Основной и общий обмен энергии при разном физиологическом состоянии

Лишенные корма, животные продолжают расходовать энергию на осуществление функций, которые необходимы для поддержания жизни; механическую работу, выполняемую отдельными органами (сердцем, дыхательными мышцами и т.п.); химическую работу, например, продвижение растворимых веществ против градиента концентрации или синтез ферментов и гормонов. В этом случае животные получают энергию для осуществления жизнедеятельности посредством распада имеющихся в организме резервов в первую очередь гликогена, затем жира и белка.

Основной обмен — минимальное количество энергии, необходимое для поддержания жизнедеятельности организма в состоянии полного покоя при исключении всех внутренних и внешних влияний, которые могли бы повысить уровень обменных процессов. Основной обмен определяют у моногастричных животных утром натощак (через 12–14 часов после последнего приема корма), желательно в положении лежа или полном расслаблении мышц, в условиях температурного комфорта (18–25° С). Выражается основной обмен количеством энергии, выделенной организмом (кДж/кг/сутки).

У жвачных животных исследования проводят через 72 часа, т. е. на четвертые сутки после приема корма. Однако и в этом случае нельзя добиться полного состояния натощак или снижения до минимума активности мускулатуры. Поэтому основной обмен у жвачных называют еще истинным поддерживающим (общим) обменом, или чистой энергией поддержания. Это состояние готовности животного к производству продукции, включая потребность энергии на жевание, деятельность органов пищеварения, элементарно необходимые движения.

Величина основного обмена зависит от возраста, пола, физиологического состояния животных. Как интегральный показатель интенсивности окислительно-восстановительных процессов в тканях при покое, основной обмен в определенной мере зависит от внешних воздействий на организм. Наиболее сильное влияние на расходование энергии оказывает мышечная деятельность. Последняя всегда повышает величину основного обмена, причем степень повышения зависит от характера выполненной работы и уровня мышечной активности.

Если при голодании тепло выделяется животными равномерно в течение суток, то при поступлении корма, обеспечивающего лишь затраты на поддержание, его выделение увеличивается, то есть происходит прирост теплопродукции. Особенно резко теплопродукция усиливается (от 10 до 30 %) в первые часы после приема корма. Этот прирост тепла после кормления по отношению к уровню обмена был назван специфически динамическим действием (СПД) корма.

Интенсивность окислительных процессов и превращения энергии находится в зависимости от индивидуальных особенностей и состояния организма (пол, возраст, масса тела, физическая работа и т. д.)

Многое также зависит и от условий внешней среды (температура, влажность, барометрическое давление и др.).

Энергию, затраченную организмом животного для образования различных видов продукции, называют продуктивным обменом.

Величину основного обмена выражают количеством тепла в калориях на кг живой массы или на м² поверхности тела за 1 час или за сутки.

На основании фактов, свидетельствующих о наличии закономерной связи между интенсивностью обмена и поверхностью тела, Рубнером был сформулирован «закон поверхности тела». Согласно ему затраты энергии теплокровными животными пропорциональны величине поверхности тела. Так, теплорегуляция на 1 м² поверхности тела у крупного рогатого скота 11567, свиньи — 1078, курицы — 947, у человека около 1000 ккал.

Однако, закон поверхности не абсолютно верен. Интенсивность обмена веществ может быть разной у двух животных с равной поверхностью тела, т. к. теплорегуляция клеток зависит также от биологических особенностей и состояния организма, деятельности нервной системы и состояния эндокринного аппарата.

На уровень основного обмена влияет порода, пол, живая масса, продуктивность, физиологическое состояние и др.

Чем крупнее животное, тем меньше расходуется энергии на единицу массы. У самцов основной обмен выше, чем у самок. Летом и весной он выше, чем зимой и осенью. У лактирующих коров основной обмен на 30 % выше, чем у сухостойных.

Обмен энергии в организме тесно связан с обменом веществ. Эта взаимосвязь регулируется ЦНС. Ведущая роль в регуляции принадлежит коре больших полушарий. Большое значение в регуляции обмена энергии имеют рефлексы, возникающие при раздражении рецепторов. Также важную роль играют гипоталамус и гормоны гипофиза, щитовидной железы, поджелудочной железы и надпочечников.