Бактерии живущие в желудке жвачных животных

Бактерии живущие в желудке жвачных животных thumbnail

1. Взаимодействия бактерий с различными формами жизни Часть 3: Бактерии-симбионты жвачных животных и человека

Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное бюджетное государственное образовательное учреждение
высшего образования «Оренбургский государственный университет»
Химико-биологический факультет
Кафедра биохимии и микробиологии
Взаимодействия бактерий с
различными формами жизни
Часть 3: Бактерии-симбионты жвачных животных и
человека
Лекция 8
Лектор: Давыдова Ольга Константиновна, к.б.н., доцент

2. План лекции:

Взаимодействие микроорганизмов с животными
Микробиоценоз рубца жвачных животных
Строение желудка жвачных
Функции микробиоценоза ЖКТ жвачных
Характеристики рубцовой микрофлоры
Взаимодействие бактерий с организмом человека
Микрофлора кожи
Микрофлора полости рта
Микрофлора дыхательных путей
Микрофлора ЖКТ
Микрофлора половых путей

3.

Микробиоценоз
рубца жвачных животных
© https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/File:COW3.jpg

4. Строение желудка жвачных животных

У быков, баранов, оленей и антилоп желудок
состоит из четырех отделов: рубца, сетки,
книжки и сычуга. Быстро поедаемый корм
попадает в рубец, где из него формируются
небольшие порции жвачки, которые животное
отрыгивает в ротовую полость и снова
пережевывает. Затем эта пища попадает в
книжку и после переваривания в сычуге
поступает в тонкую кишку.
© https://bse.sci-lib.com/a_pictures/03/19/251497500.jpg
Вскрытый желудок:
1-пищевод, 2-рубец,
3-сетка, 4-книжка,
5-сычуг,
6-двенадцатиперстная
кишка, 7-желобок.
© https://animals-world.ru/wp-content/uploads/2014/02/osobennosti-stroeniya.png

5. Строение желудка жвачных животных

Рубец – большая бродильная камера
Постоянная температура ( 37-39 0 С)
Идеальные
условия
Непрерывная подача минерального раствора
рН 5,8-7,3
для роста
микроорганизмов
Периодическое поступление питательных веществ
Механическое перемешивание в результате движения рубца

6. Функции микробиоценоза ЖКТ животных

входит в состав трофических цепей, приводящих к расщеплению
сложных целлюлозосодержащих биополимеров до легкого усвояемых
хозяином мономеров;
обеспечивает непрерывность и термодинамическую выгодность таких
процессов в условиях ЖКТ;
обеспечивает хозяина витаминами, ростовыми факторами,
регуляторами развития, как выделяемыми м.о., так и поступающими
хозяину в результате гидролиза биомассы микробионтов;
защищает хозяина от патогенных м.о.;
активирует системы иммунитета хозяина.

7.

Параметры
Характеристики
Физические
Кислотность, рН
5,5-6,9 (в среднем 6,4)
Окисл.-восст. потенциал
От -350 до -400 мВ
Температура
37-42
Содержание сухого вещества
10-18%
Химические
Газовая фаза, об. %
СО2 (65), СН4(27), N2(7), О2 (0,6), Н2 (0,2)
Летучие жирные кислоты, мМ
Уксусная (68), пропионовая(20), масляная(10), более длинноцепочечные(2)
Аммиак
2-12 мМ
Аминокислоты
< 1 мМ
Растворимые углеводы
<1 мМ в течение 3 ч после кормления
Неоргарические вещества
высокое содержание Na;другие вещества в нелимитирующих количествах
Микроэлементы/витамины
всегда присутствуют в большом количестве витамины группы В
Факторы роста
жирные кислоты с разветвленными цепями и ароматические жирные
кислоты, пурины. Пиримидины
Микробиологические
Бактерии, клеток/г
1010-1011 (> 200)
Ресничные простейшие, клеток/г
104-106
Анаэробные грибы, зооспор/г
102-104

