Файл: Вернигор, В. А. Консервирование кормов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 15.10.2024

Просмотров: 60

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

1039

Ферменты (биокатализаторы)

Оо

СЛ

Подавляют системы, синтезирующие ферменты

Специфичные, действуют только на один фермент; это конкурентное инги­ бирование, при увеличе­ нии концентрации субст­

рата процесс обратим

Схема 5

Классификация биологически активных веществ (БАВ)

 

 

 

 

 

 

Неферментного

 

 

 

 

 

 

действия

 

Активируют

биохимиче­

Идущие на

построение

ферментов

Влияющие на

актив­

ские системы, синтези­

(пластические вещества):

витамины,

ность ферментов

рующие ферменты

 

микроэлементы и др.

 

 

 

 

 

Ингибиторы

 

 

Активаторы

фермен­

 

 

 

 

---------------------- 1

тов (простые и слож-

 

 

 

 

ные вещества)

: катио-

Препятствующие

сое­

Тормозящие реакцию,

 

I

ны металлов, гормоны,

Препятствующие рас-

антибиотики и др.

диняться ферменту с

вступая

в соединение

паду фермент-суб-

 

 

субстратом

 

с субстратом или важ­

стратного комплекса

 

 

 

 

ным компонентом

 

 

 

 

 

 

 

реакции

 

 

 

 

Неспецифичные инги­ биторы, действуют на различные ферменты: цианид, сероводород, люизит, мышьяк и др.

Специфичные, дейс-б-

Неспецифичные

вующие только на

 

определенные ферменты

 

Изменяющие конфор-

Связующие звенья (мо-

мацию (конфигурацию)

стики) между субстра-

ферментов

том в ферментом


ществ как биостимуляторов роста и продуктивности жи­ вотных.

В основе жизни животного находятся биохимические про­ цессы, которые осуществляются под влиянием ферментов. С повышением количества ферментов или их активности повы­ шается интенсивность обмена у животных. Если в организм попадают биологически активные вещества, которые активиру­ ют свойства существующих в организме ферментов, то такие вещества называются биостимуляторами. Возникает вопрос, если они не увеличивают количества ферментов в организме, то каким же образом они стимулируют их функцию?

Ответ на поставленный вопрос дает недавно открытое так

называемое явление аллостерии (от

греческого аллос — дру­

гой, иной и стереоструктурпый, пространственный).

Гипотеза

аллостерического действия веществ

выдвинута

в 1963 г.

Ж. Моно, Ж- П. Шанзе и Ф. Жакобом и в настоящее время получила целый ряд экспериментальных подтверждений.

Известно, что ферменты являются белковыми веществами с особой структурой, называемой активным центром, а у фер­ ментов, представляющих собою сложные белки (протеиды), активный комплекс их представляет собою различные небелко­ вые вещества, включающие главным образом витамины, ато­ мы металлов и другие соединения.

В целом молекула фермента состоит из двух частей — ак­ тивной и неактивной. С помощью активной части он вступает во взаимодействия с веществами катализируемой реакции (с так называемыми субстратами), а вещества, которые при­ соединяются не к активному центру данного фермента, к не­ активной части, называются аллостерическими эффекторами. Место же взаимодействия этих эффекторов носит название аллостерического центра или аллостерического рецептора. Так вот, по существующим в науке доказательствам вещества, от­ несенные к биостимуляторам, являются аллостерическими эф- ''фекторами, то есть они способны взаимодействовать не с ак­ тивной частью фермента, а с аллостерическим рецептором. Эти вещества не претерпевают изменений (как это происходит с метаболитами) под влиянием фермента, но сами влияют на работу фермента, изменяя при этом третичную структуру, кон­ формацию (архитектонику, конфигурацию) всей молекулы фермента, а через это и изменяют его активность. Процесс из­ менения активности фермента под влиянием аллостерических эффекторов получил название аллостерического действия ве­ ществ или аллостерического перехода.

