Что представляет водный обмен у животных
Обмен минеральных веществ и воды в организме животного, его регуляция
Обмен воды. Большую роль в обмене веществ играет вода. Организм животных содержит воды 60…70% от массы тела. Она входит в состав всех клеток тела, пищеварительных соков, плазмы крови, лимфы, тканевой жидкости и др. наибольшее количество воды (40…45%) сосредоточено внутри клетки. Между внутриклеточной и внеклеточной водой осуществляется постоянный обмен.
Вода благодаря действию ферментов включается во многие биохимические реакции, а так же является средой, в которой осуществляются реакции организма
Обмен минеральных веществ. Минеральные вещества в целом связывают воедино превращение и использование питателоьных веществ в организме, т.к. они необходимы для построения клеток, белков, ферментов, гормонов, участвуют в физиологических процессах – нервном возбуждении, мышечном сокращении, свертывании крови и т.д.
Обмен их осуществляется в три фазы: поступление с кормом и водой; освобождение и всасывание в кровь с использованием во всех процессах; выведение отдельно в основном с мочой и калом при поступлении в избыткке и в составе различных соединений
Обмен веществ у с/х животных
Обмен веществ – основная функция организма. Под обменом веществ понимают полный процесс превращения химических веществ в организме, обеспечивающих его рост, развитие, деятельность и жизнь в целом. Обмен веществ осуществляется в 3 фазы: 1)поступление в организм нужных веществ, превращение и всасывание их в пищеварительном аппарате; 2) распределение, превращение и использование всосавшихся веществ; 3) выделение конечных продуктов превращения и использования веществ. В процессе превращения веществ происходит превращение энергии. Энергия используется на поддержание температуры тела, на совершение внешней работы, на процессы, связанные с ростом, развитием и жизнедеятельностью организма. Обмен веществ (метаболизм) представляет собой единство двух процессов: ассимиляции (анаболизма) и диссимиляции (катаболизма)
Анаболизм – совокупность процессов, обеспечивающих образование (синтез) в организме свойственных ему веществ (белков, жиров, углеводов, комплексных веществ) из веществ, поступивших в организм из внешней среды.
Диссимиляция – совокупность процессов ферментативного расщепления сложных веществ.
Вода в организме животного
Тему сегодняшней статьи подсказала одна из читательниц нашего сайта своим вопросом о перебое с водопоем телёнка под материалом о выращивании телят.
Вода крайне важна для организма животного. Она присутствует во всех тканях, как внутри клеток (более 40% от живой массы животного), так и снаружи – в межклеточной жидкости (её там приблизительно 20–22% от общего веса животного). Вода есть в составе всех органов и тканей, где её доля составляет около 70–80% от веса любого органа. Даже в костной, казалось бы, совсем не жидкой ткани, её присутствует не менее 10%.
Вода является основным веществом, на котором построены все физиологические процессы в организме животных (и людей тоже). Она участвует в пищеварении (все пищеварительные жидкости содержат воду в разных концентрациях), дыхании (легкие должны быть влажными для осуществления газообмена), смазывает суставы в составе синовиальной жидкости, обеспечивает распределение тепла и всех веществ по организму, является средой для всех биохимических реакций в тканях. Вода – универсальный растворитель, с которым поступают извне и выводятся из организма все вещества. Испарение воды с поверхности кожи утилизирует избыточное тепло. Также она выполняет многие другие жизненно важные для организма животного функции.
В результате жизнедеятельности организма вода непрерывно расходуется. Животные теряют воду с выдыхаемым воздухом (14–35% от всех потерь воды за сутки; этот объём зависит от вида животного и физической нагрузки) и со всеми выделениями, а это: моча (около 50–60% от всех потерь воды за сутки), кал (от 4 до 15%, в зависимости от особенностей рациона и вида животного), пот (около 20%; это зависит от вида животного и внешних условий), слёзы и пр.
Поскольку вода является ключевой жидкостью для нормального функционирования организма, то она всегда должна присутствовать там в достаточном количестве, несмотря на её постоянные потери. Вся вода, находящаяся в организме (свободная, связанная, конституционная), полностью заменяется свежей примерно за месяц. Вода жидких тканей и межклеточного пространства – примерно за неделю.
