- •Введение
- •1. Физические свойства и структура воды
- •Водородная связь
- •Влияние растворенных веществ на структуру воды
- •1.3. Ионизация воды
- •1.4. Ионное произведение воды; шкала рН
- •1.5. Гидрофобные взаимодействия
- •1.6. Состояние воды в тканях
- •1.7. Потребление и выделение воды
- •1.8. Регуляция водного обмена
- •2. Метаболизм макро- и микроэлементов в организме животных
- •2.1. Биологическая роль минеральных элементов
- •2.2. Поступление минеральных веществ в организм животного и выделение их
- •2.3. Метаболизм макроэлементов в организме животных Натрий
- •2.4. Метаболизм микроэлементов в организме животных
- •2.5. Регуляция обмена воды и минеральных веществ
- •Заключение
- •Оглавление
- •394087, Воронеж, ул. Мичурина, 1
2.1. Биологическая роль минеральных элементов
1. Биологическое значение минеральных элементов характеризуется в основном их ролью в поддержании нормального водного баланса и распределении воды в организме, в обеспечении постоянства осмотического давления и кислотно-щелочного равновесия, в нормализации нервно-мышечной возбудимости и проводимости нервных импульсов, в генерации биотоков, проницаемости мембран.
2. Минеральные вещества поддерживают биологически активное конформационное состояние макромолекул: они входят либо в опорные ткани (Са, Р, Мg и др.), либо в биологически активные вещества (Р, Fе, Zn, Cu, J, Co, Mn и др.), либо в соединения, богатые энергией (Р, S); микроэлементы входят в состав генетического аппарата клетки.
3. Важная роль минеральных веществ заключается в образовании координационных комплексов между ферментом, коферментом и субстратом, изменяя при этом электронную структуру молекулы субстрата. Известно 180 ферментов, содержащих в своем составе металлы: Сu, Мо, Zn, Fе, Со и др.
4. Некоторые элементы причастны к процессам кроветворения. Подобно другим соединениям (углеводам, белкам, жирам) минеральные вещества в организме постоянно заменяются новыми, поступающими в составе корма и с водой. Животные нуждаются в притоке минеральных веществ и потому, что они постоянно выводятся из организма не только через органы выделения, но и с молоком.
В частности, из организма коровы при суточном 20-килограммовом удое выделяется в сутки до 20 г кальция и 20 г фосфора.
С повышением продуктивности животных выделение минеральных соединений с молоком увеличивается.
Много минеральных соединений удаляется из организма яйценоской сельскохозяйственной птицы. Например, в яйце массой 56 г содержится около 2 г кальция и 0,12 г фосфора. При кладке за год 200 яиц несушка расходует не менее 400 г кальция, в то время как в ее организме содержится в 15 раз меньше этого элемента.
Все это свидетельствует о том, что для нормальной жизнедеятельности и продуцирования животные должны получать минеральные вещества с кормом.
2.2. Поступление минеральных веществ в организм животного и выделение их
Всего в организме 2-3 % минеральных веществ, но распределяются в тканях они неравномерно (табл. 5).
Обычно натрий содержится в больших количествах в различных жидкостях организма, калий – внутри клеток. Кальций, магний, фтор откладываются преимущественно в костной ткани.
Минеральные вещества усваиваются в основном в тонком кишечнике, но некоторое количество легко диффундирующих ионов всасывается уже в желудке, а также в толстом кишечнике. Всасывание солей представляет собой не пассивный процесс диффузии через мембраны, а активный перенос с затратой энергии, контролируемый целой системой регуляции, – рефлекторно и с помощью гормонов и витаминов.
После всасывания минеральные соли поступают в печень, где часть их задерживается, благодаря чему регулируется содержание этих веществ в крови после приема пищи. В последующем соли переносятся в различные органы, где могут избирательно откладываться. Так, катионы кальция и магния откладываются в виде апатитов, фосфатов и карбонатов в костях. В них же откладывается ряд микроэлементов (фтор, стронций, цезий, рубидий, алюминий, бериллий, свинец, олово, титан и др.). Для натрия и калия основным депо служат кожа и мышцы. Печень — депо для железа, меди, кобальта, марганца, никеля, молибдена, селена и др.
Таблица 5
Минеральный состав некоторых органов
и тканей млекопитающих
Органы и ткани |
Содержание химических элементов (мг% к сырой массе) |
||||||
Na |
K |
Ca |
Mg |
Cl |
Pнеор |
Sнеорг |
|
Мозг |
150-220 |
290-340 |
8-10 |
14-17 |
108-222 |
7 |
10 |
Сердечная мышца |
140-170 |
230-265 |
8-25 |
16-18 |
115-125 |
20 |
- |
Скелетная мышца |
65-150 |
250-400 |
4-9 |
2,2-2,8 |
60-70 |
18 |
6 |
Печень |
60-150 |
100-200 |
7-20 |
17 |
100-150 |
16-20 |
20 |
Почки |
165-390 |
165-500 |
6-19 |
5-20 |
100-200 |
- |
7 |
Поджелудочная железа |
70-80 |
100-200 |
7-16 |
7-27 |
160-220 |
- |
- |
Легкие |
240 |
150 |
10-17 |
8 |
250 |
- |
10 |
Кожа |
120-250 |
80-130 |
7-25 |
6-20 |
110-300 |
- |
- |
Селезенка |
150-200 |
100-310 |
9-15 |
12-15 |
150-300 |
- |
- |
Кости скелета |
150-300 |
50-150 |
8000-10000 |
30-140 |
150-200 |
3500 |
- |
Дентин зубов |
- |
- |
24500 |
800 |
- |
12000 |
- |
Хрящ |
200-300 |
250 |
40 |
11 |
250 |
10 |
- |
Обмен органических веществ определяет в организме пластические и энергетические процессы.
Для организма важно не только абсолютное количество отдельных минеральных веществ, но и строгое соотношение между ними в корме. Так, оптимальное соотношение между кальцием и фосфором 2:1. При нарушении такого соотношения может возникать рахит (у молодняка) или остеомаляция (у взрослых). Соотношение натрий : калий : кальций в организме составляет 100: 1 : 1,5. Такое же соотношение между указанными элементами должно быть и в кормах при условии сбалансированного кормления.
Минеральные вещества выделяются из организма в составе мочи, в меньшей мере через слизистую толстого отдела кишечника и в составе пота (очень мало). Выделение отдельных элементов из организма во многом зависит от их соотношения в кормах. Например, чем больше поступает в организм калия, тем больше из него будет выделяться натрия, а это может вызвать диспропорцию в соотношении данных макроэлементов и расстройство обмена веществ.