geolike.ru

Симбионтное пищеварение у кроликов

Решающее значение в обеспечении продуктивности сельскохозяйственных животных играют вопросы кормления. Являясь типичными фитофагами, кролики приспособлены к использованию большего количества грубых растительных кормов, чем другие сельскохозяйственные животные, традиционно выращиваемые для получения мясной продукции.

Особенность переваривания растительной пищи у кроликов состоит в том, что симбионтные процессы у них, в отличие от жвачных, происходят, главным образом, в толстом отделе кишечника. В этом отношении кролик представляет собой характерную модель животных с кишечным типом микробной ферментации.

Биохимический состав, особенности потребления растительных кормов и пути пищевой адаптации кроликов к их усвоению

Растительные корма по зоотехнической классификации подразделяются на концентрированные (семена различных зерновых культур, жмыхи, шроты и т.д.), сочные (свежая пастбищная трава, корне- и клубнеплоды) и грубые (сено, солома, веточный корм) (Томмэ М. Ф. с соавт., 1970).

Основное их отличие от кормов животного происхождения заключается в сравнительно низком содержании протеина и жира. Так, содержание сырого протеина в растительном корме обычно не превышает 10-15% в расчете на сухое вещество, сырого жира – 1-4%.

Кроме того, аминокислотный состав растительных белков существенно отличается от животных. Как правило, он лимитирован по содержанию незаменимых аминокислот - лизина, триптофана, метионина.

Исключение составляют некоторые концентрированные корма. Зерно бобовых содержит в 2-3 раза больше протеина, чем зерно злаков, и, что более существенно, протеин бобовых сравнительно полноценен в биохимическом отношении. Жмыхи характеризуются повышенным содержанием протеина и растительных масел.

Углеводы являются основным питательным компонентом растительных кормов. В зерновых кормах углеводы присутствуют главным образом в виде крахмала. Свежая зеленая масса и корнеплоды богаты растворимыми сахарами – сахарозой, глюкозой, фруктозой.

В процессе сушки травы некоторое время продолжается жизнедеятельность клеток (так называемая фаза голодного обмена), в ходе которой расходуются резервные питательные вещества, поэтому содержание сахара в сене значительно ниже, чем в зеленом корме (Пшеничный П. Д., 1957; Дмитроченко А. П., 1967; Калашников А. П., 1978).

Все растительные корма содержат большое количество клетчатки. Являясь основным структурным компонентом оболочек растительных клеток, клетчатка препятствует доступу пищеварительных ферментов к питательным веществам протопластов, существенно снижая переваримость других нутриентов (Синещеков А. Д., 1965).

Содержание клетчатки в расчете на сухое вещество в концентрированных кормах и корнеплодах составляет около 10%, в зеленом корме и сене – более 30%. Однако питательность корма зависит не только от абсолютного содержания в нем клетчатки, но и ее качественного состава.

Основной компонент клетчатки – полисахарид целлюлоза, молекула которой построена из целлобиозных фрагментов, включающих остатки глюкозы, соединенных 1,4-гликозидными связями.

В клеточных стенках растений целлюлозные волокна имеют правильную, почти кристаллическую упаковку. Эти волокна цементируются матриксом, состоящим из гемицеллюлоз, пектина и экстенсина (Selvendran R.R. et al, 1987; McDougall G.J. et al, 1996).

В структурном отношении гемицеллюлозы являются полимерами ксилозы, роль боковых цепочек в молекулах которых выполняют остатки арабинозы, маннозы и глюкозы.

Пектин – полимер метилгалактуроната. Экстенсин – белок, ковалентно связанный с целлюлозными волокнами.

На поздних стадиях вегетации в растениях накапливается и другой армирующий компонент – лигнин. Кроме того, клеточная стенка может быть покрыта сложными липидами кутином и суберином (Chesson A., 1995).

По другой классификации среди многочисленных типов полимеров клеточной стенки можно выделить 5 классов:

-     олигосахариды и нерастворимые в воде полимеры некрахмальной структуры;

-     четыре класса водных нерастворимых полимеров: целлюлоза, гемицеллюлозы, пектиновые вещества;

-     растворимые в воде полимеры – включающие поли- и олигосахариды со степенью полимеризации от 15-2000 (Chesson A., 1995).

Таким образом, термин «сырая клетчатка», принятый в зоотехническом анализе кормов, подразумевает несколько различных химических соединений, соотношение между которыми может существенно варьировать не только в разных кормах, но и в одном и том же корме, в зависимости от сроков уборки, почвенно-климатических особенностей и т.д.

