ОбмІн речовин І енергІЇ

Обмін  речовин  — важливий процес  життєдіяльності організму, який складається з трьох послідовних етапів: надходження поживних речовин в організм і перетворення їх з більш складних на більш про- сті, властиві  організму  речовини;  використання їх організмом;  виді- лення кінцевих продуктів обміну. Обмін речовин виявляється в двох протилежних, тотожніх і нерозривних процесах — асиміляції та дис- иміляції.  Асиміляцією  називається процес  засвоєння  речовин  з на- вколишнього середовища і утворення більш складних, властивих ор- ганізму органічних речовин. Асиміляція відбувається з поглинанням енергії. Дисиміляція — процес  розпаду  складних  речовин  на більш прості з виділенням енергії.

Обмін  речовин  залежить  від віку, статі, продуктивності, відтво- рювальної  функції  тварин,  а також  різних  умов  їх годівлі  та утри- мання.

Робота 84. Визначення витрат енергії тваринами за газообміном (непряма калориметрія)

Найзручнішим для визначення енергетичних  витрат  в організмі тварин  є метод непрямої  калориметрії. Він базується  на досліджен- ні газообміну,  що відображає  інтенсивність процесів  окиснення,  які відбуваються  в організмі тварин, та властивостях окислювальних речовин.  В організмі  тварин  відбувається безперервне  перетворен- ня хімічної енергії органічних  речовин  корму в теплову,  яку можна визначити за кількістю  виділеного  вуглекислого газу й поглиненого кисню. Для розрахунку необхідно 1 л кисню або 1 л вуглекислого газу з утворенням тепла при відповідному  дихальному коефіцієнті і кало- ричному коефіцієнті. Тепловий коефіцієнт використаного кисню при окисненні  білків, жирів і вуглеводів різний. Для його визначення ви- користовують дихальний коефіцієнт (відношення між об’ємом виді- леного вуглекислого газу і об’ємом поглиненого за той же час кисню).

Мета досліду: ознайомитись з принципом непрямої калориметрії. Засвоїти методику  розрахунку  енергії, виділеної  з організму  піддо- слідної тварини при окисненні різних поживних речовин, з урахуван- ням дихального і калоричного коефіцієнтів.

Для роботи необхідно: кролик,  вбирачі вологи (їдкий  калій, кон- центрована сірчана кислота), респіратор (мішок Дугласа), газовий годинник, газоприймач,  газоаналізатор, система приладів для роботи за методом Пашутіна, водоструминний насос, камера для малих тва- рин, гумові трубки, термометр. На рис. 87 наведено схему розміщен- ня приладів:  1 — камера  з твариною;  2, 6, 8 — посудини  з сірчаною кислотою; 3, 7 — з їдким калієм; 4 — газовий годинник; 5 — посудина з водою; 9 — регулятор  тяги повітря.

Хід роботи. Необхідно  визначити дихальний коефіцієнт (ДК) у кролика.  Нагодовану тварину  зважують  і на певний  час вміщують під скляний ковпак, з’єднаний гумовими  трубками  й посудинами  з повітрям  навколишнього середовища. Попередньо  зважують банки

й вологи. Повітря  надходить  під ковпак  з твари-

ною і двічі проходить через вбирачі (до вдиху й після видоху твари- ни). Вся система  з’єднується  газовим  годинником з насосом, який вмикається і вимикається на початку  і наприкінці досліду.  Через дві години кількість видихуваного піддослідною твариною вугле- кислого  газу визначають  за різницею  в масі банок  з їдким  калієм до і після експерименту. Споживання кисню твариною (ДК) визна- чається  опосередковано:  від суми різниці  мас банок з їдким калієм

Рис. 87

і сірчаною кислотою віднімають різницю мас тварини  до і після до- сліду.

Потім за табличними даними (з урахуванням ДК)  знаходять  ка- лоричний  коефіцієнт і вираховують енергетичні витрати на обмін ре- човин.

Методом  непрямої  калориметрії визначають  ДК вуглеводів, жи- рів і білків (табл. 13).

Таблиця 13

Визначення дихального коефіцієнта за методом непрямої калориметрії

Для вуглеводів  він дорівнює 1, для жирів — 0,7, для білків — 0,8. Наприклад, для вуглеводів

ДК  CO2    6  1 .

