Система пищеварения жвачного животного может вызвать удивление у непосвящённого в сельскохозяйственные дела человека. Так, пищеварительная система у коров очень объёмна, что связано с необходимостью переработки большого количества поступаемой пищи. Большой запас еды, естественно, необходим для выработки достаточного количества молочной продукции. Во внимание следует взять и качество поступаемой в желудок пищи, так как она, как правило, грубая, отсюда, необходимость большого количества времени на полное расщепление еды.

Желудок коровы, как и у другого крупнорогатого скота, устроен весьма своеобразно. Сколько же желудков у коровы, как устроена в целом пищеварительная система этих животных? На эти и на ряд сопутствующих других вопросов ответим ниже в данной статье. Для каждого отдела желудка присущи свои функции. На них также сделаем акцент.

Коровы не особо утруждаются в пережёвывании пищи, лишь слегка измельчая поглощаемую траву. Основная часть корма обрабатывается в рубце до состояния мелкой кашицы.

Пищеварительная система коровы, с одной стороны, идеально и рационально распределяет время во время выпаса, с другой стороны, позволяет максимально извлечь все питательные вещества из грубого корма. Если корова будет тщательно пережёвывать каждую сорванную травинку, ей придётся целыми сутками находиться на пастбище и есть траву. Во время отдыха, стоит заметить, корова постоянно жуёт ту пищу, которая собралась в рубце и теперь поступает на повторное пережёвывание.

Отдел желудка жвачных животных

Система пищеварения коровы состоит из нескольких отделов, различающихся по функциям, а именно:

Особенно интересен рот этих животных, так как основное его предназначение - выщипывание травы, отсюда, наличие исключительно переднего ряда нижних зубов. Впечатляют объёмы слюны , выделяющейся за каждый сутки, он достигает примерно от 90 до 210 литров! Ферментативные газы накапливаются в пищеводе.

Сколько желудков у коровы? Один, два, три или вовсе четыре? Это вызовет удивление, но всего лишь один, но состоящий из четырёх отделов. Первое и самое крупное отделение - рубец, а преджелудке находятся сетка и книжка. Не менее интересно и не совсем благозвучно название четвёртой камеры желудка - это сычуг. Детального рассмотрения требует вся система пищеварения коровы. Подробнее о каждом отделе.

Рубец

Рубец у коровы - самая крупная камера, выполняющая ряд очень важных функций пищеварения. Толстостенный рубец не подвержен влиянию грубой еды. Ежеминутное сокращение стен рубца обеспечивает перемешивание съеденной травы , впоследствии ферменты распределяют их равномерно. Здесь к тому же растираются жёсткие стебли. Для чего же служит рубец? Обозначим основные его функции:

• ферментативная - внутриклеточные бактерии дают запуск пищеварительной системе, обеспечивая тем самым изначальный бродильный процесс. В рубце активно вырабатывается углекислый газ и метан, при помощи которых и расщепляется вся поступаемая в орган пища. В случае несрыгивания углекислого газа у животного вздувается живот, и как следствие сбой в работе остальных органов;
• функция перемешивания пищи - рубцовые мышцы способствуют перемешиванию пищи и дальнейшему её выходу на повторное пережёвывание. Интересно, что стены рубца не гладкие, а с небольшими образованиями, напоминающими бородавки, которые способствуют поглощению полезных веществ;
• функция преображения - более ста миллиардов микроорганизмов, присутствующих в рубце, способствую превращению углеводов в жирные кислоты, что обеспечивает энергией животного. Микроорганизмы подразделяются на бактерии и грибки. Белковые и аммиачные кетокислоты преобразуются благодаря именно этим бактериям.

Желудок коровы вмещает до 150 кг корма, огромная доля которой переваривается в рубце. До 70 процентов съеденной пищи находится именно здесь. В рубце выделяют несколько мешков:

• краниальный;
• дорсальный;
• вентральный.

Наверное, каждый из нас замечал, что корова через какое-то время после принятия пищи, отрыгивает её обратно для повторного пережёвывания. На этот процесс корова затрачивает больше 7 часов ежесуточно! Повторно отрыгиваемая масса носит название жвачки. Эта масса тщательно пережёвывается коровой, а затем попадает не в рубец, а уже в другой отдел - в книжку. Рубец расположен в левой половине брюшной полости жвачного животного.

Сетка

Следующий отдел в желудке коровы - сетка. Это самое маленькое отделение, объёмом не превышающим и 10 литров. Сетка похожа на решето, останавливающее крупные стебли, так как в других отделах грубая еда сразу нанесёт вред. Представьте: корова прожевала траву в первый раз, затем еда попала в рубец, отрыгнулась, пережевалась повторно , попала в сетку. Если корова нетщательно пережевала и оставила крупные стебли, то они будут храниться в сетке от одного до двух суток. Для чего это нужно? Еда подвергается разложению и вновь предлагается корове на пережёвывание. И только затем корм попадает в другой отдел - книжку.

У сетки особая функция - она отделяет крупные куски пищи от мелкой. Крупные куски благодаря сетке возвращаются обратно в рубец для дальней переработки. В сетке нет никаких желёз. Как и у рубца, сеточные стены покрыты маленькими образованиями. Сетка состоит из небольших ячеек, определяющих уровень обработанности еды предыдущей камерой, то есть рубцом. В сетке нет никаких желёз. Как же сетка связана с другими отделами - рубцом и книжкой? Весьма просто. Есть пищеводный жёлоб, напоминающий по форме полузамкнутую трубу. Проще говоря, сетка сортирует пищу. Только достаточно измельчённая пища может попасть в книжку.

