Методы изучения обмена энергии

Для оценки сравнивают кол-во энергии, поступающей и выделяющейся в организме

ПРИХОД энергии рассчитывают по энергетической ценности пита­тельных веществ корма. РАСХОД энергии определяют по количеству освобожденного из организма тепла.

Разработаны два метола определе­ния расхода энергии:

Прямая калори­метрия - измерение количества тепла, выделяемого организмом с поверх­ности тела в калориметрических камерах или с помощью инфракрасных датчиков. Методы достаточно точные, но сложные в техническом отно­шении.

Непрямая калориметрия - расчет теплопродукции по дыхательно­му коэффициенту (ДК). ДК = С0₂/0₂(отношение объема выделенного С0₂ к объему потребленного 0₂). Газообмен у мелких животных определяют в респирационных камерах, у крупных - путем сбора воздуха, выдыхаемого животным через респираторы (маски) в воздухонепроницаемых мешках. При этом определяют объем воздуха, выдыхаемого за определенное вре­мя, и содержание в нем 0₂ и С0₂. Вычисляют ДК. Величины ДК зависят от того, какие вещества во время исследования окислялись в организме. При окислении глюкозы ДК-1, при окислении жиров - 0,7 и при окисле­нии белков - 0,8. При окислении одних и тех же веществ в организме по­требляется определенное количество кислорода, выделяется определен­ное количество углекислого газа и освобождается определенное количе­ство энергии (тепла).

Количество тепла, образующееся при поглощении организмом 1 л ки­слорода, называется калорическим эквивалентом кислорода. Каждой вели­чине дыхательного коэффициента (от 0,7 до 1,0) соответствует свой кало­рический эквивалент кислорода.

Итак, для определения теплопродукции методом непрямой калориметрии проделывают следующие операции:

1 -собирают выдыхаемый воздух за 5-10-20 минут и определяют его газовый состав;

2 - вычисляют дыхательный коэффициент и объем воздуха за 1 мин.;

3 - находят по табличным данным калорический эквивалент кислоро­да;

4 - определяют теплопродукцию за минуту: калорический эквивалент кислорода умножают на объем потребленного за минуту кислорода.

ОСНОВНОЙ ОБМЕН — это минимальное количество энергии, которое необходимо для поддержания жизненно важных функций при полном мы­шечном покое, в состоянии натощак и при 15-20° С в помещении. ОБЩИЙ ОБМЕН зависит от вида животных, породы, возраста, пола, массы тела, физиологического состояния (беременность, лактация), продуктивности, а также от внешних факторов - климатических условий, метеорологических факторов, условий кормления и содержания и т.п.

РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА ЭНЕРГИИ тесно связана с регуляцией обмена веществ. Участвует кора больших полушарий, гипоталамус, вегетативная нервная система. Из желез внутренней секреции - гипофиз, щитовидная и поджелудочная железы, надпочечники, половые железы.

Билет 22.

1. Регуляция дыхания 46

Регуляции дыхания осуществляется рефлекторно, при участии нейро-гуморальных механизмов. В рефлекторной регуляции любой функции участвует нервный центр, получающий информацию от различных рецепторов, и исполнительные органы.

Дыхательный центр представляет совокупность нейронов в различных отделах ЦНС, структурно и функционально связанных между собой. «Ядро» дыхательного центра, находится в области ретикулярной формации продолговатого мозга. Оно состоит из двух отделов: центров вдоха и выдоха. При повреждении этой области мозга дыхание становится невозможным и наступает смерть животного.

Нейроны данного ядра обладают автоматией (способны к спонтанной деполяризации). Автоматия той части дыхательного центра, которая расположена в продолговатом мозге, имеет важное значение в автоматическом чередовании вдоха и выдоха. Другие структуры дыхательного центра автоматией не обладают. В продолговатом мозге также замыкаются рефлекторные дуги чихательного и кашлевого рефлексов. При участии данного отдела изменяется внешнее дыхание при изменении газового состава крови.

