Вплив фенотипових факторів на продуктивні якості свиней червоно-білопоясої породи

Оптимальна температура повітря для підсисної свиноматки повинна становити 18-20°С, для поросят-сисунів - 26-28°С з поступовим зниженням до відлучення до 20-22°С, для поросят після відлучення - 18-20°С і для відгодівельних свиней - 14-18°С.

Для будівництва приміщень можна використовувати різні матеріали: дерево, цеглу, камінь, саман і ін. Приміщення для свиней влаштовують у вигляді сараїв або будиночків з одно-або двосхилим дахом.

Стіни краще робити дерев'яні (рублені), але можна і цегляні, кам'яні, саманні. Часто роблять подвійні стіни з дощок, засипаючи проміжок тирсою або шлаком. Будь-які стіни необхідно ставити на фундамент, на який для ізоляції від вологи кладуть шар руберойду. Внутрішню частину стін з цегли, каменю або саману висотою до 100 см від підлоги доцільно оббити дошками. Це оберігає стіни від псування і до того ж служить хорошою теплоізоляцією. Висота передньої стіни в приміщенні повинна бути не менше 2 м, бічних 0,9 і задній (при односхилому даху) - не менше 1 м.

Найбільш теплі свинарники з горищним перекриттям. Якщо в приміщенні немає стелі, дах потрібно утеплювати. Для цього роблять щільне решетування з дощок, на них кладуть теплоізоляційний шар з тирси або шлаку, потім повторно настилають дошки і тільки після цього покривають шифером, залізом, черепицею, толем, руберойдом та ін. Можна робити дах з очерету або соломи, полити рідким розчином глини.

Підлогу в приміщенні для свиней краще обладнати з дощок. Спочатку вирівнюють землю зі схилом в бік стоку для рідини, наявної в передній частині приміщення. Потім укладають і добре утрамбовують шар глини (5-10 см). В глину врівень укладають лаги і на них настилають дошки так, щоб вони щільно прилягали до глини і між собою. Канаву стоку для рідини облицьовують дошками і виводять з приміщення в поруч вириту яму, стінки якої також доцільно облицювати дошками або обкласти цеглою, а верх накрити щитом. Періодично вміст ями очищають.

Приміщення, особливо для свиноматок з поросятами, повинні мати хорошу освітленість. Ступінь освітлення визначається відношенням площі підлоги до площі вікон. Для свиноматок вона повинна складати не менше 1: 12, а для відгодовуваних тварин - 1: 20.

Для провітрювання приміщення потрібно відкривати вікна та двері. Взимку це можна робити під час прогулянки тварин. Крім того, над дверима доцільно обладнати отвір із засувкою для витяжки повітря.

Щоб приміщення було чистим і сухим, годувати тварин, особливо в теплу погоду, краще поза ним, витримуючи 15 - 20 хв. після годування у дворі або в загоні.

Обладнання станків. Площа станка для утримання свиноматки повинна становити приблизно 5 м², а для молодняку ??на відгодівлю 3-4 м². Стінки станка краще робити зі струганих дощок висотою 90-100 см. У задній або бічній частині його обладнують місце для відпочинку тварини - лігво. Площа лігва залежить від розміру тварини. Зайву площу свині забруднюють, та й підстилки при цьому потрібно більше. Лігво краще відокремити від іншої частини станка перегородкою з дерев'яного бруска, прибитого до підлоги. У верстаті, де міститься підсисна свиноматка, необхідно передбачити відділення для підгодівлі поросят-сисунів, а також обладнати «берложку» для їх утримання при низькій температурі. [46].

Підкормові відділення відгороджують від іншої частини верстата загородкою з лазом розміром 20х30 см. У передній стінці станка, краще посередині, влаштовують дверці з хорошим замком. Поруч встановлюють корито - дерев'яне або металеве, або за інших матеріалів, розраховане на разову дачу корму.

У вітчизняному свинарстві в різних регіонах країни сформувалися три способи виробництва продукції на основі комплексу організаційних прийомів і набору технологічного устаткування.

Однофазне виробництво, при якому маток після відлучення поросят в 30, 45, 60 днів переводять в приміщення для запліднення, а молодняк залишають у тих же станках для дорощування і відгодівлі. Перевага такого утримання в тому, що воно виключає перегрупування і перегони тварин, свині значно менше піддаються стресам, краще розвиваються, що призводить до скорочення строків відгодівлі. Такий спосіб виробництва дозволяє закріплювати одних і тих же операторів за тваринами від народження до здачі на м'ясокомбінат. Однак у період дорощування поросят площа приміщень використовується з недостатнім завантаженням. У плані використання потенційної продуктивності тварин це найкращий спосіб виробництва.

Двофазне виробництво передбачає переведення маток після відлучення поросят в приміщення для запліднення, а приплід залишають у тих же станках до 3-4-місячного віку, а потім переводять у будинки для відгодівлі. За цією технологією, як правило, працюють господарства і комплекси, розраховані на 24-35 тис. свиней на рік.

Трифазне утримання використовується при відлученні поросят в 25-30 і 45 днів. Поросят-відлучників переводять у цех дорощування, а свиноматок на осіменіння. Після дорощування до 105-120-денного віку молодняк відправляють на відгодівлю. В даний час за такою технологією працюють практично всі ферми і більшість комплексів на 54-108 тис. свиней на рік. Слід визнати, що трифазна технологія найбільш «жорстка» для тварин, і відхід поросят в перші чотири місяці життя досягає 15-20%, що майже в два рази більше, ніж при однофазному способі [1].

У свинарстві застосовуються дві основні системи утримання тварин: вигульна і безвигульна, які багато в чому визначають як стан мікроклімату, так і продуктивність тварин. Станково-вигульна система утримання свиней робить позитивний вплив на мікроклімат будівель, сприяє зміцненню здоров'я, тривалості використання, розвитку ремонтного молодняку, зміцнює їх конституцію.

Норми площі вигулів на одну голову прийняті наступні: для кнурів-плідників - 10 м2, свиноматок - 5-7 м2, ремонтного молодняку ??- 1,5-2 м2. Однак через високі витрати праці і засобів на одиницю продукції таке утримання можна рекомендувати тільки для племінних господарств. Промислова технологія виключає цей метод для всіх груп свиней. У промисловому свинарстві при високому відсотку вибракування кнурів і маток навіть ці групи тварин практично не користуються вигулами, хоча не підлягає сумніву, що моціон сприяє підвищенню відтворювальних якостей тварин. Незважаючи на подорожчання свиномісця при будівництві закритих приміщень і експлуатацію за принципом «все зайнято, все вільно», вони мають ряд важливих переваг, особливо в умовах інтенсифікації галузі. У таких будівлях протягом усього року легко створювати і підтримувати мікроклімат за допомогою набору необхідного устаткування. У лігвах для свиней легко підтримувати чистоту, зменшуючи забрудненість тварин і покриття підлоги.