Важнейшее значение имеет то, что в качестве аллостериче­ ских эффекторов выступают вещества, в химическом отноше­ нии не имеющие никакого сходства с субстратом (глюкозой, аминокислотой, глицерином, жирной кислотой, дисахаридом, полипептидом, амидом и т. п.). Как правило, аллостерические


эффекторы не имеют никакого отношения — ни химического, ни метаболического к самому субстрату данного фермента. Это могут быть низкомолекулярные вещества, различные про­ дукты ферментативной реакционной цепи, в которой фермент, подвергающийся аллостерическому действию, стоит где-то в самом начале или в конце цепи, и этот продукт никакого не имеет отношения к субстрату данного фермента. В других случаях это могут быть вещества, вообще не связанные с реак­ цией, в которой принимает участие данный фермент, И нако­ нец, что представляет совершенно особый интерес, в качестве аллостерических эффекторов выступают различные вещества, которые по своей химической природе являются малореактив­ ными соединениями в ферментных системах, однако последние оказываются чувствительными не путем химических форм уча­ стия, а аллостерическими рецепторами, в результате чего и происходит изменение активности фермента.

В связи с раскрытием аллостерического принципа регуля­ ции ферментативных реакций выяснилось, что один и тот же биостимулятор может влиять на целый ряд ферментов, совер­ шенно различных по своим функциям. Отсюда возникает новое толкование о целесообразности введения в силосы большого набора разнообразных биостимуляторов. Возможно, что при нахождении одного такого вещества (которое по своим био­ стимулирующим свойствам окажет влияние сразу на многие ферментативные реакции в организме животного) нужда в применении других биостимуляторов или их смеси отпадет полностью. Нет сомнений, что поисковые исследования в этом направлении необходимы как с точки зрения научных, так и практических интересов. При этом необходимо иметь в виду еще и тот факт, что проявление биостимулирующего эффекта веществ не связано с «законом действующих масс», а именно: активность биостимулятора не пропорциональна его концент­ рации в кормах и организме. Вследствие этого необходимо, чтобы в ткани животного поступало оптимальное количество биостимулятора, так как малые дозы его могут быть неэффек­ тивны, а большие — вредны и вместо активирования может произойти подавление (ингибирование) ферментативных про­ цессов обмена веществ.

Микроэлементами называются те химические элементы, со­ держание которых в организме животных не превышает 0,001 % к весу тела. Микроэлементов в растительных кормах много (около 60), но наиболее важны кобальт, медь, йод, марганец, молибден, селен, хром, барий и фтор. В кормлении животных в настоящее время нормируются медь, цинк, марганец, ко­ бальт и йод.

На территории нашей страны имеется несколько зон с опре­ деленным наличием в них микроэлементов. Это так называе­ мые биогеохимические зоны. В почвах разных зэн содержание

18


отдельных микроэлементов колеблется в больших пределах, в связи с чем содержание их в растительных кормах может быть различно. Кроме того, надо иметь в виду, что различные виды растений накапливают различный набор и различное количест­ во микроэлементов, содержание которых у растений изменяет­ ся также от фаз развития (вегетации) их.

Микроэлементы играют большую роль как биологически активные вещества в регуляции многих биохимических процес­ сов в организме животных, они влияют на их продуктивность. Многие микроэлементы являются строительным материалом для ферментов, они входят в структуру молекул этих веществ непосредственно или через витамины, которые в своем боль­ шинстве являются составной частью ферментов.

Такой микроэлемент как к о б а л ь т оказывает свое дейст­ вие через желудочно-кишечный тракт. Микроорганизмы, нахо­ дящиеся в желудочно-кишечном тракте, используют его для синтеза витамина В12. Таким образом, кобальтовая недоста­ точность означает не что иное как недостаточность витамина В12, который участвует в обмене веществ. Недостаточность это­ го микроэлемента устраняется внесением в корм солей кобаль­ та в виде сульфатов или карбонатов. Интересно отметить, и это очень важно, что кобальт активирует переваримость клет­ чатки растительных кормов. Медь оказывает существенное влияние на процесс биосинтеза гемоглобина. Она участвует в качестве составной части нескольких окислительных фермен­ тов— цитохромоксидазы (в ней — 0,09% меди), бета-меркап- топируваттранссульфуразы, переносящей серу, тирозиназы и др. Кроме того, сама медь имеет свойства окислителя. Одна­ ко надо учесть, что избыток меди угнетает действие липазы, пепсина, уреазы и диастазы. Имеются указания на связь меди с гормонами. Соли меди дают инсулиноподобный эффект и вы­ зывают увеличение тироксина в крови животных.