В организме вода появляется, поступая извне алиментарно (от водопоя и в составе кормов), и в результате непрерывно протекающих различных биохимических реакций. Одной только эндогенной воды (а её образуется в результате метаболизма и окисления жиров, белков, углеводов около 12% от общей потребности) недостаточно для поддержания нормального гидробаланса (это соотношение вошедшей в организм воды и выделившейся из него в разном виде), поэтому она обязательно должна бесперебойно поступать в необходимых количествах алиментарно.
Гидробаланс может быть представлен в виде водного равновесия, но также бывает положительным или отрицательным. Его характер зависит от нескольких основных факторов: возраста, состояния здоровья и физиологического состояния организма животного, а также может ситуативно подвергаться влиянию внешних обстоятельств (доступность водопоя, физические нагрузки, температура воздуха и пр.).
Водное равновесие – это когда количество потребляемой воды примерно равно количеству выделяемой из организма. Такое состояние наблюдается у взрослых здоровых особей в обычных условиях (не во время тяжёлой работы, беременности или голода). Положительный гидробаланс – это когда животное употребляет жидкости больше, чем её выделяет. Такой баланс характерен для молодняка всех животных и птицы, а также наблюдается при некоторых заболеваниях. Отрицательный гидробаланс означает, что животное теряет воды больше, чем потребляет. Такое положение свойственно для старых особей и животных, пребывающих в экстремальных условиях (транспортировка, жара, тяжёлая работа, диарея и т. п.).
Чем моложе животное, тем выше процентное содержание воды в его организме, и тем больше у него потребление воды из расчёта на килограмм веса. Объясняется это тем, что в молодом организме все биохимические процессы проходят более интенсивно, чем в стареющем, а кроме того, вода используется как строительный материал для наращивания тканей (появляются новые клетки, которые нужно наполнять водой).
Какое количество воды необходимо употребить и когда именно это делать, – организм определяет сам посредством чувства жажды. Упрощённо процесс возникновения и утоления жажды выглядит примерно так: все системы организма активно используют воду для реализации своих физиологических целей, и от этого её количество в теле постепенно уменьшается. Ткани берут воду из крови, отчего она становится чуть более густой и вязкой, скорость её течения несколько снижается, а нагрузка на кровеносную систему возрастает.
Одновременно с этим начинает меняться нормальное физиологическое соотношение между солями и водой, повышается осмотическая концентрация различных элементов во всех жидкостях организма. Сигнал о сгущении крови, изменении состава жидкостей и уменьшении общего объёма тканевой жидкости поступает от внутриклеточных осморецепторов в соответствующий отдел мозга (в подсводчатый орган), и мозг моделирует ощущение жажды.
В это время у животного сгущается слюна, во рту и глотке появляется ощущение сухости, дыхание становится тяжёлым, частым, ноздри расширяются. У крупного рогатого скота высыхает носовое зеркало, из-за чего корова старается смочить его, часто облизывая языком. Птица открывает клюв. Активность сначала возрастает, а потом резко снижается. Особенно чувствителен к недостатку воды молодняк.
Интенсивность ощущения жажды прямо пропорциональна потребности организма в восполнении потерянной воды. Это ощущение изменяет поведение животного, заставляет его искать воду и пить. Подсводчатый орган (зона в мозге, которая управляет чувством жажды) состоит из двух типов нейронов, одни из них, активизируясь, вызывают ощущение жажды, а другие его подавляют.
По мере того как животное восполняет нехватку воды, напивается, слизистые оболочки ротовой полости и пищевода смачиваются, чем устраняется ощущение сухости во рту и глотке. Первая группа нейронов сначала ослабляет своё влияние, а затем и вовсе прекращает посылать импульсы. Вторая же временно активизируется под действием сигналов от рецепторов желудка о поступлении воды и его наполнении, в результате чего животное перестаёт её поглощать.
Частично вода начинает всасываться уже в начальных отделах пищеварительной системы, но основная её часть поступает в кровь и лимфу из тонкого и толстого кишечника. У птицы значительная часть воды всасывается в слепой кишке.