Можно лишь отметить, что в целом, клетчатка корнеплодов содержит меньше целлюлозы и больше легкопереваримых гемицеллюлоз и пектина.

Клетчатка зеленых кормов, убранных вначале вегетации, имеет меньшее количество армирующих компонентов, затрудняющих переваривание, по сравнению с клетчаткой сена.

В зерновых кормах клетчатка локализована в зерновых чешуях и практически не оказывает влияние на доступность веществ эндосперма (Aspinall O.G., 1980).

Клетчатка, в особенности ее основной компонент – целлюлоза могла бы представлять ценный источник углерода и энергии в питании животных. Однако единственными потребителями клетчатки на Земле долгое время были лишь бактерии.

Несмотря на бурное развитие растительности в позднем силуре, анализ ископаемых останков первых сухопутных животных показывает, что они были либо детритофагами, либо хищниками. Фитофагия возникла много позднее – в карбоне. При этом вначале потреблялись лишь наиболее нежные вегетирующие части растений, плоды и семена, содержащие мало клетчатки, но богатые легкоусвояемыми компонентами и только с возникновением гомойотермии и становлением истинных видоспецифических эндосимбиозов стал возможен переход к питанию более грубой пищей.

У пойкилотермных животных симбиоценоз весьма беден по видовому составу и не всегда постоянен (Boni P. et al., 1964).

Исключение в этом отношении составляют термиты и некоторые древесноядные тараканы. Их пищеварительный тракт населяют Protozoa flagellata, которые, в свою очередь симбиотируют со спирохетами (предполагаемый дополнительный источник движения жгутиконосца) и целлюлозолитическими бактериями, помогающими утилизировать хозяину клетчатку.

Кроме того в пищеварительном тракте термитов обитают азотфиксирующие микроорганизмы, пока не найденные у млекопитающих. Уникален у термитов и способ инокуляции симбионтов – непосредственно через яйца, отложенные самкой (Bloodgood R.A. et al., 1976).

Считается, что из обитающих ныне животных, эндогенные ферменты, гидролизующие целлюлозу имеются только в пищеварительном аппарате некоторых членистоногих и моллюсков (Boyton L. et al., 1953; Проссер Л., 1977). Эволюция же млекопитающих шла по пути формирования эндосимбиоза с целлюлозолитическими бактериями.

Наиболее успешно в этом отношении продвинулись жвачные животные, у которых наряду с эндосимбиозом возникли глубокие морфологические преобразования пищеварительной трубки, приведшие к возникновению сложного желудка.

В преджелудках расщепляется до 60% потребленной жвачными клетчатки, около 95% легкопереваримых углеводов и 60-80% белков. То есть микроорганизмы рубца секретируют не только целлюлазы, но и гидролизуют другие углеводы и белки корма (Гущин Н. Н., 1968; Павлова Т. Е., 1968).

Помимо того, что симбионты служат жвачным поставщиками ферментов, расщепляющих пищевой субстрат, они являются и источником белка (выгодно отличающегося от растительных протеинов по аминокислотному составу) подвергаясь перевариванию в железистом сычуге. Не случайно жвачных млекопитающих сравнивают с планктоноядными, культивирующими собственный планктон (Hungate R.E., 1966).

Микрофлора рубца преобразует и растительные липиды, содержащие ненасыщенные жирные кислоты, гидрогенизируя их.

Симбионтное пищеварение у жвачных изучено достаточно полно. Определен видовой состав микрофлоры преджелудков, ее ферментативная активность, количество образующихся метаболитов в зависимости от биохимического состава потребленных кормов (Курилов Н. В. с соавт., 1968).

Значительно меньшее внимание уделено животным с заднекишечным типом микробной ферментации. В частности неясно, как моногастричные фитофаги лишенные копрофагии обеспечивают себя незаменимыми аминокислотами.

Ферментативная активность симбиоценоза у кроликов существенно ниже, чем у жвачных животных, вероятно, вследствие того, что химус толстого кишечника представляет собой сравнительно бедный питательный субстрат для микроорганизмов, поскольку большая часть доступных компонентов корма усваивается в вышележащих отделах пищеварительного тракта. Но в ходе эволюции у этих животных выработался ряд пищевых адаптаций, направленных на максимизацию извлечения энергопластических веществ из грубых кормов.

Это, прежде всего, объемистая слепая кишка, всасывающая поверхность которой увеличена за счет внутренней спиральной складки, снабженная лимфоидными органами – дивертикулом и аппендиксом, секрет которых, обладая щелочной реакцией, нормализует процессы пищеварения (Синельников Е. И., 1950), подобно обильному выделению слюны у жвачных животных (Coats D.A. et al, 1956).