Книжка

Книжка - маленькое отделение, вмещающее не более 5 процентов потреблённого корма. Вместительность книжки составляет около 20 литров. Только здесь многократно пережёванная коровой еда подвергается переработке. Данный процесс обеспечивается наличием многочисленных бактерий и сильнодействующих ферментов.

Третий отдел желудка неслучайно носит название книжка, что связано с внешним видом отдела - сплошные складки, разделённые на узенькие камеры. Пища располагается в складках. Пищеварительный тракт коровы на этом не завершается - поступающая слюна обрабатывает пищу, начинается брожение. Как переваривается пища в книжке? Корм распределяется по складкам , а в дальнейшем обезвоживается. Впитывание влаги осуществляется благодаря особенностям сеточной структуры книжки.

Книжка выполняет важную функцию во всем пищеварении - она всасывает корм. Сама по себе книжка довольно объёмна , но в неё вмещается малое количество пищи. В книжке впитывается вся влага и минеральные компоненты. На что похожа книжка? На вытянутый мешок с многочисленными складками.

Книжка словно фильтр и измельчитель крупных стеблей. К тому же здесь осуществляется всасывание воды. Этот отдел расположен в правом подреберье. Она связана и с сеткой, и с сычугом, то есть продолжает сетку, переходя в сычуг. Оболочка третьего отдела желудка образует складочки с небольшими сосками на концах. Сычуг по форме вытянут и походит на грушу, которая утолщена у основания. Там, где соединяется сычуг и книжка, один конец соединяется с двенадцатипёрстной кишкой.

Почему корова пережёвывает пищу дважды? Всё дело в клетчатке, содержащейся в растениях. Её перерабатывать сложно и долго, поэтому и необходимо двойное пережёвывание. Иначе эффект будет минимален.

Сычуг

Последний отдел желудка коровы - сычуг, схожий по строению с желудками других млекопитающих. Большое количество желёз, постоянно выделяющийся желудочный сок - особенности сычуга. Продольные кольца в сычуге образуют мускульную ткань . Стенки сычуга покрыты особой слизью, состоящей их эпителия, содержащий пилорические и кардиальные желёзы. Слизистая оболочка сычуга образуется из многочисленных удлинённых складочек. Главные пищеварительные процессы происходят именно здесь.

Огромные функции возлагаются на сычуг. Вместительность его составляет около 15 литров. Здесь еда подготавливается к окончательному перевариванию. Книжка впитывает всю влагу из пищи, следовательно, в сычуг она поступает уже в подсушенном виде.

Подведём итоги

Таким образом, строение желудка коровы весьма своеобразно, так как у коровы не 4 желудка, а четырёхкамерный желудок, обеспечивающий процессы пищеварительной системы коровы. Первые три камеры - промежуточный пункт, подготавливающие и ферментирующие поступаемый корм, и лишь в сычуге содержится поджелудочный сок , полностью перерабатывающий пищу. Пищеварительная система коровы включает рубец, сетку, книжку и сычуг. Ферментативное наполнение рубца обеспечивает процесс расщепления еды. Строение этого отделения напоминает аналогичный орган человека. Рубец крупного рогатого скота очень вместителен — 100 - 300 литров, у коз и овец намного меньше - только 10 - 25 литров.

Длительная задержка пищи в рубце обеспечивает в дальнейшем её переработку и разложение. Вначале расщеплению подвергается клетчатка, в этом участвует огромное количество микроорганизмов . Микроорганизмы меняются в зависимости от корма, поэтому резкого перехода от одного вида пищи к другой быть не должно.

Клетчатка очень важна для организма жвачного животного в целом, так как она обеспечивает хорошую моторику преджелудочных отделов. Моторика, в свою очередь, обеспечивает переход корма по желудочно-кишечному тракту. В рубце происходит процесс брожения кормовых масс, масса расщепляется, а организм жвачного животного усваивает крахмал и сахар. Также в данном отделе расщепляется белок и вырабатываются небелковые азотные соединения.

Кислотность среды в сычуге обеспечивается многочисленными желёзами, располагающимися на стенках сычуга. Корм здесь расщепляется на мельчайшие частицы, в дальнейшем питательные элементы полностью впитываются организмом, готовая масса продвигается в кишечник, где происходит самое интенсивное впитывание всех полезных микроэлементов. Представьте: корова съела пучок травы на пастбище, и запускается процесс переваривания, который в итоге составляет от 48 до 72 часов.

Система пищеварения коров весьма сложна. Эти животные должны непрерывно принимать пищу, так как перерыв принесёт большие проблемы и скажется на здоровье коровы весьма отрицательно. Сложное строение пищеварительной системы имеет отрицательные качества - расстройство желудка - распространённая причина смертности коров. У коровы 4 желудка? Нет, только один, а вся система пищеварения включает ротовую полость, глотку, пищевод коровы и желудок.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

— самый крупный отдел желуд-ка, а у новорождённых второй по величине. На заднем конце рубца обособляются дорсальный и вентральный каудальные сле-пые мешки.

В передний конец дорсального полумешка входит пищевод.

Слизистая оболочка рубца кожистая, безжелезистая, тёмно-коричневого цвета; на ней возвышаются различной величины и формы сосочки длиной до 10 мм. Она обладает самостоятельной подвижностью , так как в них находятся мышечные волокна. Со-сочки придают рубцу шероховатую поверхность. Они отсутству-ют на тяжах, где слизистая оболочка к тому же более светлая.

