Методы исследования обмена белков

Исключительная важность белковых молекул в любом живом организме, делает необходимой оценку их обмена. Причем, почти весь азот в организме животных содержится в белках. Поэтому их обмен называют азотистым, а общее его состояние оценивают по соотношению азота, поступившего в организм (с кормом) и выделенного из него (с мочой, потом, калом и молоком) за то же время.

Упрощенная формула расчета азотистого баланса (К) у нелактирующих животных выглядит так:

К =	(Азот корма) – (Азот кала)
(Азот мочи)	.

При оптимальном кормлении и состоянии взрослого животного поддерживается азотистое равновесие (К≈1). При интенсивном росте, беременности, лактации, а также у овец после стрижки, часть азота задерживается в организме и азотистый баланс становится положительным (К>1), а преобладающий распад тканей делает баланс отрицательным (К<1).

6.5. Методы изучения метаболизма отдельных веществ

При изучении метаболизма определенных веществ, прослеживают их превращения от той формы, в какой они поступают в организм, до конечных продуктов обмена. С помощью катетеризации и ангиостомии можно ввести нужное вещество в интересующую исследователя область и получить информацию о метаболизме в ней по оттекающей крови от данного участка.

В настоящее время существует множество таких высокоточных количественных методов определения веществ и активности ферментов, как микроэкспрессметрия, электрофорез, хроматография, плазменная и атомно-абсорбционная спектроскопия, атомно-эмиссионный анализ, спектрометрия, флюорометрия, иммуноферментный анализ и изотопно-индикаторный метод.

Со 2-й половины XX века широкое применение в исследованиях обмена веществ нашли изотопные методы. Их высокая информативность обусловлена использованием практически безвредных количеств изотопа. Для изучения метаболизма, радиоактивные изотопы в крайне малых количествах вводят в организм, а затем регистрируют излучение определенных участков тела и экскретов соответствующими радиометрическими приборами. Например, состояние обмена гормонов в щитовидной железе можно оценить по накоплению в ней радиоактивного изотопа йода, а процессы минерализации в костях – изотопов радиофосфора.

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Лысов В.Ф., Максимов В.И. Основы физиологии и этологии животных.- М.: КолосС, 2004.

2. Максимов В.И., Ипполитов Т.В., Фомина В.Д. Основы анатомии и физиологии человека. Учебное пособие. - СПб.: Издательство Колос, 2004.

3. Скопичев В.Г. и др. Физиология животных и этология. М.: Колос, 2003.

4. Скопичев В.Г. и Шумилов Б.В. Морфология и физиология животных: Учебное пособие. - СПб.: Издательство «Лань», 2006.

5. Скопичев В.Г., Максимюк Н.Н., Шумилов Б.В. Зоотехническая физиология: Учебное пособие - КолосС, 2008.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА

1. Алиев А.А. Обмен веществ у жвачных животных. - М.: НИЦ -«Инженер», 1997.

2. Иванов А.А., Войнова О.А., Ксенофонтов Д.А. и др. Сравнительная физиология животных. Санкт-Петербург: "Лань", 2010.

3. Ипполитова Т.В. Типы высшей нервной деятельности, их связь с реактивностью и продуктивностью с.-х. животных: Лекция. - М.: МГАВМиБ им. К.И. Скрябина, 1999.

4. Калашников А. П., Клейменов Н. И., Щеглов В. В и др. Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных. Москва: Знание, 1993.

5. Коробков А.В., Чеснокова С.А. Атлас по нормальной физиологии. - М.: Медицина, 1986.

6. Ковальчик М. «Адаптация и стресс при содержании и разведении сельскохозяйственных животных» М.: Колос 1986.

7. Никитченко И.Н., Плященко С.И., Зеньков А.С., «Адаптация, стресс и продуктивность сельскохозяйственных животных» Мн.: Ураджай 1988.

8. Практикум по нормальной физиологии / Под ред. Н.А.Агаджаняна и А.В.Коробкова.- М.: Высшая школа, 1983.

9. Скулачев В.П. Энергетика биологических мембран. М.: Наука, 1989.

10. Судаков К. В.Функциональные системы организма. - М.: Медицина,1987.