Затем, ритмичная физиологически нормальная копрофагия, заключающаяся в поедании эвакуата из слепой кишки, обеспечивающая утилизацию микробного белка и сравниваемая иногда с жевание жвачки (Taylor E.L., 1939).

Немаловажное значение имеет и сепарация частиц грубого корма в ободочной кишке. При этом крупные частицы упаковываются в фекальные шарики и покидают пищеварительный тракт, а более мелкая фракция, имеющая большую поверхность ферментации и содержащая микроорганизмы, возвращается в слепую кишку.

Наконец, адаптационное значение также имеет поведенческий механизм – выбор наименее грубых пищевых объектов.

Характер протекания микробных процессов в слепой кишке во многом зависит от величины потребления корма, размера его частиц и биохимического состава.

При свободном доступе к корму кролики съедают около 5% сухого вещества в расчете на массу тела или 60-80 г/кг, что характерно для животных сравнительно небольшого размера. По мнению ряда авторов, высокое потребление и обусловливает быстрый транзит пищевых масс по желудочно-кишечному тракту (Carabano R. et al., 1998; Okerman M., 1994).

Особенности потребления корма кроликами приведены в различных работах, касающихся как физиологии пищеварения, так и зоотехнических исследований (De Вias C. et al., 1994; Carabano R. et al., 1997; De Bias C et al., 1996; Debray L. et al., 2000; Fraga M.J. et al, 1984; Garsia J. et al, 1993; Gutierres I. et al, 2002).

К сожалению, приводимые результаты далеко не всегда сопоставляются с данными по симбионтному пищеварению и суммарной переваримости кормов.

Взаимосвязь морфогенеза пищеварительной системы, потребления и использования кормов

К органам пищеварения кролика относятся: ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, тонкий и толстый отделы кишечника, а также железы, расположенные вне пищеварительной трубы, в частности слюнные, поджелудочная железа и печень.

В ротовой полости располагается язык. Нижняя поверхность его гладкая, а верхняя покрыта различными мелкими сосочками, которые помогают удерживать корм. Между сосочками находятся вкусовые луковицы, с помощью которых кролик определяет качество корма. Язык участвует в пережевывании корма, подпихивая его под зубы.

Среди зубов кролика — их у взрослых животных 28— нет клыков. Резцы у кроликов растут постоянно и самозатачиваются. Передняя поверхность их покрыта прочным слоем эмали, а задняя — тонким и менее прочным слоем, из-за чего она стирается быстрее, чем передняя; таким образом и происходит заострение этих зубов. Резцы служат для захватывания, срезания и грызения корма.

При возбудимом у некоторых животных типе высшей нервной деятельности, а также при отсутствии грубого корма наблюдается чрезмерный рост резцов, которые загибаются в ротовую полость.

Коренные зубы служат животным для перетирания корма. На 21—22-й день жизни крольчонка молочные зубы заменяются на постоянные.

В конце ротовой полости находится глотка, передняя часть которой связана с трахеей, а задняя — с пищеводом. Пищевод у кролика имеет вид трубочки со спавшимися стенками, слизистая оболочка его собрана в многочисленные продольные складки. Мускулатура пищевода представлена тремя слоями: продольными внутренним и наружным и кольцевым средним.

Желудок кролика однокамерный, но в нем обычно выделяют два отдела: фундальный, или слепой мешок, и антральный, или пилорический. Иногда выделяют небольшую кардиальную зону, прилегающую к месту впадения пищевода, и тело желудка, занимающее среднюю его часть. Внутренняя стенка фундального отдела имеет крупные складки. Цвет ее розовый. Антральный отдел по объему примерно в 3 раза меньше фундального, стенки его более толстые, слизистая белого цвета, складки не так многочисленны и мельче, чем в фундальном отделе. В слизистой желудка располагаются железы, которые выделяют желудочный сок.

Пилорический отдел желудка переходит в двенадцатиперстную кишку; диаметр ее 0,8—1 см, а длина 40—60 см. В самом начале двенадцатиперстной кишки в нее открывается желчный -проток. Двенадцатиперстная кишка переходит в тощую, на их границе в кишечник открывается проток поджелудочной железы. Последняя обычно представляет собой не компактный, а рассеянный в петле двенадцатиперстной кишки орган.

