Желудок жвачных животных: особенности пищеварения

Пищеварение в многокамерном желудке жвачных. Развитие желудка жвачных в онтогенезе.

Желудок состоит из четырех крупных камер – рубца,сетки, книжки и сычуга. Первые три камеры носящие название преджелудков ,составляют безжелезистую часть сложного желудка. У некоторых животных – верблюд,лама – отсутствует книжка.
С возростом соотношение отделов сложного желудка меняется, поскольку рост происходит неравномерно. Так у телят соотношение: сычуг 1:2, а в трехмесечном возрасте уже 2:1. У взрослого 11:1 Развитие преджелудков происходит с переходом от молочного питания к смешанному. У телят в молочный и переходный период важную роль в пищеварении выполняет пищеводный желоб. Представляет собой мышечную складку с углублением на стенке сетки. Смыкание пищеводного желоба регулируется рефлекторно. Рецепторным полем рефлекса является слизистая глотки и корня языка. Желоб постепенно редуцируется и перестает функционировать.

12. Моторная функция многокамерного желудка. Жвачка, её физиологический механизм и значение.
Цикл сетка-книжка-рубец. Цикл начинается с сокращения сетки и пищеводного желоба, причем сетка сокращается двухфазно: в первую фазу она уменьшается на треть, а во вторую на три четверти первоначального объема. Практически одновременно со второй фазой сокращения сетки начинается последовательное сокращение отделов рубца. В конце сокращения дорсального мешка сетка расслабляется и в нее устремляется содержимое преддверия рубца, которое удерживалось за счет сокращения переднего главного тяжа. Регулируется моторная функция преджелудков рефлекторно. Основную роль в проведение возбуждения играют рецепторы растяжения. Важную роль в регуляции моторики играют интерорецептивные взаимосвязи между разными отделами пищеварительного тракта. Как афферентные, так и эфферентные пути рефлекторной дуги проходят в основном в стволах блуждающих нервов, дорсальные ядра которых в продолговатом мозгу являются основными центрами регуляции цикла сетка-книжка-рубец. раздражение латеральных и медиальных ядер гипоталамуса и базальных ядер миндалины возбуждает моторику рубца, а мамиллярных ядер и гиппокампа – тормозит.
Жвачка – совокупность механизмов, обеспечивающих отрыгивание из преджелудков и повторное пережевывание ранее принятых порций корма. Жвачный процесс состоит из отдельных жвачных периодов, число которых у КРС составляет 8-16 в сутки, общей продолжительностью от 4 до 9 часов. Жвачный период возникает обычно через 30-40 мин после кормления и продолжается 30-50мин, после чего наступает пауза.
Каждый жвачный период состоит из отдельных циклов длительностью 45-70с каждый, число циклов может составлять от 25 до 60. Жвачный цикл включает три фазы: отрыгивание пищевого кома, поступление пищевой кашицы в в ротовую полость, вторичное пережевывание и заглатывание пищевого кома. Длительность вторичного пережевывания 30-60с, число движений челюстью 40-50.
Значение жвачки:
-дополнительное измельчение и расщепление частиц корма, которые разбухают и заполняют рубцовое пространство

– интенсивное выделение слюны всеми железами, особенно околоушными, что способствует смачиванию пищевого кома.
– усиление эвакуации содержимого в книжку и сычуг
-экономия энергии организма

Рубец -самый большой отдел желудка жвачных, его вместимость у крупного рогатого скота в зависимости от возраста составляет от 100 до 300 литров, у овец и коз от 13 до 23 литров. У жвачных животных он занимает всю левую половину брюшной полости. Внутренняя ее оболочка, как таковых желез не имеет, с поверхности она ороговевшая и представлена множеством сосочков, которые придают шероховатость ее поверхности.

Сетка— представляет из себя небольшой округлый мешок. Внутренняя поверхность также не имеет желез. Слизистая оболочка представлена выступающими в виде пластинчатых складок высотой до 12 мм, образует ячейки, по внешнему виду напоминающие пчелиные соты. С рубцом, книжкой и пищеводом сетка сообщается пищеводным желобом в виде полузамкнутой трубы. Сетка у жвачных животных работает по принципу сортировального органа, пропуская в книжку только достаточно измельченный и разжиженный корм.