У холодний період року тварини захищені від несприятливого впливу перепадів температури, протягів і т. д. Вік досягнення здавальних кондицій скорочується на 10-15 днів, що, природно, зменшує витрату кормів і витрати по догляду за тваринами. Однак безвигульне утримання пред'являє певні вимоги як до конструкції, так і до будівельних матеріалів. У свинарниках різного цільового призначення мікроклімат краще, а забрудненість лігва в 2-3 рази менше, якщо міжклітинні перегородки з трьох сторін виконані суцільними, а з боку кормового проходу гратчастими з розміром осередків 12х15 см. Автопоїлки будь-якої конструкції необхідно встановлювати з протилежного від годівниці бокупід гнієприймальним каналом. У цьому випадку свині влаштовують зону дефекації там, де розбризкується вода, тобто на ґратчастій частині підлоги. Така конструкція лігва сприяє зниженню забруднення площі підлоги. Суцільні перегородки виконуються з цегли або з керамзито-бетонних панелей висотою 0,8 метра. Добре себе зарекомендували «інтимні» куточки для свиней двох суміжних станків. Ґратчасту частину бічної перегородки влаштовують тільки над гнойовим каналом. У цій частині верстата свині організують зону дефекації, що сприяє зменшенню витрат часу на прибирання приміщень на 27-35%. Таке облаштування лігва доцільно при дрібногруповому утриманні (не більше 10-12 голів у станку) тварин [37].

Несприятливий вплив мікрокліматичних факторів на організм свиней слід розглядати як вплив сильнодіючих агресорів. Тому створення тваринам оптимальних умов утримання є найважливішим елементом збереження здоров'я і підвищення продуктивності поголів'я.

Відгодівля - це заключний етап виробництва свинини. Результат його залежить від породи і статі тварини, віку при постановці на відгодівлю, тривалості відгодівлі, кількості та якості кормів, умов годівлі і утримання. На результати відгодівлі позитивно впливає кастрація свиней. Вони стають спокійнішими, краще використовують поживні речовини кормів. М'ясо кастратів ніжніше, смачніше і без специфічного запаху.

Найбільш вигідно відгодовувати поросят, що народилися рано навесні, так як влітку їм досхочу можна згодовувати дешеві корми - зелену траву і городні відходи, а утримувати в пристосованих приміщеннях легкого типу [22].

В даний час свиней відгодовують до м'ясних, жирних і частково беконних кондицій. М'ясна відгодівля молодняку ??починається з 2,5-3-місячного віку і закінчується до 6-8 місяців при досягненні живої маси 90-120 кг. При м'ясній відгодівлі м'ясо виходить ніжне, з шаром сала на хребті в 2,5-4 см. Таке м'ясо придатне для приготування різноманітних страв і користується підвищеним попитом у населення. При м'ясній відгодівлі добові раціони повинні забезпечити нормальний приріст тварин протягом усього періоду відгодівлі. У перший період м'ясної відгодівлі (до живої маси 70 кг), коли йде інтенсивний ріст м'язової тканини, більшу частину раціону повинні складати корми, багаті білком: зелена маса бобових трав, горох, обрат та ін. У другий період відгодівлі поряд зі збільшенням дачі концентратів кількість соковитих кормів можна довести до 10-15 кг. Залежно від віку тварин під час годуваннянеобхідно включати від 10 до 35 г кухонної солі і 5-25 г крейди. При згодовуванні молодняку ??солоної риби або її відходів корму солити не слід.

Беконниа відгодівля. При цій відгодівлі використовують чистопородній і помісний молодняк з довгим тулубом, білої масті. Жива маса тварин в 2,5-3 місяця повинна бути не менше 25 кг. Відгодовують їх до 80-105 кг в два періоди: перший з 2,5 до 5,5-місячного віку при середньодобових приростах не менше 450 г і другий - протягом 2,5-3 останніх місяців при середньодобових приростах 500-600 м. Високоякісний бекон можна отримати при відгодівлі свиней на раціонах, до складу яких входять: ячмінь, горох, просо, віка, кормові боби, жито, кукурудза з добавками кормів тваринного походження [36].

У другій половині відгодівлі необхідно зовсім виключити з раціону або згодовувати в невеликих кількостях корми, які знижують якість свинини: макуху, рибні відходи, - висівки, сою і т. д.

Відгодівлю до жирних кондицій проводять для отримання за короткий термін великої кількості сала і внутрішнього жиру хорошої якості. Для такого відгодівлі придатні в першу чергу свиноматки, а також молодняк після досягнення живої маси 100-110 кг. Вбивають тварин живою масою 180-200 кг. Кількість сала в тушах таких свиней сягає 50, а м'яса - 30-40%.

При відгодівлі свиней до жирних кондицій можна використовувати більше кормів, багатих вуглеводами - картоплю, буряки, кукурудзу і ін. У перший період відгодівлі в складі добової дачі кількість кукурудзи і пшениці можна доводити до 2-3 кг. В останній місяць відгодівлі частину кукурудзи потрібно замінити ячменем, просом або іншими кормами, що поліпшують якість сала [40].

Розділ 3. Обмін речовин і енергії у свиней

3.1 Методичні основи вивчення обміну речовин і енергії

В основі методики вивчення обміну речовин і енергії лежать обмінні процеси, що протікають в організмі тварин протягом усього періоду онтогенезу. Фіксація кількісних показників обміну речовин і енергії в організмі тварин у різні періоди життя - об'єктивне віддзеркалення метаболічних процесів, що відбуваються. Як такі показники можуть бути використані:

- кількість поживних речовин і енергії, спожитих твариною з кормом;

- виділення речовин і енергії з організму тварини;

- споживання кисню і виділення вуглекислоти;

- відкладення речовин у тілі тварини.

Визначають ці показники за допомогою спеціальної апаратури.

Для вивчення обміну речовин і енергії у сільськогосподарських тварин застосовується спеціальна апаратура. Вона дозволяє з певною точністю врахувати споживання і виділення речовин і енергії організмом за встановлений проміжок часу за певних умов утримання. В цілому апаратуру для вивчення обміну речовин і енергії у тварин можна розділити на чотири групи:

- апаратура для вивчення газоенергетичного обміну;

- устаткування для проведення балансових дослідів;

- прилади для проведення газоаналізу;

- апаратура для визначення теплоти згорання речовин.

