Mikrobiom żwacza – wyjątkowa natura przeżuwaczy

fot. Fotolia

 Mikrobiom żwacza to tysiące bakterii i innych mikroorganizmów, które bytują w pierwszej komorze żołądka krowy. To właśnie mikroorganizmy odpowiadają za rozkład paszy, trawienie i odżywianie organizmu. Aby zniwelować błędy żywieniowe w pierwszej kolejności należy poznać wyjątkową fizjologię przeżuwaczy oraz zrozumieć co i dlaczego je krowa.

Koszty żywienia bydła stanowią 40-60% całkowitych kosztów produkcji mleka. W związku z tym, aby zwiększyć przychody z hodowli bydła mlecznego, logicznym wydaje się szukanie oszczędności właśnie w tym sektorze. W tym celu skupić powinniśmy się na optymalizacji żywienia przy jednoczesnym obniżeniu kosztów produkcji. Niepoprawne żywienie może generować dodatkowe koszty spowodowane chorobami zwierząt, koniecznością ich leczenia, a w konsekwencji obniżoną produkcją i pogorszeniem wskaźników ekonomicznych. 

Mikroorganizmy przewodu pokarmowego przeżuwaczy

Przeżuwacz, w tym również krowa mleczna, to roślinożerca. Komórki roślinne otoczone są ochronną ścianą zbudowaną z tzw. włókna surowego. W jego skład wchodzą: celuloza, hemiceluloza i lignina. Ssaki nie wytwarzają enzymów zdolnych do rozłożenia tych substancji. Jednakże mikroorganizmy żwacza dzięki kompleksowi enzymatycznemu rozkładają składniki ściany komórkowej roślinnych, dzięki czemu ułatwiają ich trawienie.

W diecie zwierząt monogastrycznych (trzoda, koń) podnoszenie poziomu włókna pogarsza wchłanianie innych składników pokarmowych np. białka i zmniejsza strawność paszy. Jednakże, zwierzęta poligastryczne (przeżuwacze), na drodze ewolucji znacząco zmodyfikowały sposób pobierania i trawienia pokarmu roślinnego. To właśnie wyjątkowa budowa przewodu pokarmowego przeżuwaczy oraz bytujące tam mikroorganizmy sprawiają, że zwierzęta te doskonale radzą sobie z trawieniem pasz wysoko włóknistych, w przeciwieństwie do zwierząt monogastrycznych.

Symbioza przeżuwaczy z mikrobiomem

Przeżuwacze wykształciły symbiotyczny układ z mikroorganizmami zamieszkującymi ich układ pokarmowy tj. bakteriami, pierwotniakami i grzybami. To właśnie mikrobiom żwacza posiada zdolność rozkładania polisacharydów złożonych budujących ścianę komórkową roślin. Dzięki temu składniki pokarmowe zawarte we wnętrzu komórek roślinnych (np. białko) stają się dostępne dla organizmu zwierzęcia. Cukry proste zawarte wewnątrz komórek roślinnych wykorzystywane są przez bakterie jako źródło energii do budowy swoich własnych białek (tzw. białka mikrobiologicznego). 

Efektywne żywienie krowy powinno się skupiać na odżywianiu mikrobiomu żwacza

fot. Anna Klimecka

Mikroorganizmy – ich liczebność oraz aktywność mikrobiologiczna wpływają na prawidłową pracę żwacza oraz funkcjonowanie całego organizmu. Zachodzące w żwaczu procesy fermentacyjne decydują również o zaopatrzeniu organizmu w prekursory amino-, gluko- i lipogenne, które w przypadku krowy mlecznej determinują ilość i jakość pozyskiwanego mleka. Aby zwiększyć efektywność procesów fermentacyjnych w żwaczu, należy zadbać o prawidłowy stosunek ilości suchej masy pasz objętościowych do ilości suchej masy treściwych. Wynosi on 60:40, dodatkowo co najmniej 20% włókna powinno pochodzić z pasz objętościowych, a wszystkie pasze powinny być zadawane jednocześnie. 

Mikrobiom żwacza – fabryka energii

Wyjątkową cechą przeżuwaczy jest rozbudowany, czterokomorowy żołądek, a przede wszystkim żwacz – wielka komora fermentacyjna. W trakcie mikrobiologicznej fermentacji węglowodanów złożonych powstają lotne kwasy tłuszczowe, które wchłaniane są w żwaczu do organizmu gospodarza, pokrywając zapotrzebowanie energetyczne krowy nawet w 80%. Do najważniejszych lotnych kwasów tłuszczowych zaliczamy kwas octowy, kwas propionowy i kwas masłowy.  

Odpowiedni stosunek ilościowy między tymi kwasami tj. 75% kwasu octowego, 15% kwasu propionowego i 10% kwasu masłowego wpływa na fizjologię, zdrowie i poziom produkcji naszych zwierząt. Pierwszy z nich, kwas octowy, wraz z kwasem β-hydroksymasłowym wpływa na poziom tłuszczu mleka. Z kolei kwas propionowy reguluję syntezę glukozy w wątrobie. Ta jest prekursorem laktozy – cukru mlecznego, który wpływa na wielkość laktacji. Natomiast kwas masłowy jest źródłem energii dla komórek ściany żwacza.

Wyjątkową cechą przeżuwaczy jest rozbudowany, czterokomorowy żołądek, a przede wszystkim żwacz

fot. Fotolia

Na kierunek fermentacji w dużym stopniu wpływa struktura dawki pokarmowej, stosunek pasz objętościowych do pasz treściwych (zawartości węglowodanów strukturalnych i niestrukturalnych). Warto podkreślić, że większy udział pasz treściwych (skrobi) sprzyja fermentacji propionowej, a to znajdzie odzwierciedlenie w poziomie laktozy. Z kolei przewaga pasz objętościowych (celulozy), powoduje wzrost poziomu kwasu octowego, a to przełoży się na poziom tłuszczu w mleku.

