Превращение питательных веществ кормов в преджелудках

Азотистые вещества (белки, амиды, нуклеиновые кислоты). Микроорганизмы перерабатывают 60-80 %, азотсодержащих веществ в белки своего тела. В отличие от млекопитающих бактерии способны синтезировать все аминокислоты, в том числе незаменимые. Помимо использования готовых аминокислот, освобожденных в результате гидролиза они синтезируют недостающие аминокислоты из аммиака и органических кислот.

Распад белков корма в рубце:

Нуклеиновые кислоты расщепляются микробными нуклеазами до пуриновых и пиримидиновых оснований и далее с образованием аммиака. В принципе жвачные могут существовать даже, если единственным источником азота будет мочевина.

Поводя итог превращению азотистых веществ в преджелудках, необходимо обратить внимание на следующие положения: в сычуг, и далее в тонкий отдел кишечника поступают следующие азотсодержащие вещества: белок микроорганизмов, часть белка корма (около 20-40 %), нераспавшаяся в преджелудках под действием микроорганизмов и небольшое количество эндогенного белка в виде слущивающегося желудочного эпителия. Микробный белок по содержанию незаменимых аминокислот близок к составу белка молока, что обеспечивает высокую эффективность его использования.

Гепато-руминальная (печеночно-рубцовая) система. Основным метаболитом в рубце является аммиак, его концентрации 100-500 мг/л, через 2-3 ч после кормления. Большое количество аммиака образуется при кормлении зеленой массой бобовых трав. Микроорганизмы часто не способны быстро его утилизировать. Поэтому аммиак, не использованный на образование микробного белка, всасывается через стенку рубца и попадает в кровяное русло.

Важной особенностью жвачных является наличие гепато-руминальной системы (rumen – рубец), обеспечивающей циркуляцию азота мочевины. Всосавшийся в кровь и далее в печень аммиак превращается в мочевину. Последняя частично выделяется с мочой, а в основном снова поступает в рубец, выделяясь со слюной или непосредственно из крови через стенку в рубец. Эта эндогенная мочевина, превращаясь в рубце в аммиак, реутилизируется (повторно используется), являясь источником азота для синтеза аминокислот и белка микроорганизмами рубца. Почти вся мочевина поступившая через стенки гидролизуется уреазой микробной флоры до аммиака.

Гепато-руминальная система способствует экономии азота при недостатке его в рационе, обеспечивает поддержание уровня азота в рубце при его неравномерном поступлении, поддерживает активность рубцовой микрофлоры в интервалах между кормлениями.

Углеводы. Основными углеводами в кормах жвачных являются полимеры: целлюлоза, гемицеллюлоза, крахмал, фруктан и пектин. Кормовые растения содержат в пересчете на сухое вещество 20-30 % целлюлозы, 14-20 % гемицеллюлозы, до 10% пектина. В состав клетчатки входит 3-12 % лигнина. Целлюлоза практически не усваивается человеком и многими видами моногастричных животных, так как у них не вырабатываются ферменты целлюлаза, гемицеллюлаза, способные расщеплять клетчатку. Основная часть углеводов - растворимые (сахара и крахмал), менее растворимые (целлюлоза и гемицеллюлоза) ферментируются в рубце до летучих жирных кислот. Это происходит в результате действия микробных ферментов.

Смесь летучих жирных кислот состоит преимущественно из уксусной, пропионовой и масляной кислот. В ее состав входит так же небольшое количество кислот с разветвленными цепями – муравьиной, изомасляной, валериановой, изовалериановой и капроновой кислоты, образуемых в результате бактериального распада белка.

Распад углеводов в рубце, можно разделить на две стадии:

1-ая - внеклеточный гидролиз труднорастворимых сложных углеводов (целлюлозы, гемицеллюлозы, пектина) до целлобиозы, ксилобиозы под действием микробных ферментов – целлюлазы, гемицеллюлазы, пектиназы. Далее целлобиоза и ксилобиоза расщепляется до глюкозы и ксилозы, соответственно. Крахмал в рубце гидролизируется микробной амилазой до мальтозы и в дальнейшем до глюкозы.

2-ая – внутриклеточный гидролиз олигосахаридов и простых сахаров – под действием внутриклеточных ферментов подвергаются сбраживанию до летучих жирных кислот (ЛЖК) Количество летучих жирных кислот, образуемых в рубце в течение 24 часов очень высоко: 3-5 кг в у коровы, 300-400 г у овец. Дополнительно около 10 % от этого количества образуется в толстом отделе кишечника.

Летучие жирные кислоты всасываются через стенки рубца и книжки в кровь и перемещаются к тканям. Здесь они метаболизируются, дают энергию для биосинтетических процессов, участвуют в биосинтезе жиров из уксусной и масляной кислот, биосинтезе глюкозы из пропионовой кислоты.

Больше всего образуется уксусной кислоты – до 70 % от общего количества ЛЖК. Соотношение между ЛЖК изменяется в зависимости от вида кормления. Скармливание рационов с высоким содержанием крахмала приводит к увеличению количества амилолитических (переваривающих крахмал) микробов, и поэтому наблюдается увеличение пропионовой кислоты в содержимом рубца. На рационах с высоким содержанием грубого корма (высоким содержанием целлюлозы) увеличение соотношения уксусной к пропионовой кислоте, которое у лактирующих коров сопровождается увеличением содержания жира в молоке. Измельченные и гранулированные рационы, особенно содержащие высокий уровень концентратов, способствуют увеличению доли пропионовой кислоты.

Летучие жирные кислоты выполняют большинство функций, которые у моногастричных животных выполняются глюкозой. Тем не менее глюкоза имеет важное значение и в метаболических процессах, происходящих в тканях жвачных животных. Большее количество глюкозы образуется в их тканях в результате биосинтеза (глюконеогенеза), преимущественно в печени и в меньшей степени в почках. 40-50 % глюкозы содержащейся у жвачных животных, образуется из пропионовой кислоты, около 20 % из аминокислот всасываемых из пищеварительного тракта, и остальное количество из разветвленных летучих жирных кислот, молочной кислоты и глицерина.

Концентрация глюкозы в крови жвачных составляет 40-70 мг % по сравнению со 100 мг % - в крови моногастричных животных. Уровень глюкозы в крови у телят на подсосе и ягнят достигает 100-120 мг %. Количество глюкозы, используемое одним животным в течение 24 часов составляет: у овцы, не лактирующей и не суягной - 100г; у суягной овцы - 180г; у лактирующей овцы - 320 г; у сухостойной коровы - 500 г; у высокопродуктивной коровы - 4-6 кг.