8. Бактерии рубца жвачных

Бактерии, разлагающие целлюлозу и
гемицеллюлозу
Ruminococcus albus
Butyrivibrio fibrisolvens
Fibrobacter succinogenes
Clostridium locheadii
Lachnospira multiparus
Clostridium difficile
© https://sci.waikato.ac.nz/farm/content/microbiology.html
Бактерии, разлагающие крахмал и сахара
Ruminococcus albus
© https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Ruminococcus
Selenomonas ruminantium
Succinimonas amylolytica
Bacteroides ruminicola
Streptococcus bovis
Бактерии, разлагающие лактат
Selenomonas lactilytica
Megasphaera elsdenii
Veillonella spp
Бактерии, декарбоксилирующие сукцинат
Veillonella parvula
©https://www.standardsingenomics.org/index
.php/sigen/article/view/sigs.521107/156
Selenomonas ruminantium
Veillonella parvula
Метаногенные археи
Methanobrevibacter ruminantium
Methanomicrobium mobile
Простейшие
Diplodinium
Entodinium
Diplodinium anisacanthum
©https://www.tankonyvtar.hu/en/tartal
om/tamop425/0010_1A_Book_angol
_05_termeleselettan/ch04s02.html
Entodinium caudatum
©https://microbewiki.kenyon.edu/i
ndex.php/Bovine_Rumen

9.

Микробиологические процессы в рубце
Специфические для рубца бактерии – строгие анаэробы. Общая масса м.о.
рубца коровы превышает 30 кг. У коров длина ЖКТ больше длины тела
животного в 20 раз, у лошади в 12 раз, у человека в 7 раз. Бактерии
перерабатывают полимерные углеводы кормов в простые соединения, такие
как жирные кислоты и спирты.
У жвачных сформировался весьма эффективный «желудочно-печеночный
цикл» мочевина образующаяся в печени в процессе обезвреживания
аммиака, лишь частично выводится с мочой, вся остальная мочевина
поступает через слюнные железы и стенку рубца в первые отелы желудка и
может использоваться м.о. рубца для синтеза белка. Благодаря
симбиотическим взаимоотношениям с м.о. рубца, жвачные не зависят от
экзогенных источников белка. Было неоднократно показано, что коров можно
держать на безбелковом корме.
Бактерии рубца подвергают растительные жиры гидрированию.
Образующиеся ненасыщенные жирные кислоты всасываются в кишечнике, а
затем включаются в собственны жиры КРС, входящие в состав мяса, молока
и масла. У животных не имеющие рубца подобного повышения тугоплавкости
жира не происходит. Жиры, накапливаемые в организме свиньи или грызунов,
имеют поэтому более мягкую консистенцию ( более низкую температуру
плавления ), чем жиры жвачных; они содержат ненасыщенны ж.к. и кислоты с
более короткой цепью ,т.е. те которые поступают с растительным кормом.

10.

Микробиоценозы
тела человека
© https://wiki.ru/sites/meditsina/id-news-204165.html

11. Микрофлора тела человека

Микробиоценоз – стабильное сообщество микроорганизмов. Все
микроорганизмы находятся в состоянии равновесия (эубиоза) друг с
другом и организмом человека.
Органы и системы человека, сообщающиеся с внешней средой
являются открытыми биологическими системами, колонизированными
микроорганизмами, и называются микробиотопами, или
экологическими нишами (эконишами).
Микроорганизмы, населяющие организм здорового человека, образуют
его нормальную микрофлору (с общим численным составом более
1013 клеток):
12% – кожные покровы,
15-16% – ротоглотка,
более 60% микрофлоры заселяет ЖКТ,
9% – урогенитальный тракт,
2% – вагинальный отдел.

