Въглехидрати - храносмилане
Структурните въглехидрати могат да се разграждат само в търбуха и степента на лигнификация на клетъчната стена е едно от основните ограничения за храносмилането. Физическата структура на клетъчната стена и как лигнинът е свързан с целулозата и хемицелулозата също влияе върху разграждането на влакната на румина. Следователно, въпреки че бобовите растения имат по-високо съдържание на лигнин от тревите, последните имат по-ниска скорост на смилане на клетъчната стена поради начина, по който лигнинът е свързан с целулозата и хемицелулозата, което води до по-голямо пълнене на румина и следователно по-ниска консумация.
Скоростта на преминаване (или скоростта на преминаване) може да се увеличи поради увеличаване на консумацията или намаляване на размера на частиците на храната. По-малкият размер на частиците обаче не винаги води до намаляване на смилаемостта на влакната. По принцип намаляването на размера на частиците подобрява разграждането, тъй като увеличава повърхността на атака за микроорганизмите на преживните животни. От друга страна, ако размерът на частиците е прекалено малък, скоростта на преминаване се увеличава и следователно влакното изтича по-бързо от търбуха, с което времето за разграждане е по-кратко. Следователно обработката, която трябва да се извърши върху фуражите, ще зависи от тяхното качество, тъй като тяхното храносмилане ще се определя както от възможността да бъде атакуван от микроорганизми, така и от скоростта, с която циркулира през храносмилателния тракт.
Компонентите на клетъчната стена се разграждат от микроорганизмите на преживните животни. Както фибролитичните бактерии, така и гъбите са тясно свързани с богати на целулоза частици на клетъчната стена чрез свързващи протеини. Няколко фибролитични ензими, разположени на външната повърхност на микроорганизмите, работят заедно за разграждането на тези съединения до глюкоза. Глюкозата попада в микроорганизмите, където се хидролизира до пируват. Как се определя смилаемостта на влакната в лабораторията?
Пируватът е често срещано междинно съединение при разграждането на СНО. От него се образуват AGV (оцетна, пропионова и маслена), CO2 и CH4. Делът на тези крайни продукти ще зависи от ферментиралата СНО, участващите микроорганизми и средата на преживните животни. Като цяло, по отношение на VFA, чрез намаляване на съотношението фураж: концентрат на диетата, съотношението оцет: пропион намалява. Производството на CO2 идва от реакцията на пируват до оцетна киселина, при която Н също се освобождава и двете молекули образуват формат. Форматът се трансформира активно в метан в съдържанието на румина.
Крайните ферментационни продукти имат различна ефективност при оползотворяване на енергията (фигура 1). Ето как за всяка молекула глюкоза (690 kcal) могат да бъдат възстановени 418 kcal от производството на 2 оцетни молекули или 526 kcal с 2 пропионови молекули.
Фигура 1: Ефективност за възстановяване на енергията на крайните ферментационни продукти
Както бе споменато по-горе, образуваните ферментационни продукти зависят отчасти от дажбата, консумирана от преживните животни. Фигура 2 показва връзката между ферментационните продукти според ферментиралите въглехидрати при животни, консумиращи диети с повече от 50% концентрат.
Фигура 2: Пропорция на ферментационните продукти според приетите въглехидрати.
Руминално храносмилане - CHO
Какви процеси на разграждане претърпява нишестето от царевично зърно на ниво румина при животни, свикнали с тази диета? Какви продукти се произвеждат в този процес и каква е тяхната метаболитна съдба? Каква част от нишестето ще се разгради в този случай, както се определя от лабораторията?
Какви процеси на разграждане на румина се случват с компонентите на клетъчната стена на диетата? Какви са продуктите, получени от тях и какви са техните метаболитни дестинации?
Като се вземе предвид, че животните в случая консумират диета, богата на нишесте, как ще бъде производството на метан в червея спрямо диетата, богата на фибри?
Нека прегледаме съдържанието на този раздел чрез тази самооценка .
Какво ще бъде съотношението оцет: пропион, което се постига от различните въглехидрати, представени на фигура 2?
Ферментативното храносмилане при преживните животни се осъществява основно в ретикулумния рубец и за да се случи това, трябва да има подходяща среда за преживни животни за развитието на микробни популации.
