Минеральный обмен. Биохимия молока, крови, мочи

Министерство  сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное общеобразовательное  учреждение высшего профессионального  образования

 

 

 

КОСТРОМСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ АКАДЕМИЯ

 

 

 

Кафедра «Неорганическая и биологическая  химия»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

На тему: «Минеральный обмен. Биохимия молока, крови, мочи»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнила: студентка 325 группы

 факультета  зоотехнии

Пушкина Ксения Сергеевна 

 

 

 

 

 

 

 

Пермь 2013

Роль  минеральных веществ в жизнедеятельности  организма

 

К минеральным  элементам относятся вещества, которые  содержатся в золе после сжигания животных и растительных тканей. Минеральные, или неорганические, вещества относят  к незаменимым факторам питания. Они участвуют в жизненно важных процессах: пластических, построении тканей организма, поддержании кислотно-щелочного  равновесия, состава крови, в нормализации водно-солевого обмена, деятельности нервной  системы. Минеральные вещества, содержащиеся в организме человека подразделяются на макроэлементы, микроэлементы, ультрамикроэлементы.

Макроэлементы составляют 99 % от общего количества минеральных  веществ, которые содержатся в организме  человека кальций, фосфор, магний, железо, калий, натрий, хлор, сера В твердых тканях преобладает содержание кальция и магния, а в мягких тканях калия и натрия.

Микроэлементы - йод, фтор, медь, кобальт, марганец, цинк, сел хром, никель, олово, кремний, ванадий - содержатся в организме человека в ничтожно малых количествах, но принимают активное участие в  процессах жизнедеятельности организма.

Ультрамикроэлементы, к которым относятся ртуть, золото, радий и др., также принимают участие в процессах жизнедеятельно! организма и их отсутствие влечет за собой различного вида нарушений в деятельности систем нашего организма.

 

Краткая характеристика макроэлементов

 

Кальций - типичный щелочной металл. Кальций участвует  в построении костной ткани, зубов, нормализует деятельность нервной  системы, влияет работу сердца и рост. В последнее время широко используется для снятия явлений аллергии, уменьшает  проницаемость сосудов и влияет на свертываемость крови. Основные источники  Са – молоко, молочные продукты (кефир, сметана творог, сыры, масло).

Фосфор участвует  во всех процессах жизнедеятельности, синтезе и расщеплении веществ в клетках; формировании костной ткани, регулирует обмен белков, жиров; входит в состав нуклеиновых кислот, ряда ферментов, необходимых для образования АТФ (аденодинтрифосфорной кислоты); влияет на центральную нервную систему. Источники фосфора - мясо, рыба, зернобобовые.

Магний - щелочноземельный металл. Обладает сосудорасширяющим  действием; влияет на мышечную и сердечную  деятельность, на функции нервной  системы; повышает двигательную активность кишечника, тем самым влияя на выведение шлаков, в том числе  холестерина, из организма. Источники  магния - мясо, рыба, хлебобулочные изделия, картофель.

Железо входит в состав гемоглобина крови. Оно  принимает участие в биосинтезе соединений, которые влияют на кроветворение, дыхание; участвует в окислительно-восстановительных реакциях; входит в состав клеточных ядер, цитоплазмы. При недостаточном количестве железа в питании развивается малокровие, нарушается клеточное дыхание, газообмен. Источники железа - мясо, рыба, хлебные изделия, картофель, овощи, фрукты.

Калий усиливает  выведение жидкости из организма  человека, тем самым улучшая работу сердца; участвует в водном обмене, в поддержании кислотно-щелочного  равновесия крови; регулирует углеводный обмен; влияет на коллоидное состояние  тканей. Источники калия - курага, изюм, фасоль, картофель.

Натрий и  калий регулируют водный обмен. Натрий обеспечивает осматическое давление в биологических жидкостях, входит в буферные, штатно-щелочное состояние в организме человека, участвует в рефляции мышечной и нервной ткани. Источники натрия - поваренная соль, мясо, рыба, молоко, картофель, овощи, фрукты, ягоды.