Сначала вода под действием диффузии и осмоса проникает в клетки эпителия пищеварительного тракта, затем она попадает в межклеточное пространство, из которого всасывается капиллярами кровеносной системы. По кровеносным капиллярам вода попадает в венулы (вены очень малого диаметра), из них – в венозную сеть кишечной стенки, а по ней – в вены брыжейки. Затем воротной веной заносится в печень, а оттуда, смешавшись с кровью, разносится по всему организму по большому кругу кровообращения. Из крови вода попадает в межклеточную жидкость, откуда клетки берут её по мере необходимости.
На скорость выведения воды из организма влияет присутствие солей кальция и натрия, а также гормоны, которые регулируют особенности работы почек. Соли кальция препятствуют связыванию воды белками и ускоряют её выведение из организма, а соли натрия задерживают её, создают условия для увеличения количества связанной воды в коллоидных структурах. Некоторые гормоны (альдостерон, дезоксикортикостерон, вазопрессин и другие) уменьшают выведение воды через почки, а другие (например, тироксин, паратгормон, эстрогены, андрогены) характеризуются диуретическим действием.
Если у поголовья фермы есть свободный доступ к питьевой воде, то оно будет пить ровно столько, сколько нужно для поддержания нормального протекания всех физиологических процессов, в которых участвует вода.
Для ориентировочного расчёта потребности фермы в воде нужно учитывать, что на каждый килограмм живого веса взрослому животному нужно получать не менее 35–40 г воды в день, включая и ту, которая содержится в кормах. Молодняку воды нужно значительно больше: 100–150 г на килограмм живой массы. Разработаны чёткие, научно обоснованные зоогигиенические нормы потребления воды для каждого вида сельскохозяйственных животных.
Количество необходимой питьевой воды сильно зависит от вида животного, условий содержания, интенсивности эксплуатации и особенностей кормления. В траве пастбища содержится около 90% воды, в сене хорошего качества её около 12–14%, в сочных кормах, например, в кормовой свекле – 75%, в измельчённом зерне – до 15%.
При сухом типе кормления свиньям требуется около 5 литров воды на 1 кг концентрированного корма. Коровам на 1 килограмм сухих концентратов необходимо дать 4–6 литров воды, а лошадям и овцам – 2–3 литра. При использовании в кормлении большого количества свекловичного жома, животные пьют очень мало, так как значительное количество влаги поступает в их организм с этим кормом.
Так процесс поступления и использования воды проходит в норме. Но если у животного нет возможности своевременно восстановить потерянную влагу, а ощущение жажды не удовлетворяется сразу, то в работе организма происходят существенные изменения.
Нехватка воды может быть полной (при длительном отсутствии возможности водопоя) или частичной (когда животное систематически недополучает воду). В зависимости от этого и от продолжительности периода времени, когда полноценный водопой отсутствует, развивается обезвоживание разной степени. Легкое обезвоживание наступает при потере организмом до 5% воды, среднее – при потере до 10%, тяжёлое развивается при потере более 10%, а потеря более 20% от её первоначального количества в организме может оказаться смертельной.
Причиной обезвоживания бывает не только отсутствие возможности водопоя, но и значительное усиление потоотделения, диарея (вызванная болезнетворными микроорганизмами, она может за несколько суток привести к обезвоживанию, которое даже составит угрозу для жизни), повышенное мочеотделение, лихорадка и некоторые другие расстройства.
Если вода в рационе есть, но её меньше, чем необходимо для поддержания гидробаланса, то организм начинает экономить, сокращая её расходы в первую очередь за счёт снижения целевой продуктивности. Особенно хорошо это заметно на снижении удоя у коров и коз, а также на уменьшении темпов роста и увеличении сроков откорма молодняка, предназначенного на мясо.
У овец ухудшается качество шерсти, снижается содержание в ней ланолина, рабочие и спортивные лошади заметно быстрее устают, у них появляется отдышка при обычных физических нагрузках, часто они становятся более агрессивными, ухудшается аппетит. Рабочие собаки проявляют непослушание, невнимательность, их дрессировка становится неэффективной.
При длительном хроническом водном дефиците появляется угнетение, наблюдаются признаки расстройства обмена веществ, у самок нарушается репродуктивная функция, самцы теряют половую активность. Моча становится более концентрированной, приобретает тёмный цвет. Выделение мочи уменьшается, кал становится плотнее, чем обычно. Кожа теряет эластичность, слизистые оболочки бледнеют.