Самая длинная из тонкого отдела тощая кишка — 200—225 см — свернута в петли (их насчитывается до 16), а самая короткая — около 35 см — подвздошная кишка — отличается у кролика прямым ходом. В слизистой тощей и подвздошной кишок находятся лимфатические узлы. Подвздошная кишка перед впадением в слепую образует большое расширение — дивертикул, или лимфатический мешочек.

В слизистой оболочке тонких кишок располагаются кишечные железы, которых особенно много в двенадцатиперстной кишке. Железы эти выделяют кишечный сок.

Толстый кишечник разделяется на слепую кишку с аппендиксом, ободочную, предпрямую и прямую кишки. Слепая кишка — довольно объемистый орган. В ее стенке проходит тяж, который образует около 26 витков. Благодаря виткам слепая кишка делится как бы на отдельные секции. Самый широкий участок слепой кишки вместе с устьем подвздошной и началом ободочной кишок равен примерно 4 см. Это так называемая головка слепой кишки. Слепая кишка с содержимым имеет темно-оливковый цвет.

Аппендикс по строению и цвету резко отличается от слепой кишки: цвет его слабо-розовый, стенки толстые, строение их губчатое. Розовый цвет свидетельствует об обильном снабжении этого органа кровеносными сосудами. По данным Ю. А. Калугина (1980) слепая кишка с содержимым почти в 9 раз тяжелее аппендикса, а без содержимого — лишь в 2,5 раза, что объясняется большой толщиной стенки аппендикса, слизистая оболочка которого отличается значительной секреторной деятельностью.

Содержимого аппендикс вмещает 36,7% массы пустого органа, а слепая кишка — 377,3%.

Из головки слепой кишки выходит ободочная кишка, ее отверстие находится напротив отверстия подвздошной кишки. Ободочную кишку делят на большую и малую ободочную. Их легче всего отличить по кармашкам: в большой ободочной кишке их три ряда, а в малой ободочной — один ряд.

По данным Ю. А. Калугина, полученным на 12 кроликах породы советская шиншилла в возрасте 100 дней средней живой массой 2,73 кг, длина большой ободочной кишки равна 13,7 см, малой ободочной — 26,6 см, масса их с содержимым соответственно равна 15,8 и 18 г, а без содержимого — 7,9 и 9,2 г.

Малая ободочная кишка переходит в предпрямую длиной 65—70 см, а та, в свою очередь, — в прямую, длина которой около 33 см.

Между малой ободочной и предпрямой кишками расположен так называемый сфинктер малой ободочной кишки (fusus coli). От ободочных и предпрямой кишок он отличается более толстой стенкой, мощными складками шириной и высотой 1—1,5 мм и лучшим снабжением кровеносными сосудами. Длина его около 4—8 см.

Ряд исследователей относят предпрямую кишку к ободочной, называя ее дистальным участком последней. Ободочную же кишку ош называют проксимальным ее участком.

В конце прямой кишки по ее бокам расположены небольшие парные анальные железы, которые выделяют секрет, придающий своеобразный запах кроличьему калу.

В связи с переходом на кормление кроликов гранулированными кормами развитие органов их пищеварения было основательно изучено в возрастном аспекте (Калугин Ю. А., 1980). Животных забивали в день рождения и на 15, 30, 45, 60, 100 и 135-е сутки жизни. Средняя масса животных составила соответственно 55, 169, 458, 850, 1945, 3132 и 3924 г. Крольчат отнимали от матерей в 45-дневном возрасте. Органы пищеварения взвешивали вместе с содержимым. Весь желудочно-кишечный тракт разделили на 3 отдела: передний (язык, пищевод, желудок), средний (печень, тонкий кишечник с поджелудочной железой) и задний (толстый кишечник). Согласно полученным данным, у новорожденных крольчат наиболее сильно развит средний отдел, причем основная часть его массы приходится на долю печени (74%, или 42,5% общей массы органов пищеварения). Это объясняется тем, что у новорожденных крольчат печень выполняет основную барьерную функцию. У однодневных крольчат относительно крупным является язык; на его долю приходится около 7% массы всех органов пищеварения, что связано с его активной работой во время сосания крольчонком матери. И во все последующие возрастные периоды, кроме 45—60-дневного возраста, средний отдел органов пищеварения у кроликов по сравнению с другими отделами развит относительно лучше.

Задний отдел органов пищеварения у новорожденных крольчат развит слабо и в ранний период их жизни играет в процессах пищеварения незначительную роль. Бурное развитие этого отдела начинается с переходом крольчат на растительный корм (на 18—24-й день жизни), и к 45—60-дневному возрасту доля его в общей массе органов пищеварения достигает 42%, а затем она несколько снижается.