Мышечная оболочка рубца образована двумя пластами пуч-ков гладких мышечных волокон. В наружном пласте пучки идут спиралеобразно в виде восьмёрки. В глубоком пласте пучки идут циркулярно. Они также являются общими для обоих рубцовых мешков. В области тяжей мышечная стенка рубца утолщена.

Серозная оболочка рубца в области продольных борозд пе-реходит в большой сальник. Вентральный рубцовый мешок нахо-дится в полости сальникового мешка.

Сетка

Сетка шарообразной формы, меньше книжки и служит про-должением преддверия рубца. Она лежит впереди рубца, отделя-ясь от него снаружи бороздой, а внутри тяжом рубца и сетки. С рубцом сообщается через большое отверстие, а с книжкой щеле-видным отверстием.

Слизистая оболочка сетки кожистая, безжелезистая, покры-та мелкими ороговевшими сосочками и собрана в нераспределяющиеся, но подвижные складки, которые формируют (4) — 5 — (6)-и угольные ячейки сетки.

Мышечная оболочка сетки состоит из двух пластов: наруж-ного поперечного и внутреннего продольного, идущего почти параллельно пищеводному жёлобу. Дно пищеводного желоба обра-зовано внутри поперечным слоем гладкой мускулатуры сетки, а снаружи продольным слоем, происходящим из поперечно-полосатой мускулатуры пищевода. Серозная оболочка переходит на сетку с соседних отделов желудка.

Лекция № 22. Особенности пищеварения у жвачных животных.

У жвачных желудок сложный многокамерный, включает четыре отдела - рубец, сетку, книжку и сычуг. Первые три отдела называют преджелудками, а сычуг выполняет функцию однокамерного железистого желудка. Слизистая оболочка преджелудков покрыта плоским многослойным ороговевающим эпителием и не содержит секреторных пищеварительных желез.

В преджелудках жвачных животных созданы идеальные условия для роста, развития микроорганизмов и гидролиза питательных веществ корма под действием бактериальных энзим:

1. Регулярное поступление корма (5 – 9 раз в сутки).

2. Достаточное количество жидкости (питьевая вода, слюна).

3. Повторное пережевывание (жвачка) корма – это увеличивает поверхность и доступность питательных веществ корма для микроорганизмов.

4. Растворимые продукты жизнедеятельности микроорганизмов легко всасываются в кровь или переводятся в другие отделы желудка, не накапливаясь в рубце.

5. Слюна жвачных богата бикарбонатом; за счет нее в основном поддерживается объем жидкости, постоянство рН и ионного состава. За сутки в рубец поступает около 300 г NaHC0 3 . В ней содержится также значительное количество мочевины и аскорбиновой кислоты, имеющих важную роль для жизнедеятельности симбионтной микрофлоры.

6. Постоянный газовый состав с низким содержанием кислорода.

7. Температура в рубце поддерживается в пределах 38 0 - 42 0 С, причем ночью она выше, чем днем.

Рубец - Rumen - самая большая по объему бродильная камера преджелудков. У крупного рогатого скота емкость рубца - до 200 л, овец и коз - около 20 л. Наибольшее развитие рубца начинается после перехода молодняка к смешанному питанию с использованием грубых кормов. На слизистой оболочке рубца формируются разной величины сосочки, увеличивающие его всасывательную поверхность. Имеющиеся в рубце мощные складки разделяют его на дорзальный и вентральный мешки и слепые выступы. Эти складки и мышечные тяжи при сокращениях рубца обеспечивают сортировку и эвакуацию содержимого в ниже лежащие отделы.

Сетка - Reticulum - небольшой округлой формы отдел емкостью 5 – 10 л у коров и 1,5 – 2 л у овец и коз. Сетка от преддверия рубца отделена серповидной складкой, через которую проходит только измельченное и частично обработанное содержимое рубца. На слизистой оболочке сеткирасположены выступающие над ее поверхностью ячейки, сортирующие имеющееся там содержимое. Поэтому сетку следует рассматривать как сортировочный орган. Мелкие, обработанные частицы сокращениями сетки поступают в следующие отделы желудка, а более крупные переходят в рубец для их дальнейшей обработки.

Книжка – Omasum - слизистая оболочка образует разной величины (большие, средние, малые) листки, между которыми задерживаются более крупные частицы корма для дополнительного измельчения, а разжиженная часть содержимого переходит в сычуг. Таким образом, книжка является своеобразным фильтром. В книжке, хотя и в меньшей степени, чем в рубце и сетке продолжаются процессы гидролиза питательных веществ ферментами микроорганизмов. В ней активно всасываются 50% поступившей воды и минеральных веществ, аммиак и 80 – 90% ЛЖК.

Сычуг – Abomasum - Слизистая оболочка сычуга содержит железы, вырабатывающие сычужный сок. За сутки образуется: у коров - 40 - 80 л, у телок и бычков - 30 - 40, у взрослых овец - 4 - 11 л. сычужного сока рН которого колеблется от 0,97 до 2,2. Как и у животных с однокамерным желудком, наиболее важные составляющие сычужного сока - это ферменты (пепсин, химозин, липаза) и соляная кислота. Одна из существенных особенностей сычужного пищеварения - непрерывная секреция сычужного сока в связи с постоянным поступлением в сычуг предварительно подготовленной однородной массы из преджелудков.