12. Микрофлора кожи

Микроорганизмы заселяют главным образом
участки кожи, покрытые волосами и
увлажненные потом(до 106 клеток/см).
Типичные, обитатели кожи :
Staphylococcus(St. hominis и St.
Staphylococcus aureus
epidermidis – 85-100%),
© https://en.wikipedia.org/wiki/Staphylococcus
условный патоген Staphylococcus aureus
– 5-25%, если заселяет кожу, то
обнаруживается чаще всего в ноздрях и
подмышками
Micrococcus
Propionibacterium 45-100%
Corynebacterium (до 70% всей кожной
Propionibacterium acnes
микрофлоры)
©https://www.my
Brevibacterium (кожная микрофлора ног) personaltrainer.it/bellezza/propionibacterium-acnes.html
Acinetobacter
Brevibacterium linens
© https://microbewiki.kenyon.edu/index.php/Brevibacterium_linens

13. Микрофлора полости рта

Аэробные и анаэробные кокковые формы, непатогенные
коринебактерии, спирохеты, молочнокислые бактерии, бактероиды и
коагулазонегативные негемолитические стафилококки (сапрофитные
и эпидермальные), нейссерии, зеленящий стрептококк.
Микробы фекального происхождения (эшерихии, клебсиеллы, протей
и др.) в норме в ротовой полости не обитают.
В слюне бактерии содержатся в концентрации 108 КОЕ/мл, из них
около половины – анаэробы; в десневых карманах > 1011 КОЕ/мл, из
которых 99 % составляют анаэробы.
Зубные бляшки – это смешанная нормальная
микрофлора разных областей полости рта,
накапливающаяся на поверхности зубов.
Главную роль в поддержании целостности и
стабильности этого микроценоза играют
межклеточные физико-химические связи —
межродовая коаггрегация бактерий, а также их
способность к образованию биопленок.
© https://stomatologist.org/dentistryspecialist/dentistry/143-mikroflora-polosti-rta.html

14.

15. Микрофлора дыхательных путей

К нормальной микрофлоре верхних
дыхательных путей относятся:
в полости носа:
Diphtheroids, Staphylococcus epidermidis,
Staphylococcus aureus (20–80 %),
Streptococcus pneumoniae (5–15 %),
Haemophilus influenzae (5–10 %), Neisseria
species (0–15 %), Neisseria meningitidis (0-4
%), Streptococci;
в носоглотке:
Streptococci (группы viridans), Nonhemolytic
streptococci, Neisseria species (90–100 %),
стафилококки (немногие), Haemophilus
influenzae (40–80 %), Streptococcus
pneumoniae (20–40 %), Betahemolytic
streptococci (5–15 %), Neisseria meningitidis
(5–20 %), Haemophilus parainfluenzae,
Pseudomonas aeruginosa, Escherichia coli,
Proteus species, Paracolons, Diphtheroids,
Mycoplasma pneumoniae, Bacteroides.
Staphylococcus epidermidis
© https://www.personal.psu.edu/faculty/j/e/jel5/biofilms/primer.html
Neisseria meningitidis
©https://compendiomicrobiologia.wordp
ress.com/2014/03/08/neisseria-spp/
Haemophilus influenzae
© https://www.hearingreview.com/2014/07/scientist-finds-link-antibioticsbacterial-biofilm-formation-cause-chronic-ear-sinus-lung-infections/

Читайте также:  Что принимать от желудка при приеме антибиотиков

16. Микрофлора ЖКТ

Пищевод
практически не содержит микроорганизмов, а присутствующие
бактерии представляют микробный мир полости рта.
Желудок
Кислоустойчивые бактерии родов Streptococcus, Lactobacillus,
Enterococcus, Micrococcus, хеликобактеры и устойчивые к кислоте
дрожжеподобные грибы
Тонкий кишечник
иногда энтерококки, лактобациллы и дифтероиды.
Candida albicans – в верхней части тонкого кишечника
Двенадцатиперстная, тощая и проксимальный отдел подвздошной
кишки
доминируют стрептококки и лактобациллы,
полное отсутствие облигатно-анаэробных бактерий и
многочисленных представителей семейства Enterobacteriaceae.
Микроорганизмы локализуются преимущественно пристеночно.
Дистальный отдел подвздошной кишки
возрастает общее число бактерий – 106 микробных клеток в 1 г,
внутрипросветная микрофлора превалирует над пристеночной,
приблизительно равное количество аэробных и анаэробных
бактерий (энтерококки, кишечная палочка, бактероиды, вейонеллы,
бифидобактерии)

