Jak przebiega trawienie w żwaczu?
Przeżuwacze, w tym bydło, zostały „obdarowane” przez naturę w wielokomorowy żołądek. Tak wyspecjalizowany układ pokarmowy pozwala tej grupie zwierząt pobierać i żywić się ciężko strawnymi składnikami roślinnymi.
Finalnie, na drodze złożonych procesów trawiennych, wchłaniają one pełnowartościowe białkowe zwierzęce. Wszystko to dzięki symbiotycznym mikroorganizmom, które zasiedlają pierwszy przedżołądek, pełniący funkcję komory fermentacyjnej.
Spis treści
Rozkład celulozy w żwaczu
Przeżuwacze posiadają wielokomorowy żołądek, w którym zachodzą złożone procesy.
Żwacz, bo o nim mowa, u krowy osiąga masę ok. 100 kg i może mieścić nawet 250 l treści. U jednodniowego cielęcia jego pojemność wynosi 0,75 l. Wypełniony jest płynem żwaczowym, w którym bytują różne grupy mikroorganizmów. Dzięki nim możliwy jest wspomniany rozkład, np. celulozy będącej węglowodanem złożonym. Jest ona składnikiem strukturalnym roślin, prawie całkowicie nierozpuszczalnym w wodzie.
Większość zwierząt nie posiada w sokach trawiennych enzymu rozkładającego celulozę, czyli celulazy. W żwaczu za sprawą działania fizjologicznej flory zachodzi symbiotyczne trawienie celulozy i hemicelulozy. Ponadto mikrobiologicznemu rozkładowi ulegają inne składniki paszy, m.in. skrobi, dwucukrów, pektyn, rozkład białek, mocznika, hydroliza tłuszczów.
Obok procesów rozkładu, w środowisku żwacza dochodzi również do reakcji syntezy, głównie aminokwasów egzogennych z niebiałkowych związków azotowych i synteza białka przez pierwotniaki.
Mikroorganizmy w pierwszym przedżołądku
Obok procesów rozkładu, w środowisku żwacza dochodzi również do reakcji syntezy.
Gros spośród symbiotycznych mikroorganizmów funkcjonujących w pierwszym przedżołądku to bakterie i pierwotniaki. Ta pierwsza grupa zapewnia enzymy rozkładające składniki roślinne, dostarcza wszystkie aminokwasy egzogenne, wytwarzają one również witaminy z grupy B i K.
Do roli pierwotniaków należy głównie mechaniczne rozdrabnianie cząstek pokarmu oraz mieszanie treści przedżołądków. Trafiając do trawieńca i jelita cienkiego stanowią cenne źródło białka dla organizmu przeżuwacza. Ich masa w żwaczu to około 2 kg, z czego 150 g z tej masy to właśnie białko. Poza tym w żwaczu mnożą się inne drobnoustroje – pleśnie oraz grzyby. Biorą one udział w trawieniu kompleksu ligninowo-celulozowego roślinnych ścian komórkowych.
Lotne kwasy tłuszczowe
Głównymi produktami fermentacji powstałymi przede wszystkim z rozkładu węglowodanów są lotne kwasy tłuszczowe (LKT). Są one dla przeżuwacza głównym źródłem energii. Pokrywają zapotrzebowanie na nią w około 70%.
Główne LKT to kwas octowy, który wraz z b-hydroksymasłowym bierze udział w syntezie tłuszczu mleka, kwas propionowy odpowiadający za syntezę glukozy w wątrobie oraz kwas masłowy będący źródłem energii dla komórek ściany żwacza. W mniejszych ilościach powstają tzw. izokwasy. Odpowiedni stosunek ilościowy kwasu octowego, proponiowego i masłowego to około 75:15:10.
Optymalne środowisko żwacza
Odpowiednia dawka pokarmowa wpływa na prawidłowe funkcjonowanie żwacza.