Уменьшается слюноотделение, из-за чего могут развиваться периодические воспаления слизистой оболочки ротовой полости. Такая же ситуация может быть и со слизистой оболочкой глаз: она недостаточно увлажняется, становится сухой, и на этом фоне развивается конъюнктивит.
Сокращение объёма выделенной слюны и других пищеварительных жидкостей приводит к нарушению процесса расщепления питательных веществ корма и их усваивания. Внешне это выражается постепенным похудением поголовья и снижением активности. У лошадей нарушается потоотделение. Пот становится густым и выступает пятнами на отдельных участках тела.
Частичную нехватку воды в течение нескольких дней можно устроить намеренно и применять для прекращения лактации высокоудойных коров, которые сложно запускаются, или для прекращения лактации у подсосных маток разных видов животных после отъёма молодняка. Сокращение выпитой жидкости часто используется и для уменьшения отёка вымени в первые дни после отёла.
Острый дефицит воды при полном отсутствии водопоя – явление более опасное, чем её частичная нехватка, но возникает он не сразу, а развивается постепенно. На первоначальных этапах, при лёгком обезвоживании, как уже говорилось, организм сильно сокращает расходы воды, но жизненно важные органы не страдают. Уменьшается секреция молока, сокращается слюноотделение, меньше увлажняются слизистые оболочки, кожа становится менее эластичной из-за потери части влаги межклеточным пространством. Снижение потоотделения приводит к повышению температуры.
Если организм и дальше страдает от нехватки воды, то в разной степени начинают нарушаться все физиологические процессы. Дефицит жидкости нарушает нормальное пищеварение (в норме у крупного рогатого скота, лошадей и других крупных животных в желудочно-кишечном тракте за сутки в составе пищеварительных соков оборачивается около 100 литров воды) и свободное продвижение кормового кома по кишечнику. В это время животное теряет аппетит, дефекация осуществляется редко, выделенный кал сухой, плотный, напоминает лошадиные или овечьи скибулы. В кровь поступают гормоны, сокращающие диурез, мочеиспускание становится скудным, происходит изредка, а сама моча приобретает очень тёмный цвет из-за высокой концентрации выводимых из организма веществ – продуктов метаболизма.
Из-за недостатка воды уменьшается объём крови. Концентрация белков в плазме значительно повышается. Кровь становится гуще, в результате чего осложняется её микроциркуляция по капиллярам, и ткани недополучают кислород и питательные вещества. В это время животное становится вялым, малоподвижным. Даже незначительные физические нагрузки быстро вызывают усталость.
Из-за нарушения микроциркуляции начинается частичный распад белков в тканях и накопление в них продуктов этого распада, растёт содержание остаточного азота и аммиака. Наступившее ранее угнетение на этом этапе прогрессирует: животное лежит, не реагирует на внешние раздражители, смотрит безучастным взглядом. Из-за нарушения работы печени аммиак полностью не утилизируется, а мочевина выводится не полностью из-за нарушения работы почек.
Поскольку вода является «транспортным средством» для растворённых в ней различных веществ, то при её недостатке нарушается выведение продуктов жизнедеятельности клеток, и в тканях накапливаются токсины. Из-за этого кислотно-щелочной баланс тканей смещается в сторону кислой реакции, наступает ацидоз, который ещё больше нарушает протекание необходимых биохимических процессов. Потеря воды межклеточной жидкостью приводит к повышению концентрации в ней солей, из-за чего часть воды вытягивается из клеток. В результате этого клетки теряют тургор, сморщиваются и могут погибнуть. В такой ситуации животное близко к коматозному состоянию и гибели.
Характер оказания помощи при обезвоживании зависит от его значительности. При лёгкой степени нехватки воды достаточно просто напоить животное, и его организм сам приведёт в норму все нарушившиеся в нём процессы. Поить следует не за один подход вволю, а дозированно, за три – четыре раза, небольшими порциями. Страдающее от жажды животное может выпить слишком много, что станет причиной других нежелательных процессов.
При чрезмерном поступлении воды (естественным путём или введении её другими способами) кровь сильно разбавляется, концентрация натрия в ней падает, что приводит к её быстрому перемещению в межклеточное пространство, а оттуда в клетки. Клетки переполняются водой, сильно возрастает тургор, что нарушает их нормальное функционирование. Внешне это выражается функциональными расстройствами, рвотой, нарушением координации движений, расстройствами поведения (оглум, оцепенение, дезориентация и т. п.).
