Видовые особенности пищеварения

У НЕЖВАЧНЫХ ЖИВОТНЫХ

6.1. Лошади

Лошади принадлежат к травоядным животным, ведущим подвижный образ жизни. Это привело к формированию у них компактного пищеварительного аппарата, приспособленного к усвоению разнообразного растительного корма.

Благодаря подвижным и чувствительным губам, лошадь способна выбирать в корме наиболее съедобные части. Совершенная зубная система, мощная жевательная мускулатура и интенсивное слюноотделение (за сутки выделяется до 40 л слюны) обеспечивают тщательное пережёвывание, которое завершается проглатыванием пищевого кома в однокамерный желудок (рис. 14). Его объем не превышает 20 л (у КРС с такой же массой тела – около 200 л). Поэтому лошади стремятся поедать корм часто и небольшими порциями. Только вода из желудка уходит с первыми глотками. Поэтому взрослое животное может сразу выпить более 10 л воды.

Рис. 14. Желудок лошади: 1 – пищевод; 2 – ампула ДПК; 3 – привратник; 4 – преддверие привратника; 5 – пилорические железы; 6 – железистая часть слизистой оболочки; 7 – зона кардиальных желез; 8 – край складки; 9 – вход в желудок; 10 – слепой мешок

В месте впадения пищевода в желудок у лошади расположен мощный кардиальный сфинктер. Его тонус рефлекторно возрастает при заполнении желудка, что предотвращает отрыжку и рвотные движения.

Важнейшей особенностью желудка лошади является наличие в кардиальной части значительного расширения, названного слепым мешком. В нем сокращения стенок слабые. Поэтому каждая новая порция проглоченного корма располагается в середине кардиального отдела желудка, оттесняя ранее поступившее содержимое к его стенке и телу.

Желудочных желез в слепом мешке нет, а на его границе расположены только кардиальные железы. Вырабатываемая ими слабощелочная слизь отделяют слепой мешок от секретируемых фундальными железами соляной кислоты и гидролаз (преимущественно пепсинов и липаз). При регулярном кормлении они выделяются постоянно (за сутки выделяется до 30 л желудочного сока), и обеспечивают переваривание компонентов корма в теле желудка. Однако, в связи с низкой сократительной активностью желудка и деятельностью кардиальных желез, богатый соляной кислотой сок почти не поступает в слепой мешок, а накапливающиеся в нем вместе с проглоченным кормом бикарбонаты слюны создают слабощелочную среду. Она способствуют развитию аутолитического и симбионтного типов пищеварения за счет поступивших в слепой мешок вместе с кормом, соответственно, ферментов (в слюне их почти нет) и микроорганизмов. Главным образом здесь переваривается крахмал (до глюкозы, молочной кислоты и небольших количеств ЛЖК).

По мере пропитывания содержимого желудочным соком (приблизительно через 1-2 часа после проглатывания корма), аутолитическое и симбионтное пищеварение прекращаются, но растет активность собственного пищеварения. Таким образом, в желудке лошади перевариваются белки, жиры и многие водорастворимые углеводы (клетчатка только разрыхляется).

Переваривание в желудке и эвакуация его содержимого протекают медленно. По мере снижения кислотности в желудке, моторика усиливается, и периферический слой химуса небольшими порциями переходит в кишечник. Время желудочного пищеварения в среднем составляет около 6 ч.

К особенностям пищеварения в тонком кишечнике лошади относится практически постоянная секреция в ДПК панкреатического сока и желчи (поэтому желчного пузыря у лошади нет).

Из тонкого отдела кишечника лошадей остатки химуса переходят в огромную слепую кишку (её объём в два раза больше чем у желудка и составляет около 40% объёма всего пищеварительного тракта). Она депонирует химус и, таким образом, компенсирует недостаточную вместимость желудка. Кроме того, слепая кишка является основным местом переваривания клетчатки и других компонентов растительного корма (преимущественно до ЛЖК) бактериями и простейшими.

Тело слепой кишки отделено сфинктером от ободочной кишки. В ней процессы симбионтного пищеварения продолжаются с меньшей, по сравнению со слепой кишкой, интенсивностью и завершаются формированием кала. Для задержки сапрофитов слепой и ободочный отделы толстой кишки на значительном протяжении имеют большой диаметр, а также от четырех до двух рядов гаустр.

Из ободочной кишки каловые массы переходят в прямую кишку, там накапливаются и периодически удаляются из организма в ходе дефекации.

