Биоэнергетические процессы у крупного рогатого скота в связи с продуктивностью и условиями питания

Биоэнергетические процессы у крупного рогатого скота в связи с продуктивностью и условиями питания

Автор: Михайлов, Виталий Васильевич

Шифр специальности: 03.00.04

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2008

Место защиты: Боровск

Количество страниц: 350 с. ил.

Артикул: 4244158

Автор: Михайлов, Виталий Васильевич

Стоимость: 250 руб.

ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Общие принципы образования и использования энергии в организме животных
1.2. Состояние дыхательной цепи в клетках
1.3. Факторы регуляции клеточной энергетики
1.4. Биохимические критерии, характеризующие состояние биоэнергетической системы в организме крупного
рогатого скота
2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Состояние биоэнергетической системы у крупного рогатого скота в связи с уровнем их продуктивности
3.1.1. Биоэнергетические критерии при оценке интенсивности роста и мясной продуктивности бычков
3.1.2. Биоэнергетические процессы в организме коров
при разном уровне молочной продуктивности.
3.2. Биоэнергетические процессы и их регуляция в связи с факторами питания у крупного рогатого скота ю
3.2.1. Обмен энергии в организме у бычков в период интенсивного доращивания и откорма при разной распадаемости протеина корма
3.2.2. Влияние различных форм небелкового азота в рационах на биоэнергетические процессы у растущих и откармливаемых бычков
3.2.3. Влияние добавки кормового гидролизного сахара на использование питательных веществ рациона и биоэнергетические показатели крови у бычков кастратов
3.2.4. Оптимизация энергетического и углеводного питания при интенсивном выращивании и откорме бычков
3.2.5. Влияние рационов с разным крахмалопротеиновым соотношением на биоэнергетические процессы и использование углеводов в организме растущих телок
3.2.6. Биоэнергетический статус и продуктивность у коров в начале лактации при разном уровне обменной энергии в рационах
3.2.7. Влияние рационов с разным соотношением распадаемого и нераспадаемого протеина и легкопсрсва римых углеводов на биоэнергетические процессы в организме лактирующих коров
4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ
5. ВЫВОДЫ
6. ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ
7. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
8. ПРИЛОЖЕНИЯ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ АДФ аденозиндифосфат
АК аденилаткиназа
АМФ аденозинмонофосфат
АТФ аденозинтрифосфат
Ацетил КоА ацетилкофермент А БЭВ безазотистые экстрактивные вещества
ВЖК высшие жирные кислоты
Г6ФДГ пнокозо6фосфатдсгидрогеназа ГДГ глутаматдсгидрогеназа
ГТФ гуанозинтрифосфат
ДНК дезоксирибонуклеиновая кислота
ЖКТ желудочнокишечный тракт
КК креатинкиназа
КРС крупный рогатый скот
лдг лактатдегидрогеназа
ЛЖК летучие жирные кислоты
МДГ малатдегидрогеназа
МДж мегаджоуль
НАД никотинамидадениндинуклеотид
НАДФ ни коти нам идаденин дину клеотидфосфат
НРП нерасщепляемый в рубце протеин
НЭЖК неэстерифицированные жирные кислоты
О В органическое вещество
ОЭ обменная энергия
ПФП пентозофосфатный путь
РНК рибонуклеиновая кислота
РП расщепляемый в рубце протеин
САВ синтетические азотсодержащие вещества
СВ сухое вещество
СЖ сырой жир
СК сырая клетчатка
СИ сырой протеин
ФАД флавинадениндинуклеотид
ФБА фруктозобисфосфатальдолаза
Фн неорганический фосфор
цАМФ циклический аденозинмонофосфат
ЦТК цикл трикарбоновых кислот, цикл Кребса
ЭЗ энергетический заряд
Б АН сумма адениннуклеотидов
ПФ потенциал фосфорилирования
ГАК отношение действующих масс аденилаткиназной реакции
ИФ интенсивность фосфорилирования
ОФ окислительное фосфорилирование
ВВЕДЕНИЕ
В реализации генетического потенциала животных необходимым элементом является биоэнергетическая система, которая обеспечивает процессы метаболизма необходимой энергией, чем определяет рост, развитие организма и продуктивность животных. Особенно интересны отдельные компоненты биоэнергетической системы, отражающие уровень тканевого энергетического обмена и устойчиво наследуемые. В частности, креатинфосфокиназная система является важнейшим биоэнергетическим механизмом переноса макроэргических фосфатов и представляет динамичную структуру, осуществляющую транспорт макроэргов внутри клетки от мест синтеза митохондрии и компартменты цитоплазмы к местам потребления АТФазы i . ., . Особенности с функционирования заключаются в необходимости обеспечить адекватный любому кровоснабжению энергетический обмен во всех тканях Хитров Н.К., Пауков , . Другими словами, она должна быть открытой для воздействия внешних сигналов, лабильной, иметь различные механизмы регуляции и при этом оптимально функционировать. Это позволяет использовать определяющие интенсивность биосинтетических процессов критерии состояния креатинфосфокиназиой системы для характеристики генотипа животного Липская Т.Ю., Еримбетов К.Т. и др., Рослый И.М., Абрамов С.В., . В практической работе одним из таких примов может быть выявление и использование биохимических тестов для раннего прогнозирования скорости роста, способности к формированию мышечной и жировой тканей и эффективности использования корма.