Пищевод входит в желудок на границе между сеткой и преддверием рубца и дальше продолжается по стенке сетки до входа в книжку как пищеводный желоб в виде полузамкнутой трубки. Пищеводный желоб хорошо развит у молодняка и обеспечивает поступление молока, минуя преджелудки (которые еще не развиты и не функционируют) непосредственно в сычуг. С началом приема молока происходит раздражения рецепторов ротовой полости и рефлекторное смыкание валиков пищеводного желоба. Сосательные движения усиливают смыкание валиков пищеводного желоба, поэтому в первые дни молодняку рекомендуется выпаивать молоко через сосковую поилку. В этом случае молоко в ротовой полости хорошо смешивается со слюной и в сычуге образуется рыхлый молочный сгусток, доступный для дальнейшего переваривания. При быстром заглатывании молока большими порциями желоб не успевает сомкнуться и часть молока попадает в преджелудки, что может привести к значительным нарушениям пищеварительных и других функций организма.

С 20–21-го дня молодняк начинает принимать грубый корм и значение пищеводного желоба постепенно уменьшается. С этого времени начинают функционировать преджелудки, которые заселяются микрофлорой. До 3 месячного возраста у телят наблюдается своеобразный переходный период от пищеварения в сычуге к пищеварению в преджелудках. К 6 месяцам преджелудки достигают полного своего развития и у телят устанавливается тип пищеварения, свойственный взрослым животным, когда гидролиз питательных веществ осуществляется ферментами микроорганизмов.

Состояние преджелудков в 6-ти недельном возрасте при разных типах кормления.

Телята рождаются с недостаточно развитыми преджелудками. Поэтому необходимо как можно раньше начать стимулировать деятельность рубца. Это позволит сократить период выпойки и раньше перейти на растительную пищу. Это важно, в том числе, и с экономической точки зрения. Уже с 3-5 дня необходимо предлагать телятам качественные концентрированные корма. При переваривании зерна образуются кислоты, способствующие деятельности рубца и рубцовой микрофлоры сильнее, чем механическая стимуляция грубым кормом, как предполагалось раньше. Скармливание сена не имеет такого эффекта, как скармливание концентратов. Это можно видеть на следующих изображениях:

В преджелудках микроорганизмы находит благоприятные условия для своей жизнедеятельности и размножения. Только в 1 г содержимого рубца насчитывается до 1 млн инфузорий и 10 10 бактерий. Микроорганизмы рубца представлена главным образом бактериями, простейшими одноклеточными организмами и грибками. Их количество и видовой состав зависит от состава рациона, поэтому включать в рацион новые корма и переходить от одного рациона к другому следует постепенно.

Значение микроорганизхмов в пищеварении жвачных животных.
1. Возможность получения энергии из сложных углеводов, содержащихся в клетчатке и в волокнистых структурах растений.
2. Возможность компенсирования белковой и азотной недостаточности. Микроорганизмы рубца обладают способностью использовать небелковый азот для образования белка собственных клеток, который затем используется для образования животного белка.
3. Синтез витаминов группы В и витамина К.

Микрофлора представлена грамположительными и грамотрицательными бактериями, по типу дыхания анаэробы, около 150 видов. По участию в процессах пищеварения и по используемому субстрату можно выделить группы целлюлозолитических, протеолитических и липолитических бактерий. Между различными видами бактерий устанавливается сложные формы взаимоотношений. Симбионтные взаимоотношения разных видов бактерий позволяют им кооперироваться в использовании метаболитов одних видов бактериями другого вида. По образу и месту жительства различают бактерии, связанные со стенкой рубца, располагающиеся на поверхности ее слизистой оболочки, бактерии, фиксирующиеся на поверхности твердых частиц корма и бактерии, свободноживущие в рубцовом содержимом.

Микрофауна (простейшие) представлены разнообразными (около 50 видов) инфузориями (класс реснитчатых). Некоторые авторы выделяют до 120 видов рубцовых простейших, в том числе у крупного рогатого скота - 60, у овец и коз - до 30 видов. Но у одного животного одновременно может быть 14–16 видов. Инфузории быстро размножаются и за сутки могут давать до пяти поколений. Видовой состав и количество инфузорий так же как и бактерий, зависит от состава рациона и реакции среды содержимого рубца. Наиболее благоприятной для их жизнедеятельности является среда с рН 6 – 7.

Значение инфузорий состоит в том, что они, разрыхляя и измельчая, подвергают корм механической обработке, делая его более доступным для действия бактериальных ферментов. Инфузории поглощают зерна крахмала, растворимые сахара, предохраняя их от сбраживания и бактериального расщепления, обеспечивают синтез белков и фосфолипидов. Используя для своей жизнедеятельности азот растительного происхождения, инфузории синтезируют белковые структуры своего организма. Продвигаясь вместе с содержимым по пищеварительному тракту, они перевариваются, и животные получают более полноценный белок микробиального происхождения. По данным В.И. Георгиевского биологическая ценность белка бактерий оценивается в 65%, а белка простейших - в 70%.

Переваривание углеводов.

Углеводы составляют 50 – 80% растительного корма. Это полисахариды: целлюлоза, гемицеллюлоза, крахмал, инулин, пектиновые вещества и дисахариды: сахароза, мальтоза и целлобиоза. Переваривание клетчатки в преджелудках нарастает медленно и достигает максимума через 10 – 12 часов. Интенсивность расщепления зависит от содержания в кормах лигнина (входит в структуру клеточных мембран растений). Чем больше лигнина в растительных кормах, тем медленнее переваривается клетчатка.

Переваривание крахмала. Крахмал занимает второе место после клетчатки в углеводном питании жвачных животных. Скорость переваривания крахмала зависит от его происхождения и физико-химических свойств. Практически все моносахара, поступающие с кормом или образующиеся в рубце при гидролизе полисахаридов, утилизируются микроорганизмами. Часть продуктов гидролиза (молочная кислота, янтарная, валериановая и др.) используются микроорганизмами в качестве источника энергии и для синтеза своих клеточных соединений.