По отношение на нишестето, на ниво преживни животни, бактериите, гъбите и протозоите имат способността да го използват като източник на въглерод. Въпреки че протозоите не са от съществено значение за усвояването на нишестето, те поглъщат нишестените гранули, което ограничава бързото разграждане на бактериите, предотвратявайки рязкото намаляване на рН на румина.
Достъпът до нишестени гранули от микроорганизми зависи от материала, който обгражда зърното (перикарпа) и неговото разграждане чрез дъвчене и обработка на зърното. В случая на царевицата перикарпът представлява между 3 и 6% от зърното, докато в овесеното зърно тази стойност възлиза на 25%. Нишестето, което е най-близо до тази черупка, е трудно достъпно за микроорганизмите. Друг ограничаващ фактор за достъп до нишестени гранули е протеиновата матрица. При зимните зърнени култури тази матрица е лесно разградима, докато при летните зърнени култури е много по-устойчива на разграждане.
Храносмилането на нишестето в червея се извършва чрез процес на ферментация, който води до AGV, микробен протеин, витамини и други продукти с хранителна стойност за животното гостоприемник (Huntington, 2014). Извънклетъчните ензими, които разграждат нишестето, са амилази, които причиняват неговото разграждане, получавайки малтоза и глюкоза. След това молекулите на глюкозата се абсорбират в микроорганизмите, за да се хидролизират чрез гликолиза до две молекули пируват. Тази реакция позволява на бактериите да получават енергия (АТФ) за тяхното поддържане и растеж. Пируватът предхожда образуването на AGV, CO2 и CH4.
В зависимост от източника на нишесте (структура на ендосперма, протеинова матрица) и неговата обработка (смляно, валцувано, люспесто, мокро), то може да изчезне в червея при стойности от 45 до 85% при говедата (Allen, 2014) . В случай на рязко увеличаване на приема на лесно ферментирали въглехидрати, може да бъде причинено метаболитно разстройство, наречено рудолна цидоза.
След като нишестената гранула е изложена, тя е атакувана от бактерии, гъбички и протозои. Основните амилолитични бактерии са: Ruminobacter amylophilus, Prevotella ruminicola, Streptococcus bovis, Succinimonas amylolytica, Selenomonas ruminantus, Butyrivibrio fibrisolvens, Eubacterium ruminantium и Clostridium видове. Разкъсването на връзките между молекулите на глюкозата се извършва от извънклетъчни α-амилази, произведени от тези бактерии. Това разграждане води до производството на малтоза и глюкоза, които могат да бъдат използвани от неамилолитични бактерии като източник на въглерод.
Протозоите, които консумират нишесте, са ентодиниоморфите и в рамките на холотриците само Isotrichia. Протозоите имат способността да поглъщат и метаболизират нишестените гранули чрез хидролиза до глюкоза, обикновено с частично освобождаване на глюкоза и малтоза в средата на преживните животни. Глюкозата се фосфорилира до глюкоза 6-фосфат. Поради способността им да поглъщат гранулите на нишестето, те позволяват по-голяма стабилност на рН на румина.
Какво се случва с нишестето, което избягва червея? Какъв продукт се генерира и каква е метаболитната му цел?
Храносмилане
Храносмилането се състои от различни процеси на трансформация на хранителните макромолекули в по-прости молекули, които могат да бъдат усвоени. Тези процеси включват улавяне на храна, дъвчене, ензимна секреция, стомашно-чревна подвижност (смесване, разбиване и напредване на материала) и усвояване на хранителни вещества.
Когато храната навлезе в устата на животното, тя се разпада на по-малки частици чрез дъвчене и от своя страна се смесва със слюнчените секрети. Слюнката позволява образуването на болус, който може да бъде погълнат и осигурява буферни вещества (фосфати и бикарбонат), които са особено важни при преживните животни за поддържане на рН на преживните животни.
Слюнката съдържа амилаза, която може да започне усвояването на амилоза, амилопектин и гликоген. Този ензим катализира α-1,4 връзките между молекулите на глюкозата. Продуктите от това разграждане са малтоза и декстрини. Важно е да се знае, че активността на този ензим се проявява при неутрално рН, така че при навлизане в стомаха той е напълно инактивиран.