Из продолговатого мозга импульсы спускаются в спинной мозг. В грудном отделе спинного мозга находятся мотонейроны, иннервирующие межрёберные (дыхательные) мышцы, а в шейной области спинного мозга на уровне 3 – 5-го позвонка расположен центр диафрагмального нерва. Эти нейроны передают возбуждение от центров вдоха и выдоха продолговатого мозга к мышцам, они относятся к соматической нервной системе.

В состав основного дыхательного центра также входят нейроны среднего и промежуточного отдела головного мозга, которые координируют дыхание с другими функциями организма (мышечными сокращениями, глотанием, отрыгиванием, принюхиванием). Кора больших полушарий является высшей инстанцией данного центра, контролирующей работу всех ранее перечисленных структурных образований и обеспечивающей произвольное усиление или урежение дыхания. При обязательном участии коры возникают условнорефлекторные изменения дыхания.

В регуляции дыхания участвуют различные рецепторы – они расположены в лёгких, в кровеносных сосудах, в скелетных мышцах. По природе раздражителей они могут быть механо- и хеморецепторами. К лёгочным рецепторам относятся рецепторы растяжения и ирритантные рецепторы.

Рецепторы растяжения возбуждаются вследствие растяжения лёгких во время вдоха. Возникший в них поток импульсов устремляется по веточкам блуждающего нерва в центр вдоха, и на высоте вдоха вызывает его торможение. Благодаря этому вдох заканчивается ещё до максимального растяжения лёгких. Спадение лёгких при выдохе также сопровождается раздражением механорецепторов, что приводит к торможению выдоха => регуляция глубины дыхания, необходимо для автоматического чередования вдоха и выдоха.

Ирритантные рецепторы располагаются в эпителиальном слое воздухоносных дыхательных путей и лёгких. Они реагируют на пыль, действие неприятных или удушающих газов, табачного дыма. При этом возникает чувство першения в горле, кашель, задержка дыхания. Значение этих рефлексов – недопущение в альвеолы вредных газов и пылевых

Хеморецепторы расположены в различных кровеносных сосудах, в тканях и в ЦНС. Они чувствительны к концентрации кислорода, диоксида углерода, водородным ионам. Важнейшим гуморальным раздражителемдля дыхательного центра является диоксид углерода. Изменение его концентрации в артериальной крови => изменение частоты и глубины дыхания: увеличение – к усилению, уменьшение – к ослаблению дыхательной функции. Большое значение в гуморальной регуляции дыхания имеют хеморецепторы синокаротидной и аортальной сосудистых рефлексогенных зон. Очень высока чувствительность к диоксиду углерода нейронов дыха-тельного центра, расположенных в продолговатом мозге. Таким образом, в организме поддерживается постоянный уровень диоксида углерода и в крови, и в ликворе.

Другим адекватным раздражителем дыхательного центра является кислород, но в меньшей мере, т.к. при обычных колебаниях атмосферного давления у здоровых животных практически весь гемоглобин соединяется с кислородом.

Гуморальная регуляция дыхания имеет важное значение при первом вдохе новорожденного. Во время родов при передавливании пуповины в организме детёныша быстро нарастает концентрация углекислого газа и одно-временно развивается кислородная недостаточность. Это приводит к рефлекторному возбуждению дыхательного центра, и новорожденный делает свой первый в его жизни вдох.

Активное участие в механизме регуляции дыхания принимают органические кислоты, в частности – молочная кислота, накапливающаяся в крови и в мышцах во время мышечной работы. Эта кислота, являясь более сильной, чем угольная, вытесняет из бикарбонатов крови диоксид углерода, что приводит к повышению возбудимости дыхательного центра и возникновению одышки.

2. Половые циклы (часть из 72)

Под половым циклом следует понимать совокупность структурных и функциональных изменений, происходящих в половом аппарате и всем организме самки от одной овуляции до другой. Период времени от одной овуляции (охоты) до другой составляет продолжительность полового цикла.

