55. Нарушение обмена углеводов. Этиология и патогенез сахарного диабета.

Значение углеводов для организма

1. Энергетическое. Одна молекула глюкозы освобождает 680 кал энергии или 38 мол. АТФ. Вторая особенность использования углеводов как энергетического материала: часть глюкозы находится в виде гликогена (печени и мышц) для потребления всеми органами. В-третьих, часть углеводов (избыток) превращается в жир.

2. Часть глюкозы вступает в пентозный цикл, т.е. прямое окисление. Образующийся рибоза - 5 фосфат входит в состав молекулы рибонуклеотидов - АТФ, НАД, НАДФ, РНК и т.д. Кроме того, в пентозном цикле образуется НАДФН2, который участвует как донатор водорода для многочисленных синтетических процессов (гормонов щитовидной железы, инсулина, при построении стероидов, высших жирных кислот).

3. Из углеводов образуется глюкуроновая кислота, которая используется в процессах дезинтоксикации печени.

4. Через глюкуроновую кислоту углеводы являются участниками синтеза мукополисахаридов, гиалуроновой кислоты, синтеза гепарина, а также углеводы входят в состав в состав гликопротеидов сыворотки крови.

Нарушения процессов пищеварительного гидролиза и всасывания углеводов

Организм нуждается в постоянном снабжении углеводами с пищей, глюконеогенезе из жиров и белков (глюконеогенезе из жиров - глицерина, из белка - глюкогенных аминокислот: аланина, аспарагиновой кислоты и глютаминовой кислоты). В основном организм потребляет растительные углеводы, т.к. в мясе гликогена (животных углеводов) очень мало.

В кишечнике под влиянием птиалина слюны, диастазы поджелудочной железы происходит распад полисахаридов и образуются моносахариды. Нарушение этого процесса переваривания происходит при нарушении поступления сока поджелудочной железы (при панкреатитах, закупорке протоков панкреаса камнем, опухолью и др.) в кишечник, всасывание углеводов нарушается. Наличие в кале непереваренных зерен крахмала является одним из показателей нарушения усвоения полисахаридов. Патология всасывания углеводов особенно легко развивается в молодом возрасте в результате недостаточно сформированной адаптации кишечника к ингредиентам корма. Диспепсии в раннем возрасте обусловлены в результате позднего формирования (вернее запаздывания) ферментных систем кишечника. Процесс всасывания глюкозы, фруктозы идет с затратой энергии с помощью фосфориливания гексокиназой. Большая часть фосфорилированной глюкозы в стенке кишечника подвергается действию фосфатазы, т.е. дефосфорилируется, а освободившаяся глюкоза поступает в воротную вену. Нарушение всасывания углеводов наблюдается при воспалительных процессах в стенке кишечника, что затрудняет процессы фосфорилирования глюкозы.

При недостаточной функции коры надпочечников дефицит альдостерона сопровождается дефицитом натрия, что также нарушает процесс всасывания углеводов.

Сахарный диабет (Diabetes mellitus) - это хронический гипергликемический синдром, вызванный абсолютной или относительной недостаточностью секреции инсулина.

Однако если посмотреть на это явление в рамках системного подхода, сахарный диабет можно определить как группу заболеваний, вызванных дефицитом синтеза инсулина или нарушением его рецепции и характеризующихся гипергликемией.

В 1979 г. Комитетом экспертов по сахарному диабету Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ) была предложена современная классификация диабета. По клиническим критериям различают:

- инсулинзависимый сахарный диабет (ИЗСД);

- инсулиннезависимый сахарный диабет (ИНСД);

- вторичный сахарный диабет.

Инсулинзависимый сахарный диабет (ИЗСД) – это болезнь, вызванная разрушением β - клеток островков Лангерганса поджелудочной железы; при этом базовый уровень инсулина снижен или он вообще отсутствует. Это самая распространенная форма диабета у собак.

Этиология

1. Генетическая предрасположенность.

К сожалению, мы не располагаем точными данными о генетических дефектах, вызывающих сахарный диабет у собак.

56. Нарушение белкового обмена.

Основными причинами нарушения белкового обмена являются недостаток, избыток или плохое качество белков корма.

В результате неправильного кормления в организме животных часто возникает недостаток белков.

Недостаток белков может возникнуть и в результате повышенных потерь их, например при диарее. С воспалительным экссудатом, вы­деляемым в просвет кишечника, выводится из организма много белков плазмы, о чем свидетельствует падение содержания общего белка в крови. Большая потеря белка происходит при внутренних кровотече­ниях (геморрагические диатезы), протеинурии, асцитах, отеках, а так­же при некоторых паразитарных заболеваниях (фасциолез).

Потеря белков наступает и при голодании. В первые дни полного голодания организм расходует белки тела, покрывая недостаток энер­гии. При этом затрачивается много азота.