17. Функции нормальной кишечной микрофлоры

обеспечение колонизационной резистентности организма (т.е.
сдерживают рост и размножение в нем патогенных и условно-патогенных
микробов);
участие в синтетической, пищеварительной и детоксицирующей
функциях кишечника;
стимуляция синтеза биологически активных веществ (a-аланин, 5аминовалериановая и g-аминомасляная кислоты, а также медиаторы,
влияющие на функцию ЖКТ, печени, сердечнососудистой системы,
кроветворения и др.);
поддержание высоких уровней лизоцима, секреторных
иммуноглобулинов, интерферона, цитокинов, пропердина и комплемента,
важных для иммунологической резистентности;
морфокинетическое действие и усиление физиологической активности
ЖКТ.
Плотность бактерий, по данным Alana Parkera (1999), в различных
отделах ЖКТ составляет:
желудок – менее 1000 в мл;
тощая кишка – менее 10 000 в мл;
подвздошная кишка – менее 100 000 в мл;
ободочная кишка – менее 1 триллиона в мл
Escherichia coli
© https://en.wikipedia.org/wiki/Escherichia_coli

18. Дисбактериоз и дисбиоз

Дисбактериоз – это микробиологическая оценка изменения
состава и количественного соотношения в микробиоценозе
ЖКТ.
Дисбиоз – более общее понятие: это микробиологический
дисбаланс в организме, который со временем проявляет
себя местными симптомами, а затем и общими
нарушениями, которые отягощают течение различных
заболеваний. Дисбиоз не может употребляться в качестве
основного диагноза, всегда вторичен и не имеет
специфических клинических эквивалентов.

19. Методы диагностики

Наиболее обсуждаемые и применяемые методы диагностики
состояния микробиоценоза:
рутинное бактериологическое исследование кала,
диагностика с помощью полимеразной цепной реакции (ПЦР),
хромато-масс-спектрометрия и
исследование микробных метаболитов.
Следует учитывать, что бактериологический метод имеет ряд
общепринятых издержек:
длительность получения результатов,
использование дорогостоящих питательных сред,
зависимость от соблюдения сроков транспортировки и качества
сред,
преимущественное определение внутрипросветной флоры и
наряду с ней транзитной (пассажной),
неоднородность выделения микроорганизмов из разных
отделов испражнений,
низкая воспроизводимость результатов и др.

20.

Микрофлора половых путей
Ведущими микроорганизмами являются
Lactobacillus (50-75%),
Peptococcus,
Bacteroides spp. (60-80%),
Clostridium spp. (15-30%),
Peptostreptococcus (30-40%),
Lactobacillus spp
Staphilococcus epidermidis (35-80%),© https://www.musee-afrappier.qc.ca/en/index.php?pageid=3412html&image=3412_fromage1
Enterobacteriaceae (18-40%),
Candida albicans (30-50%),
Trichomonas vaginalis (10-25%).
Peptostreptococcus magnus
©https://www.vetbook.org/wiki/dog/index.
php/Peptostreptococcus_spp
Candida albicans
© https://www.igb.fraunhofer.de/en/pressmedia/press-releases/2010/pathogenic-yeasts.html
Trichomonas vaginalis
© https://parasitol.kr/journal/view.php?number=1655

Источник

  • Авторы
  • Резюме
  • Файлы
  • Ключевые слова
  • Литература
  • English

Чёрная Л. В.

