Метаболизм стеринов и стеридов
Стерины растительного происхождения – фитостерины в кишечнике животных не всасываются и выделяются с фекалиями. Холестерин и его эфиры имеют большое значение в обмене веществ, так как из холестерина образуются желчные кислоты, витамины D2 и Dз, стероидные гормоны. Холестерин, поступающий с кормом, всасывается из кишечника в виде комплексных соединений с желчными кислотами.
В организме животных холестерин синтезируется из ацетил-KoA. В начале образуется мевалоновая кислота, затем через ряд превращений возникает сквален-ланостерин-холестерин. Основные пути превращения жиров можно представить таким образом:
Регуляция липидного обмена осуществляется нейрогуморальным путем. Центральная нервная система влияет на обмен липидов через гипофиз, щитовидную железу и половые железы.
Нарушение липидного обменаможет происходить в результате различных причин – голодания, низкого содержания легкоперевариваемых углеводов в кормах, нарушения переваривания липидов в желудочно-кишечном тракте, гиповитаминозов и т.д. Например, кетозы развиваются в результате нарушения синтеза холестерина из-за недостаточности в кормах источников энергии, при этом содержание кетоновых тел в крови повышается в десятки раз; при избыточном поступлении углеводов с кормом в организме резко возрастает синтез жиров и они усиленно откладываются в жировое депо. Нарушение обмена липидов может быть следствием малого поступления в кишечник желчных кислот, которые способствуют гидролизу жиров и их всасыванию. Нарушение всасывания липидов ведет к гиповитаминозу в связи со снижением всасывания жирорастворимых витаминов.
Часто встречаются нарушения холестеринового обмена в крови, во внутренних органах, в печени, наблюдается повышенное отложение холестерина. Появляется желчно-каменная болезнь, когда в желчных путях и желчном пузыре откладываются желчные камни, состоящие на 90-99 % из холестерина. На внутренней поверхности кровеносных сосудов образуются холестериновые бляшки, что приводит к снижению эластичности кровеносных сосудов, является причиной разрыва их, возникновения инфарктов и инсультов, обширных кровоизлияний.
Липосомы – это липидные пузырьки, состоящие из одного или нескольких фосфолипидных бислоев, разделенных водной фазой (рис.9.2.). Липосомы получают путем встряхивания или обработкой ультразвуком водных суспензий фосфолипидов.
Липосомы
Рис.9.2. Схематическое изображение небольшой сферической липосомы в поперечном разрезе; диаметр липосомы 25 нм. Внутренняя водная фаза липосом используется для доставки лекарственных препаратов, антител, ферментов в органы и ткани.
Они могут быть сформированы из индивидуальных фосфолипидов или же из их смеси. Липосомы можно применять как микроконтейнеры, которые способны доставлять различные лекарственные вещества в органы и ткани организма. В липосомы могут быть заключены лекарственные вещества, антигены, антитела, ферменты и т.д. Использование липосом для доставки к тканям определенных лекарственных веществ имеет большие преимущества, так как без липосомной оболочки многие из них не могут проходить через клеточные мембраны. Например, антитела в липосомах могут проникнуть в клеточное ядро; гормоны, ферменты в липосомах могут быть доставлены по определенному «адресу»; антигены в липосомах могут быть использованы более эффективно. Прохождение липосом через клеточную оболочку обеспечивается за счет эндоцитоза -
липосома захватывается клеткой, образуется вакуоль, которая сливается с липосомами. Ферменты лизосом гидролизуют фосфолипиды липосом, что обеспечивает выход препарата в цитоплазму клетки. Применение различных лекарственных веществ, антигенов, ферментов, витаминов, инкапсулированных в липосомах является очень перспективным и изучается интенсивно.
Рис.9.2. Хиломикроны - мелкие жировые частицы, образуются в кишечной стенке из липопротеидов (а), моно-, ди-, три- ацилглицеридов (б), стеридов (в) и желчных кислот (г).
ОБМЕН БЕЛКОВ
Обмен белков является центральным звеном среди всех биохимических процессов, лежащих в основе жизни. В живой природе вся сумма химических реакций направлена к одной цели – воспроизведению белковых тел. Все другие виды обмена – углеводный, липидный, нуклеиновый и минеральный – обеспечивают метаболизм белков, особенно биосинтез специфических белков.
Обмен белков в организме занимает ведущую роль, а потому необходимо систематическое пополнение их из внешней среды, главным образом белками растительного и животного происхождения. Проблема белка была и остается основной проблемой перед человечеством. Сегодня треть человечества испытывает недостаток белка в рационе.