11. Физиология человека / Под ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько.- М.: Медицина, 1997.

12. Хохрин С.Н. Корма и кормление животных. Санкт-Петербург: "Лань", 2002.

13. Цыганский Р.А. Физиология и патология живой клетки. Санкт-Петербург: "Лань", 2009.

14. Шмидт Р., Тевс Г. Физиология человека: Пер. с англ. – М.: Мир,1996.

 

СЛОВАРЬ ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ТЕРМИНОВ

И СОКРАЩЕНИЙ

Авитаминоз – состояние, вызванное отсутствием в организме витамина.

Автотрофы – живые организмы, производящие органические вещества из неорганических.

Азотистое равновесие (баланс) – равенство количества азота, поступившего в организм и выделенного из него за то же время.

Альбумины - хорошо растворимые в дистиллированной воде и солевых растворах простые белки.

Амилоза-нерастворимый в воде компонент крахмала.

Амилопектин - компонент крахмала, переходящий в коллоидный раствор при кипячении.

Аминокислоты - молекулы, одновременно содержащие аминные и карбоксильные группы.

Анаболизм – см. ассимиляция.

Антивитамины - любые вещества, вызывающие снижение или потерю биологической активности витаминов.

Апопротеины (апобелки) – белковые компоненты растворенного липопротеида.

Ассимиляция (анаболизм) - синтез в организме необходимых для жизнедеятельности сложных молекул из более простых соединений.

АФК -активные формы кислорода.

Белки - полипептиды с молекулярной массой выше 8-10 кДа.

Белковый минимум - количество белка, компенсирующее его изнашивание, а также затраты на усвоение и полезную «работу».

Биогенные элементы - химические вещества, постоянно входящие в состав организма.

Биосфера - населенная и видоизмененная организмами оболочка Земли (включает атмосферу, гидросферу и литосферу).

Биотический (биогеохимический) круговорот - круговорот веществ, осуществляемый в процессе жизнедеятельности живых организмов.

Витамины - не выполняющие энергетическую функцию незаменимые органические вещества, в малых количествах обеспечивающие нормальное протекание обмена веществ.

Водно-солевой обмен - совокупность процессов распределения воды и электролитов в организме, а также между организмом и внешней средой.

Воска - название группы блестящих, жирных на ощупь веществ с более высокими, по сравнению с нейтральными жирами температурами плавления.

Вторичная структура – форма белковой цепи, определяемая взаимным влиянием близко расположенных аминокислот.

Ганглиозиды – гликолипиды с углеводными остатками.

Гемицеллюлозы – свободные от глюкозы структурные полисахариды растений.

Гетеротрофы - организмы, использующие в качестве источников питания органические вещества.

Гибернация – зимняя спячка.

Гиповитаминоз – состояние, вызванное недостаточным поступлением витаминов в организм.

Гистоны– протеины, растворимые в слабых кислотах и растворах солей, богатые лизином и аргинином, но лишенные триптофана.

Гликоген - основной резервный полисахарид в животных тканях.

Гликозаминогликаны (кислые полисахариды) – основные структурные полисахариды у позвоночных.

Гликолипиды - группа липидов, содержащих сфингозин, жирную кислоту и не менее одного углеводного остатка.

Гликопротеиды – белки с углеводами в простетической группе.

Глобула – молекула, форма которой близка к вытянутой сфере, а размеры ее продольной и поперечной осей отличаются менее чем в 10 раз.

Глобулины –белки, слабо растворяющиеся в воде, но хорошо - в разбавленных солевых растворах белки.

Глюконеогенез — процесс образования молекул глюкозы из других органических соединений.

Дальтон(Да) - внесистемная единица измерения массы атомов, молекул, а также вирусов, клеток и субклеточных структур, равная 1/12 массы атома углерода, или ≈ 1,661×10⁻²⁴ \cong 1{,}660538782(83) \times 10^{-27} ~ г.

Джоуль (Дж) - мера количества энергии в системе СИ.

Диссимиляция (катаболизм) - распад крупных молекул.

ДК -дыхательный коэффициент.

ДНК - дезоксирибонуклеиновая кислота.

Дыхание анаэробное – биологическое окисление, при котором вместо кислорода используется другой окислитель.