1

1 ГБОУ ВПО Омский государственный медицинский университет Минздрава России

Относительное постоянство среды в рубце и сетке жвачных обеспечивает необходимые условия для инфузорного населения. Простейшие вместе с бактериями не только переваривают принятые животным корма, но и сами, перевариваясь, служат источником органических веществ, в том числе и белка для организма хозяина. Вместе с тем известно, что активная деятельность ферментов проявляется при определенном уровне pH.

фауна инфузорий

желудок

инфузории

1. Корнилова О. А. История изучения эндобионтных инфузорий млекопитающих. [Текст] / Корнилова О.А. // СПб., 2004

2. Догель, В. А. Простейшие – Protozoa. Малоресничные инфузории – Infusoria Oligotricha. Сем. Ophryoscolecidae. Определитель по фауне СССР. [Текст] / В. А. Догель. – Ленинград: изд-во АНСССР, 1929. – 96 с.

3. Корнилова, О. А. Метод комплексного обследования фауны эндобионтных инфузорий. [Текст] / О. А. Корнилова // Функц. морф., экол. и жизн. циклы жив : сб. научн. тр. каф. зоол. РГПУ им. А. И. Герцена. Вып. 4. СПб: «ТЕССА», 2004. – С. 58–65

4. Иванов, А. В. Большой практикум по зоологии беспозвоночных [Текст] / А. В. Иванов, Ю. И. Полянский, А. А. Стрелков. – М.: Высшая школа, 1981. – 504 с.

5. Чёрная Л.В. Инфузорная фауна преджелудков тонкорунных овец лесной зоны Омской области [Текст] / Чёрная Л.В. // Актуальные вопросы ветеринарной биологии. 2014. № 2 (22). – С. 37 – 39.

6. Чёрная Л.В. Особенности питания эндобионтных инфузорий [Текст] / Чёрная Л.В. // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований, № 4, часть 2, 2015. – с. 233 – 237

7. Oxford A. E. The rumen ciliate protozoa: their chemical composition, metabolism, requirements for maintenance in culture and physiological significance for the host // Experiment. Parasit. 1955. Vol. 4, № 6. P. 569 – 605

8. Рябиков А.Я. Особенности желудочного пищеварения у жвачных животных [Текст] / А.Я. Рябиков // Омск, ОмСХИ, 1979. – 47 с.

9. Догель, В. А. Простейшие – Protozoa. Малоресничные инфузории – Infusoria Oligotricha. Сем. Ophryoscolecidae. Определитель по фауне СССР. [Текст] / В. А. Догель. – Ленинград: изд-во АНСССР, 1929. – 96 с.

10. Корнилова, О. А. Метод комплексного обследования фауны эндобионтных инфузорий. [Текст] / О. А. Корнилова // Функц. морф., экол. и жизн. циклы жив : сб. научн. тр. каф. зоол. РГПУ им. А. И. Герцена. Вып. 4. СПб: «ТЕССА», 2004. – С. 58–65

11. Иванов, А. В. Большой практикум по зоологии беспозвоночных [Текст] / А. В. Иванов, Ю. И. Полянский, А. А. Стрелков. – М.: Высшая школа, 1981. – 504 с.

FEATURES OF GASTRIC DIGESTION IN RUMINANTS

Chernaya L. V. 1

1 GBOU VPO Omsk statemedical university of health of Russia

Abstract:

Relative constancy of the environment in a hem and a grid of the ruminant provides necessary conditions for the infusorial population. Protozoa together with bacteria not only digest the forages accepted by an animal, but also, being digested, are a source of organic substances, including a squirrel for the owner’s organism. At the same time it is known that vigorous activity of enzymes is shown at a certain pH level.