Апаратура для вивчення газоенергетичного обміну. Основна вимога до респіраційних апаратів - можливість точного встановлення кількості виділених СН₄, СО₂ і спожитого О₂ твариною за період досліду. Апаратуру для вивчення газообміну можна розділити на два види:

- респіраційні апарати для вивчення газового обміну і визначення теплопродукції непрямим шляхом;

- калориметри для визначення теплопродукції прямим шляхом.

Респіраційні апарати за принципом своєї будови можуть бути розділені на дві групи: 1 - апарати для тривалих і 2 - апарати для короткочасних досліджень [50].

Принцип пристрою, покладений в основу апаратів першої групи, полягає в тому, що тварина весь час знаходиться в герметично закритій камері певного об'єму. Застосовуються три типи дихальних апаратів: респіраційні камери з безперервною вентиляцією замкнутого простору з поступовим поглинанням вуглекислоти і притоком кисню (апарати закритої системи); респіраційні камери з безперервною вентиляцією замкнутого простору (апарати відкритої системи); респіраційні камери з герметично закритим простором, де за весь час накопичується вуглекислота і поглинається кисень (пневматичні камери).

Респіраційні апарати закритої системи дозволяють вивчити всі газоподібні продукти, що виділяються твариною в процесі обміну через легені, шкіру і травний тракт. У цих апаратах усунені побічні випадкові чинники зовнішнього середовища, що впливають на газообмін в організмі. Апарати цього типу найточніші з погляду обліку газів (вуглекислого, кисню, азоту, метану і водню). Головними недоліками апаратів закритої системи є великі розбіжності між об'ємом повітря у камері і об'ємом аналізованої проби повітря, наявність шкідливих газів в камері, що виділяються тваринами.

У цих апаратах дотримується повна герметичність, автоматична подача кисню і поглинання вуглекислоти. Дослід можна проводити тільки на одній тварині.

В основу конструкції респіраційних апаратів відкритої системи покладений принцип безперервної вентиляції камери - безперервного надходження повітря. Частину повітря, що входить і виходить, беруть для аналізу, а кількість пройденого повітря враховують за допомогою газового годинника [52].

Апарати відкритої системи мають деякі переваги в порівнянні з апаратами закритої системи. Тварини в респіраційній камері дихають повітрям, вільним від продуктів виділення організму і нормальної вологості. Тварину не закривають герметично. Відлік показників складу газів можна вести через будь-які проміжки часу.

Пневматичними камерами є герметично закриті приміщення. Тривалість досліду залежать від розміру тварини і наявності в камері кисню, тобто від об'єму камери. Знаючи об'єм камери, температуру, склад, відносну вологість і тиск повітря на початку і в кінці досліду, можна визначити газообмін тварини. Досліди в цих камерах нетривалі, оскільки створюються негігієнічні умови утримання тварин. Треба стежити, щоб вміст СО₂ у камері не перевищував 2-3 %, а кількість О₂ не була нижча 10--15 %. Апарати цього типу застосовуються для проведення дослідів на дрібних тваринах.

Респіраційні апарати для короткочасних досліджень газового обміну у тварин засновані на принципі приєднання їх до рота, носа або трахеї за допомогою спеціальних пристосувань (мундштука, маски, трахеотубуса). Апарати цієї групи бувають із закритим кругообігом, коли тварина дихає чистим киснем і не потрібно проводити аналізу повітря; із відкритим кругообігом, коли враховують об'єм повітря, що видихається, проби якого аналізують для визначення вуглекислоти і кисню.

Переваги апаратів цього типу полягають у портативності, дешевизні, можливості проведення дослідів у будь-яких умовах і точності вивчення легеневого газообміну. До недоліків відносяться короткострокове визначення легеневого обміну, негативний вплив опору повітря при диханні, неможливість роботи з дрібними тваринами і відсутність вільного (природного) утримання тварин [69].

Калориметри, що використовуються для прямих вимірювань теплопродукції у тварин, бувають двох типів. У одному з них тепло, виділене твариною, визначають за різницею температур повітря, що надходить у камеру і видаляється з неї, з урахуванням швидкості його руху. Інший тип калориметрів характеризується тим, що кількість тепла, що випромінюється твариною, вимірюють за підвищенням температури стінок, що оточують камеру, нагріваються у всю їх товщину або частково. Апарати цього типу відомі під назвою градієнтних. Вони дуже чутливі і вимірюють коливання температури з високою точністю, але їх важко конструювати і виготовляти.

Градієнтний калориметр для визначення теплопродукції методом прямої калориметрії дає можливість безперервно автоматично вимірювати у тварин втрати як відчутного тепла (сума втрат через випромінювання, конвенцію і провідність), так і прихованої теплоти випаровування (втрата тепла при випаровуванні води шкірою і органами дихання).

Більшість визначень рівня обміну речовин і тепловіддачі проводяться протягом відносно короткого періоду часу, а тварина, поміщена в обмінну клітку, знаходиться в незвичній для неї обстановці (обмеження рухливості і відсутність інших тварин). Для визначення тепловіддачі у групи підсвинків протягом тривалого періоду часу і в звичайнішій для них обстановці сконструйована установка для прямих калориметричних вимірювань.

Калориметр розрахований на п'ять поросят-відлучників з 2,5 до 6-місячного віку, масою від 20 до 90 кг кожен.

Калориметр дозволяє регулювати температуру -5 до +35°С з точністю до ±0,25°.

Найбільш поширеним методом газоаналізу є класичний об'ємний метод, що полягає в узятті певного об'єму газу з подальшим визначенням змін у ньому після поглинання СО розчином КОН, О₂ лужним розчином пірогалолу. Метан і інші горючі гази визначають за допомогою спалювання їх нагрітим платиновим дротом і вимірюванням СО₂, що утворився

Ці методи дозволяють отримувати досить точні результати, але вимагають майстерності і великої витрати часу.

Існуючі апарати для об'ємного аналізу газів (вуглекислого і кисню) зводяться до двох типів: в апаратах першого типу газозамикаючою рідиною служить ртуть, а в апаратах другого типу - вода.

Вивчається можливість застосування фізичних методів, що дозволяють проводити аналіз газів з меншою витратою праці і часу з автоматичною реєстрацією його результатів [29].

Для визначення вуглекислоти і метану застосовується інфрачервоний аналізатор, а для визначення кисню -- парамагнетичний. Широкого застосування для аналізу всіх основних компонентів газу знаходять методи питомої теплопровідності, інтерферометрії, звукового аналізу і газової хроматографії.