Не следует забывать, что повышенный расход белков бывает при высокой температуре тела, инфекционных болезнях, интоксикациях и при радиоактивном облучении организма.

Первичным и очень выраженным признаком недостатка белков у молодняка животных является отставание в росте и развитии. Это можно объяснить дефицитом аминокислот, необходимых для синтеза белков. Последствия недостатка белков в раннем возрасте организм неспособен устранить в последующие периоды даже в оптимальных условиях.

Снижение массы тела в результате дефицита белков является ха­рактерным и точно измеряемым признаком. Причиной истощения яв­ляется то, что организм вынужден расходовать белки тела. Это может приводить к снижению массы тела наполовину (такие потери, как пра­вило, сопровождаются расходованием белков мышечной ткани).

При недостатке белков значительно снижается сила мышц. Жи­вотные нехотя двигаются, много лежат, быстро утомляются. В таких случаях часто наблюдается гибель поросят из-за раздавливания их свиноматками.

У лактирующих коров при недостатке белка снижается молочная продуктивность, начинается расходование белков тела. Удои при этом снижаются, а иногда совсем прекращаются. В результате дефицита белка возникает ослабление защитных реакций в организме, что от­рицательно влияет на многие процессы:

а) падает титр антител сыво­ротки крови;

б) снижается уровень лейкоцитов, ухудшается их фаго­цитарная активность;

в) происходят нарушения в синтезе коллагена, ухудшается заживляемость ран;

г) ухудшается защитная способность слизистых оболочек даже к условно патогенной микрофлоре;

д) сни­жается секреция слюны и образование пропердина.

Ряд изменений наблюдается в картине крови. Уменьшение числа эритроцитов с одновременным падением уровня гемоглобина в крови характерно для поздней стадии белкового дефицита.

В начальной стадии недостаток белков может выражаться лейкопе­нией, относительным лимфоцитозом, а также снижением числа гранулоцитов. Изменяются количество и состав плазмы крови. Прежде все­го, снижается уровень альбуминов, что в легких случаях заболевания компенсируется повышением количества α-глобулина. Падает вели­чина альбумин-глобулинового коэффициента и ухудшается коллоид­ная стабильность плазмы крови.

При длительном недостатке белков снижается их уровень в плазме крови и развивается гипопротеинемия. Прежде всего, снижается уро­вень альбумина и падает осмотическое давление крови. Плазма крови просачивается в межклеточное пространство и полости тела; разви­вается голодный отек тканей.

Печень уменьшается в размере. Функциональное нарушение этого органа проявляется в снижении концентрации альбумина и факторов свертывания в плазме крови. В некоторых случаях может развиться периглобулярный цирроз. Наиболее выраженным признаком перерож­дения тканей печени является отсутствие аппетита у животных; иног­да понос или катар. Наблюдаются также изменения в эндокринной и нервной системах.

Недостаточное белковое кормление является стрессором, обуслов­ливающим гиперфункцию коры надпочечников. Уменьшается синтез гонадотропного гормона и тиреотропина в гипофизе, что в результате приводит к снижению уровня обменных процессов и воспроизводства.

У самцов ухудшается сперматогенез, у самок — созревание фолли­кулов. При длительном дефиците белков нарушается половой цикл, иногда повышается число абортов. У птицы замедляется рост пера, а у млекопитающих роговых тканей, особенно при недостатке цистеина. Оперяющиеся молодые птицы обеспечивают потребность в белках для интенсивного роста пера за счет белков тела. Нарушения пигментации при этом обусловливаются недостаточным продуцированием тироксиназ, необходимых для синтеза пигмента меланина. Это явление, а также кучерявость и волнистость оперения можно объяснить недостат­ком аминокислот.

У овец в подобных случаях можно наблюдать изменения в росте шерсти, влияющие на ее качество, а также характерные роговые образования на копытцах.

Недостаток белков в опорной костной системе животных отражает­ся ухудшением минерализации костной ткани, в результате чего раз­вивается остеопороз. Нарушения остеогенеза объясняются, прежде всего, недостатком в рационе животных лизина и пролина. Лизин не­обходим для синтеза костной ткани. Реже встречаются деминерали­зация костяка и остеомаляция.

При чрезмерном поступлении белков в организм животных высвобожденные аминокислоты дезаминируются и используются как источник энергии.

Повышенное потребление белков остается без последствий только в том случае, если организм располагает в достаточном количестве другими необходимыми питательными веществами (витамины и минеральные вещества).

Гиперпротеинемию (за счет γ-глобулинов – гиперглобулинемия) наблюдают в поствакцинальном периоде, при инфекционных заболеваниях в период усиленного антителогенеза.

Конечные продукты белкового обмена при нормальной функции почек выводятся неиспользованными, но при гипофункции этого органа повышенный белковый обмен мо­жет привести к уремии. Как и при болезнях печени (включая цирроз), в крови накапливается аммиак — один из конечных продуктов белко­вого обмена.