Дыхание аэробное - биологическое окисление органических веществ за счет молекулярного кислорода.

Дыхательный коэффициент (ДК) - соотношение объемов выделенной двуокиси углерода и поглощенного кислорода.

Используемый сырой протеин -количество поступившего в кишечник непереваренного протеина и микробиального белка, из которых образуется собственный белок.

Калорический эквивалент кислорода (КЭК) - количество тепла, выделяемого при использовании 1 л кислорода.

Калория (кал) – количество тепловой энергии, необходимой для нагревания 1 мл воды на 1 °С (1 кал = 4,1868 Дж).

Катаболизм – совокупность процессов распада сложных соединений.

кДа –килодальтон (1000 дальтон).

Конечные продукты метаболизма - соединения, энергетическая и пластическая ценность которых исчерпана, а дальнейшее накопление нежелательно или даже вредно.

Корм – любые жидкости и твердые тела, которые после проглатывания могут обеспечить живой организм энергией и веществами необходимыми для других функций.

Коэффициент белкового изнашивания - потери белка в покое в перерасчете на 1 кг массы тела.

Круговорот веществ - закономерное многократное участие веществ в процессах, протекающих в биосфере.

КЭК - калорический эквивалент кислорода.

ЛВП - липопротеиды высокой плотности.

Летучие жирные кислоты (ЛЖК) – монокарбоновые кислоты с углеводородной цепью содержащей от 2 до 6 атомов углерода.

Лецитин – основной экзогенный источник фосфолипидов (смесь фосфатидилхолина, фосфатидилэтаноламина и фосфатидилинозита).

ЛЖК - летучие жирные кислоты.

Лизуха - нарушение обмена веществ или состояние недостаточности, сопровождающиеся извращением вкуса (животные поедают навоз, землю, грызут деревянные предметы).

Липиды (жиры) - растворяющиеся в органических растворителях и друг в друге, но нерастворимые в воде органические вещества.

Липопротеиды - комплексы аминокислотных цепей с липидами.

ЛНП - липопротеиды низкой плотности.

ЛОНП - липопротеидыочень низкой плотности.

ЛПП - липопротеиды промежуточной плотности.

Макроэлементы – химические элементы, у которых нормальное содержания в плазме крови составляет более ммоль/л.

Макроэрги - молекулы с одной или несколькими наиболее богатыми энергией химическими связями.

Метаболизм – обмен веществ и энергии.

Микроэлементы - химические элементы, у которых нормальное содержания в плазме крови не превышают мкмоль/л.

Мицеллы - растворимые в воде комплексы продуктов переваривания липидов с желчными кислотами.

Насыщенные жирные кислоты – монокарбоновые кислоты не имеющие двойных связей.

Незаменимые (эссенциальные) - вещества, которые не образуются в организме, но необходимы ему.

Ненасыщенные жирные кислоты – монокарбоновые кислоты с одной или несколькими двойными связями.

Неполноценные белки – белки, в которыхотсутствует хотя бы одна незаменимая аминокислота.

Неэстерифицированные жирные кислоты (НЭЖК) – комплекс жирных кислот с альбумином.

Нуклеопротеиды– белки, в простетической части которых находится ДНК или РНК.

Нуклеотид - структурная единица нуклеиновых кислот, состоящая из азотистого основания, углеводного остатка и фосфатной группы.

Обмен веществ и энергии(метаболизм) - совокупность химических и физических превращений в живом организме, направленных на обеспечение его жизнедеятельности во взаимосвязи с окружающей средой.

Общий обмен – теплопродукция у животного в обычных условиях.

Общий путь метаболизма - процесс, в который вовлекаются несколько видов химических соединений.

Окислительное фосфорилирование - образование АТФ при участии дыхательной цепи на внутренней мембране митохондрий.

Олигопептиды – молекулы, содержащие до 10 аминокислот.

Основной обмен - минимальные энергозатраты, достаточные для поддержания жизненно важных функций бодрствующего организма.

Остеодистрофия - перестройка или деформация скелета.

Остеомаляция - деминерализация костного вещества без выраженного изменения белкового синтеза в матриксе.

Остеопороз - уменьшение массы и плотности костной ткани.

