Пищеварение представляет собой ключевой физиологический процесс, в ходе которого сложные питательные вещества, содержащиеся в корме, преобразуются в простые, легкоусвояемые организмом соединения. У подавляющего большинства многоклеточных животных, включая сельскохозяйственных, этот процесс осуществляется в специализированной пищеварительной системе. В результате ферментативного расщепления белки распадаются до аминокислот, жиры — до глицерина и жирных кислот, а углеводы — до моносахаридов. Эти реакции катализируются ферментами пищеварительных соков в различных отделах желудочно-кишечного тракта.
Два основных типа пищеварения
Сельскохозяйственных животных принято делить на две группы в зависимости от характера пищеварения. К первому типу относятся животные с однокамерным желудком, такие как лошадь, свинья, кролик и плотоядные. У них переваривание пищи происходит преимущественно под действием собственных ферментов в желудке и кишечнике, а всасывание питательных веществ — в кишечнике. Второй тип — это жвачные животные (крупный рогатый скот, овцы, козы, верблюды), обладающие сложным четырехкамерным желудком. Для них характерно преобладание желудочного пищеварения, при котором значительная часть корма перерабатывается без участия ферментов пищеварительных соков, а за счет деятельности микроорганизмов.
Начальные этапы: от оценки корма до желудка
Процесс начинается с оценки корма с помощью органов зрения и обоняния. Попадая в ротовую полость, пища подвергается механической обработке и начальному расщеплению углеводов ферментами слюны. Степень пережевывания сильно варьируется: лошади и свиньи жуют тщательно, жвачные — быстро и поверхностно, а плотоядные часто проглатывают корм, почти не пережевывая. Смоченный слюной пищевой комок затем поступает в желудок, где в течение нескольких часов подвергается химической обработке под влиянием желудочного сока.
Желудочный сок — это прозрачная кислая жидкость, в состав которой входят как неорганические компоненты (соляная кислота, хлориды), так и органические — пищеварительные ферменты.
Секреция желудочного сока и её регуляция
Выделение желудочного сока у животных часто начинается ещё до приема пищи, в ответ на её вид и запах. Эти первые порции, которые И. П. Павлов назвал аппетитным или «запальным» соком, подготавливают желудок к работе. В дальнейшем секреция стимулируется непосредственным контактом корма со слизистой оболочкой рта и желудка, а также регулируется центральной нервной системой.
Особенности желудочного пищеварения у разных видов
У животных с однокамерным желудком есть свои нюансы. Например, у лошади сильным стимулятором секреции является зелёная трава и качественное сено. Корм в её желудке располагается слоями и долго не смешивается с соком, что создает условия для продолжения ферментации углеводов. У свиней наибольшее количество желудочного сока выделяется на концентраты. Корм также наслаивается, а сок пропитывает его снизу вверх, в результате чего в разных слоях одновременно могут идти процессы расщепления белков и углеводов.
Уникальная система жвачных животных
Желудок жвачных — сложный орган, состоящий из четырех камер: трех преджелудков (рубец, сетка, книжка) и железистого желудка — сычуга.
Рубец функционирует как огромная бродильная камера. Корм задерживается в нём до достижения нужной степени измельчения, которое происходит в процессе жвачки: пищевой комок отрыгивается обратно в рот, тщательно пережевывается, смешивается со слюной и снова проглатывается.
В преджелудках, особенно в рубце, обитает огромное сообщество микроорганизмов (бактерий и простейших, например, инфузорий). Они играют ключевую роль в расщеплении клетчатки и других компонентов корма. Инфузории механически разрыхляют пищу, делая её более доступной для бактерий. Сами микроорганизмы, продвигаясь по пищеварительному тракту, впоследствии перевариваются, становясь для животного ценным источником белка. В сычуге под действием сычужного сока белки расщепляются до полипептидов, завершая желудочную фазу пищеварения.
Интересно, что у новорожденных жвачных (например, телят) пищеварение первоначально похоже на таковое у животных с однокамерным желудком. Жвачка и полноценное рубцовое пищеварение формируются постепенно, по мере перехода на грубые корма (жвачка появляется примерно на 3-й неделе жизни, а тип пищеварения взрослого животного устанавливается к 6 месяцам).
Завершающая стадия: кишечное пищеварение
Частично переваренная в желудке пища порциями поступает в кишечник. Здесь продолжается расщепление белков и углеводов, а также происходит основное переваривание жиров. Этот процесс обеспечивается ферментами сока поджелудочной железы, кишечного сока и желчи. Сок поджелудочной железы — щелочная жидкость, богатая ферментами. У травоядных животных его выделение происходит почти непрерывно, что связано с постоянным поступлением кислого содержимого из желудка. Желчь играет особую роль: она активирует ферменты, эмульгирует и ускоряет переваривание жиров, усиливает перистальтику кишечника, способствуя продвижению и всасыванию пищи.