единицу живой массы. Исходя из этого, обмен веществ более интенсивен у мелких животных. Поверхность животных трудно измерить, поэтому были предложены методы расчета поверхности по живой массе.Оказалось, что для тел одинаковой формы и плотности, их поверхность пропорциональна 2/3 живой массы (ЖМ0,67 ). Позже было установлено, что более тесные отношения есть между метаболизмом и ЖМ0,73 , а не ЖМ0,67 (Kleiber M., 1932). В 1964 году на международном совещании по животноводству (Лондон) возведение в степень округлили до 0,75. ЖМ0,75 назвали метаболической живой массой (МЖМ). Расчет метаболической массы можно произвести с помощью инженерного калькулятора:
МЖМ=ЖМ, кг yx 0,75 , где уx и = – символы на калькуляторе, ЖМ – живая масса животного (кг), МЖМ – метаболическая живая масса, кг.
Обнаружено, что затраты энергии при голодном обмене «от мыши до слона» на поддержание примерно равны и составляют 0,293 МДж чистой энергии на кг жм0,75 (табл.14.4). В дальнейшем, однако, выявились определенные различия от вида к виду в затратах на поддержание, МДж/кг0,75 /день: корова – 0,32, свинья – 0,31, человек – 0,29, домашняя птица – 0,36, крыса – 0,30. Имеются также различия в зависимости от возраста и пола: у молодых она выше, чем у старых, у самцов выше, чем у самок.
Измерение потребности в энергии на поддержание по затратам организма в условиях голодания не учитывает того, что тепло, производимое животным в практических условиях фермы, приходит не из запасов тела, а в результате процессов переваривания и обмена питательных веществ корма, при которых имеет место «тепловое приращение», а также из-за свободной мускульной активности животного. Продукция тепла может повышаться при содержании животных на холоде.
Таблица 14.4 – Потребность различных видов животных в энергии на поддержание
| Животные | Живая масса, кг | Потребность, кДж/гол/сутки | Потребность, кДж | |
|---|---|---|---|---|
| на кг живой массы | на кг метаболиче- ской ЖМ0,75 | |||
| Колибри | 0,01 | 9 | 900 | 297 |
| Мышь | 0,1 | 52 | 520 | 293 |
| Курица | 2 | 500 | 250 | 297 |
| Собака | 10 | 1700 | 170 | 297 |
| Человек | 70 | 7000 | 100 | 293 |
| Свинья | 100 | 9200 | 92 | 293 |
| Корова | 500 | 31000 | 62 | 293 |
| Бык | 1000 | 52000 | 52 | 293 |
Количество энергии, требуемое на поддержание, можно определить непосредственно при кормлении (как противоположное голоданию) животных, если содержание энергии в их корме известно и их энергетический баланс может быть измерен. Количество пищи может быть подогнано так, что животные будут находиться в точном энергетическом равновесии, более того, практически легче им позволить сделать небольшую прибавку или потерю живой массы, и затем методом расчета затрат энергии на прирост или отвес определить количество энергии на поддержание.
Такой подход можно использовать в опытах по кормлению, в которых животное не содержится в специальной калориметрической камере. Животному дают точное количество корма (энергии) и его прирост или отвес живой массы измеряют.
Кормовые методы определения потребности на поддержание имеют преимущества, так как кормление животных происходит в условиях фермы, а не в ненатуральных условиях голодания в калориметре.
Животные на ферме в целом затрачивают больше энергии на свободную активность. Другой фактор состоит в том, что продуктивные животные должны обладать более интенсивным метаболизмом, чем голодающие и, тем самым, несут более высокие затраты на поддержание. Третье, животные на ферме подвергаются более высоким экстремальным действиям климата и должны использовать энергию специфически, чтобы поддерживать нормальную температуру. Многие активности являются обязательными: стояние, вставание и лежание, и затраты на них энергии всегда добавляют к голодному метаболизму при расчете потребности на поддержание. Поэтому принято затраты энергии при голодании на основной обмен повышать на 8%. У растущих животных эти затраты будут намного больше.
14.4. Энергия приращения тепла (Эпт)
Энергия приращения тепла – это количество энергии, освобождаемой в результате энергетических затрат пищеварительного тракта и обменных процессов в клетках тканей и органов. Если голодному животному дать пищу, то в пределах нескольких часов его температура будет повышаться выше уровня, необходимого для основного обмена. Это увеличение известно, как тепловое приращение энергии. Оно хорошо заметно у человека (ему становится жарко, выделяется пот) после обильного обеда. Такое приращение тепла может быть выражено в абсолютных единицах энергии на кг потребленного сухого вещества или относительно, как часть ВЭ или ОЭ в процентах.
Основными причинами приращения тепла (это состояние называется также специфическим динамическим действием) являются:
-
действие биохимических реакций в процессе обмена питательных веществ, т.е. синтеза веществ и их распада. Энергия, выделенная в результате окислительных реакций, происходящих в тканях, никогда полностью не используется с 100%-ой эффективностью для животного, так как часть ее теряется в виде тепла в результате неполной передачи энергии на образование новых веществ, например такого носителя энергии как аденозинтрифосфат (АТФ);
-
тепло появляется в результате пищеварительной деятельности, т.е. жевания пищи и прохождения ее через пищеварительный тракт;
-
часть добавочного тепла, преимущественно у жвачных, состоит из тепла, полученного в результате ферментации в рубце;
-
дополнительное тепло образуется в результате выделения продуктов обмена почками.
Потеря энергии за счет процесса приращения тепла весьма значительна. Например, при окислении глюкозы коэффициент ее использования на образование АТФ составляет 0,69, а 0,31теряется в виде тепла. Потери будут более значительны, когда глюкоза запасается в виде гликогена.
Подобная неэффективность имеет место при синтезе структурных веществ, например, белков тела и продукции. Присоединение одной аминокислоты к другой (образование пептидной связи) требует затрат 4-х пирофосфатных высокоэнергетических связей. Если эта реакция осуществляется с участием АТФ, то около 2,5 МДж энергии будет освобождено в виде тепла на каждый кг образованного белка. На обновление белка в процессе основного обмена затрачивается около 10% энергии в виде теплопродукции животного. На действие К+ -Na+ -насоса в образовании электрических потенциалов также производится около 10% энергии в виде теплопродукции.
Эта тепловая энергия не имеет никакой ценности для животного и ее следует рассматривать подобно экскрету, или как таксу (налог), отдаваемый энергией корма. Она не используется на производство продукции, но может, в какой-то мере, быть использована на поддержание температуры тела в условиях холода.
Энергия, используемая на поддержание, растрачивается в виде тепла. Таким образом, общая продукция тепла является суммой (Эпт+Эпд). Для оценки ЧЭ необходимо измерение баланса энергии или теплопродукции. Хотя ЧЭ трудно измерима, тем не менее, она является лучшим показателем энергии, доступной животному для поддержания и продукции.
Следует отметить, что приращение тепла от потребленного белка значительно выше, чем других питательных веществ, это происходит в результате: а) синтеза мочевины в печени, которая теряется с мочой; б)