Читайте также:  Тяжесть в желудке першение

Keywords:

fauna of infusorians

stomach

infusorians

Инфузории из пищеварительного тракта травоядных млекопитающих известны науке уже почти полтора века. Тем не менее, проблемы систематики и филогении эндобионтных инфузорий млекопитающих до сих пор не были решены.

В мировой фауне описано более 500 видов эндобионтных инфузорий млекопитающих [1]. Многие из них имеют широкий полиморфизм по ряду морфобиологических признаков. Подавляющее большинство видов не было изучено с момента описания, значительная часть исследований других видов ограничена методиками конца XIX – начала XX века. Более чем в половине известных публикаций в качестве материала для исследований использованы инфузории из рубца жвачных, и лишь в небольшой части работ объектом изучения являлись инфузории из кишечника непарнокопытных, хоботных, приматов и грызунов. В результате на фоне определенных достижений в изучении легко получаемых и культивируемых инфузорий из рубца жвачных, преимущественно офриосколецид, сохранились существенные пробелы в знаниях об остальной многочисленной группе эндобионтных инфузорий млекопитающих [1].

В большинстве случае взятие проб содержимого желудочно-кишечного тракта домашних животных производится после забоя. Из разных отделов желудка 35 овец романовской породы было собрано 350 проб, содержащих эндобионтных инфузорий (по 10 проб из каждого желудка). Дополнительно отбирались пробы из кишечника каждой особи овцы: слепой кишки, толстого кишечника, прямой кишки. Пробы фиксировали 4% раствором формалина. Промежуток времени от забоя овец до взятия проб составлял не более 15 – 20 минут. В большинстве случае взятие проб содержимого желудочно-кишечного тракта домашних животных производится после забоя.

Определение видов проведено по определительным таблицам [2], после изготовления временных препаратов с применением гистохимических и цитохимических методик. Подсчет численности инфузорий проводился методом «калиброванной капли» в полях зрения или в счетной камере Горяева [3, 4]

У жвачных желудок сложный многокамерный, включает четыре отдела – рубец, сетку, книжку и сычуг. Первые три отдела (рубец, сетка и книжка) образуют так называемый преджелудок и выстланы многослойным эпителием; преджелудок лишен пищеварительных желез и в нем происходит лишь бактериальное брожение с участием населяющих его симбионтов, которые могут существовать только в нейтральной или слабощелочной среде. Разложение растительной пищи симбионтами проходит в рубце, где скапливается лишь слегка пережеванная пища; брожение усиливается после повторного пережевывания жвачки и смачивания ее слюной, имеющей слегка щелочную реакцию. В сетке и книжке продолжается брожение и механическое перетирание пищевых частиц. Обработка желудочным соком происходит только в сычуге, в его кислой среде.

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.

Рубец рассматривают как большую бродильную камеру с подвижными стенками. Съеденный корм находится в рубце до тех пор, пока не достигнет определенной консистенции измельчения, и только тогда переходит в последующие отделы пищеварительного тракта. Измельчается корм в результате периодически повторяющейся жвачки, при которой корм из рубца отрыгивается в ротовую полость, пережевывается, смешивается со слюной и вновь проглатывается.

В рубце переваривается до 70 % сухого вещества рациона, притом это происходит без участия пищеварительных ферментов. Расщепление клетчатки и других веществ корма осуществляется ферментами микроорганизмов, содержащихся в преджелудке. В нем протекают сложные микробиологические и биохимические процессы. Корм в рубце задерживается длительное время. Например, при скармливании сена в рубце через 24 ч остается еще половина этой порции. Мелкие частицы корма проходят из рубца быстрее крупных. Задержка корма в рубце способствует созданию постоянных благоприятных условий для рубцовых процессов и сбраживания трудно-перевариваемых компонентов рациона.

Реакция содержимого рубца постоянно поддерживается в пределах pH 6,5 – 7,4 и смещается в кислую сторону в период наиболее интенсивного сбраживания корма. В этот момент образование кислот брожения превалирует над их всасыванием и нейтрализацией.