Остеосклероз - увеличение массы и плотности костной ткани.

Отрицательный азотистый баланс – состояние, при котором поступление азота с кормом ниже чем его выделение из организма за то же время.

Пектины – структурные растительные полисахариды, состоящие из множества молекул галактуроновой кислоты.

Пентозный (гексозомонофосфатный) путь–вариантхимических превращений углеводов, обеспечивающий клетки пентозами и НАДФН.

Пептиды - состоящие из нескольких аминокислот молекулы.

Первичная структура - последовательность чередования аминокислот и положение дисульфидных связей в цепи.

Питательные вещества - компоненты корма, которые выполняют энергетическую, пластическую или регуляторную (влияет на усвоение и использование других веществ) функции.

ПОЛ - перекисное окисление липидов.

Полипептиды – молекулы, содержащие более 10 аминокислот.

Полноценные белки – белки, в которых есть все незаменимые аминокислоты.

Положительный азотистый баланс – состояние, при котором поступление азота с кормом превышает его выделение из организма за то же время.

Правило Рубнера - интенсивность энергетического обмена в большей чем от массы животного степени зависит от площади поверхности его тела.

Провитамины - предшественники витаминов.

Производные аминокислот - редко встречающиеся или не обнаруживающиеся в белках аминокислоты.

Простые белки (протеины) – белки состоящие только из аминокислот.

Протеиды (сложные белки) – белки содержащие наряду с аминокислотами и другие (простетические) компоненты.

Протеиногенные аминокислоты – аминокислоты, встречающиеся в большинстве белков.

Протеины (простые белки) – белки состоящие только из аминокислот.

Прямая калориметрия - непосредственное измерение выделяемого животным тепла.

Рабочая прибавка - затраты энергии на обеспечение деятельности животного.

Рацион - суточный набор поедаемых кормов и добавок.

РНК - рибонуклеиновая кислота.

Склеропротеины - структурные белки скелета, соединительной ткани и наружных покровов тела.

Сложные белки (протеиды) – белки содержащие наряду с аминокислотами и другие (простетические) компоненты.

Специфическое динамическое действие корма - затраты энергии на усвоение корма.

Сфинголипиды - группа сложных липидов, содержащих сфингозин и фосфорную кислоту.

Транскрипция - перенос генетической информации о структуре белка с матрицы ДНК на РНК.

Трансляция – сборка аминокислот на рибосоме в полипептидную цепь с определенной последовательностью.

Третичная структура - форма полипептидной цепи, определяемая взаимным влияниемдалеко отстоящих друг от друга аминокислот.

Трофическая (пищевая) цепь - перенос энергии корма через ряд организмов различных трофических уровней путем поедания одних другими.

Углеводы - альдегидные или кетонные производные полиатомных спиртов с более чем одной ОН-группой и соединения, при гидролизе которых образуются эти производные.

Фибрилла - молекула, у которой размеры продольной и поперечной осей отличаются более чем в десять раз.

Физиологическая калорическая ценность белка - тепловая энергия выделяемая при окислении 1 г белка в организме.

Физическая калорическая ценность белка - тепловая энергия, полученная при полном сжигании 1 г белка.

Фосфолипиды – группа сложных липидов, содержащих глицерол и фосфорную кислоту.

Фотосинтез - образование органических веществ из неорганических, при участии энергии солнечного света.

Хиломикрон – образующийся в энтероците комплекс нейтральных жиров с другими липидами и апобелками.

ЦНС – центральная нервная система.

Цереброзиды - простейшие гликолипиды с одной гексозой (галактозой или глюкозой).

Цикл Кребса (лимонной кислоты или трикарбоновых кислот) – общий внутриклеточный путь катаболизма органических веществ, в ходе которого циклические превращения двух- и трёхуглеродных соединений сопровождаются выделением двуокиси углерода и освобождением атомарного водорода, который служит источником энергии и, в конечном итоге, окисляется молекулярным кислородом до воды.

Частично заменимые - вещества, которые в недостаточных количествах синтезируются в организме.

Четвертичная структура - взаимное расположение нескольких полипептидных цепей одного белка.

Энергия - мера способности системы совершать работу.

Эссенциальный – незаменимый.

Эстивация – летняя спячка.