Общее время пищеварения у лошади составляет 17-24 ч. За сутки, в среднем, происходит 10 дефекаций.

6.2. Свиньи

Желудочное пищеварение у свиней происходит в однокамерном желудке. Рядом с местом впадения пищевода в желудок (рис. 15) расположен слепой мешок (дивертикул). В нем, в преддверии желудка и в области малой кривизны желез нет. Вдоль большой кривизны расположены кардиальные железы (занимают около половины объема желудка). Они состоят из слизистых клеток, а также небольших количеств главных и париетальных клеток, а также клеток, вырабатывающих амилолитические ферменты. Пилорические железы образованы преимущественно слизистыми клетками. Кислый секрет и ферменты (пепсиноген, реннин и липаза) вырабатываются фундальными железами.

Рис. 15.Желудок свиньи: 1 – пищевод; 2 – малая кривизна; 3– желоб желудка; 4 – подушка привратника; 5 – ДПК; 6 – пилорический сфинктер; 7 – зона пилорических желез; 8 – зона фундальных желез; 9 - зона кардиальных желез; 10 - большая кривизна; 11 – преддверие желудка; 12 – дивертикул

Около малой кривизны желудка свиньи расположен желоб, по которому проглоченная вода быстро переходит в тонкий кишечник. В тоже время, сократительная деятельность желудка свиньи после приема корма нарастает медленно. Поэтому особенностью желудочного пищеварения у данного вида животных является слабое перемешивание (не перемешивается по нескольку часов) и послойное распределение корма.

Начальная фаза желудочного пищеварения начинается через практически сразу после начала кормления и продолжается около двух часов. В это время до 20% содержащихся в проглоченном корме полисахаридов (преимущественно крахмала) расщепляется в кардиальной зоне желудка и слепом мешке ферментами корма и слюны (до мальтозы, глюкозы), а также микроорганизмами (до молочной кислоты и ЛЖК). В значительно меньшей степени расщепляются белки и липиды.

Фундальные железы выделяют желудочный сок непрерывно, а прием корма усиливает его секрецию. За сутки выделяется 6-9 л желудочного сока.

По мере пропитывания содержимого желудочным соком начинается фаза истинного желудочного пищеварения. Она приводит к интенсивному расщеплению белков и эмульгированных жиров в фундальной и пилорической зонах. Этим процессам, и особенно эмульгированию жиров, способствует периодический заброс кишечного содержимого в желудок (регургитация).

У новорожденных поросят желудочный сок не содержит соляную кислоту (появляется лишь во второй-третьей декаде), а кислая реакция в их желудке обусловлена молочной кислотой.

Время желудочного пищеварения составляет около 9 ч.

Самой высокой сократительной активностью и интенсивностью пищеварения у свиней обладает тонкий кишечник. В нём за 3-4 ч усваивается до 75% эвакуированного из желудка химуса, а остальная его часть поступает в толстый отдел кишечника.

Слепая кишка у свиньи относительно короткая, широкая и на всём протяжении имеет три ряда гаустр. Ободочная кишка значительно длиннее. Её проксимальная часть широкая с двумя рядами гаустр, а дистальная их не имеет, постепенно суживается и переходит в прямую кишку. В слепой кишке и начальном отделе ободочной кишки у свиней за счет симбионтного пищеварения расщепляется около 90% поступившей с кормом клетчатки. Образующиеся при этом за сутки около 50 г кислот (уксусной, пропионовой, масляной и молочной), а также от 2 до 4 л воды всасываются в кровь. Оставшиеся в ободочной кишке вещества в составе каловых масс по мере накопления в прямой кишке (в среднем 4-5 раз в сутки) выводятся из организма. Общая продолжительность переваривания поступивших в толстый кишечник веществ обычно не превышает 13 ч.

6.3. Кролики

Трудноусвояемые богатые клетчаткой корма, составляют приблизительно две трети рациона кролика. Несмотря на это, пищеварительная система у них относительно невелика, а желудок однокамерный и малого объема (не превышает 0,2 л). В то же время, благодаря автокопрофагии (поеданию собственных фекалий), эффективность использования растительного протеина и клетчатки кроликами и некоторыми другими грызунами (например, морскими свинками, зайцами и шиншиллами) значительно выше, чем остальными нежвачными млекопитающими.

