Функции рубца в желудке жвачных животных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Четырехкамерный желудок жвачных животных представлен:

• преджелудками - рубцом, сеткой и книжкой;

• собственно желудком - сычугом.

Рубец - самая вместительная камера, ее емкость у крупного рогатого скота 80-200 л, у овец и коз - 12-20 л. Мощными мышечными тяжами он делится на: преддверие рубца, дорсальный и вентральный мешки, дорсальный и вентральный слепые выступы. Слизистая оболочка рубца представлена плоским многослойным эпителием, не имеет пищеварительных желез, обладает двусторонней избирательной проницаемостью, образует множество сосочков, достигающих 10-12 мм высоты, значительно увеличивающих всасывающую поверхность слизистой.

В функциональном отношении рубец - мощная ферментативная камера, где переваривается более 50% питательных веществ корма.

Сетка. Второй камерой преджелудков является сетка, которая сообщается с желудком широким отверстием, ограниченным мускулистой складкой. Ее слизистая также представлена плоским многослойным эпителием, образует ячеистые складки, напоминающие пчелиные соты, с высотой стенки до 10 мм. Сетка выполняет функцию сортировочного органа, - отделяя от поступающего из рубца химуса грубую (крупные частицы корма) фазу, которую возвращает в рубец, а мелкую и жидкую фазы направляет в книжку.

Книжка выполняет функцию гомогенезатора. Ее слизистая образует продольные складки разной величины, заполняющие почти всю полость. Слизистая образует ороговевшие сосочки, которые при сокращении книжки способствуют измельчению частиц корма и гомогенезации содержимого.

Сычуг - морфо-функционально подобен простому однокамерному желудку.

Рубец населяют 3-и многочисленные группы микроорганизмов, обеспечивающие переваривание корма в рубце, а именно:

* Микрофлора (бактерии, бациллы, кокки, вибрионы, спирохеты, селеномонады) - самая многочисленная группа: число видов достигает 150, из которых 50 видов точно идентифицированы. У отдельных (конкретных) животных одновременно присутствуют в рубце 40-60 видов, общей численностью клеток 10 в 9-11 степени в 1 мл содержимого. Разнообразие и количество микрофлоры зависит от характера (компонентов) рациона.

Основные представители микрофлоры рубца

Местоположения рубцовых микроорганизмов

а - факультативные штаммы, продуцирующие уреазу;

б - штаммы, адсорбирующиеся на частицах корма и образующие колонии

в - штаммы свободно обитающие в рубцовой жидкости

Расщепление и поглощение частиц стеблей корма инфузориями рубца.

* Микрофауна (простейшие) - представлены гл. образом ресничными (инфузориями), подклассы равно- и малоресничных. В рубце разных видов жвачных обнаружено около 50-и видов, в том числе у домашних - 20, у отдельных животных - 14-16 видов общей численностью 10 в 5-6 степени в 1 мл. Переваривают белки, потребляют и переваривают зерна крахмала и другие сахара, включая клетчатку. Синтезируют белки и фосфолипиды. Некоторые виды являются бактериофагами и их присутствие в рубце зависит от присутствия определенных групп бактерий. Количество простейших значительно меньше, чем микробов, но поскольку первые значительно крупнее, то по общей массе в рубце они примерно равны.

Микрофауна (простейшие) рубца

Грибы - присутствуют в рубце в меньших количествах, чем первые две группы. Они играют роль главным образом в синтезе витаминов:

- группы В, в том числе витамина В12 (кобаламина),

- витамина РР (антипеллагрического),

- витамина К (антигеморрагического).

Этапы метаболизма азотистых соединений в рубце

1. Расщепление кормового белка до пептидов и аминокислот

Оптимизация аминокислотного состава

* Катаболизм аминокислот:

• декарбоксилирование аминокислот: осуществляется в клетках микроорганизмов специфичной для каждой аминокислоты декарбоксилазой, при этом в качестве Ко используется пиридоксальфосфат. В результате образуются амины и СО2.

• дезаминирование аминокислот: отщепление аминогруппы (NH2) от аминокислоты с образованием в качестве конечных продуктов в виде аммиака (NH3) и кетокислоты.