Подвергнутые гидролизу углеводы, в дальнейшем сбраживаются с образованием низкомолекулярных летучих жирных кислот (ЛЖК) - уксусной, пропионовой, масляной и др. За сутки в среднем образуется до 4 л ЛЖК. Соотношение ЛЖК зависит от состава рациона.

Корма растительного происхождения с большим содержанием клетчатки (сено) дают больше уксусной и пропионовой кислот, а концентрированные - уксусной и масляной.

Таблица. Процентное отношение основных ЛЖК в содержимом

рубца у коров

Тип кормления	Кислота, %
	уксусная	пропионовая	масляная
Концентратный Сочный Сенной

Всосавшиеся кислоты используются организмом для энергетических и пластических целей. Уксусная кислота является предшественником молочного жира, пропионовая - участвует в углеводном обмене и идет на синтез глюкозы, масляная - используется как энергетический материал и идет на синтез тканевого жира.

Переваривание белка. Содержание белка в растительных кормах сравнительно не велико от 7% до 30%. Это простые белки: альбумины, глобулины, проламины и гистоны; сложные белки: фосфопротеиды, глюкопротеиды, хромопротеиды. Кроме этого в растительных кормах содержатся свободные аминокислоты и другие азотистые соединения: нитраты, мочевина, пуриновые основания и др. Растительные протеины, поступившие в рубец, расщепляются ферментами протеолитических микроорганизмов до пептидов, аминокислот и аммиака. В рубце происходит всасывание аммиака в кровь и он поступает в печень, где превращается в мочевину, которая частично выделяется с мочой, а частично со слюной. Значительная часть аммиака путем диффузии из крови через стенку рубца вновь возвращается в его полость и продолжает участвовать в азотистом обмене.

Одновременно с процессами расщепления растительного белка в рубце происходит и синтез бактериального белка высокой биологической ценности. Для этой цели может использоваться и небелковый азот. В основе усвоения азоте небелковых соединений (мочевины) лежит микробиологический процесс. Выявлено, что в рубце мочевина (карбамид) быстро гидролизуется микроорганизмами с образованием аммиака, который используется ими для дальнейших синтетических процессов.

Скармливание мочевины не вызывает осложнений, если дозы ее не слишком высоки. Лучше скармливать карбамид в две-три дачи в смеси с другими кормами. При скармливании азотсодержащих веществ небелкового происхождения рацион должен быть сбалансирован по содержанию легкопереваримых углеводов, иначе образуется большое количество аммиака, который не может быть полностью использован микроорганизмами и в этих случаях может наступить нарушение функций почек, печени и других органов.

Переваривание липидов. Растительные корма содержат относительно мало жиров – 4 – 8% от сухого вещества. Сырой жир представляет собой сложную смесь компонентов: триглицеридов, свободных жирных кислот, восков, фосфолипидов и эфиров холестерина.Количество липидов в рационе жвачных обычно невелико. Растительные жиры содержат до 70% ненасыщенных жирных кислот. Под влиянием ферментов липолитических бактерий жиры в рубце подвергаются гидролизу до моноглицеридов и жирных кислот. Глицерин в рубце подвергается сбраживанию с образованием пропионовой кислоты и других ЛЖК. Жирные кислоты с короткой углеродной цепью используются для синтеза липидов микробных тел, а с длинной - поступают в другие отделы пищеварительного тракта и перевариваются.

Образование газов в рубце. В процессе сбраживания корма в рубце, кроме летучих жирных кислот, образуются газы (углекислый газ – 60 – 70%, метан – 25 – 30%, водород, азот, сероводород и кислород около – 5%). По некоторым данным, у крупных животных за сутки образуется до 1000 л газов. Наибольшее количество газов образуется при употреблении легкосбраживаемых и сочных кормов, особенно бобовых культур, что может привести к острому вздутию рубца (тимпании). Образующиеся в рубце газы удаляются из организма, главным образом, при отрыгивании корма во время жвачки. Значительная их часть всасывается в рубце, переносится кровью в легкие, через которые они удаляются с выдыхаемым воздухом. В большей степени удаляется через легкие углекислый газ и в меньшей - метан. Некоторая часть газов используется микроорганизмами для дальнейших биохимических и синтетических процессов.

Моторика преджелудков. Гладкая мышечная ткань преджелудков выполняет огромную механическую работу по перемешиванию, перетеранию, отжатию газов и эвакуации содержимого. Сокращения отдельных частей преджелудков скоординированы между собой. Каждый цикл начинается с сокращения сетки. Сетка сокращается каждые 30 - 60 с. Различают две фазы: вначале сетка уменьшается в размерах наполовину, затем слегка расслабляется, после чего сокращается уже полностью. Во время отрыгивания жвачки происходит дополнительное третье сокращение. При сокращении сетки грубые крупные частицы содержимого выталкиваются обратно в рубец, а измельченная и полужидкая пищевая масса поступает в книжку, а затем в сычуг.

В норме рубец сокращается 2 - 5 раз в 2 мин. При этом происходит последовательное сокращение его отделов - преддверия рубца, дорзального мешка, вентрального мешка, каудодорзального слепого выступа, каудовентрального слепого выступа, а затем снова дорзального и вентрального мешков. Сокращение дорзального мешка сопровождается отрыгиванием газов. Книжка сокращается в поперечном и продольном направлениях, благодаря этому происходит дополнительное мацерирование задержанных грубых частиц корма. Между листочками книжки более грубые частицы корма подвергаются дальнейшему перевариванию.