Книжка— лежит в правом подреберье, имеет округлую форму, с одной стороны она является продолжением сетки, с другой переходит в желудок. Слизистая оболочка книжки представлена складками (листочками), на концах которых располагаются короткие грубые сосочки. Книжка является дополнительным фильтром и измельчителем грубых кормов. В книжке происходит обильное всасывание воды.

Сычуг -является истинным желудком, имеет вытянутую форму в виде изогнутой груши, у основания — утолщенной узкий конец которого переходит в двенадцатиперстную кишку. Слизистая оболочка сычуга имеет железы.

Проглоченный животными пищевой корм попадет сначала в преддверие рубца, а потом в рубец, из которого, спустя некоторое время, вновь возвращается в ротовую полость для повторного пережевывания и тщательного смачивания слюной. Данный процесс у животных называется жвачкой. Отрыгивание пищевой массы из рубца в ротовую полость осуществляется по типу рвотного акта, при котором последовательно сокращаются сетка и диафрагма, при этом гортань у животного замыкается и открывается кардиальный сфинктер пищевода.

13.Роль сетки и книжки в пищеварение
Сетка по объему значительно меньше рубца. Она является сортировочным органом. Из рубца к ней поступает частично переваренный бактериями корм. Во время сокращения преддверия рубца складка слизистой частично закрывает отверстие между сеткой и рубцом, так что в сетку проникает только разреженная мелкая масса корма, а необработанная пища остается в рубке для дальнейшего переваривания. При сокращении сетки подготовлена масса поступает в книжку, а грубые части пищи задерживаются и возвращаются в рубец.

Книга является фильтром, который задерживает между своими шершавыми ороговевшими листочками грубые части корма. При сокращении книги измельчаются задержаны грубые части корма, а жидкий корм направляется в сычуг. В книге переваривается до 20% клетчатки.

14.Видовой состав и роль микроорганизмов рубца.
Бактерии:
Расщепляющие белки и небелковые азотистые продукты
Сбраживающие клетчатку
Переваривающие крахмал и олигосахариды
Сбраживающие молочную и янтарную кислоты
Расщепляющие липиды
Наряду с процессами пищеварения в рубце идут процессы микробиального синтеза. Разлагая растительные корма микроорганизмы формируют вещества собственного тела,синтезируя новые компоненты, которые не вносились в корм.
Простейшие:
Равнореснитчатые инфузории способны быстро ферментировать сахарозу и фруктозаны и запасать свободные гексозы в виде полисахаридов.
Малореснитчатые потребляют и переваривают зерна крахмала, хлоропласты и частицы целлюлозных тканей.

Особенности пищеварения у жвачных животных

Владельцам личных подворий имеющим у себя жвачных животных, чтобы получать наибольшее количество продукции от них и чтобы животные были здоровыми необходимо знать особенности пищеварения у данной группы животных.

У жвачных животных из всех сельскохозяйственных животных желудок самый сложный -многокамерный, разделенный на четыре отдела: рубец, сетку, книжку, первые три отдела называются преджелудками, последний- сычуг является истинным желудком.

Рубец –самый большой отдел желудка жвачных, его вместимость у крупного рогатого скота в зависимости от возраста составляет от 100 до 300 литров, у овец и коз от 13 до 23 литров. У жвачных животных он занимает всю левую половину брюшной полости. Внутренняя ее оболочка, как таковых желез не имеет, с поверхности она ороговевшая и представлена множеством сосочков, которые придают шероховатость ее поверхности.

Сетка— представляет из себя небольшой округлый мешок. Внутренняя поверхность также не имеет желез. Слизистая оболочка представлена выступающими в виде пластинчатых складок высотой до 12 мм, образует ячейки, по внешнему виду напоминающие пчелиные соты. С рубцом, книжкой и пищеводом сетка сообщается пищеводным желобом в виде полузамкнутой трубы. Сетка у жвачных животных работает по принципу сортировального органа, пропуская в книжку только достаточно измельченный и разжиженный корм.