Недостаток, как и избыток незаменимых аминокислот, затрудняет синтез белков. В таких случаях недостаточно обеспечить минималь­ную потребность животных в аминокислотах, надо учитывать соот­ношение между потребностью и поступлением их в организм. При этом говорят о сбалансированности аминокислот, в противном слу­чае — об их дисбалансе.

Нарушение сбалансированности аминокислот происходит к ухудшению синтеза белков, уменьшается аппетит и приостанавливается или полностью прекращается рост молодняка. Путем включения в рацион недостаю­щих аминокислот положение можно исправить. Это важно знать, особенно при выращивании бройлеров, у которых даже небольшой не­достаток в корме одной из аминокислот имеет нежела­тельные последствия.

Недостаток серосодержащих аминокислот, которые входят в состав роговых пластин, замедляет рост волос и перьев. В яйцах содержится много метионина, поэтому для несушек эта аминокислота является лимитирующей, как и для поросят.

Низкое содержание лизина в кормах замедляет рост животных. У кур признаком недостатка лизина является депигментация, проявляющаяся полосатостью окраски перьев.

Недостаток триптофана обуславливает нарушение функций костного мозга и лимфоидной ткани, снижение содержания в крови эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов. Дефицит триптофана может проявляться в изменении зрения, а у свиней – в выпадении щетины и воспалении кожи.

Недостаток аргинина у птицы ведет к дегенерации позвоночных ганглиев и глазных мышц. Наблюдаются также нарушения двигательного аппарата вплоть до паралича. При недостатке аргинина в рационах цыплята склёвывают перья друг у друга.

Передозировка аминокислот представляет большую проблему в процессе приготовления высокобелковых промышленных кормосмесей. При передозировки отдельных аминокислот могут наступить патологические изменения, характеризуемые типичными признаками.

Передозировка фенилаланина в рационе для цыплят снижает потребление корма, обусловливает отставание в росте и вызывает нарушение функций воспроизводства. При одновременном недостатке никотиновой кислоты указанные признаки становятся более выраженными. Передозировка фенилаланина только на 1% замедляет рост, а на 7% - вызывает гибель животных в течение недели.

Нарушения обмена веществ при передозировке фенилаланина сходны с таковыми при наследственной финилкетонурии. В этом случае повышаются концентрация фенилаланина и треонина в плазме крови и выведение из организма пировиноградной кислоты. В тканях мозга снижается содержание серина. Ухудшается выработка антител, снижается синтез белков.

Передозировка тирозина в рационах для млекопитающих и птицы обусловливает некроз клеток печени и дегенеративные изменения в почках. Типичные признаки передозировки тирозина — помутнение роговицы и образование отеков на нижней части конечностей и вокруг глаз. Избыток тирозина подавляет синтез аскорбиновой кислоты.

Резкая передозировка триптофана плохо переносится животными. Как и при избытке тирозина, передозировка этой аминокислоты проявляется характерными признаками (отставание в росте у цыплят, нарушение функции почек у млекопитающих). В мозговой ткани повышается содержание серотонина, следствием чего являются повышенная раздражимость и мышечные судороги.

К передозировке триптофана животные могут постепенно привыкнуть (ферментная адаптация).

Передозировка метионина и цистина. В случае включения в белковую смесь одинакового количества всех аминокислот наибольшей токсичностью обладает метионин. Например, если в кормосмеси содержится 20% белков, то оптимальная потребность в метионине у цыплят составляет 0,78%; 0,90% метионина подавляет их рост. Животные старших возрастных групп менее чувствительны к передозировке метионина. При избытке метионина и цистина увеличивается объем почек вследствие расширения почечных канальцев.

При передозировке метионина и цистина типично повышение содержания железа в печени и селезенке, вследствие чего окраска этих органов становится более темной. Возможно, что повышенное отложение железа связано с разрушением гемоглобина.

Для обмена метионина и цистина необходим серин. В связи с этим при передозировке метионина повышается потребность в серине, признаком чего является быстрое и значительное падение содержания серина в плазме крови и в нервной ткани.

При передозировке гистидина всего на 1 % у цыплят прекращается рост. Обогащение белковой смеси глицином и аргинином способствует выведению из организма избытка азота в форме мочевой кислоты. У млекопитающих передозировка гистидина обусловливает перерождение ткани почек. При этом повышается концентрация свободного гистидина в плазме крови.

Передозировка заменимых аминокислот. К передозировке глицина чувствительны цыплята, рост и развитие которых при этом подавляются. Обмен глицина связан с обменом витаминов группы В. Вследствие недостатка никотиновой кислоты ухудшаются последствия их передозировки. Очень благоприятное влияние в таком случае оказывает добавление в рацион фолиевой кислоты. Подобное действие оказывают витамин B₁₂ и метионин. Токсичность при передозировке глицина вызвана быстрым образованием аммиака или некоторых продуктов обмена глицина (уксусная и гликолевая кислоты).