Доля среднего отдела не бывает ниже 30%, что свидетельствует о его исключительной роли в пищеварении и обмене веществ вообще.

Наиболее интенсивно органы пищеварения у кроликов развиваются до 45-дневного возраста, когда на их долю приходится около 30% массы тела. В приросте живой массы кроликов с 15-го по 45-й день на долю органов пищеварения с содержимым приходится около 34%, тогда как с 45-го по 60-й день -22%, а с 60-го по 100-й день - 12%.

Доля органов пищеварения с содержимым в общей живой массе кроликов становится максимальной (30,2%) на 45-й день жизни (на долю слепой кишки приходится 8,9%).

Длина желудка у кроликов достигает 9,7 см, высота его в узком месте 3,5 см, а наибольшая высота слепого мешка желудка 7,2 см. Длина тонкого кишечника превышает длину толстого почти в 2 раза, а во время молочного питания — более чем в 2 раза.

У однодневных крольчат кишечник превышает длину тела в 7,3 раза, а у 100-дневных — в 12,2 раза.

По имеющимся данным, у кроликов калифорнийской породы увеличение массы стенки пищеварительного тракта — желудка, тонкого кишечника, слепой кишки — заканчивается к 9-недельному возрасту. Следует, однако, отметить, что в данном случае развитие органов пищеварения изучалось лишь до 11-недельного возраста животных, когда их масса составляла в среднем 2356 г (колебания от 1704 до 2804 г).

К органам пищеварения следует также отнести брыжейку, малый и большой сальники, которые поддерживают желудок и кишечник в определенном положении в брюшной полости; через них к органам пищеварения подходят кровеносные сосуды. В частности, у самцов породы советская шиншилла массой 2,73 кг масса брыжейки и сальников составляет 21,3±1,2 г.

В литературе встречаются сообщения о том, что слепая кишка по объему в 7—8 раз, по Зусману, даже в 10 раз больше желудка. В то же время известны данные о почти одинаковой массе этих органов.

В связи с этим Ю. А. Калугиным было проведено специальное сравнительное изучение весовых и объемных показателей желудка и слепой кишки у кроликов породы советская шиншилла средней массой 4320±129 г. Объем органа с содержимым определяли путем вытеснения им воды. Для определения максимальной емкости сначала орган вымывали от содержимого, а затем в него до полного растяжения наливали воду, которую затем учитывали.

Результаты исследований свидетельствуют, что слепая кишка у шести животных, у которых измеряли ее максимальный объем, превосходила желудок по массе вместе с содержимым на 54%, по объему вместе с содержимым на 77%. Что касается содержимого слепой кишки, то оно превосходило по массе содержимое желудка лишь на 27%. Превышение на 98,1% максимальной емкости слепой кишки по сравнению с аналогичным показателем желудка свидетельствует о том, что на единицу поверхности слепой кишки приходится меньше содержимого, чем на единицу поверхности желудка.

Длина слепой и ободочной кишок у кроликов массой 2,7—3,4 кг практически одинакова, а масса слепой кишки с содержимым превосходит массу ободочных кишок с содержимым в 3,6 раза.

Таким образом, в противоположность таким травоядным животным, как жвачные и лошади, у кролика не отмечается явного преобладания какого-либо одного отдела пищеварительного тракта над другими.

В частности, у 24 забитых кроликов средней массой по 3,07 кг содержимое желудочно-кишечного тракта распределялось по разным его отделам следующим образом (%): в желудке — 38, тонком кишечнике— 12, слепой кишке с аппендиксом — 39, ободочных кишках— 7, предпрямой и прямой — 4%.

Пищеварение в ротовой полости и желудке кроликов

В ротовой полости происходит первичное измельчение пищи с помощью зубного аппарата. От степени предварительного измельчения зависит дальнейшая редукция частиц, поскольку лизис целлюлозы осуществляется преимущественно на поверхностях разломов, лишенных кутикулы.

Тщательное предварительное измельчение корма значительно увеличивает ферментационную поверхность и время пребывания корма в кишечнике (мелкие частицы, в отличие от крупных, эвакуируются позднее), обеспечивает частичное разрушение оболочек растительных клеток и высвобождение питательных веществ протопластов.

По данным зарубежных авторов, чем меньше размер потребляемых животными частиц, тем больше переваримость корма и время ферментации его в слепой кишке (Laplace J.P. et al., 1977).