Хлор нормализует  водный обмен в организме человека; регулирует осмотическое давление в  тканях; принимает участие в процессе образования соляной кислоты  в желудке; откладывается в коже, если поступает в организм в избыточном количестве. Выводится хлор из организма  с мочой и потом. Источники  хлора - мясо, рыба, молоко, картофель, овощи.

Сера входит в состав гормона инсулина, в состав аминокисл-метионина, цистина, витамина В (тиамин). Сера участвует энергетическом обмене, в процессе дыхания тканей и обезвреживал] токсических веществ, выводя их из организма с мочой. Источники серы - сыр, яйца, молоь мясо, хлеб, горох, фасоль.

 

Краткая характеристика некоторых микроэлементов

 

Йод - элемент, необходимый для нормальной функции  щитовидной железы; он входит в состав ее гормона (тироксина). При дефиците йода в организме снижается секреция гормона щитовидной желе: и развивается зоб, повышается риск возникновения рака молочной железы. В местностях, где вода, почва и пищевые продукты содержащие йод в недостаточном количестве, должны применять йодированную поваренную соль. Источник йода - морская рыба, морские водоросли, нерыбные продукты моря.

Физиологическое значение фтора состоит в том, что без его участия не произойдет нормальное развитие зубов и формирован дентина (вещества, из которого состоит зуб), а также зубной эмали. Кроме этого, фтор принимает участие в процессах костеобразованию нормализует фосфорно-кальциевый обмен. Источники фтора - печень, рыба, орехи, баранина, телятина, овсяная крупа.

Медь участвует  в кроветворении, являясь кроветворении  биомикроэлементом; стимулирует созревание эритроцитов; ускоряя перенос железа в костный мозг; участвует в процессах тканевого дыхания, усиливает действие гормонов гипофиза и тем самым стимулирует рост. Медь содержится в незначительных количествах в продуктах животного и растительного происхождения.

Кобальт, как  и медь, принимает участие в  процесс кроветворения - образовании эритроцитов и гемоглобина.

Марганец  так же, как медь и кобальт, принимает  участие в процесс кроветворения - образовании эритроцитов и гемоглобина. Марганец участвует в процессах костеобразования, влияет на белковый, жировой углеводный обмены, снижает содержание сахара в крови. Источники - злаковые, бобовые, орехи.

Никель влияет на функции поджелудочной железы, способствует образованию инсулина, стимулирует кроветворение. Источники - морепродукты.

 

Связь минерального и водного обмена

 

Вода - одно из самых важных для организма  веществ. Организм, его кровь, мозг, ткани тела больше чем наполовину состоят из воды. При недостатке воды жизнедеятельность организма  сильно нарушается. Лишь покоящиеся формы  жизни - споры, семена - хорошо переносят  отсутствие воды. Потеря воды опаснее  для организма, чем голодание. Таким  образом, ежедневное введение воды является необходимым условием сохранения жизнедеятельность организма Содержание воды в организме взрослого достигает 67 %. Чем моложе организм, тем большее количество воды содержатся в ткани. Несмотря на то, что все ткани состоят на 75-85 % из воды, органы, в состав которых входят эти ткани нормальных условиях не изменяют своей формы. Это объясняется тем, что вода находится в двух состояниях: часть воды является свобода. При повреждении вытекает из тканей поврежденных клеток. Другая часть воды связана в основном водорастворимыми белками. Меж свободной и связанной водой в тканях существует подвижное равновесие. В процессах обмена веществ принимает участие свободно вода. Она выводится из организма, и, в первую очередь, ее место занимает вода, поступающая извне.