Передозировку других заменимых аминокислот организм животных переносит без особых последствий, так как они быстро трансаминируются. Заменимые аминокислоты характеризуются быстрым и интенсивным обменом.

57. Нарушение липидного обмена. Жировая инфильтрация. Ожирение.

Основными липидами плазмы крови являются свободные жирные кислоты, триглицериды, фосфолипиды, холестерин и его эфиры. Свободные жирные кислоты связаны с альбумином, остальные липиды – с α – и β – глобулинами, образуя липопротеины.

Избыток жиров угнетает функции пищеварительных желез, препятствует доступу ферментов к субстрату в зоне полостного пищеварения, блокирует проницаемость энтероцитов для мономеров в зоне пристеночного пищеварения. У взрослых жвачных избыток жира оказывает отрицательное влияние на развитие рубцовой микро­флоры и резко снижает переваримость клетчатки, угнетает как гидро­литические, так и синтетические процессы в рубце. Клинически это проявляется в виде поноса, уменьшении аппетита, исхудании живот­ных.

При избытке ненасыщенных жирных кислот наблюдаются облы­сение, разрушение костной ткани, задержка роста, изъязвление кожи, стерильность (у самцов), прекращение беременности, увеличение ды­хательного коэффициента и потребности в воде.

Недостаток липидов в рационах животных неблагоприятно отра­жается на выживаемости новорожденных, приводит к задержке рос­та, расстройству воспроизводительной функции, снижению продук­тивности и ухудшению качества продукции, угнетению функции печени, изъязвлению слизистой желудочно-кишечного тракта, резко­му снижению усвояемости азотистых веществ.

При не­достатке жира в рационе у новорожденных животных наблюдаются расстройства пищеварения вследствие недостаточности линолевой кислоты. В таких случаях наблюдается недостаточное выделение линолевой кислоты с желчью и резко снижается ее бактерицидное свойство. Однако следует иметь в виду, что с увеличением в рационах уровня полиненасыщенных жирных кислот потребность в витамине Е резко воз­растает. Кроме того, избыток полиненасыщенных жирных кислот может вызвать обратный эффект — оказаться причиной диареи, отста­вания в росте, ухудшения усвоения питательных и минеральных ве­ществ.

Недостаток линолевой кислоты у взрослых животных приводит к нарушениям обменных процессов, поражению кожного покрова, понижению есте­ственной резистентности организма, снижению продуктивности и воспроизводительной функции животных и жизнеспособности потомства, к повышению затрат питательных веществ на единицу продукции.

Жировая инфильтрация. Жир, циркулирующий в сосудистой системе, задерживается тканями и подвергается в них превращениям. Большое значение в этом имеет печень. Печень не справляется с окислением поступившего жира и содержание его повышается до 20-30%, вместо 7-10% в норме (к массе сухого вещества). Такое же явление могут наблюдать и в других тканях. Повышенное содержание жира в тканях (кроме жировой) называют жировой инфильтрацией.

Сочетание жировой инфильтрации с деструкцией цитоплазмы (возникающей при нарушении связи структурного цитоплазматического белка с жиром) называется жировой дистрофией.

Если с пищей поступает недостаточное количество легкоусвояемых углеводов, с повышенным поступлением белков, создаются благоприятные условия для отложения жира в печени.

Ожирение. Причиной ожирения могут быть различные факторы — инфекционные, эндокринные и алиментарные. Ожирению способству­ет гиподинамия — отсутствие или недостаточность моциона, которая часто наблюдается на крупных фермах и промышленных животновод­ческих комплексах. При инфекционных и токсических ожирениях наблюдаются первичные нарушения функции печени (гепатозы). При­чиной токсических гепатозов и последующего ожирения могут быть пестициды, гербициды и другие ядохимикаты, а также избыточное количество небелкового азота в рационе при недостаточном уровне углеводов, когда в печень поступает большое количество аммиака.

Алиментарное ожирение высокопродуктивных коров может быть вызвано избыточным уровнем в рационе липидов, а также нарушением энерго-протеинового соотношения в рационах в ту или другую сторо­ны. Одной из главных причин алиментарного ожирения является увеличение доли концентрированных и вообще тонкоизмельченных кормов в рационах. Если доля тонкоизмельченных кормов в рационе превышает 50% от общего количества питательных веществ, то фермен­тация углеводов и липидов в преджелудках изменяется. При этом по­ступление липидов в систему кровообращения печени возрастает (осо­бенно тех, которые содержат избыток ненасыщенных жирных кислот), нарушается процесс распределения липидов между кровью и кишечной лимфой.