Одним из важнейших моментов в изучении биоэнергетики является установление метаболических взаимосвязей, которые отражают процессы трансформации основных органических соединений, поступающих в организм животного с питательными веществами рациона. Изуче
ние этого вопроса позволит более детально познать взаимосвязи как внутриклеточных концентраций отдельных интермедиатов, так и уровней интегрирующих показателей, отражающих адекватный энергетический статус тканей и органов в процессе адаптации к различным факторам питания и, тем самым, построить цельную метаболическую схему превращений основных питательных веществ рациона в организме жвачных животных. Что касается сопряженности метаболических процессов в биоэнергетической системе целого организма, то для современного уровня развития динамической биохимии этот вопрос освещен крайне слабо М., М, Галочкина В.П., .
К наиболее важным регулирующим факторам биоэнергетической системы в организме крупного рогатого скота могут быть отнесены доступные для усвоения субстраты аминокислоты, глюкоза, ЛЖК, высшие жирные кислоты и т.д., образующиеся на этапах трансформации питательных веществ корма в преджслудках и кишечнике. Непрерывное функционирование органов, обеспечивающих молочную и мясную продуктивность животных, сопряжено с использованием энергии окисляемых субстратов. Например, при полном окислении глюкозы до воды и СО2 чистый выход на одну е молекулу составляет молекул АТФ, синтезированного из АДФ и неорганического фосфата. При этом две молекулы АТФ дает гликолиз, две цикл Кребса и образуются в ходе мембранного фосфорилирования. Вопросы регулирования субстратами тканевого энергетического обмена в последние годы стали актуальными и имеют важное значение для поиска и идентификации механизмов, обеспечивающих процессы формирования мясной и молочной продуктивности крупного рогатого скота i ., V М., i , i , ., . ., .
Несмотря на значительные успехи, достигнутые в области питания крупного рогатого скота, генетический потенциал мясной и молочной продукции, как показывает практика, реализуется недостаточно полно. В связи с этим возникает необходимость более детального изучения всех основных факторов, регулирующих продуктивные качества животных. Несомненно, что управление мясной и молочной продуктивностью невозможно без познания механизмов сопряжения биоэнергетических процессов и их регуляции. Последние обеспечивают энергией биосинтез компонентов мяса и молока у крупного рогатого скота в связи с условиями кормления, физиологическим состоянием, продуктивностью и возрастом. Механизмы же обеспечения энергией в форме АТФ и креатинфосфата биохимических и физиологических процессов в организме крупного рогатого скота, особенно биосинтеза компонентов продукции по сравнению с другими видами сельскохозяйственных животных изучены мало ., i , . Во многом непонятно, какие основные факторы создают комфортное состояние в организме жвачных животных, когда их физиологические процессы, биосинтез у них мясной и молочной продукции, а также условия кормления обеспечиваются наиболее эффективным с энергетической точки зрения типом метаболизма. Отчасти это объясняется сложностью общей структуры и взаимоотношений элементов комплекса метаболических путей, генерирующих соединения с макроэргическими связями. Частичное дублирование функций этих метаболических путей и относительное постоянство концентрации адениннуклеотидов, используемых в большом количестве, но не аккумулируемых в организме, серьзно осложняет изучение биоэнергетических процессов Решетов В.Б., Черепанов Г.Г.,
., .
Появление технической возможности комплексного определения концентрации ряда ключевых энергетических метаболитов и ферментов
метаболических путей, обеспечивающих генерацию макроэргических соединений, позволило начать комплексное изучение состояния биоэнергетической системы организма крупного рогатого скота, включая аденилатную систему Калачнюк Г.И. и др., . Чаще встречаются исследования биоэнергетических систем у микроорганизмов Кулаев И.С. и др.,
Дальнейшие исследования биоэнергетических процессов и их регулирующих факторов на тканевом и органном уровне у жвачных животных должны быть направлены на разработку концепции использования энергии макроэргических связей на физиологические функции и биосинтез компонентов продукции Мушкамбаров , Ершов Ю.А., Мушкамбаров , Решстов В.Б., , М. ., .
Актуальность