Характерное для некоторых других животных (собак, мышей, крыс и т.д.) поедание чужих фекалий(копрофагия) вызвано, как правило, лишь необходимостью восполнения недостатка в обычном рационе каких-либо микроэлементов и витаминов или отсутствием в пищеварительном тракте развитой симбионтной микрофлоры. Последняя причина копрофагии наиболее актуальна для молодняка млекопитающих. Они в период перехода с молочной на растительную диету ускоряют формирование микрофлоры в собственном пищеварительном тракте, поедая свежие экскременты взрослых особей.

Автокопрофагия, в отличие от копрофагии, в первую очередь, обеспечивает лучшее усвоение ранее принятого растительного корма. При однократном его прохождении через пищеварительный тракт кролика всасываются только легкопереваримые вещества, а многие труднопереваримые (например, клетчатка и растительные белки) становятся лишь более доступными к дальнейшей переработке и повторное их поедание значительно повышает усвоение корма.

Для кроликов характерно частое (25-30 раз в сутки) поедание небольших объемов корма, преимущественно ночью и рано утром. Именно в это время выделяется ночной кал. Он представляет собой мягкие, светлые и крупные фекалии, покрытые микроорганизмами и непереваренными растительными клетками. Основным источником ночного кала является впервые проглоченный корм. Он быстро проходит в слепую кишку (самый крупный отдел толстого кишечника кролика), где задерживается приблизительно на 12 часов. Здесь происходит интенсивное брожение полисахаров, а также образуются микробиальные белки и витамины группы В. Поэтому ночной кал богат протеином (около 28,5% сухой массы) и витаминами, но беден клетчаткой. Содержание витаминов в нем настолько велико, что автокопрофагия практически полностью обеспечивает кроликов тиамином, рибофлавином, биотином, а также фолиевой и пантотеновой кислотами.

Кролик заглатывает непосредственно из анального отверстия от 50 до 80% общего количества образующегося ночного кала. Он сначала попадает в слепой мешок желудка, где до пропитывания желудочным соком подвергается брожению. Затем, под действием соляной кислоты, микроорганизмы гибнут и, в ходе переваривания, служат источником полноценного белка, а продукты брожения всасываются в кровь. Образующиеся при этом массы минуют слепую кишку и выделяются (преимущественно в светлое время суток) в виде темного, твердого и сухого дневного кала.

Время нахождения проглоченного корма в желудке составляет от 3 до 10 ч, а длительность прохождения всей системы пищеварения составляет от 13 до 72 ч.

Птицы

Для пернатых характерна высокая активность обменных процессов при относительно небольшой массе тела. Это требует интенсивного использования птицами питательных веществ при отсутствии их значительных депо в организме. Пернатые наиболее приспособлены к быстрому перевариванию корма с низким содержанием клетчатки и высокой энергетической ценностью (насекомые и другие животные, плоды, семена и нектар). Например, совы переваривают мышь за 4 часа, ягоды у воробьиных проходят через ЖКТ за несколько минут, зерна у курицы — не более чем за сутки. Листья растений и траву птицы используют в качестве дополнительного источника витаминов, минеральных веществ и воды.

Всё вышеперечисленное отразилось на структурно-функциональных особенностях всех отделов системы пищеварения, что позволяет пернатым ежедневно перерабатывать корм, масса которого может достигать 30% от веса их тела.

Первым отделом системы пищеварения у птиц является ротоглотка. Она лишена щек, губ и зубов, мягкого неба и надгортанника, а челюсти имеют форму клюва.

Клюв используется для питья, захватывания и частичного измельчения корма, очищения орехов и семян, а также для защиты, строительства гнезда, помощи при передвижении и т.д.

У зерноядных птиц и дятлов клюв наиболее твердый. Длинный клюв имеют птицы, достающие корм из воды и с земли (аисты, кулики и др.), из плодов растений и цветочного нектара (туканы, колибри и др.) или из складок и углублений (пищухи, стенолазы). У птиц, которые удерживают живую добычу, клюв короткий с крючком на верхней челюсти. Клюв приплюснут у птиц, хватающих насекомых на лету (ласточки, стрижи). У клестов челюсти перекрещиваются для извлечения семян из шишек.

Наличие множества рецепторов на клюве делает его органом осязания.

Пьет птица, набирая в клюв жидкость, и глотает ее, поднимая голову (однако многие виды птиц воду не пьют, так как оперение сводит к минимуму кожное испарение, а из поступившей в клоаку мочи всасывается вода).