Книжка— лежит в правом подреберье, имеет округлую форму, с одной стороны она является продолжением сетки, с другой переходит в желудок. Слизистая оболочка книжки представлена складками (листочками), на концах которых располагаются короткие грубые сосочки. Книжка является дополнительным фильтром и измельчителем грубых кормов. В книжке происходит обильное всасывание воды.

Сычуг –является истинным желудком, имеет вытянутую форму в виде изогнутой груши, у основания – утолщенной узкий конец которого переходит в двенадцатиперстную кишку. Слизистая оболочка сычуга имеет железы.

Проглоченный животными пищевой корм попадет сначала в преддверие рубца, а потом в рубец, из которого, спустя некоторое время, вновь возвращается в ротовую полость для повторного пережевывания и тщательного смачивания слюной. Данный процесс у животных называется жвачкой. Отрыгивание пищевой массы из рубца в ротовую полость осуществляется по типу рвотного акта, при котором последовательно сокращаются сетка и диафрагма, при этом гортань у животного замыкается и открывается кардиальный сфинктер пищевода.

Жвачка у животных обычно начинается через 30-70 минут после еды и протекает в строго определенном для каждого вида животных ритме. Продолжительность механической обработки пищевого кома в виде жвачки во рту-около одной минуты. Следующая порция пищевого корма поступает в рот спустя 3-10 секунд.

Жвачный период у животных продолжается в среднем 45-50 минут, затем у животных наступает период покоя, продолжающийся у различных животных разное время, затем снова наступает период жвачки. За сутки корова таким образом пережевывает около 60 кг пищевого содержимого рубца.

Подвергнутая жвачке пища затем повторно проглатывается и поступает в рубец, где происходит смешивание ее со всей массой рубцового содержимого. Благодаря сильным сокращениям мышц преджелудков происходит перемешивание пищи и ее продвижение от преддверия рубца к сычугу.

Многокамерный желудок у жвачных животных выполняет уникальную, сложнейшую пищеварительную функцию. В рубце организм животного использует 70-85% перевариваемого сухого вещества рациона и только 15-30% используется остальной частью желудочно-кишечного тракта животного.

Биологической особенностью жвачных животных является то, что потребляют много растительных кормов, в том числе грубых, которые содержат большое количество трудно переваримой клетчатки. Благодаря наличию в содержимом рубца многочисленной микрофлоры (бактерий, инфузорий и грибков) растительные корма подвергаются очень сложной ферментативной и другой обработке. Количество и видовой состав микроорганизмов в рубце у животных зависит от ряда факторов, из которых условия кормления играют первостепенную роль. При каждой смене рациона кормления в рубце одновременно меняется и микрофлора, поэтому для жвачных животных особое значение имеет постепенный переход от одного вида рациона к другому. Роль инфузорий в рубце сводится к механической обработке корма и синтезу собственных белков. Они разрыхляют и разрывают клетчатку так, что клетчатка в дальнейшем становится более доступной для действия ферментов и бактерий. Под действием целлюлозолитических бактерий в преджелудках расщепляется до 70% переваримой клетчатки, из 75% перевариваемых здесь сухих веществ корма. В рубце под влиянием микробной ферментации образуется большое количество летучих жирных кислот — уксусной, пропионовой и масляной, а также газы –углекислый, метан и др. За сутки в рубце коровы образуется до 4л летучих жирных кислот, а соотношение их напрямую зависит от состава рациона. Летучие жирные кислоты почти полностью всасываются в преджелудках и являются для организма животного источником энергии, а также используются для синтеза жира и глюкозы. При поступлении в сычуг микроорганизмы под воздействием соляной кислоты погибают. В кишечнике под воздействием амилолитических ферментов они перевариваются до глюкозы. 40-80% поступившего с кормом протеина (белок) в рубце подвергается гидролизу и другим превращениям, расщепляется микробами до пептидов, аминокислот и аммиака, из поступающего в рубец небелкового азота также образуются аминокислоты и аммиак. Одновременно с процессами расщепления растительного протеина в рубце происходит синтез бактериального белка и белка простейших. Для этой цели в практической деятельности используется и небелковый азот (карбомид и др). В рубце за сутки может синтезироваться от 100 до 450 грамм микробного белка. В дальнейшем бактерии и инфузории с содержимым рубца попадают в сычуг и кишечник, где перевариваются до аминокислот, здесь же происходит переваривание жиров и превращение каротина в витамин А. За счет белка микроорганизмов жвачные животные способны удовлетворять до 20-30% потребностей организма в белке. В рубце животных имеющиеся там микроорганизмы синтезируют аминокислоты, в т.ч. и незаменимые.
Наряду с расщеплением и синтезом белка в рубце происходит всасывание аммиака, который в печени превращается в мочевину. В тех случаях, когда в рубце образуется большое количество аммиака, печень не в состоянии превратить его весь в мочевину, происходит повышение его концентрации в крови, что приводит к появлению у животного клинических признаков токсикоза.