O2       6

Уданому  випадку  при  окисненні  вуглеводів  у закритій   камері Бертло  грам-молекула вуглеводу  повністю  окислюється за рахунок свого власного кисню:

С Н О

+ 6О

= 6СО

+ 6Н О.

Для жирів

6      2      6      2          2          2

C  H    O

+ 81,5О

= 57Н О + 55Н О;  ДК = 0,7.

57      110      6            2          2          2

У молекулі жиру не вистачає кисню для повного окиснення його молекули, тому ДК окиснення жирів менше одиниці.

Для білків ДК = 0,8.

Приклад. За 1 хв корова спожила 1,886л кисню і виділила  1,716 л вугле- кислого  газу. Знайти ДК і визначити витрати  енергії за 1 хв, 1 год й 1 добу (рис. 88).

Рис. 88

Рішення. Визначаємо ДК = 0,91. Знаходимо в таблиці калоричний коефі- цієнт для даного ДК. Він дорівнює  4,936 ккал. Далі калоричний коефіцієнт множимо на кількість витраченого кисню й визначаємо кількість теплової енергії за 1 хв: 4,936  1,886 = 9,285 ккал. Потім визначаємо  теплову  енергію за 1 год й 1 добу. Для цього результат, одержаний  для 1 хв, множать на 60, а потім ще на 24.

Контрольні запитання

1. Суть методики непрямої калориметрії.

2. Що називається дихальним  коефіцієнтом?

3. Як визначити дихальний коефіцієнт вуглеводів, жирів, білків?

4. Калоричний коефіцієнт та його застосування.

5. Чому дихальний коефіцієнт різний при окисленні білків, жирів, вугле- водів?

Робота 85. Вимірювання температури тіла в тварин

У процесі обміну речовин в тканинах  постійно утворюється теп- ло, яке надходить в навколишнє середовище. Таким шляхом забезпе- чується тепловий  баланс в організмі тварин. Температура тіла тепло- кровних тварин підтримується на відносно постійному  рівні, що має назву ізотермії. Теплоутворення відбувається в результаті безперерв- них реакцій, що проходять  у живому організмі, в усіх його органах і тканинах.  Найбільше тепла виділяється в м’язовій тканині,  печінці, нирках.

Втрата тепла органами і тканинами значною мірою залежить  від місця їх перебування:  поверхнево  розміщені органи (шкіра, скелетні м’язи) віддають більше тепла й сильніше охолоджуються.

В регуляції  температури тіла у тварин  беруть участь нервові  та гуморальні механізми.

Мета досліду: засвоїти методику термометрії в сільськогоспо- дарських  тварин.  Визначити температуру   тіла  й  окремих  ділянок шкіри піддослідних  тварин.

Для  роботи  необхідно:  тварини,   1\%-й  розчин  фурациліну  або

0,5\%-й розчин  карболової  кислоти,  вазелін, термометри  (ветеринар- ні), електротермометри, хімічний стакан з дезинфікуючим розчином для термометрів, затискачі для фіксації термометра, вата.

Хід роботи. Тварину  надійно  фіксують,  зліва  підходять  до неї і лівою рукою відводять  хвіст убік, а правою вводять  в пряму  кишку продезинфікований і змащений вазеліном термометр на 10 хв. Стовп- чик ртуті термометра повинен знаходитися на рівні нижнього показ-

Рис. 89            Рис. 90

ника. Після  вимірювання температури термометр  очищають ватним тампоном, змоченим  дезинфікуючим розчином.  Для термометрії  ве- ликих груп тварин використовують електротермометри (ТЕМП-60). Наконечник такого термометра попередньо обробляють дезинфікую- чим розчином  і вставляють  в пряму кишку на 1–2 см. На шкалі тер- мометра фіксується температура  (рис. 89).

Температуру поверхні шкіри (табл. 14) тварини вимірюють напів- провідниковим мікротермометром. Термощуп  приладу прикладають до будь-якої  ділянки  поверхні шкіри (рис. 90, де зображено  топогра- фію температурних точок шкіри свині великої білої породи). Записа- ти дані. Зробити висновки.

Таблиця 14

Середня температура тіла й температура поверхні шкіри тварин,  °С

Контрольні запитання

1. Як виміряти температуру  тіла в сільськогосподарських тварин?

2. Чим  пояснити  неоднаковий рівень  температури на різних  ділянках шкіри тварин?

3. Межі коливань  нормальної  температури в сільськогосподарських тва- рин.

4. Механізми  теплорегуляції.