Калорійність органічних речовин проб кормів, продуктів забою, калу, сечі і молока тварин визначається за допомогою прямого спалювання їх у кисні під тиском 20-25 атм. у калориметричній бомбі.

Для проведення фізіологічних балансових дослідів з вивчення перетравності поживних речовин, а також балансу речовин (азоту, мінеральних речовин) і енергії у тварин використовуються клітки різної конструкції. Основна вимога до обмінних кліток - точність обліку з'їдених кормів, випитої води і виділених калу і сечі, а також створення умов утримання, близьких до звичайних.

Організація проведення обмінних дослідів полягає в наступному.

Для досліду підбирають здорових, нормально розвинених тварин. Формування дослідних груп проводиться з урахуванням походження тварин, породи, віку, статі, живої маси, продуктивності та фізіологічного стану.

Поросят-відлучників у дослідну групу підбирають не менше чотирьох. Різниця в їх віці не повинна перевищувати п'яти днів, в живій масі - не більш 0,5 кг, а середня жива маса поросят за групами не повинна відрізнятися більш ніж на 2 кг.

Молодняк відбирають в дослідну групу в кількості, не менше трьох голів. Відмінність у віці поросят-аналогів не повинна бути більше п'яти днів (краще підбирати одногніздних), а у масі - не більше 1,6 кг. Вагові відмінності в групі у 4-місячних тварин повинні бути в межах 2-3 кг, у 6-8-місячних - у межах 3-5 кг, у 8-10-місячних - до 8 кг. Різниця в середній масі за групами тварин не повинна перевищувати 1 %.

Поросних свиноматок в одній дослідній групі повинно бути не менше трьох. На дослід ставлять декілька груп маток на 60-70-й день поросності або дослід проводять на одних і тих же тваринах у різні періоди поросності. Підбираючи маток-аналогів, необхідно враховувати час парування і стан поросності. Розбіжність в термінах поросності маток допускається в 5-7 днів [36].

Підсисних свиноматок для досліду підбирають за вказаними вище показниками, а також за кількістю поросят у гнізді, масі гнізда в 10-денному віці. Маток-аналогів спаровують з одним і тим же кнуром. Кількість піддослідних тварин у групі повинна бути не менше двох.

Дорослих кнурів-виробників підбирають в дослідні групи з урахуванням породи, віку, живої маси, типу нервової діяльності та показників якості спермопродукції. У кожній групі повинно бути не менше трьох голів.

Проводячи досліди з поросятами-сисунами, в кожну групу підбирають по п'ять голів.

У дослідженнях з перетравності речовин залежно від мети дослідів, вікових і виробничих груп свиней можуть застосовуватися: метод груп, метод періодів, комбінований метод груп і періодів, диференційований метод періодів, метод груп-періодів зі зворотним заміщенням, метод латинського квадрата, факторіальний метод та ін. [30].

Кожен дослід ділиться на три етапи:

- підготовчий - тварин привчають до кліток і містять на раціонах, призначених схемою досліду;

- перехідний - тварин годують так само, як і в облікові дні;

- завершальний, або обліковий, - враховують з'їдені корми, випиту воду, виділені кал, сечу, молоко.

Залежно від віку і фізіологічного стану свиней тривалість кожного періоду буде різною (табл. 16).

Таблиця 16

Тривалість досліду для свиней (днів)

Виробничі групи тварин	Підготовчий	Перехід ний	Обліковий	Всього
Поросята-відлучники	8	3	10	21
Молодняк у віці 4 місяців і старше	6	3	8-10	17-19
Матки:
супоросні	5-6	3	6-8	11-14
підсисні	3-5	3	5-6	11-14
Кнури-виробники	3-5	3	5-6	11-14

Для поросят у підсисний період передбачена тривалість облікового періоду в 4 дні, тривалість попереднього періоду для молодняка з 4- до 8-місячного віку - в 6 днів і облікового - в 5 днів.

Облік кормів і виділень тварин. На завершальному етапі досліду необхідно точно врахувати кількість з'їденого корму, випитої води. Протягом доби від кожної тварини ретельно збирають кал і сечу. Сечу зливають у бутлі з герметичними пробками, куди спочатку поміщають 2-3 г тимолу і 10-15 см 10 %-го розчину соляної кислоти. Після кожного виділення сечі її змивають в місцях стоку до відвідної трубки водою, кількість якої враховують. Кал після кожного виділення збирають шпателем в совок, потім у спеціальний посуд (ексикатори, банки з герметичними кришками) [18].

У підсисних свиноматок враховують кількість виділеного молока за дві доби облікового періоду за допомогою зважування поросят до і після смоктання.

Один раз в добу, як правило, вранці, відбирають середню пробу калу в кількості 10 % і консервують 5 %-им розчином соляної кислоти, поміщають в ексикатор. Крім того, в пробу калу додають 5-10 крапель хлороформу або 5-10 крапель 40 %-го розчину формаліну. Проба сечі становить 5-10% добової кількості; її консервують 10 %-им розчином соляної кислоти, що становить 5 % маси проби. Крім того, в пробу сечі додають 2-3 г тимолу. Проби кормів, калу, сечі та залишків кормів від кожної тварини зберігають при температурі 3-5°С. Після закінчення досліду їх аналізують на вміст поживних речовин.

На підставі даних про споживання кормів, виділеного калу, сечі, молока (для лактуючих свиноматок) і хімічного складу їх обчислюють коефіцієнти перетравності поживних речовин.

3.2 Перетворення поживних речовин і енергії в організмі тварин

Перетворення поживних речовин в організмі можна розбити на три основні фази.

Перша фаза - зміни поживних речовин (вуглеводів, білків і жирів) у шлунково-кишковому тракті під впливом ферментативних систем, що знаходяться у слині (б-амілаза), шлунку (пепсин, соляна кислота, шлункова ліпаза) і в кишковому соку (с-амілаза, ліпаза, трипсин, хемотрипсин, амінопептидаза, дипептидаза та ін.). У результаті дії цих ферментних систем утворюється близько 20 амінокислот, тригексози - глюкоза, галактоза і фруктоза, гліцерин, жирні кислоти та ін. При цьому звільняється незначна кількість енергії (близько 0,6-1 %), що розсівається у формі тепла.

Друга фаза - розпад поживних речовин у клітинах і, частково, в субклітинних частинках. У цитоплазмі клітин шестивуглецеві молекули вуглеводів під впливом ензимів гліколітичного циклу розпадаються до тріоз (піровиноградної і молочної кислот); відбувається W-окислення жирних кислот, при якому коротшає вуглецевий ланцюг і дезамінуються амінокислоти. Продукти, що утворилися в цих реакціях, вступають в цикл трикарбонових кислот. На цій стадії окислення звільняється близько 10 % енергії.