Липолитические ферменты микроорганизмов в рубце гидролизуют жиры корма до глицерина и жирных кислот, а потом в стенке рубца синтезируются вновь.

Имеющаяся в рубце микрофлора синтезирует витамины: тиамин, рибофлавин, пантотеновую кислоту, пиридоксин, никотиновую кислоту, биотин, фолиевую кислоту, кобаламин, витамин К в количествах, практически обеспечивающих основные потребности взрослых животных.

Деятельность рубца самым тесным образом взаимосвязана с другими органами и системами и находится под контролем центральной нервной системы. Имеющиеся в рубце механо- и барорецепторы раздражаются от растяжения и сокращения мышечного слоя, хеморецепторы- средой содержимого рубца и все вместе влияют на тонус мышечного слоя рубца. Движения каждого из отделов преджелудков оказывает влияние на другие отделы пищеварительного тракта. Так переполнение сычуга замедляет моторную деятельность книжки, переполнение книжки ослабляет или прекращает сокращение сетки и рубца. Раздражение механорецепторов двенадцатиперстной кишки вызывает торможение сокращений преджелудков.

Болезни преджелудков наблюдаются наиболее часто у крупного рогатого скота, реже у мелкого, приводят к резкому снижению продуктивности, а иногда и падежу.

Наиболее частыми причинами болезней преджелудков являются: несвоевременное кормление, недоброкачественные корма, засоренность кормов металлическими предметами, быстрый переход с сочных кормов на сухие и наоборот.

Одностороннее обильное кормление концентратами, пивной дробиной и бардой или грубыми малопитательными кормами влечет нарушение функции преджелудков и обмена веществ.

Ведущим фактором возникновения болезней преджелудков является нарушение моторной и микробиальной функций преджелудков. Под воздействием сильного раздражения механо- , термо- и хеморецепторов происходит затормаживание сокращений рубца, нарушается жвачка, нарушается пищеварение в рубце, изменяется рН содержимого рубца в кислую сторону, содержимое подвергается микробному распаду с образованием токсинов.

Желудок жвачных животных: строение желудка и процесс пищеварения

Процесс выращивания животных на ферме или приусадебном участке часто называют откормом. И это не случайно: от качества кормов, их усвоения и количества зависит конечный результат – своевременный привес, достижение нормативных показателей. Чтобы итог работы был хорошим, перед началом проекта необходимо познакомиться с особенностями строения пищеварительных органов питомцев и их физиологией. Особенно сложная система — желудок жвачных животных.

Желудок жвачных животных

Строение желудка жвачных

Изо рта по пищеводу пища поступает в один из отделов желудка.

Желудок у этой группы обитателей подворья или фермы имеет особое строение. Он состоит из 4 отделов:

Отделы желудка жвачных

Каждая из частей имеет собственные функции, а физиология направлена на как можно более полное усвоение кормов – получение энергии и «строительного материала» для тела.

