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反刍动物消化特点简述

2021/8/25 18:55:41 0人评论 4750次浏览 分类:猪牛羊专栏

鸡鸭鹅病防治网联合驰骋中兽医研究所共同分享:

自然界有各种各样的动物,且都有着自己独特的生理特点。对于高智慧生物——人类来说,想要充分利用养殖动物,将他们的生产潜能更好地发挥出来,首先必须了解其生理规律。我们在长期的饲养实践中,根据动物的生理结构和生长环境的不同,将他们分为单胃动物、反刍动物、水产动物等等。其中,反刍动物因为其独树一帜的肠胃构造而有着比较特殊的消化规律。


我们所熟知的牛、羊、羚羊、鹿(均属反刍亚目),还有骆驼、羊驼(均属骆驼亚目)等食草动物,之所以被称为反刍动物,是因为他们会在进食经过一段时间以后,将胃中半消化的食物返回嘴里再次咀嚼。这种消化方式,就叫做反刍。通常来说,反刍动物有三到四个胃。比如牛,有瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃,四个胃各司其职,在消化过程中都发挥着重要的作用。今天,小编就以牛为例,给大家梳理梳理反刍动物消化以及瘤胃发酵的有关知识。


瘤胃,是食物消化的“主战场”,与单胃动物不同,牛自带这个密封的天然发酵罐,里面包含纤毛虫、细菌(如纤维素降解菌、淀粉降解菌、半纤维素降解菌、蛋白质降解菌、脂肪降解菌、酸利用菌和乳酸菌等)、古菌、原虫、真菌等。1g瘤胃内容物中,含纤毛虫10-100万个,细菌100-1000亿个。虽然瘤胃自身并无分泌消化液的功能,但它作为天然发酵罐,和肠道菌群系统同心协力,帮助宿主动物消化自身难以利用的粗纤维,在分解摄取能量的同时,还能为宿主分解代谢过程中产生的有毒物质。不过,由于瘤胃不断地发酵产生大量气体(主要是二氧化碳和甲烷),其中一部分被瘤胃微生物所利用,一小部分随饲料残渣经胃肠道排出,但大部分还是靠嗳气排出体外,可这也导致了另一个问题:每年温室气体排放总量中有14.5%是由牲畜制造的,其中大多数来自牛。

网胃,形似网,像筛子一样,可筛掉饲料中的异物,尤其是重物,如钉子和铁丝等。

瓣胃,连接网胃和皱胃,承上启下,可吸收饲料内的水分,并将其挤压磨碎。

皱胃,前面介绍的三个胃,其粘膜均无腺体,不分泌胃液。而皱胃,是唯一具有分泌功能的胃,因此也被称为真胃。食物在经过前三个胃的初级消化之后,再到皱胃进行化学性消化。

四个胃既是个体又是统一,他们在动物的神经和体液因素调控下,共同协调,产生自发的周期性运动,通过收缩和舒张等过程将部分食物逆呕回到口腔,咀嚼后再进入后续的消化步骤。

不论是对单胃动物还是反刍动物,饲料进入动物体后,其中的主要三大营养物质经过消化吸收,为动物的日常活动及机体生长提供营养和能量。而反刍动物的消化吸收过程因为瘤胃微生物的参与,呈现出不同的特点。

饲料中的蛋白质进入瘤胃后,一部分被降解生成氨,用于合成菌体蛋白及进入肝脏合成尿素,其中一部分尿素还可返回瘤胃再利用,形成瘤胃中的氮素循环。碳水化合物进入瘤胃后,生成葡萄糖,后续再分解为乳酸根离子、丙酸根离子、丁酸根离子等,在此代谢过程中会产生二氧化碳和甲烷。脂肪在瘤胃微生物的作用下,会变成游离脂肪酸和甘油,再进行进一步分解之后,供机体组织利用或贮存供能。

由此可知,发酵的过程伴随着能量的损失,以及二氧化碳、甲烷等气体的产生,近年来,我们对反刍动物的研究主要集中在如何降低蛋白质的瘤胃降解率、抑制甲烷的产生、改善瘤胃发酵模式等问题上。

植物提取物因具有多种保健作用,且绿色高效等特性而受到广泛关注。在反刍动物领域,专家学者通过研究发现,许多植物提取物也具有调控瘤胃发酵过程、提高营养物质的利用率、减少有害物质产生的作用。推测机理可能是植物提取物有效成分可对体内抗氧化酶在转录和翻译水平的调控、病原菌表面受体结合与穿透融和、介导免疫细胞信号通路产生影响,而且植物提取物还有驱原虫、减少甲烷菌增殖等作用。

研究显示,单宁在pH5-7时,与蛋白结合成稳定的复合物,不易被瘤胃微生物降解,当复合物流经真胃(pH2.5)和小肠(pH8-9)时,蛋白质与单宁分离,被胃蛋白酶和胰蛋白酶分解容易被机体吸收的小分子物质,起到了过瘤胃保护作用(Getachew G等,2001;Ellen M H等,2008)。另有研究报道,在对辣木籽(皂苷含量40.9g/kg DM)和胡黄连根(单宁含量97.6g/kg DM)的提取物进行体外发酵时,二者瘤胃液氨态氮浓度分别降低了14%和35%,且不影响饲料消化率。可能的机制在于,提取物抑制了瘤胃内的氨化菌的繁殖(Alexander G等,2008)。研究报道,以狼尾草为底物,添加一定水平的象耳豆皂苷,体外发酵24h测定甲烷的产量,结果表明,甲烷产量显著降低(Rodríguez R等,2012)。利用体外产气法探究添加3%、6%和9%的皂苷对瘤胃发酵甲烷产量的影响,结果表明,当添加水平为6%时,甲烷的产量降低了49.66%。还有研究报道,选用12只体况良好的山羊,在其饲粮中添加丝兰皂苷探究其对瘤胃氮代谢的影响,结果发现添加丝兰皂苷组原虫的数目显著降低,瘤胃NH3-N浓度显著降低,尿氮的排出减少,沉积氮占总采食氮的比例增加,表明丝兰皂苷可以驱除原虫,提高氮的利用效率(樊艳华等,2015)。

目前各国学者对植物提取物在反刍动物上的影响已有较为深入的研究,虽然其机理还不甚明了,但我们在大量实证数据的指导下,已能对其在反刍动物上进行广泛且有效的应用。

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