Третя фаза - термінальна стадія окислення поживних речовин, під час якої звільняється до 2/3 енергії початкових продуктів, здійснюється в мітохондріях через цикл трикарбонових кислот і мітохондріальний дихальний ланцюг. Кінцевими продуктами цієї фази окислення є СО₂, Н₂О і з'єднання, такі як АТФ.

Перш ніж перейти до освітлення метаболізму речовин і енергії в організмі тварин, розглянемо джерела поживних речовин і енергії.

Рослинні корми, організм тварин і вироблювана ним продукція містять у своєму складі схожі групи речовин, що складаються з одних і тих же хімічних елементів. З відомих (більше 100) хімічних елементів двадцять мають важливе значення для життя тварин і рослин [19].

Шість елементів з числа біологічно важливих - вуглець, водень, кисень, азот, кальцій і фосфор - становлять близько 98,5 % речовини рослин і тіла тварин. Вміст решти елементів дуже незначний (від тисячних до мільйонних частин маси організму). До них відносяться калій, сірка, натрій, хлор, магній, залізо, йод, фтор, кремній, цинк, нікель, кобальт, мідь, марганець, миш'як, бор, молібден, алюміній. Одні (магній, йод, кобальт) необхідні тільки тваринам, а інші (бор, алюміній) - тільки рослинам.

Хімічні елементи входять до складу хімічних з'єднань рослин і тварин: вода, мінеральні речовини, різні групи органічних речовин (білки, жири і вуглеводи). Проте у складі тваринного організму переважають білки і жири, а частка вуглеводів порівняно невелика, в рослинному організмі переважають вуглеводи, а білків і жирів припадає на частку незначна кількість.

Поживні речовини, що містяться в кормах рослинного і тваринного походження, служать джерелом пластичного матеріалу й енергії для побудови клітин тіла тварини і відшкодування витрат енергії в результаті його життєдіяльності.

Вуглеводи - речовини, що мають загальну формулу С_m(Н₂O)_n і містять вуглець, кисень і водень. Це основні продукти рослинного походження [21].

При хімічному аналізі кормів вуглеводи виділяють в групу під назвою безазотисті екстрактні речовини і сира клітковина. За хімічним складом вуглеводи ділять на такі групи:

А. Прості цукри (моносахариди):

- діози - глікоальдегід;

- тріози - гліцероза;

- тетрози - еритроза, треоза;

- пентози - арабіноза, ксилоза, рибоза;

- гексози - глюкоза, фруктоза, галактоза, сорбоза.

Б. Складні цукри

1) олігосахариди:

- дисахариди - сахароза, мальтоза, лактоза, целобіоза, трегалоза;

- трисахариди - раффіноза;

2) полісахариди:

- пентозани - арабан, ксілан;

- гектозани - глюкозани, целюлоза, крохмаль, глікоген, декстрин, галактан, фруктозан (інулін);

3) гетерополісахаріди - геміцелюлоза, смоли, слизи, пектинові речовини.

Вуглеводи утворюють головну масу рослинних кормів. Вони входять до складу клітинного соку (цукор), відкладаються як запасні поживні речовини (крохмаль), служать опорною речовиною для рослинного організму (целюлоза). У тваринному організмі вуглеводи - джерело легко використовуваної і здатної до різних перетворень енергії [36].

Ліпіди є групою речовин, що містяться в рослинних і тваринних тканинах, нерозчинних у воді, але розчинних в органічних розчинах (бензин, ефір, хлороформ). При аналізі кормів ці речовини виділяють в групу під назвою сирий жир.

За хімічним складом ліпіди підрозділяють на такі групи.

A. Прості ліпіди:

1) жири; 2) воск;

B. Складні ліпіди:

1) фосфоліпіди (лецитини, цефаліни);

2) глюколіпіди (глюколіпіди, галактоліпід).

Жири і масла входять до складу рослин і тварин та відрізняються високим вмістом енергії. Через це вони є важливими резервними речовинами як рослин, так і тварин.

Жири і масла складаються з вуглецю, водню і кисню і є складними ефірами трьохатомного спирту гліцерину з більшістю вищих жирних кислот. Коли етерифікація включає тільки одну жирну кислоту, виходить простий тригліцерид, якщо в реакції етерифікації бере участь більше однієї жирної кислоти, то виходить змішаний тригліцерид.

При обробці кислотами, лугами або під впливом ферментів (ліпази) жири розщеплюються на свої компоненти - гліцерин і жирні кислоти. Більшість жирних кислот, що зустрічаються в природі, мають одну карбоксильну групу і нерозгалужений вуглецевий ланцюг, який може бути насиченим або ненасиченим. Ненасичені кислоти можуть мати один подвійний зв'язок, два, три і багато подвійних зв'язків. Ненасичені жирні кислоти мають нижчу точку плавлення і хімічно більш реактивні, ніж насичені.

До насичених жирних кислот відносяться:

- масляна;

- пальмітинова;

- капронова;

- стеаринова;

- каприлова;

- арахінова;

- капринова;

- лауринова;

- миринстинова;

- церотинова.

До ненасиченних жирних кислот відносяться:

- пальмитолеїнова;

- ліноленова;

- олеїнова;

- арахідонова;

- лінолева.

Нині прийнято вважати, що лінолева, ліноленова і арахідонова ненасичені жирні кислоти незамінні для свиней, особливо для поросят, і обов'язково повинні надходити з кормами. Багате джерело незамінних жирних кислот - насіння олійних культур і отримувані з них макухи і шроти, а також жири тваринного походження [37].

Органічні кислоти широко поширені в рослинах і відіграють важливу роль в обміні речовин в організмі тварин. До головних з них відносяться:

- оцтова;

- молочна;

- масляна;

- піровиноградна;

- щавелева;

- лимонна;

- янтарна;

- щавелевооцетова;

- яблучна;

- винна.

Протеїнові з'єднання в порівнянні з іншими групами поживних речовин займають особливе місце в годівлі тварин. Вони не можуть бути замінені ні жирами, ні вуглеводами, а повинні надходити в організм тварин з кормом.

Протеїнові з'єднання розділяють на дві великі групи: білкові речовини і небілкові азотисті з'єднання.

Білки - це високомолекулярні складні органічні сполуки. Вони входять до складу всіх клітин рослинного і тваринного організму. До складу білка входять (в середньому): вуглець - 52 %, водень - 7, кисень - 23, азот - 16, сіра - 2 і фосфор - 0,6 %. Найбільш істотною і характерною складовою частиною білка є азот.