Непрерывное выделение слюны и поступление ее в рубец необходимы для осуществления биотических процессов в преджелудках. Образование щелочной слюны обусловлено и регулируется процессами, протекающими в рубце (кислотность, давление и др.). В свою очередь, пищеварение в рубце во многом зависит от поступления в него слюны. Буферные свойства секрета слюнных желез, особенно наличие карбонатов и фосфатов, способствуют нейтрализации кислот брожения и образованию солей жирных кислот. Эти кислоты так же, как и свободные кислоты, являются конечным продуктом ферментации в преджелудках и легко всасываются.

Температура в рубце в течение суток колеблется в пределах 38 – 41 °С (днем 38 – 39°, ночью 39 – 41 °С) независимо от приема корма: у лошади и свиньи температура в желудке может резко меняться в зависимости от температуры принимаемого корма и воды.

Периодическое поступление в рубец корма, оптимальная реакция среды и постоянная температура, непрерывное поступление слюны из ротовой полости и ионов из стенки преджелудка, перемешивание и продвижение пищевых масс, всасывание конечных продуктов обмена микроорганизмов в кровь и лимфу – все это создает благоприятные условия для жизнедеятельности, размножения и роста микрофауны рубца. Микроорганизмы способствуют усвоению клетчатки и простых небелковых азотистых веществ корма.

В преджелудках жвачных развиваются в основном анаэробные микроорганизмы: простейшие (инфузории) и бактерии. В каждую из этих групп входит большое число видов. Видовой состав зависит от того, какой корм превалирует в рационе. При смене рациона меняется и популяция микроорганизмов. Поэтому для жвачных важное значение имеет постепенный переход от одного рациона к другому.

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.

Читайте также:  Рацион питания при эрозии желудка

Простейшие рубца относятся к подтипу инфузорий (Cilophlora), классу ресничных инфузорий (Ciliata), состоящему из десятка родов и множества (около 100) видов. Видовой состав и количество инфузорий так же как и бактерий, зависит от состава рациона и реакции среды содержимого рубца [5, 6]. Наиболее благоприятной для их жизнедеятельности является среда с рН 6 – 7. Они попадают в преджелудки, как и многие другие микроорганизмы, с кормом и очень быстро размножаются (до 4 – 5 поколений в день). В 1 г содержимого рубца находится до 1 млн инфузорий, размеры их колеблются от 20 до 200 мкм. 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%.

Таблица 1

Состав бактерий и простейших рубца, г/кг сухого вещества

Вещества

Бактерии

Простейшие

Азот

78

64

Углеводы

155

380

Липиды

100

90 (более половины фосфолипиды)

Зола

170

65

Лизин (г/100 г азота аминокислот)

8,5

10,2

Инфузории играют важную биологическую роль в рубцовом пищеварении. Они подвергают корм механической обработке, используют для своего питания трудно-перевариваемую клетчатку и благодаря активному движению создают своеобразную микроциркуляцию среды. Внутри инфузорий можно увидеть мельчайшие частицы корма, съеденного животным. Инфузории разрыхляют, измельчают корм, в результате чего увеличивается его поверхность, он становится более доступным для действия бактериальных ферментов. Инфузории, переваривая белки, крахмал, сахара и частично клетчатку, накапливают в своем теле полисахариды. Белок их тела имеет высокую биологическую ценность. Однако значение инфузорий для рубцового пищеварения изучено еще недостаточно, так как их трудно изучать вне организма.

Считают также, что бактериальная фракция рубцового содержимого имеет все незаменимые аминокислоты. Животные в сутки за счет микроорганизмов могут получать до 400 г полноценного белка и удовлетворять свою суточную потребность в нем на 20 – 30%. Кроме того, микроорганизмы синтезируют витамины группы В (тиамин, рибофлавин, никотиновую кислоту, фолиевую кислоту, биотин, цианкобаламин и др.).

