Минеральный обмен организма

Описание:

В организме животных содержится до 70 химических элементов. К важнейшим из них относятся натрий, калий, кальций, магний, фосфор, хлор, сера, железо.

Химические элементы находятся в организме в виде разнообразных соединений. Некоторые из них используются для построения тканевых структур. В костной ткани сосредоточен основной запас минеральных солей. В разных количествах они встречаются во всех тканях и органах.

Минеральные вещества играют важную физиологическую роль. От них зависят такие функции клеток, как сохранение формы, способность воспринимать и отдавать ряд веществ, перемещение воды. Велика роль минеральных солей в поддержании на определенном уровне кислотно-щелочного равновесия и в распределении воды между жидкостями организма. Некоторые элементы участвуют в процессах кроветворения или повышают активность ферментов.

Подобно углеводам, белкам и жирам, минеральные вещества в организме постоянно заменяются новыми, поступающими с кормом и водой.

Животные нуждаются в поступлении минеральных солей и потому, что эти соли постоянно выводятся из организма через органы выделений и с молоком. У коров с удоем молока 20 кг в сутки выделяется до 20 г кальция и 20 г фосфора. С повышением продуктивности выведение минеральных веществ с молоком увеличивается.

Много минеральных солей удаляется из организма птиц. В яйце весом 56 г содержится кальция около 2 г, фосфора — 0,12 г. При кладке за год 200 яиц несушка отдает не менее 400 г кальция, тогда как во всем ее теле этого элемента содержится раз в 15 меньше.

Следовательно, для нормальной жизнедеятельности животным необходимо получать минеральные соли с кормом.

Растворимые соли всасываются легко, а слабо растворимые— трудно. На всасывание многих солей влияют желчные кислоты, витамин D. Всосавшиеся элементы задерживаются в различных органах: железо — главным образом в печени, натрий, хлор — в коже, а кальций, магний, фосфор — в костной ткани. Из этих органов минеральные вещества поступают в кровь.

Неравномерно распределяются химические элементы между клетками и межклеточной жидкостью. Ионы калия, магния в основном находятся в клетках, а натрия и кальция — во внеклеточной жидкости.

Кальций. В животном организме из элементов больше всего содержится кальция. В кормах он находится в виде труднорастворимых солей угольной, фосфорной и щавелевой кислот. Всасывание их облегчается действием соляной кислоты желудочного сока. В желудке под влиянием Н CL эти соли частично превращаются в хлорид кальция, растворимый в воде. Всасывается кальций и в виде комплексов с желчными кислотами.

Основное депо кальция в организме — костная ткань. В первую очередь накапливается этот элемент в местах образования кости. В костях он откладывается в форме фосфорных соединений. В крови содержание его невелико— 9—13 мг на 100 мл.

Ионы кальция необходимы для нормального свертывания крови, нормальной деятельности сердца, понижения возбудимости отдельных участков нервной системы. Кальций уменьшает способность белков связывать воду, понижает клеточную проницаемость.

Выделяется кальций из организма главным образом с калом, а также через почки. Соотношение кальция мочи к кальцию кала составляет 1. 10. В зависимости от рациона это соотношение может изменяться. Кислые корма (мясо) увеличивают выделение кальция в составе мочи.

Большое влияние на всасывание и отложение кальция оказывает витамин D. При недостатке этого витамина уменьшается всасывание кальция в кишечнике. При недостаточном поступлении кальция прекращается его отложение и усиливается переход из костей в кровь. Кости обедняются солями, так как вместе с кальцием из костей извлекается и фосфор.

У молодых животных при обеднении костей солями развивается рахит. Это заболевание характеризуется извращением аппетита, сухостью кожи, одышкой, а в тяжелых случаях — размягчением и искривлением костей. У взрослых животных развивается остеомаляция, при которой происходит размягчение костей.

Фосфор. В организме животных его много. Основная масса фосфора (около 80%) находится в костной ткани, остальное количество — в мягких тканях и жидкостях в виде соединений фосфорной кислоты. Фосфорная кислота входит в фосфопротеиды, нуклеиновые кислоты, фосфатиды и другие вещества. Главный источник фосфора для организма — минеральные фосфаты кормов. Этот элемент поступает в организм в виде солей ортофосфорной кислоты и органических фосфорных эфиров. Всасываются фосфорная кислота и ее соли. Поступив в кровь, они служат исходными веществами для образования различных форм органических фосфорных соединений.

Степень усвоения фосфора зависит от его соотношения с кальцием. Оно должно быть 1. 1,5. Лучшему всасыванию фосфора способствует витамин D. Из организма этот элемент выделяется через почки и стенку толстого кишечника (как и кальций). С мочой выделяются фосфаты натрия и калия. Недостаток фосфора изменяет фос-форно-кальциевое отношение и нарушает всасывание кальция. Поэтому при недостатке фосфора развиваются те же заболевания, что и при недостатке кальция.

Большая его часть содержится в костях. Обмен магния тесно связан с обменом фосфора и кальция. При избыточном поступлении в организм магния увеличивается выделение кальция. При недостатке магния уменьшаются его запасы в костях. У животных замедляется рост, проявляется общая слабость, нередко развиваются судороги.

В животном организме магний активизирует многие ферменты (фосфорилазы, декарбоксилазы). Ионы магния стимулируют и действие пищеварительных ферментов — трипсина, химозина, липазы.

Натрий. Он входит в состав всех тканей и жидкостей преимущественно в виде солей угольной, соляной, фосфорной кислот. Находится главным образом в жидкостях.