Жвачный процесс. Наличие процесса жвачки является характерной особенностью пищеварения у жвачных животных- это есть отрыгивание части плотного содержимого рубца и его повторное пережевывание. Жвачный период начинается спустя некоторое время после еды в зависимости от характера корма и внешних условий: у крупного рогатого скота через 30 - 70 мин, у овец через 20 - 45 мин. За это время корм в рубце набухает и частично размягчается, что облегчает его пережевывание. Быстрее начинается жвачный период при полном покое у лежащего животного. В ночное время жвачные периоды возникают чаще, чем днем. В сутки бывает 6 - 8 жвачных периодов, каждый из которых длится по 40 - 50 мин. В течение суток коровы пережевывают до 100 кг содержимого рубца.

В начале отрыгивания возникает дополнительное сокращение сетки и пищеварительного желоба, в результате чего жидкое содержимое сетки поднимается к кардиальному отверстию пищевода. Одновременно происходит остановка дыхания в фазе выдоха, а затем следует попытка вдоха при закрытой гортани. В связи с этим давление в грудной полости резко падает до 46 - 75 мм рт. ст., что приводит к засасыванию разжиженной массы в пищевод. Затем дыхание восстанавливается и антиперистальтические сокращения пищевода способствуют продвижению пищевого кома по пищеводу в ротовую полость. После попадания отрыгиваемой массы в ротовую полость животное мелкими порциями заглатывает жидкую часть, а плотную, оставшуюся в ротовой полости, тщательно пережевывает.

Регуляция жвачного процесса осуществляется рефлекторным путем с рецепторных зон (баро-, танго- и тензиорецепторов) сетки, пищеводного желоба и рубца. Центр жвачки расположен в ядрах продолговатого мозга. В регуляции жвачных процессов принимают участие ретикулярная формация продолговатого мозга, гипоталамус и лимбическая кора.

Слизистая оболочка сычуга содержит железы, вырабатывающие сычужный сок. За сутки образуется довольно большое количество сычужного сока: у коров - 40 - 80 л, у телок и бычков - 30 - 40, у взрослых овец -4 - 11 л. При каждом кормлении животного происходит усиление секреции. У овец рН сока 0,97 - 2,2, у коров -1,5 - 2,5. Как и у животных с однокамерным желудком, наиболее важные составляющие сычужного сока - это ферменты (пепсин, химозин, липаза) и соляная кислота. Одна из существенных особенностей сычужного пищеварения - непрерывная секреция желудочного сока в связи с постоянным поступлением в сычуг предварительно подготовленной однородной массы. Такое состояние сычужных желез поддерживается постоянным раздражением механо- и хеморецепторов самого сычуга и интерорецептивным влиянием преджелудков.

Гуморальная фаза сычужной секреции осуществляется при участии гормонов и метаболитов пищеварительного тракта (гастрин, энтерогастрин, гистамин и др.). В регуляции секреторной деятельности сычуга принимают участие гормоны щитовидной железы, надпочечников, поджелудочной железы, половых желез и др. В зависимости от вида кормов выделяется разное количество сычужного сока. Наибольшее его количество с высокой кислотностью и переваривающей способностью образуется при скармливании травы и сена бобовых трав, зерновых кормов и жмыха.

У разных видов животных в процессе эволюции сформировались разные способности усваивания корма определенного качества. В зависимости от характера питания и условий жизни у животных развивалась и пищеварительная система. Рассмотрим структуру ЖКТ жвачных млекопитающих на примере строения желудка коровы.

Специфика растительной пищи

Растительные корма имеют ряд особенностей. С одной стороны, они легко доступны для потребления. Однако с другой, они не так выгодны для усвоения, как корма животного происхождения - растительные корма значительно уступают им по питательной ценности . Кроме того, такой основной структурный компонент растения, как целлюлоза (или клетчатка) у большинства животных не расщепляется из-за отсутствия в их пищеварительных соках фермента целлюлазы. Фермент этот синтезируется только бактериями и одноклеточными, а также частью беспозвоночных.

Млекопитающие неспособны к этому. Поэтому чтобы они могли использовать растения в качестве пищи, животным необходима помощь микроорганизмов-симбионтов.

Использование в пищу грубых растительных кормов способствовало возникновению некоторых изменений органов пищеварения. Так, у травоядных млекопитающих произошло изменение зубной системы, увеличение и усложнение пищеварительной системы, образование преджелудков, слепой кишки.

Это можно наблюдать у таких представителей животного мира, как лошади и кролики. В их длинном кишечнике присутствует набор бактерий, которые частично переваривают волокна целлюлозы . Но наиболее эффективно использовать энергию, запасенную растениями, научились представители подотряда парнокопытных млекопитающих - жвачные.

К жвачным относятся такие представители животного мира, как:

• козы;
• коровы;
• жирафы;
• олени и другие.

У травоядных млекопитающих эволюционно развивался желудок, приспособленный для переваривания растительных волокон, и параллельно происходила эволюция бактерий и микроорганизмов, которые обитают в пищеварительном тракте. Этот комплекс микроорганизмов формирует целую экосистему бактерий и простейших, которые образуют симбиоз с животным-хозяином.

Структура желудка коровы

Строение желудка у всех жвачных животных (коз, овец, коров и прочего КРС) довольно сильно отличается от желудков других представителей класса млекопитающих. Но наиболее сложное строение имеет желудок коровы. У коровы желудок один, но он имеет 4 отдела или 4 камеры:

• рубец;
• сетка;
• книжка;
• сычуг.

Первые три отдела являются частями пищевода, по сути, можно сказать, что пищевод трехкамерный. Рассмотрим строение пищеварительной системы коровы и отделов ее четырехкамерного желудка.

