К микроэлементам, нормируемым для животных, относятся неметаллы: фтор, хлор, бром, иод. Эти элементы в виде различных соединений входят в состав живых тканей. Соединения фтора являются компонентами костной ткани.
Фторид-ион входит в состав эмали, костей, повышая их твердость, в следовых количествах содержится в мышцах, крови и мозге. Недостаток его в организме вызывает заболевание костей и зубов. Оптимальное количество ионов фтора, например, в питьевой воде (1мг/л) оказывает положительное действие на формирование структуры костной ткани. При концентрации вторид-аниона в питьевой воде выше 1,2 мг/л проявляется отрицательное его действие на организм, вызывающее хрупкость костей, зубной эмали и общее истощение организма. При длительном избыточном поступлении в организм фтора и его соединений развивается хроническое заболевание костной системы и зубов – феофороз.
Фтор, образуя комплексы с катионами металлов, входящих в активные центры ферментов, подавляет их активность.
4.2.9 Йод
Обязательный компонент гормонов, вырабатываемых щитовидной железой. Йод и его соединения влияют на синтез белков, жиров и гормонов. Недостаток йода ослабляет иммунитет, уменьшает физические силы организма. Суточная потребность в йоде в зависимости от вида, пола, возраста и продуктивности животных находится в значительных пределах. Для дойных коров массой тела 500 кг и суточным удоем 8 кг требуется 5,6 мг, а для дойных коров массой 700 кг и суточным удоем 44 кг – 30,5 мг; для свиноматок – от 1,4 до 1,8 мг, поросятам – от 0,11 до 0,3 мг. Эти данные свидетельствуют о необходимости строгого нормирования йода в кормах, так как и недостаток его, и избыток негативно сказываются на здоровье животных.
Особенность йода заключается в специфике образования комплексных соединений. Растворимость молекулярного йода в воде резко возрастает в присутствии иодида калия (КJ), что связано с образованием комплексного аниона. Невысокая устойчивость этого иона обеспечивает наличие молекулярного йода в растворе. Кроме того, молекулярный йод образует комплексы с крахмалом, при распаде которых молекулярный иод выделяется постепенно, проявляя пролонгирующее действие обеспеченностью этим элементом.
4.2.10 Хлор
В обменных процессах животных хлор представлен в виде хлорид-иона, являясь компонентом жидкостей организма: плазмы крови, желудочного сока. Хлорид-анионы обеспечивают ионные потоки через клеточные мембраны, участвуют в поддержании осмотического гомеостаза, создают благоприятную среду для действия и активации протолитических ферментов, поддерживающих кислотно-основное равновесие желудочного сока. Соляная кислота как компонент желудочного сока играет важную роль в процессе пищеварения. В основном за счет соляной кислоты рН желудочного сока поддерживается на оптимальном уровне. Соляная кислота способствует переходу фермента пепсина в активную форму, что обеспечивает переваривание белков до аминокислот.
Недостаток хлора вызывает нарушение пищеварения, болезнь почек и мочевыводящих путей. Избыточное содержание хлора может способствовать образованию соединений или концентраций, растворы которых нарушают гомеостаз.
5. Питательные вещества
Питательные вещества – это сложные органические соединения, используемые живыми организмами для обеспечения энергетической потребности, построения тканей и функциональной деятельности органов. Посредством органических веществ, содержащихся в пищевых продуктах (кормах), осуществляется связь организма со средой, а состав и структура их элементов определяют состав и свойства внутренней среды организма.
В настоящее время питательные вещества нормируются без учета их структурных особенностей, несмотря на то, что разница растительных и животных структур существенна. В производстве предпочтительнее будет процесс ассимиляции, например, животного белка, из продуктов полураспада растительных белков (пептиды, аминокислоты), а не продуктов жесткого гидролиза (СО2, Н2О, аммонийные соли). Жесткое окисление, обусловленное несоответствием аминокислотных составов растительных и животных белков, направлено на очищение организма от нежелательных структур.
Природные жиры, также не однородны по жирокислотному составу и свойствам. Растительные жиры содержат в основном остатки ненасыщенных кислот (олеиновая, линолевая и др.). С помощью определенной группы ферментов процесс изменения свойств растительных жиров и масел происходит, но он будет менее затратным и полноценным, если состав «сырья» будет наиболее полно соответствовать структуре конечного продукта.