Вода выводится  из организма тремя путями: через  почки, железы и органы дыхания. Общее  количество воды, которая выводи из организма, остается постоянным. При  увеличении вводимой в  организм воды должно увеличиваться и количество выводимой. В сутки при нормальных условиях выход до 1,5-2,5 л воды, но в зависимое климата и ряда других условий, количество выводимой воды увеличиться до 4-5 л в сутки. Вода, выводимая из организма, определить его потребность в воде, которая ощущается в виде жажды. Чем ост ощущается жажда, тем в большей степени возникает необходимо ввести в организм воду. Но новая порция воды всасывается только через 8-10 мин, и жажда за это время не проходит. Приходится вводит организм дополнительные порции воды, что приводит к переполнен желудка. При обильном потреблении воды усиливается потоотделение а с потом выделяются минеральные соли, которые отдают клетки. Содержание минеральных солей в крови и клетках, естествен снижается. Снижается способность клеток и крови удерживать воду, как эта способность зависит от содержания в них минеральных веществах.

Можно сделать  вывод, что введение в организм во время обильного потоотделения  увеличенного количества воды может  не утолить жажду а способствовать понижению функции удерживать воду клеткам кровью. Рекомендуется употреблять в таких случаях минеральную подсоленную воду.

Нарушение водно-солевого обмена приводит к возникновению  отеков, слабости, тяжелой анемии, судорогам, может вызвать несахарное мочеизнурение (состояние, при котором почки  выделяют более 20 л жидкости в сутки). Благодаря водно-солевому обмену происходит регуляция потребления воды и  различных солей, которые всасываются  сначала в желудке, затем в  кишечнике и транспортируются к  различным органам, а также происходит выделение их избытка.

 

Биохимия молока

 

Молоко является высокоценным в биологическом отношении  продуктом питания, особенно для  детей. В нем содержатся полноценные  белки, жиры, фосфатиды, жирорастворимые витамины, минеральные соли. Всего в молоке обнаружено около 100 биологически важных веществ. Химический состав молока следующий: белков 3,5%, жиров 3,4%, молочного сахара 4,6%, минеральных солей (золы) 0,75%, воды 87,8%. Химический состав молока колеблется в зависимости от породы животных, времени года, характера кормов, возраста животных, периода лактации, технологии переработки молока. 
Белки молока легкодоступны для пищеварительных ферментов, а казеин обладает уникальным свойством, образуя в процессе переваривания гликополимакропептид, оказывать регулирующее влияние на повышение усвояемости других пищевых веществ. 
Белки молока представлены казеином, альбумином и глобулином. Они являются полноценными и содержат все необходимые для организма аминокислоты. Казеин в молоке находится в виде казеиногена в связанном состоянии с кальцием. При скисании молока кальций отщепляется от казеина, который, свертываясь, выпадает в осадок. 
Молочный жир в молоке находится в виде мельчайших жировых шариков величиной 0,1—10 мкм. При стоянии молока жировые шарики вследствие малого удельного веса поднимаются вверх, образуя слой сливок. Благодаря низкой температуре плавления (в пределах 28—36 °С) и высокой дисперсности молочный жир усваивается на 94—96%. Как правило, содержание жира в молоке осенью, зимой и весной выше, чем летом. Оно возрастает также к концу лактационного периода. Большое значение при этом имеют условия содержания животного и характер корма. При хорошем уходе количество жира в молоке может достигать 6—7%. 
Углеводы в молоке находятся в виде молочного сахара — лактозы, который менее сладок на вкус, чем растительный сахар, но по своей питательной ценности не уступает ему. При кипячении молочный сахар карамелизуется, придавая молоку буроватую окраску и специфический аромат и вкус. Молочный сахар имеет большое значение в производстве молочнокислых продуктов. Под действием молочнокислых бактерий он превращается в молочную кислоту; при этом свертывается казеин. Этот процесс наблюдается при производстве сметаны, простокваши, творога, кефира. В состав молока входят фосфор, кальций, калий, натрий, железо, сера. Они находятся в молоке в легкоусвояемой форме, что имеет особенно важное значение в раннем детском возрасте, когда молоко является основным продуктом питания. Из микроэлементов в молоке содержатся цинк, медь, йод, фтор, марганец. 
Основными витаминами молока являются витамины А и D, некоторые количества аскорбиновой кислоты, тиамина, рибофлавина, никотиновой кислоты. Содержание их подвержено значительным колебаниям. Летом, когда животные питаются сочными зелеными кормами, содержание витаминов в молоке повышается. Зимой в связи с переходом на сухие корма количество витаминов в молоке уменьшается. В дальнейшем содержание витаминов зависит от условий хранения, транспортировки и переработки молока. Среднее содержание аскорбиновой кислоты в молоке составляет 6,6—18,9 мг, тиамина 370—485 мкг, никотиновой кислоты 1500 мкг, рибофлавина 952—1580 мкг, витамина А 0,1—0,35 мг, каротина 0,08—0,23 мг на 1 л. Калорийность молока невысока и составляет в среднем 65—66 ккал на 100 г продукта. 
В молоке имеется ряд ферментов. Основные из них: фосфатаза, пероксидаза, редуктаза, амилаза, липаза и каталаза. 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Биохимия крови

