Регуляция освобождения и использования энергии

Уменьшение или повышение активности клеток, тканей и органов в связи с изменением условий внутренней и внешней среды сопровождается изменением количества использованной энергии, появлением тенденции к нарушению генетически обусловленного энергетического баланса.

Эти изменения воспринимаются рецепторами. Информация с рецепторов поступает в нервный центр обмена энергии (нейроны гипоталамуса и других отделов ЦНС), где формируется программа действия и передается по нервным волокнам и с помощью гормонов ко всем тканям, органам организма и обеспечивает приспособление (уменьшение или увеличение соответственно складывающимся условиям) количества освободившейся и использованной энергии в тканях к потребностям органов.

Такие приспособительные реакции осуществляются по типу безусловного и условного рефлексов с участием ряда гормонов. Конечными объектами воздействия программы действия являются ферменты. Основную нагрузку несет симпатическая иннервация, которая повышает образование и использование энергии; парасимпатическая иннервация активирует образование АТФ, в регуляцию включаются соответствующие гормоны.

Через эфферентные симпатические нервные волокна активируются митохондрии, эндоплазматический ретикулум, ядро, мембраны, пластический комплекс, пероксисомы, часть цитоплазмы, ферменты, повышается образование и использование энергии, активация аминокислот, трансаминирование, синтез жирных кислот. Через парасимпатические нервные волокна активируются гликогенез, глюконеогенез, цикл пентоз, синтез нейтрального жира, новообразование молекул АТФ.

Симпатическая иннервация универсальна, охватывает все органы и ткани, несет основную адаптационно-трофическую нагрузку в приспособлении обмена веществ и энергии. Тироксин включается для повышения газообмена. Подавление функции или удаление щитовидной железы снижает на 34 % энергетические затраты, обмен веществ.

Тироксин повышает активность фосфатаз, эстераз, аденозинтрифосфатаз, кофермента ацетилирования, сукцинатдегидрогеназы, цитохром-С-оксида- зы, аминооксидазы и таким образом увеличивает энергетический обмен. Адреналин и норадреналин включаются для повышения обмена веществ, потребления кислорода, ускорения превращения молочной кислоты в гликоген, повышения энергетических затрат.

Повышение концентрации глюкокортикоидов в крови и тканях сопровождается угнетением газообмена, тканевого дыхания в печени, скелетных мышцах, активности дыхательных (сукцинатдегидрогеназы, лактатдегидрогеназы, цитохромоксидазы) и гликолитических (фосфоглюкомутазы, фруктозо-1,6-дифосфатальдолазы) ферментов. Соматотропный гормон повышает обмен энергий и веществ.

Удаление гипофиза или надпочечников вызывает понижение газообмена, обмена веществ и энергии на 40...50 %, основного обмена на 15... 18 %, потребление кислорода и увеличение отложения жира. Половые гормоны повышают обмен веществ и энергии. По типу условного рефлекса вид пастбища с зеленой растительностью, обнюхивание травы вызывают увеличение потребления кислорода, теплопродукции. Извлечение содержимого из рубца (отрыжка) понижает легочную вентиляцию, газообмен более чем вдвое.

Согласованное сочетание эфферентных влияний через нервные волокна и различных гормонов на периферические исполнительные органы обеспечивает энергосубстратно-кофакторное равновесие.

Новообразование молекул АТФ поддерживает в тонусе целый ряд процессов, требующих затрат энергии. Уровень содержания глюкозы, АТФ, других энергетических материалов, величины газообмена, затрат энергии, активности ферментов определяют потенциальные энергетические возможности организма животных

В зависимости от соотношения энерго-кофакторносубстратных ресурсов превращения в организме животных могут происходить на двух энергетических уровнях: нормотоническом — с преобладанием симпатикотонических реакций и шунтовом — парасимпатикотоническом. В период обменного стаза парасимпатический отдел вегетативной нервной системы доминирует над симпатическим.

Адреналин, норадреналин, тироксин относятся к симпатикотоническим факторам, глюкокортикоиды — к парасимпатикотоническим. Витамин В₆, фолиевая кислота, биотин, витамины РР, С, Р относятся к симпатикотоническим, а витамины В₁ пантотеновая кислота и В₁₂ — к парасимпатикотоническим. В условиях обменного стаза наблюдается дефицит первых.

Жирорастворимые витамины являются факторами трофики и стойкости структуры тканей, действие их имеет симпатикотони- ческую направленность. Калий, кальций, цинк, магний, железо, сера обладают симпатикотоническим действием, а натрий, магний, медь, марганец, селен — парасимпатикотоническим.

Конкурентами по характеру действия являются калий и натрий, кальций и магний, цинк и медь — катионная пара и звено кофакторов оксидоредуктаз, магний и марганец и железо и марганец — конкурирующие симпатико-парасимпатические кофакторы по отношению ко многим ферментным системам, цинк и кальций — конкурирующие кофакторы по отношению к нуклеотидному преобразованию, сера и селен — конкурирующая пара кофакторов оксидоредуктаз.

Обмен веществ и энергии уменьшается при гипоксии, недостатке субстрата. Ежедневное образование энзимов составляет около половины общего белкового синтеза. Е1ормальное течение процессов освобождения, использования и превращения энергии обусловлено гармоничным сочетанием процессов катаболизма и анаболизма, воспроизведения ферментов, деятельности системы биологического окисления, системы биосинтеза нуклеиновых кислот и белков, биомембран, качества и количества питательных и биологически активных веществ корма, оптимальных величин парциального давления кислорода и диоксида углерода, кровотока.

_{Источник. Физиология и этология животных. Под редакцией доктора биологических наук, профессора В. И. Максимова. Учебное издание.}

AOF | 23.12.2020 11:31:47