Однако, минимальная концентрация в корме частиц относительно крупного размера (свыше 0,315 мм) должна составлять не менее 20%, что необходимо для нормального протекания процессов пищеварения (Nicodemus N. et al, 1997). Именно крупные частицы, богатые клетчаткой необходимы для образования твердых фекалий.

Помимо пережевывания пищи, в ротовой полости, она подвергается предварительной ферментации с помощью энзимов слюнных желез.

Слюнные железы кролика представлены 4 парными железами – подъязычными, подчелюстными, околоушными и окологлазными, а также отдельными мелкими железками, расположенными на слизистой щек и языка.

Слюнные железы кролика секретируют постоянно. В спокойном состоянии выделяется около 1-2 мл слюны в час. Слюна имеет щелочную реакцию (рН 8,5) за счет содержания гидрокарбонатов щелочных металлов.

Около 30% общего белка слюны приходится на фермент амилазу, осуществляющую гидролиз крахмала до декстринов и мальтозы (Калугин Ю. А., 1980). Кроме того, высокую активность в слюне кролика демонстрируют рибо- и дезоксирибонуклеазы, продуцируемые, главным образом, околоушными железами.

Если учесть, что при копрофагии в пищеварительный тракт кролика поступает значительное количество микробной массы, значение этих ферментов представляется весьма существенным.

В подчелюстных железах кролика обнаружена также высокая активность (порядка 100 ед.) щелочной фосфатазы (Георгиевский В. И. с соавт., 1975).

После предварительной обработки пищи в ротовой полости, она поступает в желудок.

Желудок кролика по своей массе составляет приблизительно 15 % от всего пищеварительного тракта. Время задержания в нем пищи по разным данным колеблется от 3 до 6 часов. При этом жидкая фракция и относительно мелкие пищевые частицы эвакуируются раньше более крупных частиц.

Желудок кроликов простой железистый, имеет подковообразную форму и по своей конфигурации скорее напоминает желудок смешанного типа. В нем сильно выражен свод, в результате чего край желудка со стороны малой кривизны образует острый угол, в глубине которого расположен вход пищевода.

В желудке можно выделить три зоны распространения донных желез разного типа. Свод желудка занят донными железами с преимущественным содержанием обкладочных клеток, затем следует зона с повышенным относительным содержанием главных клеток. Для первой и третьей зон характерны железы с длинными телами и короткими шейками. Обкладочные клетки распространены по всей железистой трубочке вплоть до шейки железы; главные клетки равномерно распределены в базальных отделах тел желез, занимая примерно 2/3 их длины. В поверхностных частях тел желез среди обкладочных клеток размещены промежуточные клетки, показывающие слабоположительную реакцию на нейтральные и кислые мукополисахариды (МПС). Поверхностные эпителиоциты со всасывающей каемкой интенсивно секретируют нейтральные МПС.

Во второй зоне донные железы укорачиваются, а тела их состоят преимущественно из главных клеток. В третьей зоне расположены железы с таким же строением, как и в области свода. Пилорические железы имеют короткие извитые тела и длинные шейки с широким протоком. Клетки, лежащие в основании желез, содержат небольшое количество кислых МПС и в изобилии нейтральные МПС. Апикальные концы клеток шеек желез и поверхностных эпителиоцитов интенсивно секретируют нейтральные МПС, образуя на поверхности плотную пленку гликокаликса (Наумова Е. И., 1981).

Поступивший в желудок корм не сразу пропитывается кислым желудочным соком. В течение некоторого времени переваривание его осуществляется под действием ферментов слюны, собственных энзимов (автолиз), а также ферментов, привносимых в желудок с цекотрофами.

Желудочный сок у кролика секретирует постоянно, поскольку этот орган никогда не опорожняется полностью. Даже при длительном голодании в нем обязательно присутствуют цекотрофы. Наиболее интенсивно желудочный сок отделяется утром с 8 до 11 ч – 8 мл, меньше всего ночью – 2,3 мл.

При кормлении животных количество выделяемого сока и его пепсинная активность увеличиваются. Так, если до кормления малый желудочек секретировал в час 1,88 мл сока, активность которого соответствовала 555 мкг пепсина, то после кормления эти показатели достигли 2,32 мл и 1735 мкг соответственно (Beauville M., 1972).

Главный фермент желудочного сока – пепсин, выделяющийся в просвет желудка в неактивном состоянии – в виде пепсиногена. Пепсиноген активизируется соляной кислотой, при этом от него отщепляется полипептидный фрагмент.

Секреция клеток желудка изменяется в ходе онтогенеза. Так, на четвертой неделе жизни в районе большой кривизны желудка желудочные железы перестают продуцировать мукоиды и в возрасте 12 недель почти полностью замещаются на пепсиногенные железы.