Білки кормів - джерело структурних елементів для побудови білків тіла тварин і, крім того, вони - джерело енергії. Білкові речовини в цілому можна розділити на такі групи:

A. Прості білки, або протеїни.

1) власне білкові тіла:

- альбумін;

- глобуліни;

- глютеіни;

- гліадини (проламіни);

- гістони;

2) альбуміноїди (склеропротеїни):

- кератини;

- еластини;

- колаген.

Б. Складні зв'язані білки, або протеїди:

- фосфопротеїди;

- нуклеопротеїди;

- хромопротеїди;

- глюкопротеїди.

B. Похідні білки:

- альбумози;

- пептони.

Амінокислоти утворюються при гідролізі білків ферментами, кислотами або лугами. З біологічних матеріалів виділено більше сотні амінокислот, проте тільки 25, зазвичай, вважаються складовими частинами білків. Для амінокислот характерна наявність основної азотовмісної групи, зазвичай аміногрупи (-СООН) і кислотної карбоксильної групи (--NН₂).

Амінокислоти, що зустрічаються в білках як структурні одиниці, розділяють на такі групи:

1. Амінокислоти з однією амінною і однією карбоксильною групою: гліцин, аланін, валін, лейцин, ізолейцин, треонін і серін.

2. Сірковмісні амінокислоти: метіонін, цистин і цистеїн.

3. Амінокислоти з однією амінною і двома карбоксильними групами: аспарагінова кислота, глютамінова кислота.

4. Основні амінокислоти: лізин, оксілізин, аргінін, гістидин.

5. Ароматичні амінокислоти:-фенілаланін, тирозін, тироксин.

6. Гетероциклічні амінокислоти: триптофан, пролін і оксипролін.

Рослини і багато мікроорганізмів здатні синтезувати білки з простих азотистих з'єднань. Тварини не можуть синтезувати аміногрупу, і тому для утворень білків тіла вони повинні отримувати амінокислоти з кормом. Деякі амінокислоти можуть бути утворені з інших у процесі переамінування, але певне число амінокислот не може бути синтезоване в тілі тварин і тому їх назвали незамінними. Для свиней незамінними вважаються 10 амінокислот: аргінін, гістидин, ізолейцин, лейцин, лізин, метіонін, фенілаланін, треонін, триптофан і валін [37].

Роль амінокислот в обміні речовин визначається тими процесами і функціями, які ними забезпечуються.

Амінокислоти - незамінні структурні елементи білка органів і тканин тварини. Окремі амінокислоти володіють специфічними функціями регуляторів нормального стану організму і його обміну речовин, необхідні для утворення захисних речовин (антитіл, антитоксинів і ін.).

Амінокислоти входять до складу продукції залоз зовнішньої і внутрішньої секреції (особливо гормонів), ферментів і інших регуляторів обміну речовин; сприяють регуляції осмотичного тиску, реактивних особливостей клітин, тканин і водного балансу організму.

Вони можуть служити засобом для переміщення численних груп речовин - ліпідів, гормонів, мінеральних речовин, вітамінів, шлаків обміну речовин і т. д. Крім того, амінокислоти служать для організму джерелом енергії.

Азотисті з'єднання небілкового характеру зустрічаються в рослинних і тваринних організмах. До цієї групи входять такі основні з'єднання:

- амінокислоти;

- пурини;

- аміни;

- нітрати;

- аміди;

- алкалоїди.

У рослинних і тваринних організмах виявлена присутність майже всіх відомих елементів. Мінеральні речовини в організмі свиней знаходяться в різних формах і виконують різноманітні функції. Вони є складовою частиною кісток і зубів, складовою структурною одиницею м'яких тканин (сіра в білках, фосфор клітин, залізо крові), складовою частиною речовин, що мають значення регуляторів (солі рідин організму, що впливають на осмотичний тиск, транспортування продуктів обміну, створення кислотної або лужної реакції травним сокам і що підтримують одночасно нейтральну реакцію крові і тканин організму).

Мінеральні речовини ділять на три групи: макро-, мікро- і ультрамікроелементи [52].

Макроелементи містяться в кормах і тілі тварин від цілих до сотих частин відсотка. До них відносяться: кальцій, фосфор, магній, натрій, калій, хлор і сірка.

Мікроелементи містяться в кормах і тілі тварин від тисячних до стотисячних частин відсотка. До них відносяться: залізо, мідь, марганець, кобальт, цинк, йод.

Ультрамікроелементи містяться в кормах і тілі тварин у мільйонних частинах відсотка. До них відносяться: фтор, стронцій, молібден, селен, бор, нікель; кремній, алюміній, миш'як, бром.

Кожен мінеральний елемент має певне біологічне значення і відіграє особливу фізіологічну роль в найважливіших життєвих функціях організму. Вітаміни в своїй більшості є складовими частинами ферментів. З 700 відомих ферментів близько 300 мають у своєму складі вітаміни. Активність цих ферментів можна підсилити, підвищуючи концентрацію вітамінів в органах і тканинах, або подавити, вводячи антивітаміни. Проявляючи свою дію в біохімічних системах, вітаміни служать каталізаторами численних реакцій обміну речовин. З їх участю відбувається розщеплювання вуглеводів і звільнення укладеної в них енергії. Вони прямо або побічно регулюють обмін білка нуклеїнових кислот; у їх присутності відбувається розпад і утворення жирних кислот і жирів, створення стероїдних гормонів і багатьох інших важливих з'єднань.

Каталізуючи обмінні реакції в організмі свиней, вітаміни цим діють на різноманітні фізіологічні процеси - ріст, розвиток тварин, діяльність кровотворних органів, на функції статевої системи, внутріутробний розвиток, лактацію і ін.

Нині добре вивчено 20 вітамінів. З них 7 найбільш дефіцитні в звичайних кормах і потреба в них для поросят повинна забезпечуватися набором кормів, багатих цими вітамінами. До них відносяться А і вітаміни групи В (тіамін, рибофлавін, нікотинова кислота, піридоксин і кобаламін) [50].

На підставі сучасних даних вітаміни ділять на дві групи: розчинні в жирі і розчинні у воді. До жиророзчинних відносяться вітаміни А, Е, Д, К; до водорозчинних - вітаміни комплексу В (В₁, В₂, В₃, РР, В₆, В₁₂), вітаміни С, Е, Р.

Більшість хімічних реакцій, здійснюваних в живій клітині, є ендотермічними, а отже, вони потребують постійного джерела енергії.

