Пищеварительный тракт и его основные функции

При непрерывно протекающих в организме процессах обмена веществ и энергии требуется постоянное расходование питательных веществ. Поскольку внутренние ресурсы организма ограничены, для поддержания жизнедеятельности, здоровья и продуктивных качеств животных необходимо поступление питательных веществ в составе корма.

Основные компоненты корма – белки, жиры, углеводы, витамины, минеральные вещества, вода. В нативном (неизменённом) виде животными могут быть усвоены только вода, растворимые минеральные соли и витамины. Белки, жиры и углеводы (полисахариды), представляющие собой высокомолекулярные соединения, не проникающие через поры животных мембран, предварительно должны быть переработаны до относительно простых молекул. Нерастворимые минеральные соли и витамины в процессе пищеварения превращаются в растворимые формы.

Пищеварение – это совокупность механических, физико-химических и биологических процессов, обеспечивающих расщепление поступивших с кормом сложных питательных веществ на относительно простые соединения (блоки), которые могут быть ассимилированы организмом.

Пищеварение – начальный этап ассимиляции питательных веществ, за которым следует промежуточный обмен веществ и выделение продуктов метаболизма почками.

Процесс пищеварения происходит в системе органов пищеварения, или пищеварительном тракте, который условно разделяют на три отдела: передний, средний и задний. К переднему отделу относят ротовую полость с вспомогательными органами, глотку и пищевод, к среднему – желудок и отдел тонких кишок, к заднему – отдел толстых кишок. Пищеварительный тракт включает также застенные пищеварительные железы – слюнные, поджелудочную и печень, секреты которых изливаются в просвет желудочно-кишечного тракта.

Передний отдел пищеварительного тракта служит для захватывания, пережёвывания, смачивания и проглатывания корма, средний отдел является основным местом химической переработки корма и всасывания продуктов гидролиза, в заднем отделе происходит обработка непереваренных остатков корма, всасывание воды и формирование фекалий.

Стенка пищеварительного канала на всём протяжении от пищевода до прямой кишки представлена четырьмя слоями: слизистой оболочкой, слоем гладких мышц, подслизистой и серозной оболочкой, которая образована в основном брюшиной. Компоненты пищеварительных соков синтезируются секреторными клетками желез, расположенных в слизистой оболочке полости рта, пищевода, желудка и кишечника, а также клетками застенных пищеварительных желез.

Хотя общие принципы пищеварения одинаковы для всех видов домашних животных, структура и форма отделов их пищеварительного тракта существенно различаются, что обусловлено характером питания. В пределах каждого вида абсолютные показатели объёма (л) могут существенно варьировать в зависимости от массы животных, возраста, типа кормления, однако соотношение отделов довольно постоянное.

У растительноядных животных (коров, овец, лошадей, кроликов) хорошо развиты отделы, в которых происходит переработка клетчатки с участием микроорганизмов, - преджелудки и толстый кишечник (в основном слепая кишка). Плотоядные имеют желудочно-кишечный тип пищеварения. Потребляемая ими белковая и жировая пища переваривается в основном в желудке и отделе тонких кишок, относительный объём желудка велик. У всеядных (свиньи) все отделы желудочно-кишечного тракта развиты более-менее равномерно, но основная роль в переваривании корма принадлежит кишечнику, имеющему большие объём и протяжённость, чем у плотоядных.

Сущность пищеварения. Механические процессы приводят к изменению структуры и физических свойств корма – плотности, консистенции, размеров частиц и т.п. Это является следствием пережёвывания, сокращения мышц желудочно-кишечного тракта, воздействия жидкой части пищеварительных соков.

Физико-химические процессы (например, действие соляной кислоты в желудке или поверхностно-активных веществ желчи в кишечнике) способствуют набуханию частиц корма, увеличению их поверхностного натяжения, активации ферментов, повышению растворимости солей.

Биологические процессы – это процессы последовательного ферментативного гидролиза пищевых полимеров сначала до промежуточных продуктов, а затем до мономеров при постепенном перемещении корма по отделам желудочно-кишечного тракта.

Ферментативная система пищеварительного тракта включает в себя: а) ферменты пищеварительных секретов, выделяемых внутристенными или застенными пищеварительными железами; б) ферменты, образуемые микроорганизмами пищеварительного тракта; в) ферменты, содержащиеся в растительных кормах.

В целом для моногастричных животных характерны первоначальный ферментативный гидролиз корма в кислой среде (желудок) и последующий гидролиз с всасыванием в нейтральной или слабокислой среде (отдел тонких кишок).

Микробиальная переработка корма (тоже ферментативная) осуществляется бактериями и простейшими, населяющими разные отделы желудочно-кишечного тракта.

Эти процессы особенно интенсивно протекают у жвачных животных в преджелудках, в меньшей степени у лошадей и кроликов в слепой и ободочной кишках.

Регуляция потребления корма. Стремление к потреблению корма (аппетит) вызывается чувством голода, которое проявляется ощущениями давления в эпигастральной области, тошнотой, общей слабостью, иногда слюноотделением; голодное животное беспокоится, переступает конечностями, издаёт нетерпеливые звуки, настойчиво ищет корм. Обменные процессы в тканях при этом несколько снижаются, теплопродукция уменьшается.

Голод – это субъективное ощущение объективной пищевой потребности животных, которое возникает вследствие возбуждения обширной области центральной нервной системы, названной И.П.Павловым «пищевым центром». Последний регулирует пищевое поведение животных – добычу и приём корма, а также координирует моторную и секреторную деятельность всех отделов пищеварительного аппарата.

Ведущим отделом, активирующим другие пищевого центра и осуществляющим интеграцию ощущений голода и сытости, являются ядра гипоталамуса, где обнаружены «центр голода» и «центр насыщения». Повреждение ядер латеральной области гипоталамуса животных вызывает отказ от пищи, а их раздражение – усиленное потребление пищи.

Возбудимость пищевого центра поддерживается гуморальными раздражениями (изменением химического состава крови), а также нервными импульсами, поступающими от периферических рецепторов, в первую очередь от рецепторов пищеварительного тракта. Переливание голодному животному крови от сытого животного временно снижает ощущение голода и угнетает рефлексы, направленные на добывание и приём корма.

К числу факторов, предположительно влияющих на возникновение голода, относят снижение уровня глюкозы в крови, свободных жирных кислот, аминокислот.

Животные потребляют корм в соответствии с их меняющимися энергетическими потребностями, которые зависят от продуктивности, выполняемой работы, условий окружающей среды, а также от калорийности рациона. Животное ест, чтобы удовлетворить свои потребности в энергии, а не для того, чтобы потребить определённое количество корма. Удовлетворение текущих энергетических потребностей – это быстродействующая, кратковременная регуляция потребления корма.

Наступающее после кормления состояние насыщения (исчезновение чувства голода) определяется двумя факторами: сенсорными и метаболическим. Сенсорное насыщение связано с влиянием корма на механо- и хеморецепторы полости рта и желудка, что угнетает нейроны латерального гипоталамуса. В результате приём корма заканчивается до начала процесса всасывания.

Метаболическое насыщение наступает через 1,5 – 2 ч после приёма корма. Причина его – повышение уровня доступной глюкозы и аминокислот при всасывании, изменение метаболизма жиров. Если чувство голода стимулирует процесс потребления корма, то чувство насыщения тормозит его.

У жвачных животных при свободном доступе к корму пищеварительный тракт практически не бывает пустым, и колебания уровня метаболитов в крови животных не превышают физиологически допустимых пределов.