Углеводы в организме животных не синтезируются и составляют не более 2% от сухой массы. Животные получают их с пищей растительного происхождения. Используются углеводы в значительной степени для энергетического обмена. Подразделяются они на моно-, ди- и полисахариды, и внутри каждой группы имеется большое разнообразие со специфическими структурами и свойствами. Нормируются для животных общие показатели – сахара, крахмал, клетчатка.
5.1 Аминокислоты
Органические соединения, обладающие свойствами и кислот, и оснований. Участвуют в обмене азотистых веществ всех организмов. Они являются исходными соединениями при биосинтезе гормонов, витаминов, пуриновых и пиримидиновых оснований, участвующих в построении нуклеотидов, нуклеиновых кислот, некоторых коферментов и других биологически активных веществ. Природных аминокислот свыше 300, их них около 20 важнейших служат мономерными звеньями, из которых построены все белки. Порядок включения аминокислот в белковые молекулы определяется генетическим кодом. Большинство микроорганизмов и растения синтезируют необходимые им аминокислоты. Животные и человек не способны к образова-
нию так называемых незаменимых аминокислот и поэтому должны получить их с пищей. Промышленный синтез ряда аминокислот позволяет использовать их для обогащения кормов. Незаменимые аминокислоты: валин, гистидин, изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, фенилаланин. Остальные из важных, аминокислоты называются заменимыми: аланин, аргинин, аспарагин, аспарагиновая кислота, глицин, глутамин, глутаминовая кислота, пролин, серин, цистеин, тирозин.
Все аминокислоты образуют устойчивые комплексные соединения с металлами жизни, важнейшим из которых является гемоглобин.
Аминокислоты непосредственно участвуют в биосинтезе не только белков, но и большого количества других биологически активных соединений, регулирующих процессы обмена веществ в организме, таких, как нейромедиаторы (передают импульсы с нервных окончаний на рабочий орган и с одной нервной клетки на другую) и гормоны. Аминокислоты служат донорами азота при синтезе всех азотсодержащих небелковых соединений, в т.ч. нуклеотидов, гема, креатина (составная часть фосфокреатина – запасного энергетического вещества в клетках мышц и мозга), холина (витамин группы В) и других веществ.
Катаболизм аминокислот может служить источником энергии для синтеза АТФ. Основным источником аминокислот организма служат белки пищи (корма). Углеводы могут служить первичным источником аминокислот. Так как из них синтезируется углеродная часть молекулы большинства аминокислот, а аминогруппа поступает от других аминокислот.
Аминокислоты (свободные и в составе белков) содержат почти 95% всего азота, поэтому именно они поддерживают азотистый баланс организма.
Острый дефицит даже одной незаменимой аминокислоты в составе рациона ведёт к неполному усвоению других аминокислот и сопровождается развитием отрицательного азотистого баланса, истощением, остановкой роста и нарушениями функций нервной системы.
Построенные из α-аминокислотных остатков биосубстраты называются пептидами. Принято различать низкомолекулярные пептиды, содержащие не более 10, и пептиды, в состав которых входит до 100 аминокислотных остатков. Пептиды содержатся во всех живых организмах, проявляя и выполняя различные биологические и физиологические функции. Пептидами являются многие антибиотики, гормоны, токсины. Такие пептиды, как валиномицин и грамицидин S проявляют не только эффект антибиотика, но одновременно ионофоры. Ионофоры – комплексы, находясь в биологических мембранах, обеспечивают транспорт катионов натрия и калия через клеточные мембраны.
В клетках животных, растений и бактерий содержится трипептид-глутатион GSH, который участвуя в окислительно-восстановительных реакциях, выполняет роль антиоксиданта, нейтрализующего в клетке активные формы кислорода и защищая от них другие белки.
Многие пептиды являются гормонами, которые обеспечивают протекание определенных процессов в организме, регулируя минеральный и водный баланс.
Около 150 пептидов, называемых нейропептидами, содержатся в головном мозге, где они выполняют различные биологические и физиологические функции.