Аминокислоты в разной степени подвергаются дезаминиованию:

• наиболее быстро и полно: серин, цистеин, аргинин, треонин, аспарагиновая кислота;

• умеренно: лизин, фенилаланин, цистин, глутаминовая кислота;

• медленно: аланин, метионин, валин, изолейцин, глицин, гистидин, орнитин, пролин, гидроксипролин, аминовалериановая кислота.

• * Анаболизм аминокислот - процессы аминирования: образование аминокислот, в том числе незаменимых (!), недостающих для синтеза микробиологического белка, осуществляется путем присоединения аминогруппы к какой-либо из кетокислот.

• Различают легко - и трудносинтезируемые аминокислоты

• Легкосинтезируемые: аланин, глицин, цистин, серин, треонин, фенилаланин, лейцин, изолейцин, аспирагиновая и глутаминовая кислоты;

• Трудносинтезируемые: гистидин, валин, треонин, метионин.

3. Синтез микробиального белка

Трансформация в рубце сырого протеина корма в микробиальный белок имеет для жвачных ряд преимуществ, в отличие от моногастричных животных.

• Синтез в рубце недостающих незаменимых аминокислот, что ставит жвачных в меньшую зависимость, в отношении белкового питания, от аминокислотного состава растительных белков.

• Способность микроорганизмов рубца использовать в процессах аминирования азот небелкового происхождения.

• Жвачные имеют азотсберегающую румено-гепатическую систему, которая обеспечивает возврат в рубец азота в составе мочевины со слюной и при экскреции стенкой рубца и повторное его использование в процессах аминирования, обеспечивающего синтез высоко биологически ценного микробиального белка.

Способность микроорганизмов использовать небелковый азот в синтеза аминокислот позволяет заменить недостающий в рационе белок, в количестве до 1/3 по азоту от общей потребности, карбамидом или соединениями аммония (уксуснокислым, пропионовокислым и др.). При этом следует строго соблюдать 2 условия:

1) дозу карбамида увеличивать постепенно, в течение 7-10 суток , начиная с минимальной.

2) в рационе должно быть достаточно легкодоступных сахаров, для чего поддерживать в рационе сахаро-протеиновое соотношение на уровне не менее 1,0-1,2.

Метаболизм углеводов в рубце

Доля углеводов в растительных кормах достигает 80% в сухом веществе. Они подразделяются на сложные (клетчатка, крахмал) и простые, легкодоступные сахара.

• Сложные сахара расщепляются до простых сахаров.

• Простые сахара сбраживаются до летучих жирных кислот (ЛЖК). В течение суток у коровы образуется 3-4,5л , у овцы - 0,3-0,5л. Из них доля уксусной кислоты составляет 60-65%, пропионовой- 18-22, масляной - 8-12, валерьяновой, капроновой и других - в общей сложности 1,5- 3,0%. Образовавшиеся ЛЖК всасываются преимущественно в рубце. Потребности жвачных в энергии на 70% удовлетворяются за счет использования ЛЖК.

• Лишь 10-15% простых сахаров достигает кишечника и там всасывается главным образом в виде глюкозы.

Зависимость образования отдельных ЛЖК в рубце от характера рациона

Химическй состав микробов и простейших рубца, г/кг сухого вещества

*Более половины - фосфолипиды

** г/100 г азота аминокислот

Обмен газов в рубце

Количество (интенсивность) образующихся в рубце газов зависит, главным образом, от направленности бродильных процессов.

Образующиеся в рубце газы: CO₂, CH₄, H₂, N₂, NH₃, H₂S.

На 100г расщепленной клетчатки образуется: 10л СО₂, 4л СН₄.

Сероводород образуется при расщеплении:

а) серусодержащих аминокислот,

б) при восстановлении сульфатов.

Соотношение газов в рубце молодняка крупного рогатого скота:СО₂ - 60%, СН₄ - 26%, остальные газы - 14%.

Стабилизация образования и соотношения газов в рубце завершается у телят к 3-месячному возрасту.

Образование газов в рубце коров начинается уже через 20 минут после приема корма и достигает максимума - через 1-2 часа.

Свободный О₂ в рубце появляется только с принимаемым кормом, затем быстро исчезает.

СО₂ - образуется при метаболизме щавелевоуксусной и пировиноградной кислот, глюкозы, а также при нейтрализации ЛЖК бикарбонатами слюны.