Губы, язык и зубы служат для захвата, срывания и измельчения растительной пищи . Главным подающим пищу органом у коровы является язык. Он устроен так, что с его помощью корова эффективно захватывает траву, листья и другие травянистые корма.

Особенности функционирования отделов

Рубец - это самый крупный отдел желудка жвачных животных. Здесь происходит первичная обработка пищеварительной массы ферментами и происходит расщепление целлюлозы микроорганизмами. В результате происходящих в рубце процессов образуются органические кислоты, углекислый газ, метан и вода . Кислоты, углекислый газ и вода всасывается через стенки рубца, а метан из организма выводится в процессе дыхания. Рубец имеет сложное строение и 3 отдельные части: дорсальная, вентральная и краниальная.

Рубец соединяется с сеткой - вторым отделом желудка коровы. В этом отделе продолжаются процессы ферментации и пищеварения. Стенки рубца и сетки имеют сильно развитую мускулатуру. Это способствует эффективному процессу ферментации питательных веществ. После накопления некоторого количества волокон целлюлозы в рубце происходит его сокращение. Трудноперевариваемые волокна отрыгиваются обратно в ротовую полость коровы, где повторно пережевываются и измельчаются.

Вторично пережеванная пища поступает в книжку - третий отдел желудка коровы. Здесь происходит всасывание воды, а также жирных кислот и других питательных веществ. Книжка соединяется с сеткой желобком и имеет тонкие перегородки , которые внешне походят на страницы книги. Поэтому этот отдел носит такое название. Здесь измельченная растительная масса подвергается воздействию бактерий, и происходит процесс брожения. Это позволяет организму коровы усвоить максимальное количество клетчатки из грубой растительной пищи. Далее пища перемещается в сычуг.

Сычугом называется четвертый отдел желудка жвачных, который уже мало чем отличается от желудков других животных. Переваривание здесь происходит за счет действия кислоты, а также собственных ферментов животного.

Сычугом заканчивается желудок коровы и всех жвачных животных, но пищеварительные процессы продолжаются и в других отделах пищеварительной системы. В двенадцатиперстной кишке продолжаются процессы всасывания питательных веществ, которые поставляют микроорганизмы. Та часть пищи, которая не усвоилась, поступает в толстую кишку . После этого, в слепой и ободочной кишках, то, что не удалось расщепить бактериям в отделах желудка, подвергается воздействию следующих групп микроорганизмов. То, что осталось после воздействия этих бактерий, является самой жесткой частью пищи и выводится из пищеварительного тракта.

Таким образом, коровий желудок имеет 4 отдела, структура его сложна. Каждая из камер имеет собственную специфическую функцию. Сам процесс переваривания пищи в желудки коровы занимает от 8 часов. Желудок устроен так, что позволяет наиболее эффективно извлекать и всасывать питательные вещества из грубого растительного корма.

Внимание, только СЕГОДНЯ!

Строение желудка жвачных . Пищеварительная система жвачных животных приспособлена к приему и переработке больших количеств относительно малопитательных, объемистых кормов. Способность к перевариванию больших количеств грубых кормов у жвачных, животных выражена сильнее, чем у других животных, благодаря сложному многокамерному желудку.

Желудок жвачных по строению и функциональным особенностям значительно отличается, от желудка плотоядные, всеядных и лошадей. Желудок жвачных четырехкамерный. Три первых его отдела - рубец, сетка и книжка - называются преджелудками. Желез преджелудки не имеют. Четвертый отдел - сычуг является истинным железистым желудком, аналогичным желудку собаки. Объем преджелудков свыше 100 л. В преджелудках накапливаются пищевые массы, происходит химическая и биологическая обработка корма.

Самый большой из преджелудков - рубец. Несколькими неполными перехватами рубец разделяется на три части: верхний и нижний мешки и преддверие. В преддверие рубца открывается пищевод. Сетка - овальной формы мешок. Слизистая оболочка сетки многочисленными складками различной величины образует ячейки типа пчелиных сотов. В верхней части сетка сообщается с рубцом, а снизу - с книжкой.

Книжка у шарообразной формы, несколько сплюснутая с боков. Книжка имеет большое количество складок в виде листочков разной величины. Листочки покрыты роговыми сосочками, приспособленными к растиранию корма. Книжка выполняет функцию конечного фильтра, задерживающего своими листочками грубые части корма.

Некоторые особенности имеются и в строении пищевода. Пищевод жвачных животных в нижней части переходит в пищеводный желоб, или полузамкнутую трубку. Пищеводный желоб проходит через; рубец, сетку до книжки. В пределах преддверия рубца он ограничен утолщением слизистой оболочки в виде валиков, так называемых губ. В этих утолщениях имеются мышцы и нервы.

У телят и ягнят при питье молока и воды мышцы губ пищеводного желоба сокращаются и происходит их смыкание, в результате чего образуется трубка, служащая как бы продолжением пищевода. Смыкание губ пищеводного желоба совпадает с актом глотания, является продолжением перистальтики пищевода и регулируется нервной системой.

Медленная выпойка молока, в особенности при помощи сосковой поилки, обеспечивает нормальное смыкание пищеводного желоба. При этом молоко направляется прямо в сычуг. При быстром питье крупными глотками губы, пищеводного желоба смыкаются неполностью и молоко частично попадает в рубец, где оно может загнивать, так как рубец в первые дни жизни животного еще не функционирует.

К 9-10-месячному возрасту рефлекс смыкания пищеводного желоба угасает, губы пищеводного желоба отстают в росте от преджелудков, стенки его грубеют, поэтому у взрослых животных не только грубый корм, но и жидкий частично попадает в рубец.