Тварини використовують сонячну енергію у вигляді вуглеводів і інших поживних речовин, що створюються зеленими рослинами в процесі фотосинтезу.

Основне джерело енергії в живій клітині -- глюкоза. Глюкоза в живих клітинах тваринного організму окислюється не в одну стадію, а в декілька (близько 30), і на кожній з них виділяється невелика кількість енергії, яка зрештою використовується для численних потреб.

Решта всіх моносахаридів, а саме: фруктоза, галактоза, мано- за і такі похідні глюкози, як глюкозамін і глюкуронова кислота, утворюються з глюкози і можуть перетворюватися на неї через глюкозофосфатні речовини шляхом оборотних реакцій.

Вся енергія, яка звільняється при окисленні глюкози, жирних кислот, амінокислот, використовується для синтезу особливого з'єднання - аденозинтрифосфату (АТФ).

Основні поживні речовини корму (вуглеводи, жири і білки) є високомолекулярними з'єднаннями і в незміненому вигляді не можуть бути використані організмом тварини для побудови речовин її тіла і відшкодування витрат енергії у процесі життєдіяльності. Поживні речовини повинні бути розщеплені на простіші з'єднання. Це відбувається в травному тракті тварин під дією різних ферментів, після чого поживні речовини можуть абсорбуватися і надходити безпосередньо в клітини організму.

Процеси, що відбуваються при переварюванні поживних речовин кормів в організмі свиней, в основному вивчені і можуть бути представлені в наступному вигляді.

Вуглеводи розкладаються до моносахаридів під дією ферментів. До них відносяться: а-амілаза - розщеплює крохмаль, глікоген і декстрин; мальтаза - розкладає мальтозу; лактаза - діє на лактозу; трегалаза - руйнує трегалозу.

Жири емульгуються і частково розкладаються до жирних кислот і гліцерола, після чого вони всмоктуються через стінки тонких кишок і потрапляють в загальну систему кровообігу. Ферменти естерази, що розщеплюють жири, не володіють високою специфічністю і діють на широке коло гліцеридів. До них відносяться шлункова і панкреатична ліпази, розкладаючі жири та інші складні органічні ефіри.

Білки під дією протеолітичних ферментів розпадаються на амінокислоти і, всмоктавшись в тонкому кишечнику, надходять через воротну вену в печінку [36].

До протеолітичних ферментів відносяться: пепсин, реннін, трипсин, химотрипсин - розкладають протеїн і деякі пептиди; карбоксипептидаза - розщеплює деякі поліпептиди; еластаза -- руйнує еластин і інші протеїни; аминопептидаза - розщеплює деякі пептиди; дипептидаза - розщеплює дипептиди.

Переварювання поживних речовин кормів відбувається у відділах травного тракту свиней: у ротовій порожнині, шлунку, в тонких і товстих кишках.

У ротовій порожнині корм подрібнюється і змочується слиною, яка виділяється трьома парами слинних залоз: привушними, підщелепними і під'язиковими. Слина містить фермент а-амілазу, муцин, неорганічні солі і воду і має рН близько 7,3.

Шлунок свині виділяє шлунковий сік, що складається, головним чином, з води, неорганічних солей, слизу, соляної кислоти і пепсиногену, попередника пепсину і шлункової ліпази. Величина рН шлункового соку близько 2.

У порожнину тонких кишок виділяється чотири секрети: сік підшлункової залози, сік дванадцятипалої кишки, кишковий сік, жовч. Сік підшлункової залози містить неорганічні солі, а-амілазу, ліпазу, трипсиноген, хімотрипсиноген і прокарбоксипеп- тидазу. Трипсиноген перетворюється на трипсин під впливом ферменту ентерокінази, а хімотрипсиноген активується трипсином.

Залози дванадцятипалої кишки виділяють секрет, що не містить ферментів, але використовується для змащування і захисту дванадцятипалої кишки від дії соляної кислоти.

Кишковий сік містить ліпазу, ентерокіназу, амінопептидазу, дипептидазу і карбогідразу (мальтазу, сахаразу, лактазу, трегалазу).

Жовч утворюється в печінці і надходить у дванадцятипалу кишку. Вона не містить ферментів, але містить натрієві і калієві солі жовчних кислот і жовчні пігменти білівердин і білірубін. Солі жовчних кислот відіграють важливу роль в активації панкреатичної і кишкової ліпази й емульгуванні жирів [42].

Слизисті залози товстих кишок не виділяють ферментів, тому переварювання в товстих кишках відбувається під дією ферментів, що надходять разом з кормом з верхніх відділів травного тракту, або утворюються в результаті діяльності мікрофлори. У товстих кишках є бактерії, головним чином, протеолітичного типу, а також бактерії, що розщеплюють целюлозу й інші високомолекулярні полісахариди. Крім того, в товстих кишках відбувається синтез деяких вітамінів групи В. Однак ці процеси не мають практичного значення для харчування свиней.

Мінеральні речовини всмоктуються без участі особливих ферментів, оскільки всмоктування повністю визначається їх здатністю розчинятися. Багато мінеральних з'єднань, особливо кухонна сіль, легко розчинні у воді і всмоктуються без особливих труднощів.

Всмоктування кальцію і фосфору зменшується, якщо є надлишок одного або іншого елемента. Вітамін В сприяє всмоктуванню як кальцію, так і фосфору. Магній погано засвоюється в травному тракті.

Всмоктування заліза не залежить від кормових джерел. Тварини зазнають труднощів у виділенні заліза з організму і тому мають механізм регулювання для запобігання надходженню надлишку цього елемента. При анемії або значних крововтратах всмоктування заліза збільшується у декілька разів. Залізо, зв'язане в органічній формі, всмоктується добре.

Цинк, як і залізо, погано всмоктується і передбачається, що кальцій пригнічує всмоктування цинку.

Йод в органічних сполуках всмоктується гірше, ніж в неорганічній формі.

Вітаміни всмоктуються в основному в тонкому відділі кишечника. Вітамін А легше всмоктується, ніж каротин. При всмоктуванні каротину важливу роль мають солі жовчних кислот. Всмоктування вітамінів В також залежить від присутності жовчі.

У поросят до 3-тижневого віку активність пепсину в шлунку дуже низька через відсутність або малу кількість соляної кислоти. Кількість інших кислот - молочної, оцтової, мурашиної - в перші тижні життя перевищує вміст соляної; вони відіграють роль активаторів пепсину у 20-30-денних поросят. Головну роль у процесах переварювання впродовж перших трьох тижнів життя поросят відіграє сік підшлункової залози, що має в цей період високу ферментативну активність [52].

