Значение процессов, протекающих в рубце у крупного рогатого скота для здоровья и продуктивности

Сетчатый желудок (Reticulo-rumen)

Отсутствие четкой границы между 1-ым отделом (рубец) и 2-ым отделом (сетка), а также свободное смешивание их содержимого позволяет объединить их в один отдел и назвать сетчатым желудком. Сетчатый желудок занимает основную часть брюшной полости и является самым большим внутренним органом. Это мускулистый орган, который вмещает в себя 2/3 всего содержимого желудочно-кишечного тракта коровы. Около половины времени, необходимого для процесса переваривания, она находится в сетчатом желудке (20-48 часов из общего количества 40-72 часа).

Рубец разделяется сильными мышечными перегородками на краниальный, дорсальный и вентральный мешки. Эти мышцы сокращаются и расслабляются с периодичностью в 50-60 секунд.

Внутренние стенки сетчатого желудка выстланы огромным количеством пальцевидных сосочков, которые значительно увеличивают поверхность всасывания конечного продукта желудочной ферментации (летучие жирные кислоты и аммиак).

Отношение сетчатого желудка к остальному пищеварительному тракту можно сравнить с огромным озером, в одном конце которого протекает река (остальная часть пищеварительного тракта). Строение сетчатого желудка обеспечивает задерживание волокнистой части пищи на время, необходимое для ее ферментации микроорганизмами.

Второй отдел желудка коровы, сетка, представляет собой мешок, находящийся впереди рубца. Сетка отделена от дорсальной части рубца входом пищевода, а от вентральной перегородкой, называемой сетчато-рубцовой складкой. Внутренняя поверхность сетки похожа по строению на пчелиные соты.

Рубец позволяет корове переваривать стенки клеток растений (клетчатку). Для нежвачных животных энергия стенок клеток растений остается недоступной.

При одновременном сокращении рубца и сетки происходит смещение сетчато-рубцовой складки, и продукт пищеварения выталкивается, освобождая сетку. При этом маленькие, т.е. более плотные частицы, проходят через отверстие, соединяющее сетку с книжкой, тогда как большие, но менее плотные частицы поступают снова в вентральную часть рубца. Таким образом, движение сетки играет важную роль в просеивании и сортировке частиц пищи перед тем, как они покидают сетчатый желудок.

Многие травоядные животные являются жвачными животными, которые несут в своем желудке популяции микроорганизмов. Такое сосуществование называется симбиозом, т.к. оно полезно как для жвачного животного, так и для микроорганизмов. Условия, создаваемые коровой, являются благоприятными для питания, роста и размножения микроорганизмов. Микробы, в свою очередь, обеспечивают жвачному животному способность усваивать сложные углеводы, такие как целлюлозу (основной компонент растительной ткани) и небелковые азотсодержащие вещества (аммиак, мочевина). У животных с однокамерным желудком такое усвоение ограничено. После бактериальной ферментации в сетчатом желудке дальнейшие пищеварительные процессы, равно как и последующие органы пищеварения, немногим отличаются от процессов и органов однокамерных животных.

Только благодаря микробам, находящимся в сетчатом желудке, жвачные животные обладают уникальной способностью переваривать не только кормовые растения, но также зерновые остатки и побочные отходы пищевой индустрии, производя взамен высокопитательные и вкусные продукты, такие как молоко и мясо.

Роль желудочной ферментации

В рубце находится много различных видов бактерий и простейших. В каждом миллилитре содержимого рубца насчитывают от 16000000000 до 40000000000 бактерий и 200000 простейших. Грибковые также являются частью нормальной популяции микроорганизмов рубца. Тип кормов, потребляемых коровой, определяет, какой вид бактерий доминирует в желудке, а те, в свою очередь, определяют количество и пропорцию выделяемых летучих жирных кислот, которые используются коровой в качестве источника энергии.

Среда рубца является чрезвычайно благоприятной для роста микроорганизмов. рН (кислотность) находится в пределах от 5,5 до 7,0; температура колеблется от 39° до 40°, что является оптимальным условием для многих ферментов. Кислород, который токсичен для многих видов бактерий, в рубце почти отсутствует. Имеется достаточно пищи, которая поступает более или менее постоянно. Конечные продукты ферментации - летучие жирные кислоты и аммиак - всасываются стенками рубца. Из перечисленного выше понятно, почему рубец является местом плотного заселения популяциями микроорганизмов. Ферментативные процессы в рубце дают корове следующие преимущества:

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 животным для образования молочного белка.

3. Синтез витаминов группы В и витамина К. В большинстве случаев, при нормальном функционировании рубца, организм коровы способен обеспечить собственные потребности в этих витаминах.

4. Нейтрализация некоторых токсических веществ в кормах.

Однако, наряду с положительными, существуют и отрицательные стороны желудочной ферментации. К таким относятся:

1. Ферментация углеводов сопровождается потерей энергии в виде выделяемых газов (метан, углекислый газ).

2. Белок высокой питательной ценности частично разрушается с возможной потерей азота в форме аммиака. Дело в том, что бактерии не способны (из-за недостатка энергии) использовать весь образовавшийся при ферментации белков аммиак для построения белка собственных клеток. Лишний аммиак всасывается через стенки рубца в кровь, а затем выделяется с мочой в виде мочевины.

3. Корова поедает большое количество растительной пищи, часть которой, включая клетчатку и волокнистые структуры, поддается ферментации очень медленно и долго остается в желудке. В результате, если рацион коровы перенасыщен волокнистыми структурами, животное будет испытывать дефицит энергии даже при максимальном приеме пищи.

Микробы рубца могут быстро реагировать на изменения в составе кормов. Однако организму требуется больше времени для адаптации к изменению пропорции летучих жирных кислот. Поэтому важно, чтобы изменения в кормовом рационе осуществлялись постепенно в течении 4-5 дней.

Численность бактерий, находящихся в рубце, в течение дня изменяется прямо пропорционально количеству энергии, доступной для микробов, которая, в свою очередь, прямо пропорциональна количеству энергии, полученной через корма. Несмотря на то, что коровы не едят бактерий, по меньшей мере, 2,5 килограмма бактериального протеина (400 граммов азота) вырабатывается в рубце каждый день. Этот бактериальный протеин переваривается в тонкой кишке и является главным источником аминокислот для коровы.