Рубец

Это не истинный желудок, а скорее, одно из 3-х его преддверий, которые называются преджелудками. Рубец – самая большая часть желудочной системы. Он представляет собой мешок изогнутой конфигурации, занимающий значительную часть брюшной полости – практически всю левую ее половину и задний отдел правой. Объемы рубца по мере роста увеличиваются и к полугодовалому возрасту достигают:

• от 13 до 23 литров у мелких животных (овцы, козы);
• от 100 до 300 литров у крупных жвачных (коров).

Рубец ( справа) имеет 2 отдела

Стенки рубца не имеют слизистой оболочки и не выделяют ферментов для пищеварения. Они выстланы множеством сосцевидных образований, которые делают внутреннюю поверхность отдела шероховатой и увеличивают ее площадь.

Сетка

Небольшой мешок округлой формы, слизистая оболочка которого формирует поперечные складки, напоминающие сеть с отверстиями разного диаметра. Пищеварительных ферментов здесь, как и в рубце, не вырабатывается, но размер ячеек позволяет сортировать содержимое и пропускать только куски корма определенного калибра.

Сетка играет роль фильтра

Книжка

Пограничный орган между преджелудками и истинным желудком. Слизистая отдела сгруппирована в однонаправленные разновеликие складки, прилегающие друг к другу. На вершине каждого «листика» есть грубые короткие сосочки. Строение книжки предусматривает дальнейшую механическую обработку поступившего корма и транзит в следующий отдел.

Схема строения книжки: 1- дно; 2- вход; 3-6 — листики

Сычуг

Это настоящий желудок со всеми присущими данному органу функциями. Форма сычуга грушевидная, изогнутая. Расширенный отдел соединен с выходом из книжки, а суженный конец плавно соединен с кишечной полостью. Внутренняя полость выстлана слизистыми и имеет железы пищеварительной секреции.

Физиологические явления в пищеварении жвачных

Для полноценного развития животного процесс переработки и усвоения корма у жвачных должен быть постоянным. Это не значит, что необходимо постоянно наполнять кормушку. Природой предусмотрен длительный период переработки каждой порции пищи у взрослых жвачных.

Процесс усвоения начинается еще в ротовой полости. Здесь происходит увлажнение корма слюной, частичное измельчение, начинается процесс ферментации.

Шершавый язык размягчает грубый корм

Далее по пищеводу пища (в зависимости от консистенции и состава) поступает в разные отделения желудка. Жидкость поступает прямо в сычуг, а твердые корма проходят все участки пищеварительной системы.

Начальный этап

Твердые и сухие корма попадают в рубец. Здесь создана благоприятная среда для развития микроорганизмов:

• низкое содержание кислорода;
• отсутствие активной вентиляции;
• влажность;
• подходящая температура – 38 — 41°С;
• отсутствие света.

Бактерии поступают в организм с кормом и вскоре заселяют все внутренние поверхности отделов желудочной системы

Поступающие в рубец фрагменты корма уже не столь грубы, как в кормушке. Благодаря первичному пережевыванию и воздействию слюны, они становятся податливыми перетиранию на шероховатой поверхности эпителия рубца и переработке микробами.

Подвергаясь этим процессам, кормовая масса остается в рубце от 30 до 70 минут. В этот период небольшая его порция достигает нужной кондиции и поступает через сетку в книжку, но основная часть подвергается процессу жвачки.

Определение явления

Жвачка – это процесс многократного отрыгивания корма из рубца в ротовую полость с целью повышения его усваиваемости.

Рефлекторный механизм включает процесс, который проходит периодически и постоянно. Отрыгивается не весь поступивший корм, а отдельные его порции. Каждая порция перемещается обратно в ротовую полость, где снова смачивается слюной и подвергается пережевыванию в течение примерно минуты, затем вновь поступает в первый преджелудочный отдел. Последовательное сокращение волокон сетки и мышц рубца продвигает пережеванную часть пищи вглубь первого отдела.

Следующая порция может быть отрыгнута уже через 1 – 10 секунд

Период жвачки длится около часа (примерно 50 минут), затем на некоторое время прерывается. В этот промежуток продолжаются сократительные и расслабляющие движения (перистальтика) в системе пищеварения, но отрыгивание не происходит.