Животные, у которых в течение года половые циклы (при отсутствии беременности) повторяются часто, называют полициклическими (коровы, свиньи). Моноциклическими называют тех животных, у которых половой цикл на протяжении года отмечается только один - два раза (например, кошки, лисицы). Овцы являются примером полициклических животных с ярко выраженным половым сезоном, у них отмечается несколько половых циклов один за другим, после чего цикличность долго отсутствует.

Английский исследователь Хипп на основании морфофункциональных изменений, происходящих в половом аппарате самки, выделил следующие стадии полового цикла:

- проэструс (предтечка) - начало быстрого роста фолликулов. Разви­вающиеся фолликулы вырабатывают эстрогены. Под их влиянием усилива­ло кровоснабжение половых органов, слизистая влагалища приобретает и вследствие этого красноватый цвет. Происходит ороговение ее клеток. Возрастает секреция слизи клетками слизистой влагалища и шейки матки. Матка увеличивается, слизистая оболочка ее становится кровенаполнен­ии и маточные железы - активными. У сук в это время наблюдаются кровянистые выделения из влагалища.

- Эструс (течка)- половое возбуждение занимает господствующее положение. Животное стремится к спариванию и допускает садку. Кровоснаб­жение полового аппарата и секреция слизи усиливаются. Расслабляется канал шейки матки, что приводит к вытеканию из него слизи (отсюда название - «течка»). Завершается рост фолликула и происходит овуляция - его разрыв и выход яйцеклетки.

- Метэструс (послетечка)- эпителиальные клетки вскрывшегося фолли­кула превращаются в лютеиновые, формируется желтое тело. Разрастаются кровеносные сосуды в стенке матки, возрастает активность маточных же­лез. Канал шейки матки закрывается. Уменьшается приток крови к наруж­ным половым органам. Половая охота прекращается.

- Диэструс - последняя стадия полового цикла. Доминирование желтого тела. Маточные железы активны, шейка матки закрьгга. Цервикальной сли­зи мало. Слизистая влагалища бледная.

- Анэструс - длительный период полового покоя, в течение которого функция яичников ослаблена. Характерен для моноциклических животных и для животных с выраженным половым сезоном в период между циклами. Развитие фолликулов в этот период не происходит. Матка малая и анемич­ная, ее шейка плотно закрыта. Слизистая влагалища бледная.

Российским ученым Студенцовым была предложена другая классифи­кация стадий полового цикла, отражающая особенности состояния нервной системы и поведенческих реакций самок. Согласно взглядам Студенцова, половой цикл - это проявление жизнедеятельности всего организма в целом, а не только половой системы. Этот процесс включает в себя следующие стадии:

- стадия возбуждения характеризуется наличием четырех феноменов: течки, полового (общего) возбуждения самки, охоты и овуляции. Стадия возбуждения начинается с созревания фолликула. Завершает стадию воз­буждения процесс овуляции. Овуляция у кобыл, овец и свиней происходит через несколько часов от начала охоты, а у коров (в отличие от самок дру­гих видов) через 11-26 часов после угасания рефлекса неподвижности. Рас­считывать на успешное осеменение самки можно только во время стадии возбуждения.

- стадия торможения - в этот период наблюдается ослабление и полное прекращение течки и полового возбуждения. В половой системе преоблада­ют инволюционные процессы. Самка уже не реагирует на самца или других самок в охоте (ареактивность), на месте овулировавших фолликулов начи­нают развиваться желтые тела, которые выделяют гормон беременности про­гестерон. Если оплодотворения не произошло, то процессы пролиферации и секреции, начавшиеся в период течки, постепенно прекращаются.

- стадия уравновешивания - в этот период полового цикла отмечается отсутствие признаков течки, охоты и полового возбуждения. Данная стадия характеризуется уравновешенным состоянием животного, наличием в яич­нике и желтых тел и фолликулов. Примерно через две недели после овуля­ции секреторная деятельность желтых тел прекращается при отсутствии беременности. Вновь активируются процессы созревания фолликулов и наступает новый половой цикл.