Пепсин гидролизует белки корма до полипептидов и, частично, аминокислот. Соляная кислота как компонент желудочного сока не только принимает участие в активации пепсина, но и вызывает набухание и частичную мацерацию труднопереваримых субстратов.

Переваривающая сила желудочного сока по отношению к белку (по Метту) по данной Гавриловой Т. А. (1965) составляет от 1,5 до 3,2 мм и изменяется параллельно с изменением количества свободной соляной кислоты.

Желудочный сок обладает также уреазной, небольшой амилолитической и липолитической активностью. Обнаруживается в нем и щелочная фосфатаза.

С возрастом кроликов кислотность и пепсическая активность желудочного сока изменяются.

Доля свободной соляной кислоты в общей кислотности была наименьшей – 37-46% у подсосных крольчат, резко возрасла с переходом животных к фитофагии (30-45-суточный возраст) – 73-79% и вновь снизилась к трехмесячному возрасту (до 60-66%) (Курилов Н. В., 1957). Вероятно, низкая кислотность желудочного сока у крольчат способствует заселению пищеварительного тракта облигатными симбионтами, подавляющее большинство которых лишены спор.

Несмотря на отсутствие каких либо перегородок или складок, условно желудок кролика можно разделить на 2 области – фундальную и пилорическую, характеризующиеся различными показателями эндогенного пищеварения.

В фундальном отделе содержание свободной соляной кислоты составляет 77-84 мэкв/л, активность пепсина – 164-270 мкг/мл, рН – 1,5; в пилорическом – 75, 470 и 1,2 соответственно (Beauville M., 1972).

Эти данные становятся понятны, если учесть, что наибольшее количество обкладочных клеток сосредоточено в фундальной области (в районе свода желудка), а основные клетки, продуцирующие пепсин расположены на большой кривизне.

Принято считать, что у моногастричных животных с железистым желудком и постоянным сокоотделением микробное преобразование компонентов пищи в этом органе невозможно (Георгиевский В. И., 1990).

Даже в полностью лишенном пищеварительных желез и покрытом ороговевшим эпителием преджелудке большой песчанки – типичного растительноядного грызуна не обнаруживается целлюлозолитической активности (Наумова Е. И. с соавтю, 1994).

Однако облигатные симбионты (преимущественно лактобациллы) обнаружены в желудке свиней (Федий Е. М., 1948; Карпусь Н. М., 1972). Есть даже сообщения о присутствии в желудке лошади бактерий, обладающих заметной целлюлозолитической активностью (Шлыгина И. Н., 1973). В желудке лошади обнаружены также строгие анаэробы, бактерии, использующие лактат, лактобациллы и стрептококки, вызывающие брожение и способствующие образованию ЛЖК.

У кроликов кислотность желудочного сока по данным Дегтярева В. П. (1974) существенно выше, чем у других изученных в этом отношении фитофагов и колеблется в пределах 1-2 рН.

Между тем, вследствие ритмичной копрофагии, когда кролики поедают эвакуат из слепой кишки в виде фекальных шариков, обладающих значительными буферными свойствами и содержащих около 10⁹ – 10¹⁰ бактерий, роль микробной ферментации в желудке может представляться весьма вероятной.

Кроме того, по данным Калугина Ю. А. (1980) кролик постоянно выделяет в спокойном состоянии 1-2 мл слюны в час с рН около 8.5. Снижению кислотности желудочного сока способствуют и буферные свойства пищи.

Поэтому в некоторых исследованиях высказывалось мнение, что желудок кроликов благодаря копрофагии заселяется бактериями, способствующими расщеплению клетчатки (Eden A., 1940), и по характеру биохимических процессов подобен рубцу жвачных (Watson J.S., 1954).

Последующие эксперименты, демонстрирующие буферные свойства цекотрофов, жизнеспособность и метаболическую активность бактерий их населяющих (Griffits M. et al., 1963), казалось бы, отчасти подтвердили это предположение. В частности в последней работе авторы в условиях in vitro добились продукции молочной кислоты из цекотрофов, выделенных из желудка.

В желудке кроликов молочная кислота и ЛЖК обнаруживались многими исследователями. Производство этих продуктов брожения прекращалось в присутствии антибиотиков.

В другой работе (Калугин Ю. А., 1995) обращено внимание на длительность сохранения целостности оболочки фекальных шариков в условиях желудка (9 ч) и поддержание в них рН на уровне 5.8-6.1 по меньшей мере в течение 3 часов.