Важно! Поступление пережеванных кормов в рубец активизирует микроорганизмы, которые, питаясь их соками, увеличивают доступность пищи для усвоения животным.

Сложное усвоение растительных белков облегчается деятельностью бактерий, постоянно живущих в отделах желудочного переваривания жвачных. Эти микроорганизмы воспроизводят несколько поколений себе подобных за сутки.

Кроме участия в расщеплении целлюлозы микроорганизмы рубца являются и важнейшими поставщиками в меню жвачных:

• животного белка;
• многих витаминов группы В – фолиевой, никотиновой, пантотеновой кислоты, рибофлавина, биотина, тиамина, пиридоксина, цианкобаламина, а также жирорастворимого филохинона (витамина К), влияющего на свертываемость крови.

Такое «взаимовыгодное сотрудничество» – использование организма-хозяина для жизнедеятельности бактерий и помощь этому макроорганизму в осуществлении физиологических процессов называется симбиозом – широко распространенное явление в природе.

За сутки тщательной обработке подвергается до центнера корма

Пищеварение жвачных многопланово: одновременно происходит множество процессов. Отдельные порции пищи постоянно перемещаются в сетку, которая пропускает кусочки подходящего калибра, а крупные сократительными движениями выталкивает обратно.

После периода отдыха, который длится у жвачных разное время (в зависимости от условий, типа корма и вида животного), наступает новый период жвачки.

Важно! Жвательный процесс не останавливается и в ночное время, а, напротив, активизируется.

Жвачка активизируется во время отдыха

Рубец называют бродильной камерой организма жвачных, и не зря. Именно в рубце расщеплению подвергается 70 – 75% корма, в том числе целлюлозы, что сопровождается выделением больших объемов газов (метан, углекислый) и жирных (так называемых, летучих) кислот – источников липидов (уксусной, пропионовой, масляной). Корм становится пригодным для усвоения.

Дальнейшая переработка пищевых компонентов

Сквозь сетку проходят только уже достаточно ферментированные (слюной, соком растений и бактериями) частицы пищи.

Между листиками книжки они:

• дополнительно измельчаются;
• подвергаются дальнейшей бактериальной обработке;
• частично теряют воду (до 50%);
• обогащаются животным белком.

Здесь же происходит активное всасывание летучих жирных кислот (до 90%) – источника глюкозы и жиров. К моменту выхода из книжки комок корма представляет собой однородную (гомогенную) массу.

Сокращение стенок и листиков книжки способствует поступлению пищи в сычуг

В отличие от других животных желудок жвачных (сычуг) вырабатывает сок, содержащий пищеварительные ферменты непрерывно, а не в ответ на поступление пищи. За сутки сычужного сока, содержащего пепсин, липазу, химозин и соляную кислоту, производится от 4 – 11 литров у овец до 40 – 80 литров у взрослых коров. Непрерывность выделения сычужного секрета объясняется постоянным поступлением достаточно подготовленной массы пищи из преджелудков.

Количество и качество сычужного сока напрямую зависит от состава кормов. Наибольший объем и самая значительная активность секреторной жидкости наблюдается после поступления свежей травы или сена бобовых растений, зерна, жмыхов.

В процессе переваривания пищи в сычуге принимают участие гормоны печени, поджелудочной, щитовидной, половых желез и надпочечников.

Стенки сычуга, а позже и кишечника завершают процесс пищеварения, всасывая не усвоенные ранее вещества. Непереваренные остатки выводятся наружу в виде навоза. Благодаря глубокой бактериальной обработке это очень ценный продукт сельскохозяйственной деятельности, всегда востребованный на рынке и широко применяемый в растениеводстве.

Функции желудочных отделов

Источники:

http://studopedia.ru/19_374849_pishchevarenie-v-mnogokamernom-zheludke-zhvachnih-razvitie-zheludka-zhvachnih-v-ontogeneze.html
http://vetvo.ru/osobennosti-pishhevareniya-u-zhvachnyx-zhivotnyx.html
http://selo-exp.com/korovy/zheludok-zhvachnyx-zhivotnyx.html