Пищеварительный тракт и его основные функции

| Категория реферата: Рефераты по биологии
| Теги реферата: шпаргалки по гражданскому, решебник класс по математике
| Добавил(а) на сайт: Marinin.

Биологические процессы - это процессы последовательного ферментативного гидролиза пищевых полимеров сначала до промежуточных продуктов, а затем до мономеров при постепенном перемещении корма по отделам желудочно-кишечного тракта.

Ферментативная система пищеварительного тракта включает в себя: а) ферменты пищеварительных секретов, выделяемых внутристенными или застенными пищеварительными железами; б) ферменты, образуемые микроорганизмами пищеварительного тракта; в) ферменты, содержащиеся в растительных кормах.
Основную роль у животных с однокамерным желудком выполняют гидролазы пищеварительных секретов. Они характеризуются специфичностью субстратной и действия, оптимумом темпера- туры и рН. Каталитическое действие этих гидролаз основано на присоединении к сложному субстрату молекулы воды по типу:

АВ+ Н*ОН A* ОН+ НВ

Равновесие в этой реакции постоянно сдвигается в правую сторону, поскольку одновременно с гидролизом идет процесс всасывания образо- вавшихся продуктов.

В переваривании белков участвуют протеазы (эндо- и экзопептидазы), углеводов - карбогидразы (амилаза, глюкозидаза, инвертаза, галакто- зидаза), нуклеиновых кислот - нуклеазы (рибонуклеаза, дезоксирибону- клеаза), жиров - карбоксилэстеразы (липаза, фосфолипаза, холинэсте- раза) . Конечными продуктами гидролиза питательных веществ являются мономеры: при гидролизе белков - аминокислоты, жиров
- жирные кислоты и глицерин, углеводов - простые гексозы, главным образом глюкозы. Нуклеиновые кислоты расщепляются до пуринов, пииримидииов, рибозы, дезоксирибозы и фосфата. У жвачных животных конечные метаболиты могут быть иными.

Установлена тесная зависимость спектра и активности пищеварительных ферментов от характера питания животных.
Так, у плотоядных и хищных преобладают протеазы, у растительноядных - карбогидразы. Спектр ферментов меняется и с возрастом животных, что обусловлено сменой условий питания.

В целом для моногастричных животных характерны первоначальный ферментативный гидролиз корма в кислой среде
(желудок) и последующий гидролиз с всасыванием в нейтральной или слабокислой среде (отдел тонких кишок) .

Микробиальная переработка корма (тоже ферментативная) осуществляется бактериями и простейшими, населяющими разные отделы желудочно-кишечного тракта.

Эти процессы особенно интенсивно протекают у жвачных животных в преджелудках, в меньшей степени у лошадей и кроликов в слепой и ободочной кишках. Тип пищеварения с активным участием микроорганизмов называется симбионтным . При этом микроорганиз- мы с помошью ферментов расщепляют и утилизируют поглошаемые хозяином пищевые компоненты корма, а сам хозяин использует продукты жизнедеятельности микроорганизмов, а также вто- ричную пищу, состоящую из структур симбионтов. Последнее относится в основном к жвачным животным.
Ж вачные значительно лучше переваривают питательные вещества, корма, особенно клетчатку, чем свиньи и кролики. Различия между овцой и лошадью незначительны, но они сушественно возрастают при использовании низкокачественного растительного корма с высоким содержанием клетчатки (грубого сена, соломы).

Вместе с тем показано, что бактериальная переработка корма в преджелудках жвачных не дает никаких преимуществ в сравнении с ферментативным перевариванием при использовании низкоклетчатого высокобелкового рациона.

Промежуточный обмен веществ - это совокупность химических превращений, которым подвергаются питательные вещества после их всасывания из пищеварительного канала и до выделения продуктов обмена из организма.

Эти превращения осуществляются главным образом внутри клеток, с участием ферментов, контролируемых генами. В результате организм получает необходимые вещесгва и энергию для процессов жизнедеятельности, роста и образования продукции (молока, мяса, яиц).
Определенная последовательность химических реакций, обеспечиваю- щих превращение тех или иных питательных веществ в необходимые организму компоненты, называется метаболическим путем, а образующиеся промежуточные или конечные продукты - метаболитами.
Различают две стороны промежуточного обмена: анаболизм и катаболизм. Анаболизм (от греч. anabole - подъем) - это совокупность процессов синтеза сравнительно крупных клеточных компонентов, а также биологически активных соединений из простых предшественников.

Метаболизм

Анаболизм Катаболизм

Биосинтез Распад

Небольшие~> Большие молекулы Большие -> Небольшие молекулы
Энергия поглощается Энергия освобождения
Неупорядоченность уменьшается Неупорядоченность возрастает
Часто имеет восстановительный Часто имеет окислительный харак- характер тер

Примеры

Глюконеогенез Гликолиз

Синтез жиров Липолиз

Синтез белков Протеолиз

Эти процессы ведут к усложнению структуры клеток и связаны с затратами свободной энергии (эндергонические процессы) . Катаболизм
- совокупность процессов ферментативного расщепления сложных молекул, как поступивших с кормом, так и образовавшихся в организме до простых компонентов. Эти процессы обычно осуществляются за счет реакций окисления, с освобождением свободной энергии (экзергонические процессы). Обе стороны промежуточного метаболизма тесно взаимосвязаны во времени и пространстве, хотя и не являются повторением друг друга.

Процессы промежуточного обмена строго слецифичны и дифференцированны. Они специфичны не только в разных тканях и клетках, но и в cубклеточных структурах, что обусловлено наличием в последних специальных ферментных систем. Так, ферменты, катализирующие образование матричной РНК, локализованы в ядре, ферменты тканевого дыхания, окислительного фосфорилирования, цикла трикарбоновых кислот - в митохондриях, ферменты белкового синтеза - в рибосомах, гидролитические ферменты - в лизосомах и т. д.
Такая «привязка» ферментных систем к определенным структурам клетки (компартментализация) обеспечивает как обособленность внутриклеточных реакций, так и их интеграцию.

В продессе промежуточного обмена происходит, с одной стороны, дальнейишее расщепление всосавшихся в пищеварительном тракте блоков - аминокислот, глюкозы, глицерина и жирных кислот, а с другой стороны - синтез свойственных организму белков, углеводов, жиров и их комплексов - нуклеопротеидов, фосфолипидов и т. д.

Изучение динамики химических превращений, oсуществляемых на клеточном и молекулярном уровнях, является задачей биологической химии. Физиология же обмена веществ рассматривает общие закономерности и регуляцию обмена белков, углеводов, липидов, неорганических соединений,пластические и знергетические затраты организма при разном физиологическом состоянии и способы возмещения этих затрат.

Для изучения промежуточного обмена используют как общие физиологические методы, описанные в разделе (метод изолированных органов, ангиостомию, биопсию), так и специальные методы. Среди последних заслуживает внимания метод меченых атомов, основанный на использовании соединений, в молекулы которых включены атомы тяжелых или радиоактивных изотопов биоэлементов . Вводя в организм соединения, меченные такими изотопами, и используя радиометрические или масс-спектрометрические методы анализа проб тканей и экскретов, можио проследить за судьбой элемента или соединения в организме, его участием в метаболических процессах.