На потребность животных в меди влияет мо л и б д е н . Между ними существует антагонизм, который усиливается в присутствии сульфатов.

В отличие от других микроэлементов йод выполняет важ­ нейшую функцию, входя в структуру гормона тироксина (65%), наряду с этим он содержится также и в других тканях

исекретах, 50—60% йода щитовидной железы находится в ви­ де йодированных тирозннов (моно- и дииодтирозин) и тиронинов. Предполагается, что йодозамещенные тиронины (ди-, три-

итетрайодтиронины),стимулируют активность некоторых фер­ ментов.

Необходим для роста и воспроизводительных функций жи­ вотных и м а р г а н е ц . Его недостаточность в кормах вредна для животных. Из 13 реакций при обмене углеводов (при гли­ колизе) марганец участвует в 4 случаях, а из 11 реакций цикла Кребса 5 катализуются ионами марганца: он является кофак­

188


тором многих ферментов. Марганец принимает участие и в ре­ акциях дыхания в митохондриях клеток. В организме живот­ ных марганец представлен в двухвалентной форме. Он активи­ рует пептидазы и аргиназу. Кроме того, этот микроэлемент связан с гормонами и витаминами. Он усиливает эффект дейст­ вия инсулина и витамина Bj.

Важное значение в обмене веществ имеет цинк. -Он входит в структуру фермента карбоангидразы, расщепляющей уголь­ ную кислоту на двуокись углерода и воду. В крови цинк содер­ жится в основном в эритроцитах. Кроме того, он активирует такие ферменты, как: фосфатаза, уриказа, карбоксипептидаза и разные дегидрогеназы. Цинк содержится в гормоне—инсули­ не, он усиливает эффект адреналина. Цинк действует на функ­ цию половых желез. Его много содержится в сперматозоидах и в секрете предстательной железы. В общем, цинка много там, где происходит интенсивный обмен.

При силосовании кормов испытывались различные препара­ ты и соединения микроэлементов главным образом для обога­ щения кормов тем элементом, которого не хватает в данной зоне. Расчеты дозировок, вносимых в корма при силосовании, проводят исходя из содержания микроэлементов в исходном кормовом сырье и норм потребностей в микроэлементах тех животных, которым будет скармливаться данный силос. Если силос предназначается для крупного рогатого скота, то надо иметь в виду, что в одном килограмме сухого вещества кормов, входящих в рацион этих животных, должно содержаться (мг) меди — 8—12, марганца — 40—60, кобальта— 1,0, йода — 0,1.

В качестве мнкроэлементных препаратов, вносимых в сило­ суемую массу, используются иногда консерванты или повыша­ ющие питательность силосов к о м п л е к с н ы е х и м и ч е с к и е д о б а в к и , содержащие в своем составе определенные коли­ чества необходимых для данного корма микроэлементов. Они применяются в той или иной форме как соли (хлористый ко­ бальт, сернокислый марганец, сернокислый цинк, сернокислая медь)..

Следует отметить, что научных и практических данных по силосованию кормов с препаратами микроэлементов накоплено еще недостаточно, однако те опыты, которые уже выполнены, свидетельствуют о необходимости углублять и расширять ис­ следования в этом направлении.

Эксперименты, выполненные Ю. И. Раецкой и 3. И. Зубри­ линой (1965) по использованию солей кобальта при силосова­ нии различных зеленых кормов (овес, вика, люпин, клевер,

кукуруза и др.), показали,

что хлористый кобальт, внесенный

в корма при силосовании

в дозах 0,1—0,15 — 0,6—1,0 мг%,

влияет на биосинтез витамина В12 в кормовой массе. Добавка кобальта в количестве 0,1 мг% к силосуемой люцерне значи­ тельно усиливает образование витамина ВJ2, а внесение его в

1R9