В результате поступления избыточного количества воды могут возникать отёки (в том числе головного мозга). В тяжёлых случаях из-за чрезмерного введения воды или гипотонического раствора наступает кома. Такое редко случается, если животное пьёт самостоятельно. В большинстве случаев – это результат неправильно оказанной помощи ветеринарным работником или хозяевами животного.
Если обезвоживание привело к значительному ослаблению животного, потере ориентации и способности пить, то тёплую жидкость следует вводить либо через зонд в желудок, либо в виде клизмы, либо внутривенно.
Самый быстрый эффект даёт внутривенное введение 5% глюкозы или изотонического раствора хлорида натрия (0,9%). Для внутривенного введения также хорошо подойдёт раствор, состоящий из 500 мл дистиллированной воды, 400 мл изотонического раствора, 80 мл 40% раствора глюкозы, 300 мл 1,3% раствора соды, 10 мл 10% раствора глюконата кальция (или 5 мл 20% раствора борглюконата кальция, или «Броваглюкина»). Можно применить медицинские препараты «Регидрон» или «Ацесоль».
Быстрое положительное влияние оказывает применение специальных регидратационных растворов электролитов, которые можно купить в ветеринарных аптеках. Электролиты помогают поддерживать нормальный водно-солевой обмен в тканях и способствуют полноценному усваиванию питательных веществ.
Примером использования такого препарата может быть «Ветглюкосолан». Содержимое пакетов номер 1 и номер 2 (их состав разный) нужно растворить в 10 литрах воды и выпаивать (по 50 мл/кг живого веса при легком обезвоживании, по 80 мл/кг при среднем, и по 100 мл/кг при тяжёлом обезвоживании) один раз в день, несколько дней подряд, до заметного улучшения состояния.
Если нет возможности купить лечебное средство, то регидратационный раствор можно приготовить и в домашних условиях. На 1 литр дистиллированной воды нужно взять 3,5 г кухонной соли, 2,5 г соды, 1,5 г сухого хлорида калия, 20 г сухой глюкозы. Предложенный раствор рассчитан на телёнка весом до 60 кг. Животное нужно выпаивать или заливать раствор в его желудок через зонд (можно использовать тонкий шланг) по 250–300 мл, 3–4 раза в сутки в течение 2–3 дней. Для более крупного животного состав раствора и кратность использования остаются такими же, но его количество потребуется пропорционально увеличить.
Составляющие раствора дополняют действие друг друга и восстанавливают гидробаланс в организме животного. Сода нейтрализует кислоты, образовавшиеся в процессе дезорганизации биохимических процессов в тканях; хлорид калия способствует нормализации работы гладкой мускулатуры кишечника и сердечной мышцы; глюкоза даёт энергию и улучшает всасывание натрия и воды в кишечнике. В результате постепенно восстанавливается нормальная жизнедеятельность тканей, и устраняются последствия патологических изменений, вызванные нехваткой воды.
Для организма животного нежелательно как избыточное поступление воды, так и её нехватка. Лучшей профилактикой нарушений водного обмена является обеспечение свободного доступа животных к поилкам и соблюдение зоогигиенических требований по кормлению, содержанию и эксплуатации животных.
Все вопросы по этой теме можно обсудить на нашем форуме.
ВОДНЫЙ ОБМЕН
во́дный обме́н, совокупность процессов всасывания воды из желудочно-кишечного тракта, образования воды в организме при окислении органических веществ, участия ее в физиологических и биохимических процессах распределения воды в организме и выведения.
