11.2. Белковый (азотистый) обмен

Белками (протеинами) называют высокомолекулярные со­единения, построенные из аминокислот, которые обеспечивают структурную организацию и жизнедеятельность организма. Они составляют основу всех тканевых элементов организма, их био­синтез определяет рост и развитие. Постоянное обновление бел­ков — необходимое условие для обеспечения структуры и функ­ции организма на протяжении жизни. Белки обладают и значи­тельной энергетической ценностью (1 г белка дает в метаболичес­ких реакциях 17,22 кДж).

Одна из наиболее важных функций веществ белковой приро­ды — это их участие в реакциях обмена веществ в качестве мощных катализаторов химических реакций — ферментов. Белки обеспечи­вают сократительные процессы (актин, миозин), транспорт газов кровью (гемоглобин), свертывание крови (фибриноген), защиту организма от вирусов, микробов, чужеродного белка (иммуногло­булины), взаимосвязь между органами и тканями (гормоны). Таким образом, белки выполняют пластическую (структурную) и функци­ональную роль. Белки постоянно обновляются, так как в организме непрерывно происходит распад белка и синтез новых белковых структур. Единственным источником для синтеза новых белков организма являются белки пищи. При распаде белков корма осво­бождаются аминокислоты, которые могут всасываться и использо­ваться как структурный элемент для синтеза нового тканевого бел­ка, для образования производных аминокислот (пуриновых и фос-фатидных оснований). Некоторые аминокислоты, подвергаясь дезаминированию, участвуют в углеводном обмене.

Биологическая ценность различных белков неодинакова и за­висит от их аминокислотного состава. Полноценные белки содер­жат все незаменимые аминокислоты, т. е. аминокислоты, которые не образуются в организме, но необходимы для его полноцен­ного развития и функционирования: валин, изолейцин, лейцин, треонин, лизин, триптофан, фенилаланин. Частично заменимыми являются аргинин, гистидин, цистеин и тирозин. Незаменимость аминокислот определяется участием их не только в синтезе специ­фических белков, но и самостоятельно в регуляторных и обмен­ных процессах. Так, для синтеза физиологически активных ве-

430

431

ществ — адреналина и норадреналина — для процессов метилиро­вания необходим метионин, который может использоваться и при образовании холина и креатина. Фенилаланин и тирозин необхо­димы для образования катехоламинов и тиреоидных гормонов. Триптофан служит источником для синтеза витамина РР и серо-тонина. Аргинин используется в процессе образования мочеви­ны — этапа белкового обмена, необходимого для освобождения организма от конечных продуктов.

Потребность в поступлении незаменимых аминокислот с кор­мом у жвачных животных значительно меньше, так как микро­флора рубца способна синтезировать их в достаточных количе­ствах. У простейших содержание незаменимых кислот в расчете на сухое вещество колеблется от 33 до 44 %, а у бактерий — от 24 до 27 %. Это указывает на то, что аминокислотный состав и перева­римость бактериального и протозойного протеина достаточно не­зависимы от рациона: микробиальный протеин является источни­ком азота постоянного состава. Вместе с этим для жвачных и моногастричных животных актуальной остается проблема полно­ценного питания, обеспечивающего необходимый аминокислот­ный состав и полноценное развитие роста и продуктивности. Для роста шерсти овцам требуется больше серосодержащих аминокис­лот, а для образования казеина — лизина. С момента начала лакта­ции в плазме крови уменьшается концентрация лизина, треонина, гистидина, лейцина, аргинина и глутаминовой кислоты. При до­полнении рациона некоторыми аминокислотами происходит луч­шее усвоение азота корма.

Нормальное протекание процессов белкового обмена, полно­ценное осуществление физиологических функций невозможны без достаточного белкового питания. Поскольку отличительной особенностью химического состава белков является наличие в нем азота, то количественное соотношение различных сторон белкового обмена можно оценить по азотистому балансу. Для этого определяется соотношение азота, поступившего в организм за сутки с пищей, и азота, выделенного из организма в результате распада белков. Поскольку выделение азота происходит главным образом с мочой, то формула азотистого баланса выглядит следу­ющим образом:

Азот пищи — Азот кала

К.

Азот мочи

Исходя из того, что в белке в среднем содержится 16 % азота, легко рассчитать поступление белка в организм: 1 г азота соответ­ствует 6,25 г белка. В организме взрослого здорового животного при оптимальных условиях кормления и содержания должно под­держиваться азотистое равновесие, однако для обеспечения того или иного вида продуктивности при усиленном росте, беременно-

сти или лактации часть азота корма должна задерживаться в организме, т. е. азотистый баланс должен быть положительным. Если из организма выделяется больше азота, чем поступает, а это может быть связано с нарушением поступления полноценного белка или в период заболевания, азотистый баланс может быть отрицательным.

Распад белков в организме при отсутствии их поступления с кормом приводит к потере тканевого белка, обусловленной про­цессами жизнедеятельности. М. Рубнер ввел понятие «коэффи­циент изнашивания» — это потеря белка, пересчитанная на 1кг массы тела в условиях покоя (0,028...0,065 г азота на 1 кг массы в сутки). Для покрытия этого белкового дефицита организм дол­жен получать извне избыточное количество белка, что позволит «выбрать» нужные аминокислоты из более значительной массы белкового питания.

Вместе с этим белки пищи обладают специфически динами­ческим действием и способностью повышать интенсивность об­мена веществ. После поступления белков с пищей интенсив­ность обмена повышается и составляет 40...50 % калорийности введенного белка. Таким образом, для поддержания азотистого равновесия с пищей должно поступать больше белка, так как это количество должно компенсировать сложившийся дефицит и по­крыть затраты на динамическое воздействие принятой пищи. При белковом голодании снижается интенсивность синтеза и распада белка, что влечет за собой нарушение синтеза функцио­нально необходимых белков, нарушает функцию многих органов и систем, прекращает рост организма и формирование скелета. Белковое голодание приводит к усиленному распаду белков ске­летной мускулатуры, печени и других органов. Освобождающие­ся аминокислоты в ходе перераспределения аминокислотных запасов используются для синтеза белков ЦНС, сердечной мыш­цы, гормонов. Организм приспосабливается к новым экстре­мальным условиям существования. В дальнейшем существенно снижается активность ферментов, развивается дегенерация эн­докринных желез и нарушается работа печени и почек. Таким образом, для обеспечения жизнедеятельности и поддержания азотистого равновесия в организм животных должно поступать определенное количество белка — это минимальное количество белка, необходимое для поддержания основного обмена, называ­емое белковым минимумом. Белковый минимум (в граммах на 1кг живой массы ) составляет для овцы и свиньи 1, для лошади в по­кое — 0,7...0,8, а при работе — 1,2...1,42; для нелактирующей ко­ровы—0,6...0,7, а для лактирующей — 1. Из этого следует, что поступающее при белковом минимуме количество способно не только компенсировать метаболическое изнашивание белков, но и оплатить энегетические затраты, связанные со специфически динамическим действием принятой пищи.

432

28 — 3389

433