Białko mikrobiologiczne

Mikrobiom żwacza rozkłada również niektóre białka oraz związki azotowe niebiałkowe np. mocznik. Powstający w ten sposób amoniak jest przekształcany w aminokwasy. Te następnie wykorzystują bakterie do budowy białka mikrobiologicznego. Dzięki tym procesom mikrobiom żwacza rozwija się i rozmnaża, zapewniając stałe funkcjonowanie żwacza.

Dodatkowo obumarłe mikroorganizmy żwacza zasilają pulę białka mikrobiologicznego, które wraz z białkiem paszy (które nie uległo rozkładowi w żwaczu), będzie wykorzystywane przez organizm krowy w dalszych odcinkach przewodu pokarmowego. Białko mikrobiologiczne pokrywa nawet 60% zapotrzebowania krowy na białko, a jego wartość biologiczna jest znacznie wyższa niż białka większości pasz roślinnych. To właśnie ilość i profil aminokwasowy białek jelitowych oraz ich dostępność dla organizmu przeżuwacza ostatecznie decyduje o wartości pokarmowej białka paszowego, a to bezpośrednio wpływa na wskaźniki produkcyjne krów o wysokim potencjale produkcyjnym. 

Żywienie bydła

W zależności od gatunku, wieku, stanu fizjologicznego, czy jakości dostępnego pożywienia dieta krów mlecznych może być różna. Nie zmienia to jednak faktu, że przeżuwacze, są zwierzętami roślinożernymi. Podstawą ich diety są pasze objętościowe stanowiące źródło włókna surowego. W przypadku żywienia krów wysokowydajnych konieczne jest wprowadzenie do dawki pokarmowej również pasz treściwych (energetycznych i białkowych), aby sprostać wysokiemu zapotrzebowaniu zwierząt. 

Żywiąc krowę mleczną, w pierwszej kolejności żywimy mikroorganizmy żwacza.

Zbyt duży udział pasz treściwych (powyżej 40-50% SM) w dawce pokarmowej dla krów mlecznych, skutkuje wzrostem ilości szybko rozkładalnej skrobi. W efekcie dochodzi do zakwaszenia środowiska żwacza i wystąpienia choroby metabolicznej.

Kwasica żwacza, bo o niej mowa, doprowadza mikrobiom żwacza do niestabilności. W konsekwencji dochodzi do obniżenia kondycji krów i spadku produkcji mleka. Pojawienie się kwasicy żwacza negatywnie wpływa również na dalsze odcinki przewodu pokarmowego. Może powodować stan zapalny błony śluzowej jelita cienkiego, wpływać na populację bakterii w jelicie grubym, tym samym zwiększając ryzyko wystąpienia biegunki. W efekcie zwiększeniu ulegają koszty opieki weterynaryjnej, z jednoczesnym pogorszeniem wskaźników ekonomicznych produkcji.

Rodzaj mikroorganizmów w żwaczu wiąże się z kierunkiem fermentacji, a to bezpośrednio wpływa na zdrowie krów. Hodowcom często trudno rozpoznać stan podostrej kwasicy, który w konsekwencji doprowadza do zmniejszenia pobrania paszy, a tym samym zmniejszenia wydajności mlecznej, zawartości tłuszczu w mleku oraz utraty masy ciała. A to ma istotne konsekwencje ekonomiczne. Dodatkowo krowy chorujące na kwasicę chroniczną podatne są na zaleganie łożyska, zaleganie poporodowe oraz mają zmniejszoną odporność na patogeny środowiskowe.  

Kwasica żwacza – jak zapobiegać?

Profilaktyką kwasicy żwacza jest przede wszystkim prawidłowe żywienie. Pamiętajmy, że pasze treściwe zmniejszają intensywność przeżuwania. Rozkład dużej ilości łatwo dostępnej energii obecnej w paszach treściwych sprawia, że mikroorganizmy żwaczowe odpowiedzialne za jej wykorzystanie namnażają się. Bakterie te obniżają pH w żwaczu, zmieniając stabilność środowiskową żwacza. Przez to mikroorganizmy odpowiedzialne za trawienie włókna obumierają.

Natomiast pasze objętościowe pobudzają przeżuwanie, stymulując produkcję śliny. Ślina, jako naturalna substancja buforująca, neutralizuje środowisko żwacza i zabezpiecza przed wzrostem kwasowości. Co więcej, rozdrobnienie paszy zwiększa jej powierzchnię czynną dostępną dla enzymów trawiennych. Tym samym powoduje lepsze wykorzystanie składników paszy. Warto jednak pamiętać, że włókno powinno być dostarczone w wystarczająco długich cząstkach, aby stymulować przeżuwanie i produkcję śliny. Zaleca się aby około 15% cząstek w dawce było dłuższe niż 3,8 cm. 

Mikrobiom żwaczy – podsumowanie

Znajomość fizjologicznych podstaw żywienia przeżuwaczy jest kluczowa w walce z kwasicą żwacza. A ta niekorzystnie wpływa na aspekty ekonomiczne hodowli krów mlecznych. Z uwagi na specyficzną symbiozę pomiędzy przeżuwaczami i mikrobiomem przewodu pokarmowego warto pamiętać, że żywiąc mikroorganizmy żwacza odżywiamy krowę! 

Obserwuj nas w Google News. Bądź na bieżąco!