Так, появилось понятие о градациях метаболических состояний, проявление которых в изолированных митохондриях указывает на сохранение в последних механизмов, ответственных за обеспечение стационарного режима физиологической деятельности, характерных для неповрежденных органов и тканей. Градация метаболических состояний и биохимический цикл возбуждения по Кондрашовой это удачная попытка применения ДК и других параметров дыхания и окислительного фосфорилирования для классификации переменносопряженных состояний изолированных митохондрий это биохимическая модель регуляции энергетического обмена при возбуждении и торможении, в норме и при патологии, с учетом возможности переключения метаболических путей по ходу деятельности. Особая ценность такого подхода в использовании параметров энергетического обмена, полученных i vi, в качестве диагностических критериев физиологического состояния клетки i viv. Однако, использование дыхательного контроля для исследования механизма окислительного фосфорилирования имеет и серьезные ограничения. Действительно, измерение дыхательного контроля далеко не всегда отражает изменения энергопродукции митохондрий. Известны случаи, когда при снижении дыхательного контроля скорость окислительного фосфорилирования повышена и, наоборот, при высоких концентрациях она снижена. Наконец, равным значениям дыхательного контроля при исходно равных концентрациях АДФ может соответствовать разный объем окислительных превращений Кондрашова М. Н., , . Эго связано, прежде всего, с тем, что не АДФ регулирует скорость дыхания, а потребность клетки в энергии. Имеются и методические причины, ограничивающие в ряде случаев информативность дыхательного контроля. По мере того как совершенствовалась техника получения изолированных митохондрий, удава
лось регистрировать все более высокие значения дыхательного контроля. Оказалось возможным получить на изолированных митохондриях из самых различных тканей миокарда, скелетной мышцы, мозга, почки величину дыхательного контроля более i . Было показано, например, что, когда летательная мышца насекомого переходит из активного состояния в состояние покоя, дыхание увеличивается в раз. Все это наводило на мысль о том, что состояние дыхания 4 изолированных митохондрий является артефактом эксперимента. Наряду с этим накапливались факты, свидетельствующие об обратимости реакций окислительного фосфорилирования. Чанс В. Клингенберг i М. М., Р. ЛТФ. Следовательно, между последними и адениннуклеотидной системой существует равновесие. Эти представления явились отправным моментом для создания модели термодинамического контроля дыхания, основы которой были заложены независимо друг от друга Клингенбергом и Слейтером. Слейтер Е. С. . АТФ АДФ х Фи, т. АДФ ФнО АТФ. Согласно Клингенбергу, в прочно сопряженных митохондриях скорость дыхания находится под термодинамическим контролем не только в состоянии 4, но и в активном состоянии 3 i М. М., . Им было экспериментально доказано, что степень восстановления митохондриального цитохрома с является функцией не концентраций, а отношения АТФ АДФ х Ф, что предполагает обратимость процесса окислительного фосфорилирования i М. М., Р. Обратимость процессов окислительного фосфорилирования предполагает наличие практического равновесия в дыхательной цепи, что невозможно с точки зрения гипотезы кинетического контроля дыхания и требует согласования этого представления с известным положением о том, что живые организмы суть неравновесные системы с точки зрения термодинамики. Для поддержания их жизнедеятельности необходим непрерывный направленный поток субстратов через метаболические пути для превращения их в структурные элементы и энергию. Работами Кребса Н. Л., V , ivv . Бюхера . Неравновесность же всей системы в целом задается свойствами лишь некоторых необратимых по существу реакций, которые и выполняют роль кинетического контроля всего потока метаболитов через весь путь и являются, таким образом, потенциальными пунктами регулирования стационарного режима. По мнению Кребса Н. А., V , , факт, что термодинамическое равновесие клетки является синонимом смерти, не подразумевает, что равновесие не может играть важную роль в организации химической динамики клетки. Равновесие образует фон, на который накладываются фактически необратимые процессы.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.194, запросов: 145