Превращение и использование всосавшихся белков
Белки в пищеварительном аппарате подвергаются гидролизу до аминокислот. Аминокислоты преимущественно в кишечнике всасываются в кровь; по системе воротной вены прежде всего поступают в печень. В печени основная часть аминокислот задерживается клетками и используется для синтеза альбуминов, α- и (β-глобулинов, фибриногена и протромбина, белковых комплексов — гликопротеидов, липопротеидов, церулоплазмина, трансферина и др.
Белки и белковые комплексы, синтезированные в печени, по мере необходимости, соответственно извлечению их из крови тканями, поступают в кровь. Часть всасывающихся аминокислот подвергается превращениям и используется уже в стенке кишечника для синтеза пищеварительных ферментов, восстановления эпителия. Концентрация белков в крови поддерживается на уровне 80...90 г/л. Из крови белки используются тканями.
Часть всосавшихся аминокислот не задерживается в печени, доставляется с кровью к различным тканям и органам, извлекается из крови клетками тканей органов и используется для синтеза специфических белков тканей, для образования специфических клеточных структур, секретов, инкретов. По функциональной значимости синтеза белка различают: синтез роста — увеличение белковой массы органов в период пролиферации клеток, роста; синтез функциональный и защитный — образование белков на вынос (белков плазмы крови, в печени, белков секретов пищеварительных желез, иммунных тел); синтез возбужденный или регенерации — увеличение белковой массы после травмы и неполноценного питания; синтез самообновления — постоянное восполнение компонентов протоплазмы, разрушенных в ходе катаболизма.
В организме непрерывно, на протяжении всей его жизни, происходят обновление, синтез и распад белков. Например, у взрослой овцы синтезируется примерно 80 г белка в сутки: 10 г откладывается в теле, 70 г идет на обновление. В течение нескольких минут половина всех молекул белков обновляется у ряда ферментов; белки соединительной ткани обновляются за несколько месяцев.
Отдельные аминокислоты оказывают выраженное влияние на те или иные физиологические процессы, используются для синтеза или служат источником биологически активных веществ, гормонов. Белки являются носителями жизни. Они способны взаимодействовать со всеми без исключения веществами, образуя комплексные соединения. Почти половина фонда свободных аминокислот плазмы крови образуется за счет распада внутриклеточного белка.
В крови (2...4 мкмоль) и в тканях (15...30 мкмоль) поддерживается определенная концентрация аминокислот. Активную роль в снабжении органов аминокислотами играет печень. В печени откладывается значительное количество лабильных белков. Для синтеза белка в организме необходим определенный набор заменимых и незаменимых аминокислот. В состав природных белков входят 20 аминокислот в различных сочетаниях. В молекулах белка содержится от нескольких десятков до десятков тысяч аминокислот.
За небольшим исключением для животных отдельных видов 10 аминокислот являются незаменимыми, 10 — заменимыми. Аминокислотный состав белка определяет его питательную (биологическую) ценность. Чем выше степень соответствия аминокислотного состава белка корма аминокислотному составу белка организма, тем выше его биологическая ценность.
Биологически полноценным является белок, состав которого обеспечивает потребность организма во всех аминокислотах. Высока биологическая ценность белков яиц, молока, рыбы, мяса. Растительные белки содержат мало незаменимых аминокислот, биологическая ценность их ниже. Аминокислоты, в большей степени, чем другие, определяющие синтез белка в организме того или иного вида животных, являются для них лимитирующими. Чаще лимитирующими аминокислотами являются метионин, лизин, триптофан, гистидин.
В зависимости от потребностей и аминокислотного состава корма в тканях происходит дезаминирование, переаминирование, декарбоксилирование аминокислот, образование новых аминокислот. Переаминирование при определенных условиях служит для синтеза аминокислот из кетокислот и глутаминовой кислоты. Декарбоксилирование аминокислот сопровождается образованием аминов (гистамин, γ-аминомасляная кислота, кадаверин, пут- ресцин, коламин, серотонин, тирамин, цистеамин, пропаноламин), обладающих высокой биологической активностью.
Часть аминокислот подвергается ферментативному окислению, при этом образуются в основном ацетил-КоА, α-кетоглютаровая кислота, щавелевоуксусная кислота. Все они способны включаться в цикл трикарбоновых кислот и давать АТФ. Аланин, аспарагиновая, глутаминовая кислоты являются глюкопластическими; они принимают участие в глюконеогенезе.
Освобождающийся аммиак включается в синтез мочевины в печени. Мочевина, частично аммиак, вода и диоксид углерода — конечные продукты окисления аминокислот.
У жвачных животных в преджелудках в процессе превращения белков и небелковых азотистых соединений образуется аммиак. Аммиак образуется при превращении белков и в толстом отделе кишечника. Аммиак уже в слизистой рубца, а также в печени связывается глутаминовой кислотой с образованием глутамина.
Глутамин путем трансаминирования включается в молекулы различных аминокислот. Аммиак используется и для синтеза мочевины в печени. Мочевина механизмом румено-гепатической циркуляции азота и со слюной возвращается в рубец, где вновь используется микроорганизмами для синтеза белка.
Из нуклеиновых кислот при превращении в качестве конечного продукта образуется мочевая кислота, которая подвергается окислению и превращается в алантоин. Из ароматических кислот образуется гиппуровая кислота. При превращении белков мышц образуется креатинин. Конечные продукты поступают в кровь и выводятся с мочой почками, в определенной концентрации постоянно содержатся в крови.
О полноценности белкового питания животного и степени усвоения белка можно с достаточной точностью судить по балансу азота. Баланс азота (N) — это соотношение усвоенного азота и выделенного из организма азота в результате распада белка
В белке содержится в среднем 16 % азота (1 г азота соответствует 6,25 г белка). По разнице количества усвоенного и количества выделенного азота определяют количество отложенного белка. Положительный азотистый баланс свидетельствует о преобладании синтеза белка в организме над его распадом.
Положительный азотистый баланс наблюдают в период роста животных, в период беременности; отрицательный азотистый баланс — при голодании, недостатке белка в рационе, дефиците незаменимых аминокислот. Нормальное физиологическое состояние взрослого животного характеризуется азотистым равновесием.
Минимальное количество белка в корме, при котором сохраняется азотистое равновесие, называется белковым минимумом. Белковый минимум у свиней составляет 1 г на 1кг живой массы тела в сутки, у крупного рогатого скота — 0,8 г/кг. У растущих животных и работающих лошадей белковый минимум в 2—3 раза больше.
Жвачные малозависимы от аминокислотного состава белков рациона, так как аминокислоты у них, включая незаменимые, синтезируются в преджелудках. Лабильным резервом белка в организме служит белок, отложенный в стенке кишечника, коже, печени, матке. Белки занимают ведущее место среди органических элементов; на их долю приходится более 50 % сухой массы клетки.
Они выполняют ряд жизненно важных ролей: ферментов, сократительных белков, пластическую и энергетическую, обеспечивают оптимальную вязкость крови, онкотическое давление крови, переносчиков биологически активных веществ, буферной системы, входят в состав липопротеинов, участвуют в свертывании крови, факторов специфического и неспецифического иммунитета и др.
Источник. Физиология и этология животных. Под редакцией доктора биологических наук, профессора В. И. Максимова. Учебное издание.
AOF | 22.12.2020 20:11:59