Питьевая вода, вода корма и пищеварительных соков всасываются главным образом в тонких кишках. Всосавшаяся вода частично задерживается в печени, но в основном она депонируется в коже, соединительной ткани и мышцах. В обмене воды между кровью капилляров и тканями существенное значение имеет онкотическое давление крови. Общее содержание воды в организме взрослых животных (52% массы тела) ниже, чем у молодняка (у телят 72%). Вода в организме находится в трёх жидкостных фазах внутриклеточной, внеклеточной и трансцеллюлярной. Наибольшее количество воды (4045%) находится внутри клеток. Внеклеточная жидкость включает плазму крови, межклеточную жидкость и лимфу. Трансцеллюлярная жидкость (спинномозговая, внутриглазная, брюшной полости, плевры, перикарда, суставных сумок и желудочно-кишечного тракта) изолирована от сосудов слоем эпителия. В организме вода содержится в гидратационной, связанной и свободной формах. Вода способствует электролитической диссоциации растворённых в ней электролитов; она является средой, в которой протекают все химические и физико-химические реакции, связанные с жизнедеятельностью организма. Вода выполняет механическую роль и является фактором терморегуляции (испарения). В. о. тесно связан с обменом белков, липидов, углеводов и минеральных соединений. Выделение воды из организма происходит через почки (с мочой), кишечник (с каловыми массами), кожу и лёгкие (путём испарения), через молочную железу (у лактирующих животных). Регуляция В. о. в организме осуществляется центральной нервной системой (жажда), гормонами щитовидной железы, коры надпочечников, гипофиза, поджелудочной железы и половых желез.
Важным показателем В. о. является водный баланс. В норме количество воды, вводимой в организм (при поении и с кормом), а также метаболической воды равно количеству воды, выделяемой из организма. Такое отношение называется водным равновесием. При различных патологических состояниях может быть как отрицательный (гипогидратация, гипогидрия, обезвоживание организма), так и положительный (гипергидратация, гипергидрия) водный баланс. Нарушение В. о. выражается в избытке или дефиците внутриклеточной и внеклеточной воды, сопровождаемых изменениями содержания электролитов. Потеря организмом 2022% массы тела при водном голодании приводит к гибели животного. См. также Минеральный обмен.
Литература:
Афонский С. И., Биохимия животных, 3 изд., М., 1970.
Полезное
Смотреть что такое «ВОДНЫЙ ОБМЕН» в других словарях:
Обмен (приток Чуса) — У этого термина существуют и другие значения, см. Обмен (значения). Обмен Характеристика Длина 36 км Бассейн Каспийское море Бассейн рек Кама Водоток … Википедия
обмен водный — вид О., включающий процессы поступления, превращения в организме и выделения воды … Большой медицинский словарь
МИНЕРАЛЬНЫЙ ОБМЕН — минеральный обмен, потребление неорганических (минеральных) веществ из внешней среды, их всасывание, распределение, использование в процессе жизнедеятельности организма и выделение. Минеральные вещества поступают в организм через желудочно… … Ветеринарный энциклопедический словарь
Водно-солевой обмен — Роль воды для живого организма трудно преувеличить. Вода является единственным[источник не указан 397 дней] универсальным растворителем[неизвестный термин], благодаря которому молекулы, клетки и органы связаны в единое… … Википедия
ОБЛИТЕРАЦИЯ — (лат. obliteratio уничтожение), термин, употребляемый для обозначений закрытия, уничтожения той или иной полости или просвета посредством разрастания^ ткани, идущего со стороны стенок данного полостного образования. Указанное разрастание чаще… … Большая медицинская энциклопедия
ПЕЧЕНЬ — ПЕЧЕНЬ. Содержание: I. Аштомия печени. 526 II. Гистология печени. 542 III. Нормальная физиология печени. 548 IV. Патологическая физиология печени. 554 V. Патологическая анатомия печени. 565 VІ.… … Большая медицинская энциклопедия
ЭКСИКОЗ — (от лат. siccus сухой), высыхание, обезвоживание, пат. состояние, возникающее вследствие острой потери организмом значительных количеств воды и солей, обеднения водных депо организма и в случаях нарушенной способности клеток и тканей связывать… … Большая медицинская энциклопедия
ДИАБЕТ НЕСАХАРНЫЙ — (diabetes insipi dus), заболевание, характеризующееся уси ленной жаждой и чрезмерным выделением прозрачной, не содержащей сахара мочи с низким удельным весом. Поводом к правильному разделению диабета на сахарный и несахарный было открытие… … Большая медицинская энциклопедия
ГОРМОНЫ — органические соединения, вырабатываемые определенными клетками и предназначенные для управления функциями организма, их регуляции и координации. У высших животных есть две регуляторных системы, с помощью которых организм приспосабливается к… … Энциклопедия Кольера
Лишайники — Полифилетическая группа грибов Эрнст Генрих Геккель … Википедия