Aby wszystko zachodziło w uporządkowany sposób, w żwaczu muszą panować odpowiednie, niezachwiane niczym warunki. Czynniki sprzyjające optymalnemu środowisku to temperatura 38˚C-42˚C, wilgotność 80-85%, pH pomiędzy 6,0 a 7,0 oraz warunki beztlenowe.
Do prawidłowego funkcjonowania żwacza niezbędna jest również stała obecność składników pokarmowych. Dawka pokarmowa o nieodpowiedniej jakości może w szybki sposób to zaburzyć. Wystarczy, że w jej składzie będzie większy udział pasz treściwych względem objętościowych, ze zbyt dużym stosunkiem szybko rozkładalnej skrobi.
To wszystko może prowadzić do zmian w proporcjach produktów fermentacji i zakwaszenia środowiska żwacza. Skutkiem tego jest pojawienie się kwasicy.
Produkcja śliny
Ślina, która trafia do tego przedżołądka, pełni funkcję buforującą i jest głównym składnikiem płynu żwaczowego. Właściwości neutralizujące zawdzięcza ona kwasowości w przedziale 8,0-8,6.
Dzięki stałej produkcji śliny, m.in. na drodze przeżuwania (u krowy około 100 l w ciągu doby) stwarza mikroorganizmom idealne warunki do funkcjonowania. Niektóre z nich są szczególnie wrażliwe na znaczny wzrost kwasowości.
Ślina to główny składnik płynu żwaczowego, pełni ona funkcję buforującą.
Do tej grupy należą bakterie celulolityczne, które pod wpływem niskiego odczynu środowiska żwacza zmniejszają swoją aktywność. Przez to może dojść do zmiany struktury populacji mikroorganizmów tego przedżołądka, co wpływa znacząco na przebieg fermentacji i ilość jej produktów.
Ślina wydzielana jest przez ślinianki przyuszne, które są stymulowane przez receptory zlokalizowane w jamie gębowej, przełyku i żwaczo-czepcu. Poza rolą bufora ślina jest nośnikiem mocznika, który trafia do niej na drodze obiegu tego związku pochodzącego z rozkładu białka. Wraz ze śliną mocznik trafia z powrotem do żwacza dostarczając mikroorganizmom azotu niebiałkowego, wykorzystywanego przez nie do syntezy białka.
Przebieg procesu przeżuwania
A jaki jest udział żwacza względem przeżuwania? Rozpoczyna się ono, gdy dochodzi do cofnięcia treści żwacza z jego części wpustowej do przełyku i dalej ponownie do jamy gębowej. Ma to miejsce jeszcze przed skurczem mieszającym żwacza i czepca, poprzez pobudzenie mechanoreceptorów w czepcu oraz okolicy wpustowej żwacza. Zostają cofnięte elementy paszy, które nie uległy strawieniu i zostają ponownie przeżute.
W zależności od zawartości pasz włóknistych w dawce pokarmowej proces przeżuwania trwa około 7,5 h w ciągu doby. Natomiast w celu przeżucia krowy wykonują od 40 do 50 ruchów żuchwą na minutę. Do cofnięcia treści dochodzi na drodze ruchów antyperystaltycznych, czyli odwrotnych do tych, które kierują treść z żołądka w stronę jelit.
Motoryka żwacza i czepca ma na celu głównie „wyłapanie” cząstek, które muszą ulec ponownemu rozdrobnieniu.
Motoryka żwacza i czepca ma na celu głównie „wyłapanie” cząstek, które muszą ulec ponownemu rozdrobnieniu. Ta aktywność przedżołądków zapewnia przepływ treści pokarmowej przez żwacz oraz mieszanie treści pokarmowej z płynem żwaczowym. Bierze też udział w wydalaniu gazów przez akt odbijania. Jest to niezbędne do prawidłowego funkcjonowania wszystkich odcinków wielokomorowego żołądka.
Centrum dowodzenia krowy
Śmiało można powiedzieć, że żwacz jest „centrum dowodzenia” całego układu pokarmowego krowy. Od złożonych procesów w nim zachodzących zależy finalny proces trawienia i wchłaniania składników pokarmowych.