На твердом нёбе и языке имеются сосочки, которые способствуют захватыванию, удержанию и проглатыванию корма. На нёбе и в глотке расположены вкусовые рецепторы, а на языке они, как правило, присутствуют только у водоплавающих.

Язык у большинства принимающих корм птиц закрывает собой нёбную щель и тем самым обеспечивает возможность дыхания через нос. У многих птиц язык может высовываться далеко за пределы клюва (д ятлам э то позволяет извлекать из отверстий в коре насекомых и личинки). У колибри язык свернут трубкой для высасывания нектара. На языке водоплавающих птиц имеются выступы, которые вместе с боковыми пластинками на клюве, используются для раздавливания корма и отцеживания воды.

Слюна у пернатых содержит слизь и амилазу. Вырабатывающие её слюнные железы наиболее развиты у зерноядных птиц (куры, индейки), а у захватывающих из воды добычу веслоногих птиц отсутствуют. Некоторые птицы используют слюну в качестве клея при строительстве гнезда.

Корм из клюва проталкивается в пищевод, который обеспечивает доставку пищи в желудок, а также ее временное хранение. Пищевод преимущественно у зерноядных птиц делится на две части зобом. У водоплавающих пернатых имеется лишь небольшое расширение пищевода, а насекомоядные, страусы и многие другие птицы зоба не имеют.

Выделяемый внутренней оболочкой зоба слизистый секрет способствует размягчению и набуханию содержимого зоба, а также создает условия для гидролиза (ферментами корма и слюны) и брожения части водорастворимых веществ (преимущественно углеводов). Всасывание в зобе не происходит.

У голубей во время насиживания в зобе образуется «зобное молоко» для выкармливания потомства. Обитающие в пустынях птицы, переносят в зобе воду для птенцов.

Моторика зоба при его заполнении плотными частицами замедляется. Через некоторое время они размягчаются, и стенки зоба начинают сокращаться с малой амплитудой. Это обеспечивает измельчение и перемешивание корма. Затем, перистальтические сокращения выталкивают содержимое зоба в желудок. При выкармливании птенцов и удалении непереваренных остатков, в зобе и пищеводе наблюдается антиперистальтика.

Скорость эвакуации содержимого зоба замедляют плотный корм и переполнение желудка.

Непосредственно из пищевода корм поступает в железистый отдел желудка. В его стенке слабо развит мышечный слой, но много желез вырабатывающих богатый соляной кислотой, муцинами и ферментами (пепсином, желатиназой и гастриксином) желудочный сок. Он преимущественно вызывает частичный гидролиз белковых компонентов корма. Секреция желудочного сока усиливается при механическом раздражении стенок желудка кормом и увеличении в нем содержания белка до 15-25%.

Из железистого отдела содержимое переходит во второй (мускульный) отдел желудка. В его стенке желудочный сок не вырабатывается, хорошо развит слой гладких мышц, а слизистая оболочка покрыта кутикулой. Она представляет собой застывший плотный полисахаридно-белковый секрет, защищающий стенки желудка от повреждения грубым кормом и у зерноядных, как правило, пропитана желчными пигментами (периодически поступают вместе с содержимым ДПК), придающими ей зеленый оттенок. Сокращения мускульного желудка, плотная кутикула и находящиеся в желудке гастролиты (мелкие камешки, ракушки, стекло, зерно и другие твердые частицы) раздавливают и растирают корм, что компенсирует птицам отсутствие зубов. Кутикула постоянно обновляется благодаря деятельности желез желудка, а гастролиты должны регулярно восполняться заглатыванием из внешней среды.

До кормления частота сокращений мышечного желудка составляет 1-2 за 5 мин, а после механического раздражения стенки желудка принятым кормом, она резко возрастает.

Корм и желудочный сок переходят из первого отдела желудка во второй. Здесь мощные сокращения стенки, желудочный сок, сохранившаяся активность ферментов корма и бактерий, а также, регулярно забрасываемые из ДПК соки обеспечивают переваривание до мономеров около 50% белков, 25% водорастворимых углеводов и 10% жиров (у хищных птиц секреты пищеварительных желез растворяют даже кости) корма. Общее время желудочного пищеварения, как правило, не превышает 4 ч.

Между отделами желудка у кур находится сфинктер. Он препятствует возврату содержимого в железистый желудок. У гусей и уток сфинктера нет, и содержимое одного отдела желудка может неоднократно переходить в другой. Зерноядные, насекомоядные и всеядные птицы имеют крупный мышечный отдел, а у пернатых, потребляющих нектар или мякоть плодов, мускульного желудка нет. В то же время, он маленький у рыбоядных (глотают рыбу целиком), но их железистый желудок имеет наибольшую емкость.