Значение микроорганизмов не ограничивается только расщеплением корма в преджелудке. В процессе жизнедеятельности микроорганизмы синтезируют белки своего тела. Продвигаясь вместе с кормовой массой по пищеварительному тракту, они перевариваются и используются организмом животного, доставляя ему более полноценный белок по сравнению с тем, который был получен с кормом. За счет микроорганизмов жвачные получают за сутки около 100 г полноценного белка. Это очень важный биотехнологический процесс.

Между всеми видами микроорганизмов существует симбиотическая связь: активное развитие одних видов может стимулировать или тормозить размножение других.

В рубце жвачных крахмал легко сбраживается с образованием летучих и нелетучих жирных кислот. Расщепляют крахмал бактерии и инфузории. Последние переваривают крахмал, захватывая его зерна. Бактерии воздействуют на крахмал с поверхности.

Бактерии и инфузории, расщепляя крахмал, накапливают внутриклеточный полисахарид гликоген, а также амилопектин, который медленно и длительно сбраживается, что способствует сохранению постоянства биохимических условий в рубце и предупреждает возникновение интенсивного брожения при поступлении свежего корма.

В рубце жвачных под действием протеолитических ферментов микроорганизмов растительные белки корма расщепляются до пептидов, аминокислот, а затем до аммиака. Микроорганизмы рубца могут использовать не только белок, но и небелковые азотистые вещества. Поэтому часть белка в рационе жвачных можно заменять синтетической мочевиной (карбамидом). Карбамид содержит 45 % азота, добавлять его в корм целесообразно как для экономии белка, так и в качестве азотистого источника для микроорганизмов. В рубце карбамид расщепляется ферментом уреазой, выделяем мой микроорганизмами, до аммиака и двуокиси углерода. Из аммиака и продуктов расщепления углеводов корма микроорганизмы синтезируют более полноценный белок своего тела, в состав которого входят многие независимые аминокислоты.

В процессе жизнедеятельности микроорганизмов в рубце образуются газы. Они являются важными продуктами микробиологических процессов и необходимы для дальнейших реакций, протекающих в преджелудках. В результате которых формируется ряд ценных питательных веществ. Количество и состав газов зависят от вида корма и уровня ферментативных процессов в рубце. Максимальное количество газов образуется через 2 – 3 ч после кормления и у крупного рогатого скота достигает 25 – 35 л в 1 ч; за сутки может образоваться до 100 л газов в зависимости от вида корма. Наибольшее газообразование происходит при скармливании сочных кормов, особенно бобовых. В рубце образуются двуокись углерода (углекислый газ, до 60 – 70%), метан (до 40 – 50%), азот, небольшое количество водорода, сероводорода и кислорода.

Избыток газов рубца, не используемых микроорганизмами, в основном удаляется при отрыжке, и только небольшое количество их всасывается в кровь, а затем выделяется через легкие при дыхании. Образование очень большого количества газов нежелательно; потеря значительной части газов ведет к тому, что снижается использование питательных веществ рациона.

Таким образом, рубец представляет собой единую систему с рядом отдельных форм деятельности. В рубце одновременно происходят процесс разложения клетчатки и синтез микроорганизмами ряда ферментов и витаминов, без чего пищеварение не могло бы осуществиться. При сезонной смене кормов микроорганизмы адаптируются к новым кормам и пищеварение не нарушается. Лишь в случае резких изменений рационов происходит нарушение пищеварения, которое особенно сильно проявляется весной, при переходе на зеленые корма.

Библиографическая ссылка

Чёрная Л. В. ОСОБЕННОСТИ ЖЕЛУДОЧНОГО ПИЩЕВАРЕНИЯ У ЖВАЧНЫХ ЖИВОТНЫХ // Научное обозрение. Биологические науки. – 2017. – № 2. – С. 153-156;
URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1064 (дата обращения: 16.03.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»

(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

Источник