3.3 Значення балансу речовин і енергії в організмі свиней

Енергетика, або термодинаміка, встановлює принципи і закони, яким підкоряються різні перетворення в матеріальних системах неживої і живої природи.

Основні положення термодинаміки і біоенергетики полягають у такому.

Усі матеріальні системи можна розділити на два типи: відкриті (незамкнуті) і закриті (замкнуті, або ізольовані), в яких відбуваються певні зміни.

У закритій системі процес відбувається без обміну речовин з навколишнім середовищем - обмінюється тільки енергія у вигляді тепла, світла або вільної енергії. У відкритій системі в ході процесу відбувається обмін з навколишнім середовищем як речовини, так і енергії.

У природі всі життєві процеси відбуваються у відкритих системах, в лабораторних умовах можуть відбуватися біохімічні процеси в закритих системах.

Живими організмами є не ізольовані, а відкриті системи, в які безперервно надходить енергія з навколишнього середовища і така ж кількість її виділяється, при цьому встановлюється динамічна рівновага.

Існує два способи дослідження характеристик стаціонарного стану незамкнутої системи, що представляють інтерес для біології.

Організм, як ціле, можна вважати незамкнутою системою, що наближається до стаціонарного стану у міру проходження життєвого циклу.

Організм, клітину і метаболічний процес можна розглядати як незамкнуту систему, стан якої дуже мало відрізняється від стаціонарного, але що зазнає дуже повільну зміну у міру старіння організму (повільне в порівнянні зі швидкістю хімічних реакцій, що відбуваються в організмі).

Енергію, зазвичай, визначають як здатність системи здійснювати роботу [16].

Відомо декілька форм енергії: механічна, електрична, потенційна, кінетична, теплова, світлова, хімічна і сама матерія. Хімічна енергія виділяється в результаті реакції або використовується для здійснення хімічної реакції.

У живих організмах йде перетворення хімічної енергії. У поживних речовинах, що потрапляють в організм тварин, поміщена потенційна енергія, яка, перетворюючись, здійснює роботу.

Будь-яка система має зовнішню і внутрішню енергію. Зовнішня енергія системи ділиться на потенційну (приховану енергію, або енергію спокою) і кінетичну. Загальна енергія системи (Е) рівна сумі потенційної (р) і кінетичної (к), тобто Е = р + к.

Закон збереження енергії, а також закони термодинаміки мають універсальний характер: вони визначають шляхи й умови зміни енергії у всіх системах.

Закон збереження енергії стверджує, що всі види матерії можна так чи інакше перетворити на енергію.

Перший закон термодинаміки - це, по суті, закон збереження, енергії, який свідчить, що загальна кількість енергії в ізольованій системі не може змінитися; енергія не може виникнути або зникнути, але може переходити з однієї форми в іншу. Кількість енергії в системі може збільшитися тільки в результаті надходження енергії з навколишнього середовища або зменшитися унаслідок виходу енергії з системи. За відсутності обміну з навколишнім середовищем кількість енергії в системі залишається постійною.

Абсолютну внутрішню енергію системи встановити не можна, можна визначити лише зміну внутрішньої енергії під час переходу системи з одного стану в інший. Це зміна енергії системи описується першим законом термодинаміки [17].

Таким чином, першим законом термодинаміки є узагальнений закон збереження енергії, еквівалентний твердженню, що для кожної системи існує деяка величина - внутрішня енергія, яка є функцією стану системи.

Дослідженнями Лавуазье, Лапласа і Гесса встановлено, що при окисленні харчових речовин в організмі тварин виділяється стільки ж тепла, скільки при спалюванні цих же речовин поза організмом, і що кількість тепла, виділеного в процесі хімічних реакцій, залежить тільки від теплоємності початкової речовини і кінцевих продуктів і не залежить від проміжних реакцій.

Численні дослідження біоенергетики тварин дали можливість встановити, що біоенергетика, в основному, підкоряється першому закону термодинаміки.

Застосовність першого закону термодинаміки до живого організму показана прямими вимірюваннями, виконаними на калориметрі. Використання цього приладу дозволило скласти баланс енергії для обміну речовин в організмі.

Отже, перший закон термодинаміки встановлює еквівалентність теплоти і роботи.

Другий закон термодинаміки визначає напрям перетворень енергії. Згідно з цим законом, енергія мимоволі може переходити тільки з більш високого рівня на нижчий, причому здатність здійснювати роботу при цьому зменшується, інакше кажучи, відбувається розсіювання.

Суть другого закону термодинаміки полягає в тому, що всі зміни в замкнутих системах призводять до росту теплової енергії, а значить, і до росту чинника ємності, що виявляється незмінним наслідком спонтанних процесів.

Чим більше система вичерпує свою здібність до спонтанних змін, тим більше її ентропія, отже, ентропія - показник виснаження.

Спонтанні процеси відповідають зміні стану системи від менш вірогідного до вірогіднішого.

Таким чином, другий закон термодинаміки доводить, що будь-який процес, який відбувається у системі середовища, супроводжується ростом ентропії. Проте вона може переноситися від системи до середовища і ентропія самої системи може зменшуватися, що характерно для живих організмів.

Живі організми неізольовані системи, які потребують постійного притоку енергії замість витраченої в процесі життєдіяльності. У живих системах, де відбуваються реакції розпаду і синтезу речовин, спостерігається іноді зменшення ентропії, що, на перший погляд, суперечить другому закону термодинаміки. Це відбувається, зокрема, при переварюванні речовин з низькою ентропією (зазвичай, складних з'єднань), наприклад, білків і вуглеводів, і виділенні речовин з високою ентропією (зазвичай, простих з'єднань - води, вуглекислоти і сечовини). Але справа у тому, що живий організм разом з середовищем, яке включає всі джерела живлення, утворює умовно ізольовану систему і зменшення ентропії в якій-небудь частині цієї системи (наприклад, організм) може здійснюватися в результаті збільшення ентропії в інших частинах усієї системи, і повна ентропія системи і середовища підвищується [61].

Другий закон термодинаміки, що виражається через термодинамічні функції ентропії, дозволяє встановити умови, при яких певні перетворення можуть здійснюватися спонтанно. Проте на практиці цією функцією користуватися незручно, оскільки при цьому необхідно оцінити зміни ентропії як у самій системі, так і в навколишньому її середовищі. Набагато зручніше обмежитися розглядом перетворень тільки в системі.

Згідно з третім законом термодинаміки ентропія живих систем наближається до нуля і зміни вільної енергії майже співпадають зі зміною загальної енергії.

...