Крупные частицы задерживаются в желудке для более глубоких превращений а жидкости и хорошо измельченный химус проходят через привратник в первый отдел тонкого кишечника - ДПК. У кур тонкий кишечник превышает длину туловища в 6 раз, у гусей и уток - в 4-6, у хищных птиц - в 1,5-2 раза. Во всех его отделах у птиц имеются ворсинки, которые наиболее выражены в ДПК. Через открывающиеся в её конечный отдел протоки непрерывно выделяются секреты поджелудочной железы и печени (желчь). Их выработку усиливает прием корма и воды.

В панкреатическом соке птиц нет лактазы, а другие, характерные для млекопитающих ферменты имеют наибольшую активность.

Печень птиц имеет две доли (правую и левую). Они непрерывно вырабатывают ярко-зеленую желчь, которая, в зависимости от вида птицы, места образования и интенсивности пищеварения, сразу поступает в ДПК или перед этим накапливается в желчном пузыре. У голубя, страуса и некоторых других пернатых желчного пузыря нет. Проток, по которому желчь идет от левой доли печени у всех пернатых, не соединяется с желчным пузырем. От правой печеночной доли желчь большинства видов птиц, как правило, сначала накапливается в желчном пузыре, где становится темно-зеленой (пузырной) и выводится в ДПК в период интенсивного пищеварения. Следовательно, постоянное выделение желчи в тонкий кишечник происходит из левой доли печени всех видов пернатых, а из правой только у птиц, не имеющих желчного пузыря.

Важной особенностью моторики в тонком кишечнике является частая антиперистальтика. Это обеспечивает неоднократное прохождения химуса через различные отделы пищеварительного тракта, что способствует завершению усвоения в относительно короткой тонкой кишке около 60% сухих веществ химуса и до 50% воды.

Время пищеварения в тонком кишечнике обычно не превышает 3-5 ч. Причем, эвакуация содержимого из подвздошной кишки в толстый кишечник происходит периодами по 30-40 мин, покой между ними продолжается около 30 мин.

Толстый отдел кишечника у птиц состоит из прямой кишки, двух слепых отростков (отходят от начальных отделов прямой кишки) и клоаки. Ободочная кишка у птиц практически отсутствует. Для быстрого всасывания воды и растворенных в ней низкомолекулярных веществ, внутренняя поверхность толстого кишечника имеет ворсинки (отсутствуют только в клоаке).

У травоядных птиц слепые отростки в несколько раз длиннее прямой кишки (например, у кур приблизительно в три раза), а у других пернатых – значительно меньше. Химус с мелкими частицами корма заполняет слепые отростки при одновременной антиперистальтике в прямой кишке, перистальтике в подвздошной кишке и частичном расслаблении сфинктеров слепых отростков. Крупные фрагменты химуса через них не проходят и сразу поступают в клоаку. Поступившие с химусом из тонкого кишечника ферменты способствуют протеолизу, а собственный секрет слепых отростков и населяющая их микрофлора расщепляют клетчатку, преобразуют азотистые вещества и синтезируют витамины (преимущественно группы В). Здесь переваривается от 10 до 25% клетчатки, от 8 до 10% протеина, небольшое количество растворимых углеводов и липидов. Образовавшиеся при этом низкомолекулярные продукты, а также вода и минеральные вещества всасываются в кровь. Пищеварению в слепых отростках способствуют их тонические сокращения (у кур 10-12 в 1 ч). После 8-10 перистальтических сокращений тонкого кишечника, слепые отростки осуществляют 1 сокращение, эвакуирующее содержимое в прямую кишку, и начинается формирование каловых масс. Они переходят через внутренний сфинктер прямой кишки в клоаку итам смешиваются с мочой (поступает по мочеточникам). Кристаллизующаяся при этом мочевая кислота образует на поверхности кала белый налет. Часть выделяемой с мочой воды всасывается из клоаки. Задний отдел клоаки обеспечивает выделение полужидкого помета через периодически открывающийся анальный сфинктер.

Таким образом, в прямой кишке и клоаке завершается всасывание нужных организму птицы компонентов химуса и формируется помет, который периодически выбрасывается наружу. Время пищеварения в толстом кишечнике не превышает 6-10 ч.