 

Масса крови  у различных животных составляет от 6,2 до 8% массы тела, причём у молодых  животных относительный объём крови  несколько больше. Кровь как жидкая ткань обеспечивает постоянство  внутренней среды организма. Биохимические  показатели крови занимают особое место  и очень важны как для оценки физиологического статуса организма  животного, так и для своевременной  диагностики патологических состояний. Кровь обеспечивает взаимосвязь  обменных процессов, протекающих в  различных органах и тканях, выполняет  также защитную, транспортную, регуляторную, дыхательную, терморегулирующую и  другие функции.

Кровь состоит  из плазмы (55-60%) и взвешенных в ней  форменных элементов – эритроцитов (39-44%), лейкоцитов (1%) и тромбоцитов (0,1%). Благодаря наличию в крови  белков и эритроцитов её вязкость в 4-6 раз выше вязкости воды. При стояние крови в пробирке или центрифугировании с малыми скоростями форменные элементы её осаждаются.

Самопроизвольное  осаждение форменных элементов  крови получило название реакции  осаждения эритроцитов (РОЭ, теперь – СОЭ). Величина СОЭ (мм/час) для  разных видов животных колеблется в  широких пределах: если для собаки СОЭ практически совпадает с  интервалом значений для человека (2-10 мм/час), то для свиньи и лошади не превышает 30 и 64 соответственно. Плазма крови, лишённая белка фибриногена, носит название сыворотки крови.

Величина  рН крови для большинства животных находится в пределах 7,2 – 7,6. Осмотическое давление плазмы крови (7,0-8,0 атм.) определяется количеством в ней растворимых  веществ (NaCl, NaHCO 3, фосфаты) и белков. Растворы солей, имеющие осмотическое давление, равное таковому нормальной сыворотки крови, называются изотоническими растворами (например, 0,9% раствор NaCl). Незначительная часть давления плазмы крови (несколько процентов) определяется белками и называется онкотическим давлением. Однако его роль важна для поддержания водного обмена организма: белки плазмы, удерживая воду в кровяном русле, предупреждает развитие тканевых отёков. Растворы с низким осмотическим давлением называются гипотоническими, а с высоким – гипертоническим. При введение в кровь они вызывают гемолиз и плазмолиз эритроцитов соответственно.

Химический состав крови

Плазма  крови животных представляет собой  жидкость с плотностью 1,02 – 1,06. Повышение  плотности крови может наблюдаться  в случаях обезвоживания организма, вызванного длительными диареями, отсутствием  питьевой воды. На долю сухого (плотного) остатка плазмы приходится менее 10%, а остальное – вода. Основную массу сухого остатка составляют белки, общая концентрация которых  в плазме составляет 60 – 80 г/л. Сумма  концентраций глобулинов и альбуминов составляет концентрацию общего белка  плазмы крови. Повышение концентрации общего белка плазмы обычно наблюдается  при обезвоживании организма. Снижение концентрации общего белка плазмы может  быть следствием самых разнообразных  причин – низкое содержание белка  в рационе, нарушение процесса всасывания питательных веществ в пищеварительном  тракте, болезни печени, почек, при  которых теряется белок с мочой.