрасте 5-10 дней, после чего по мере роста животных он снижался.

О возрастных изменениях энергетического обмена у свиней дает представление рисунок 88. Общая теплопродукция с возрастом животных увеличивается, а в расчете на единицу веса или поверхности тела количество потребляемого организмом кислорода, выделяемой в единицу времени углекислоты и теплопродукция уменьшаются. Молодые животные характеризуются йолее высоким уровнем обмена веществ вследствие относительно лучшего развития у них внутренних органов и большей потребности в'энергии для обеспечения интенсивнее у них протекающих процессов превращения веществ корма в живую ткань. Интенсивность обмена связана также с количеством и составом кормов, . температурой окружающей среды. Огромное влияние на характер и интенсивность обмена оказывает и функциональное состояние нервной системы.

С возрастом происходят довольно закономерные изменения в кровоснабжении организма и насыщенности крови гемоглобином, эритроцитами и белками

Из данных таблицы следует, что относительное (в «капле» крови) содержание основных компонентов крови (гемоглобина, общего белка и числа эритроцитов) с возрастом увеличивается (кровь становится более насыщенной этими компонентами). Тотальное же их содержание (абсолютное их количество, приходящееся на единицу растущей массы тела животного) с возрастом снижается. Следовательно, падает с возрастом обеспеченность растущего животного кровыо и ее компонентами. Приведенные выше данные свидетельствуют также1 о том, что «капля» (ее гематологические показатели) не отражает истинной картины обеспеченности организма важнейшими компонентами крови.

Так, новорожденные животные характеризуются резким преобладанием гетеро- филов (нейтрофилов) над лимфоцитами. С их ростом наступает сначала быстрое, а затем замедленное падение числа гетеро- филов и нарастание числа лимфоцитов. Постепенно происходит перелом и количество лимфоцитов начинает уменьшаться, а количество гсгерофилов увеличиваться. При этом профиль крови взрослых животных различных видов неодинаков: у крупного рогатого скота, свиней и кроликов ои лим- фоцптарнын, а у лошадей— гетерофильный.

У сельскохозяйственных животных слабо изучены возрастные изменения реактивности кроветворной системы и факторов, ее регулирующих, а также организма в целом. Еще менее у них исследован онтогенез нервной системы, прежде всего, высшей, обеспечивающей целостность организма и тонкость его реагирования на условия окружающей среды.

На ранних этапах онтогенеза организму свойственны высокая чувствительность и малая устойчивость даже к незначительным изменениям условий среды. Так, голодание крольчих в течение 4—8 дней первой трети беременности вызывают полную задержку роста и развития плода, а подчас и его гибель. В последнюю же треть беременности у плода развиваются приспособительные реакции: на обеднение крови матери и своей питательными веществами он отвечает учащенным движением

(увеличивается кровяное давление и кровоснабжение). Взрослая же крольчиха при полном голодании не погибает и через 20—25 дней. Следовательно, способность животных к приспособительным реакциям в раннем возрасте более ограничена. Это является причиной меньшей устойчивости их организма (малой адаптивной его сопротивляемости) к резким воздействиям среды на ранних этапах.

Интегрирующая и регулирующая роль нервной и гуморальной систем в послеутробный период жизни животных сначала возрастает, а затем постепенно снижается. Подобное падение сопровождается понижением способности тканей воспринимать нервно-гуморальные воздействия, вследствие чего слаженность жизненных процессов в организме старых животных нарушается.

 

 

СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ:  Разведение сельскохозяйственных животных

 






Смотрите также:

 

...частиц. Активный обмен веществ и высокой скорости биохимических...

Активного обмена веществ и высокой скорости биохимических обменных процессов можно
Другой способ производства энергии из биомассы состоит в получении биогаза.путем
Биогаз (биохимический газ) образуется при брожении растительных и животных отходов...

 

БИОХИМИЧЕСКАЯ ГЕНЕТИКА — ...контроля биохимических процессов...

— раздел генетики, изучающий механизмы генетического контроля биохимических процессов в живых организмах.
Если организм не в .состоянии собственными силами компенсировать эти изменения, нередко возникает рассогласование процессов обмена веществ и энергии, что и...

 

Равновесие биохимических процессов. Процесс химических...

Благодаря обмену веществ живая система поддерживает свое существование.
Многие биохимические процессы именно так и происходят. Такие процессы сложны и многообразны, но все они происходят при общем уменьшении энергии, доступной системе.

 

ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ЭНЕРГИИ — совокупность химических превращений...

Превращение различных веществ с момента их поступления в организм и до образования конечных продуктов распада называется промежуточным обменом веществ и энергии или метаболизмом.

 

...компонентов, связанных между собой обменом вещества и энергии...

Биогеоценоз — взаимообусловленный комплекс живых и косных компонентов, связанных между собой обменом вещества и энергии; одна из наиболее сложных
В пределах биосферы везде встречается либо живое вещество, либо следы его биохимической активности.

 

Сущность пищеварения. конвейерный принцип организации...

Пищеварение — сложный физиологический и биохимический процесс, в ходе которого принятая пища в пищеварительном
В результате деполимеризации питательных веществ образуются продукты, в основном мономеры, которые всасываются из кишечника в кровь и...

 

...компонентов, связанных между собой обменом веществ и энергией....

Обмен веществ и энергией между соседними биогеоценозами может осуществляться в разных формах: газообразной, жидкой и твердой, а также в форме миграции
Живые организмы представляют собой самую важную биохимическую силу, которая преобразует земную кору.