Обмін енергії

Для підтримки структури і життєдіяльності кожної клітини організму необхідна енергія. При припиненні надходження енергії структура клітини руйнується.

В зв'язку з тим, що всі хімічні перетворення, що відбуваються в організмі, супроводжуються звільненням або поглинання енергії, обмін енергії найбільше повно відбиває інтенсивність обміну речовин.

До основних процесів, що потребують витрати енергії, варто віднести:

1. біосинтез;

2. підтримку мембранного потенціалу;

3. скорочення м'язів;

4. активний перенос речовин проти градієнту концентрації;

5. процеси проведення і передачі нервового імпульсу

6. біолюмінесценція.

Енергія в організмі утворюється за рахунок окислювання органічних речовин - вуглеводів, жирів і білків. Окисне фосфорелювання дає 36 молекул АТФ, гліколіз - 2. Всього на одну грам-молекулу глюкози (160 г) при повному розпаді утвориться 2872,1 кДж енергії, з них 48 % (1378,6) перетворюється в макроерги. Енергетична цінність макроергічних зв'язків АТФ дорівнює 37,8 кДж.

1 кДж = 0,239 ккал

1 ккал = 4,184 кДж

Джерелом енергії для тварини служать корма. Початковий етап обміну речовин - це травлення. Від кількості з'їденого корму з однієї сторони інтенсивністю обмінних процесів у травному тракті - з іншої залежить забезпечення організму енергією.

На 1 міль АТФ витрачається при утворенні її:

з вуглеводів 74 кДж

з жирів 75 - 84 кДж

з білків 92 кДж.

При вивченні обміну енергії часто ставляться балансові досліди, у яких методом спалювання в калориметричній бомбі встановлюють різницю між енергією, що надходить із кормом і що виділяється із калом і сечею (метаном у жуйних), а також енергією, відкладеної в продукції.

Для визначення енергетичної цінності корму застосовують калориметричну бомбу Бертело.

Вивчення обміну енергії в організмі проводитися методами прямої і непрямої калориметрії.

1. Пряма калориметрія грунтується на прямому визначенні тепла, що виділяється організмом. Для цього використовуються спеціальні калориметричні камери з теплонепроникними стінками. Тепло, що виділяється тваринами, поглинається водою, що протікає через камеру по системі трубок. По різниці температур притікаючої і відтікаючої води визначається кількість виділеного тепла. Метод прямої калориметрії більш точний, ніж непрямий, але по техніці більш складний і пов'язаний із значними витратами часу.

2. Непряма калориметрія заснована на тому факті, що при окислюванні всіх органічних речовин використовується кисень і виділяється вуглекислий газ. Вивчаючи співвідношення цих газів і їхня кількість, визначають теплопродукцію організму. Для визначення кількості спожитого кисню і виділеного вуглекислого газу використовують респіраційні камери. При цьому рівень обміну речовин визначається по дихальному коефіцієнті. Дихальним коефіцієнтом називається об'ємне співвідношення виділеного СО₂ до спожитого кисню за один і той же проміжок часу.

ДК = СО₂/О₂

Кількість тепла, що утвориться при поглинанні 1 л кисню, при різних дихальних коефіцієнтах

Д. К.	0,70	0,75	0,80	0,85	0,90	0,95	1,00
кДж	19,6	19,8	20,1	20,3	20,6	20,9	21,1

 

Обмін речовин у тварин при звичайних умовах існування називають загальним обміном.

Обмін речовин за точно визначених умовах, що дозволяють порівнювати обмін речовин у різних тварин, називається основним.

Основний обмін – гранично низький рівень обміну речовин, що забезпечує життя при м'язовому спочинку, натще, у ранкові часи, не менше чим через 12 - 14 часів після прийому їжі, при нормальній температурі тіла і комфортної температурі навколишнього середовища.

Оскільки для тварин, особливо сільськогосподарських, такі умови витримати надзвичайно важко, для них прийнято визначати стандартний обмін - рівень обміну через 24 часу після годівлі в положенні стоячи.

 

Фактори, що впливають на основний обмін:

у тварин, що ростуть, основний обмін вище, чим у дорослих вік:

стати; звичайно в самців основний обмін вище, чим у самок; стадія статевого циклу: фізіологічний стан тварин:

сезон року; навесні і влітку обмін вище, чим восени і зимою;

час доби; удень вище, ніж уночі.

При згоранні (окислюванні) в організмі білків, жирів і вуглеводів утвориться енергії.

Валова енергія – енергія, що є в кормі.

Перетравна енергія - енергія перетравних поживних речовин.

Жуйні на процеси ферментації й утворення метану затрачають відповідно 5 і 7 % енергії.

Обмінна енергія – фізіологічно корисна енергія.

Обмінна енергія на 40% йде на підтримку в корів і на 60% у курок несучок, бичків і свиней на відгодівлі.

При використанні 1 л кисню виділяється 5,0 ккал (20,92 кДж) при згоранні вуглеводів, 4,7 ккал (29,3 кДж) при згоранні жирів і при згоранні білків.

Енергетична цінність спирту 7 ккал/л.

Закон ізодинамії. Заміщення однієї речовини іншим для утворення такого ж кількості енергії називається ізодинамією. Так, 100 г жиру відповідає 232 г крохмалю або 243 г сухого м'яса.