Основной источник белка в рационе человека это белки животного происхождения – мясо, молоко, яйцо. Если для обеспечения потребности человека в питательных веществах требуется производство зерна из расчета 1 тонна на человека в год, то из этого количества две трети зерна используется на корм скоту, чтобы иметь полноценные белки животного происхождения. Потребление зерна для кормовых целей занимает большое место в производстве полноценных белков, поэтому необходимо стремиться к снижению потребления концентратов в производстве животноводческих продуктов. В этом плане разные виды животных резко отличаются между собой. Так, птица способна быстро переработать зерно и обеспечить необходимым количеством мяса и яиц. Производство имеет промышленную технологию, хорошо механизировано, однако для этого требуются концентраты.
Свиньи также дают быстро прирост и продукцию, в течение одного года до 100 кг и более; но затраты при этом состоят в основном из концентратов. Имея комбинированный силос, можно в какой-то степени снизить долю концентратов в рационе свиней.
Крупный рогатый скот – может дать целиком продукцию за счет растительных кормов (без зерна). Он не является конкурентом человека в потреблении зерна. Эту особенность следует помнить всегда. Очень часто для получения молока доля концентратов в рационе коров доходит до 60 %. Это очень много. Задача – снизить до 20-30%, что реально и возможно при полноценном кормлении, прежде всего кормовым белком.
Данные о содержании белков, жира и клетчатки в кормах приведены в таблице 10.1.
Пищевая ценность кормов, в % на сухую массу (по Чечеткину А.В.).
Таблица 10.1
| Корма | Протеин | Жир | Клетчатка |
| Пшеница Рожь Горох Соя Силос кукурузный Мука клеверная Мука люцерны | 13,5 12,0 21,5 33,2 1,4 16,0 17,9 | 11,8 2,1 1,5 16,9 0,8 2,9 2,3 | 3,5 2,2 5,4 5,0 5,7 24,0 23,3 |
Большинство растительных кормов содержат немного белков, за исключением гороха, сои, а также кормов животного и бактериального происхождения.
Белки, окисляясь в организме, могут служить источником энергии, но организм животного и птицы не может обходиться без систематического поступления белков с кормом. Опыты показывают, что длительное исключение углеводов и жиров из рациона животного мало отражается на продуктивности; исключение белка из рациона приводит к снижению продуктивности, а длительное исключение – к гибели животного. Без кормовых белков невозможна не только высокая продуктивность, но и жизнь животного.
В течение жизни организма его клетки сменяются многократно. Так, например, эритроциты крови полностью обновляются за 100-120 дней, интенсивно сменяется эпителий кожи и слизистых оболочек и других тканей. Роль белков велика для растущего организма, для животных, основу продуктивности которых составляет молоко, яйца, шерсть.
Например, корова с продуктивностью 20 кг молока ежедневно теряет с молоком 0,5 кг белка. Белки составляют 20% массы тела, в том числе 95% азота белка приходится на долю аминокислот. Если живая масса коровы 500 кг, то из этого количества 100 кг составляют аминокислоты. Без белков и аминокислот не может быть обеспечено воспроизводство основных элементов клеток, тканей, органов, синтез ферментов, гормонов. О белковом обмене можно судить на основе показателей азотистого баланса.
Азотистый баланс определяется на основании суточного потребления животным азотистых веществ с кормами, выделения их с калом, мочой. На основании потребления - выделения - разницы между ними судят о количестве усвоенных организмом азотистых веществ за сутки и коэффициенте использования протеина корма.
Азотистый баланс – это отношение усвоенного азота к азоту, выделенному в виде конечных продуктов обмена:
X = N (усвоенный) / Ni (конечных продуктов обмена)
Различают три вида азотистого баланса:
1. Положительный азотистый баланс – когда усвоение азота (аминокислот) больше, чем его выделяется с мочой и калом в виде конечных продуктов катаболизма белков и аминокислот. Это наблюдается в условиях нормального питания животных в периоды роста и развития организма, в период беременности, лактации, яйцекладки и в восстановительную фазу после болезни. Такой баланс говорит о преобладании синтеза и задержки белков в организме над его распадом.
2. Азотистое равновесие характеризуется равным количеством усвоенных азотистых веществ и выделенных в виде конечных продуктов обмена.
3. При отрицательном азотистом балансе азотистых веществ корма усваивается меньше, чем выделяется в виде конечных продуктов обмена, то есть в организме происходит распад белков органов и тканей, который не компенсируется белками корма.
Наиболее частая причина отрицательного азотистого баланса – недокорм животных белками (белковое голодание) или наличие в рационе биологически неполноценного белка. Такое же явление может быть при слабой доступности белков и аминокислот для их усвоения, при авитаминозах, при заболеваниях.