СН₄ - образуется в основном при восстановлении СО₂ водородом, со скоростью 21мл/мин. Образование метана в рубце нежелательно, ибо с ним теряется 8-10% валовой энергии корма.

У коровы за 12 часов при сено-концентратном рационе в рубце образуется до 300 л газа, у овцы при сено-конц.-корнеплодном - до 65л.

С сетки волна сокращения распространяется на преддверие рубца, затем на дорсальный мешок - дорсальный слепой выступ - вентральный слепой выступ и, наконец, - вентральный мешок.

Тонические сокращения мускулатуры стенки рубца поддерживают его общий тонус. На этом фоне периодические сокращения мощных мышечных тяжей подтягивают вентральный мешок к дорсальному, при этом жидкая фаза пронизывает химус дорсального мешка, а при расслаблении тяжей - отступает вниз, унося из верхних слоев химуса его более мелкие и растворимые части. рубец преджелудок жвачный метаболизм

Жвачка - это периодическое отрыгивание, тщатильное пережевывание и затем проглатывания пищевого кома, что составляет жвачный цикл.

На пережевывание каждого пищевого кома (90-120г) корова делает 40-50 жевательных движений (в течение 30-60 сек).

Жвачный процесс обычно начинается через 30-50 мин после приема корма и продолжается (серией жвачных циклов) 20-40 мин, что составляет жвачный период. Жвачные периоды в течение суток повторяются 8-16 раз, общей продолжительностью 7-8 час. За сутки корова повторно пережевывает до 70 кг грубой части содержимого рубца.

Сычуг - собственно желудок жвачных животных, подобен простому однокамерному желудку моногастричных. Его объем у крупного рогатого скота составляет 10-15 л, у овец и коз - 2-3 л. Слизистая кардиальной, фундальной и пилорической зон имеет пищеварительные железы, непрерывно секретирующие сычужный сок, что связано с постоянным (в течение суток) поступлением химуса из преджелудков. Спустя 30-40 мин после приема корма отделение сычужного сока усиливается, достигая максимума через 3 часа, а затем постепенно снижается, как и активность метаболических процессов в рубце.

Количество сычужного сока, выделяемого в сутки: у коров - 50-60 л, у молодняка - 10-14 л, овец и коз - 4-5 л.

В состав сычужного сока входят: ферменты (пепсин, химозин, липаза), карбонаты, фосфаты, хлориды, свободные минеральные элементы, соляная кислота - 0,12-0,35%, муцин.

Литература

Битюков И. П., Лысов В. Ф., Сафонов Н. А. Практикум по физиологии сельскохозяйственных животных. -- М.: Агропромиздат, 2009.-- 256 с

Васильев А. П., Зеленевский Н. В., Логинова Л. К. Анатомия и физиология животных. - М.: Академия, 2008. - 464 с.

Георгиевский В. И. Физиология сельскохозяйственных животных.-- М.: Агропромиздат, 2009. - 511 с.

Ипполитова Т.В. Этология животных. - М.: МГАВМиБ им. К.С. Скрябина, 2007.- 32с

Коган А.Б., Косицкий Г.И . Физиология человека и животных..и др. , 2004. - 648 с.

Лысов В.Ф., Максимов В.И. Основы физиологии и этологии животных. - М.: КолосС, 2008. - 248 с

Мак-Фарленд Д. Поведение животных: Психобиология, этология и эволюция; Пер. с англ. -- М.: Мир, 2007. -- 520 с.

Нормальная физиология / Под ред. Э.Г.Улумбекова. - М.: Издательство: ГЭОТАР - МЕД, 2010. - 687с

Физиология животных и этология / В.Г. Скопичев и др. - М.: КолосС, 2009. - 720 с.

Физиология сельскохозяйственных животных / А. Н. Голиков, и др.; Под. ред. А. Н. Голикова. 3-е изд., перераб. и доп. -- М.: Агропромиздат, 2008. -- 432 с.

Физиология сельскохозяйственных животных / Под ред. Н.А. Шманенкова. - Л.: Наука, 2008. -744 с.

Физиология сельскохозяйственных животных. / А.П. Костин, Ф.А. Мещеряков, А.А. Сысоев. - М.: Колос, 2007. - 479 с.

Физиология сельскохозяйственных животных. / Под ред. А.Н. Голикова, Г.В. Паршутина. - М.: Колос, 2007. - 480 с.

Размещено на Allbest.ru