Микрофлора желудка . В преджелудках жвачных значительная часть корма переваривается без участия специальных пищеварительных ферментов. Переваривание корма здесь связано с жизнедеятельностью многочисленной и разнообразной микрофлоры, попадающей в рубец вместе с пищей. Постоянство состава жидкой среды и оптимальная температура в рубце обеспечивают высокую жизнедеятельность микрофлоры. В настоящее время выделены три основные группы микроорганизмов рубца: бактерии, инфузории и грибки. Особенно много в рубце инфузорий.

У при нормальном кормлении в 1 мм 3 содержимого рубца находится до 1000 инфузорий. Они принимают участие в переваривании клетчатки. В рубце насчитывается более 30 видов инфузорий. Количество бактерий составляет около 109-1016 в 1 мл. При кормлении животных концентрированными кормами количество бактерий увеличивается. Несмотря на малые: размеры бактерий, общий объем их равняется объему инфузорий. Каждая из этих групп имеет многочисленное количество видов. Видовой состав в значительной мере зависит от характера корма. При смене рациона меняется и видовой состав микрофлоры. Поэтому для жвачных особое значение имеет постепенный переход от одного рациона к другому, что дает возможность микрофлоре приспособиться к характеру корма.

В рубце хорошо измельченный, набухший корм подвергается брожению и расщеплению под влиянием инфузорий, бактериальных и растительных ферментов. Под влиянием фермента целлюлозы, содержащейся в кормах и выделяющейся бактериями рубца, стенки растительных клеток разрушаются. Происходит бактериальное брожение клетчатки, в результате чего образуется много газов (углекислый газ, метан, аммиак, водород) и летучих жирных кислот (уксусная, пропионовая, масляная и молочная). Газы удаляются из преджелудков при отрыжке. Легко сбраживаемый и недоброкачественный корм при брожении дает много газов, что иногда вызывает вздутие рубца.

В рубце микроорганизмы синтезируют из углеводов, аммиака и жирных кислот аминокислоты. Одновременно микроорганизмы могут использовать азот мочевины и; аммиачной воды для синтеза аминокислот и белка. Поэтому жвачным часто дают азотсодержащие небелковые кормовые добавки - карбамид СО(МН2)2 или мочевину, аммонийные соли и аммиачную воду. В рубце карбамид под влиянием фермента уреазы, выделяемой бактериями рубца, вступает в реакцию с водой и расщепляется. Соли аммония тоже разрешаются бактериями рубца.

При добавлении в корм азотсодержащих небелковых кормовых добавок в рубце накапливается аммиак. Бактерии рубца используют аммиак для синтеза аминокислот (цистин, метионин, лизин и др.), а из них биологически, полноценных белков. Таким образом, благодаря жизнедеятельности микроорганизмов рубца происходит превращение растительных белков в полноценные белки животного организма.

Нежвачные животные не могут использовать карбамид, аммонийные соли и аммиачную воду, так как их однокамерный желудок не содержит бактерий. Поэтому при недостатке в кормах биологически полноценных белков в рацион свиней и птиц вводят синтетические незаменимые аминокислоты - метионин, лизин и др.

В рубце подвергаются брожению не только клетчатка, но и крахмал, сахара и другие вещества, что приводит к образованию большого количества низкомолекулярных жирных кислот - уксусной, пропионовой и масляной. Эти кислоты всасываются стенкой, рубца, поступают в кровь и служат исходным материалом для образования гликогена (животного крахмала). В настоящее время установлено, что за время пребывания - пищевых масс в рубце происходит всасывание около 70-85% переваримого сухого вещества. Процессы брожения в рубце преобладают над другими процессами пищеварения в пищеварительном тракте.

Интенсивность бродильных процессов в рубце очень велика. У взрослой овцы в результате брожения образуется в сутки от 200 до 500 г органических кислот. Эти кислоты уже в преджелудках всасываются в кровь.

Жвачный период . Жвачные животные при приеме корма делают всего несколько жевательных движений, необходимых для формирования пищевого кома. В рубце корм подвергается брожению, а затем отрыгивается небольшими порциями в полость рта для более тщательного пережевывания. Если при еде животное делает несколько жевательных движений, то при пережевывании пищевого кома, поступившего из рубца, делает 70-80 жевательных движений.

Такой способ обработки пищи у жвачных сформировался в связи с использованием грубых, трудно перевариваемых растительных кормов, содержащих большое количество клетчатки, которая требует тщательной обработки. И потому корм пережевывается дважды: сначала наспех, лишь бы захватить ее побольше, а затем очень тщательно в безопасном от хищников месте. Такой способ питания давал диким предкам современных жвачных преимущества в борьбе за существование.

Жвачный период - это биологическое приспособление, позволяющее животным быстро наполнить рубец слабо пережеванным кормом, а в перерывах между приемами корма тщательно его пережевать. У телят жвачный период начинается примерно на третьей неделе жизни, т. е. когда животные начинают потреблять грубый корм. К этому периоду в рубце создаются условия для процессов, брожения.

Жвачный период начинается через 40-50 мин после приема корма. За это время корм в рубце разрыхляется, набухает и начинаются процессы брожения. Наступление жвачного периода затормаживается высокой температурой окружающей среды.

Жвачный период наступает тогда, когда содержимое рубца разжижено. Прием воды ускоряет наступление жвачного периода. Легче всего жвачный период наступает при покое животных, в лежачем положении. Как правило, в сутки бывает 6-8 жвачных периодов продолжительностью 40-50 мин каждый.