Растительные корма бедны натрием, богатые же им корма животного происхождения в рационе занимают небольшую долю. Поэтому необходима минеральная подкормка солями натрия. Соли этого элемента хорошо всасываются. Натрий накапливается в коже, печени, мышцах, селезенке и других органах. Если задержка его в тканях сопряжена со связыванием ионов хлора, то происходит и задержка воды; ткани набухают. Хлористый натрии регулирует обмен воды, поддерживает нормальную возбудимость мышц и нервной системы. Выделяется из организма натрий через почки в виде хлоридов и фосфатов.

Калий. В клетках его больше, а в жидкостях организма меньше, чем натрия. В эритроцитах калия в 10 раз больше, чем в плазме крови. Потребность организма в этом элементе обеспечивается за счет растительных кормов. Особенно богаты калием молодые зеленые растения. Соли его всасываются хорошо. Если в кормах на одну часть натрия приходится три части калия, то он всасывается лучше, накапливается в наибольших количествах в мышечной ткани. Мышцы задерживают калий при деятельном состоянии. Покоящаяся мышца отдает его в кровь.

Калий необходим и для нервной системы, передача нервного возбуждения сопряжена с переходом ионов калия из нервной клетки в межклеточную жидкость.

Выделяется калий в основном через почки в виде хлорида.

Этот элемент поступает в организм и находится в нем в виде хлористого натрия. Небольшие количества хлора связаны с кальцием, калием, магнием. NaCl больше содержится в коже и мало в мышечной ткани, костях, печени. Ион хлора поддерживает нормальную секрецию соляной кислоты. При недостатке его понижается образование НС1, нарушается пищеварение в желудке. Наряду с натрием хлор влияет на водный обмен. Минеральная подкормка хлористым натрием вполне обеспечивает животных и хлором.

Сера. Она входит в состав почти всех белков. Наиболее богаты ею белки шерсти, рога, перьев. Организм использует содержащие серу аминокислоты для синтеза инсулина, таурина, глутатиона. Животные обеспечиваются серой за счет белков корма. Иногда для обогащения организма этим элементом в рацион включают кормовой метионин.

Железо — один из наиболее важных элементов. Около 60% всего находящегося в организме железа связано с гемоглобином крови. Богаты этим элементом печень, селезенка, почки. Железо входит в состав каталазы, цитохромов и некоторых других ферментов. В организме оно откладывается в виде ферритина и гемосидерина. Гемосидерин — железосодержащий пигмент, находится в печени и селезенке, образуется при распаде гемоглобина. Ферритин — нуклеопротеид, содержит трехвалентное железо. В наибольших количествах ферритин накапливается в печени, селезенке и костном мозге.

Железо необходимо для синтеза гемоглобина и других содержащих этот элемент органических веществ. Взрослые животные получают железо с кормом. Недостаток его чаще испытывает молодняк, так как железа, поступающего с молоком, недостаточно. При недостатке железа развивается анемия (малокровие),

Медь относится к сильным цитоплазматическим ядам, но небольшие ее количества организму необходимы для образования гемоглобина (медь в его состав не входит), превращения железа в доступную для синтеза тема форму, способствует переносу в костный мозг железа, повышает его всасывание в кишечнике и использование в тканях. Медь нужна также для образования ферментов, в которых она содержится. К таким ферментам принадлежат энзимы, катализирующие превращения тирозина, аскорбиновой кислоты и др.

Выводится медь из организма главным образом желчью, выделяется интенсивно, а поэтому должна постоянно поступать с кормами. Однако избыток меди вреден, так как нарушается кроветворение.

Марганец крайне необходим для нормального роста и развития животных, активизирует многие ферменты, усиливает усвоение белка и жира, ускоряет процессы кроветворения.

Много марганца содержится в растениях, особенно в зеленых частях и соломе. В организме животных он находится преимущественно в печени, мозгу, встречается в мышцах, костях, коже и других органах.

При недостатке марганца нарушаются обменные процессы, задерживаются рост, костеобразование, иногда наблюдается малокровие, снижается продуктивность. Животные становятся менее устойчивыми к заболеваниям.

Кобальт — очень важный элемент в питании животных. Он выполняет многие биологические функции, среди которых основное место занимают обмен веществ, рост, кроветворение. В малых дозах кобальт активизирует некоторые ферменты и стимулирует синтез мышечных белков.

Животным кобальт необходим для образования витамина В12, который синтезируется микрофлорой преджелудков и кишечника. Кобальт угнетает патогенные микроорганизмы. Вместе с витамином В12 стимулируют образование тканевых белков. Кобальт, как и медь, требуется для синтеза гемоглобина. Этот элемент улучшает использование железа.

В организме кобальт в основном содержится в печени, селезенке, почках, легких. В мышцах его мало.

При недостатке кобальта в кормах животные заболевают акобальтозом, сопровождающимся подавлением синтеза витамина В12. нарушается кроветворение и обмен веществ.

Йод необходим прежде всего для синтеза гормонов щитовидной железы. В ней и находится основная масса йода. Он содержится также в надпочечниках, селезенке, почках и других органах. В организме самок йода больше, чем у самцов.

Животные получают йод с кормом и водой. Выделяется этот элемент главным образом через почки.

Избыток йода наблюдается редко, так как корма бедны им. При недостатке йода нарушается деятельность щитовидной железы, подавляется синтез тироксина и белков, ослабляются окислительные процессы. Нередко разрастается соединительная ткань, но атрофируется железистая основа щитовидной железы, хотя объем ее увеличивается. Развивается зоб.