Тем не менее, данные, полученные морфологическими и гистохимическими методами (Наумова Е. И., 1974), свидетельствуют о невозможности развития бродильных процессов в желудке, топография основных и обкладочных клеток которого в местах скопления фекальных шариков (в районе свода или «слепого мешка») предполагает быструю гибель и дальнейшее переваривание находящихся в них микроорганизмов.

Вместе с тем, физиологические исследования показывают, что копрофагия накладывает существенный отпечаток на процессы желудочного пищеварения.

Так, по данным Beauville М. и Raynaud Р. (1964) концентрация пепсина в желудочном соке, полученном из фундальной части утром не превышала 3,7 мкг в 1 мл, а вечером, при отсутствии копрофагии достигала 209 мкг. В антральном же отделе активность этого фермента в утренние и вечерние часы составляла 182 и 398 мкг соответственно.

Лишение копрофагии приводило к тому, что в обоих отделах желудка активность пепсина была приблизительно одинаковой.

Цекотрофы также существенно уменьшают кислотность желудочного сока, поскольку содержат много натрия и калия в виде Na₂ HPO₄ и KH₂ PO₄ и их суспензия действует как раствор фосфатного буфера силой 0,13 М.

Показатель рН содержимого фундального и кардиально-пилорического отделов желудка до копрофагии были равны 2,0 и 1,9. С момента потребления мягкого кала величина рН в кардиально-пилорической части повысилась до 3,2-3,5, а затем снизилась до 2,3; в то время как в фундальной части повысилась до 4,2-4,6 и оставалась в указанных пределах в течение 2 часов (Beauville М., 1972).

На наш взгляд, высокая кислотность желудочного сока и высокая концентрация продуцирующих соляную кислоту желез именно в местах локализации проглоченных цекотрофов – важная филогенетическая адаптация, без которой вообще в желудке были бы немыслимы процессы эндогенной ферментации, вследствие ингибирующего влияния мягких фекалий.

Конвергентно подобные адаптации в виде так называемой «большой желудочной железы» возникли у хомячков Onychomys, броненосца, у типичных фитофагов коалы и бобра.

Несмотря на установленные факты, вопрос о возможности симбионтного пищеварения в желудке кролика остается пока открытым.

Не изучено также имеет ли место ингибирование пепсина во время поступления в желудок цекотрофов или снижение его активности происходит вследствие уменьшения концентрации свободной соляной кислоты. Не исключена также возможность периодичности секреции донных желез.

Нет данных по численности и видовому составу микроорганизмов желудка и их метаболической активности.

Пищеварение в тонком отделе кишечника

Известно, что у жвачных животных, в связи с прегастральной ферментацией корма, роль кишечника в переваривании питательных веществ относительно невелика.

Если у моногастричных животных (в том числе у кроликов) ди-, полисахариды (за исключением клетчатки), а также протеины и липиды гидролизуются в основном в кишечнике и всасываются в виде гексоз, отдельных жирных и аминокислот (Утехин Б. П. с соавт., 1953; Карпусь Н. М., 1972; Озол А. Я. с соавт., 1972; Леберганц Я. З., 1975; Crane R., 1977; Davenport E., 1977), то у жвачных распад их происходит преимущественно в преджелудках и заканчивается образованием ЛЖК (Пшеничный П. Д., 1957, Дмитроченко А. П., 1967; Козлов А. С., 1974; Долгов И. А., 1981 и др.).

Установлено, что в рубце крупного рогатого скота и овец сбраживается более 60% углеводов корма. При этом наряду с легкопереваримыми сахарами, хорошо ферментируется и сырая клетчатка (Будная М. В., 1963; Калашников А. П., 1978; Николичева Т. А. с соавт., 1983).

Важнейшая роль в этих процессах принадлежит микроорганизмам-симбионтам, населяющим преджелудки. Благодаря их деятельности, содержимое рубца имеет более широкий набор ферментов, чем химус тонкого кишечника и способно расщеплять практически все известные пищевые компоненты (Дегтярев В. П., 1970; Bryant M.P. et al, 1958; Dehority B.A., 1967 и др.).

В отличие от жвачных, у моногастричных млекопитающих гидролиз основных компонентов корма происходит, главным образом, в тонком кишечнике, под действием ферментов пищеварительных желез.

Тонкий кишечник кроликов – самый длинный отдел. На него приходится 60 % общей длины кишечника, в то время как на ободочную кишку – 30 %, а на слепую всего 10 %. Ворсинки двенадцатиперстной кишки представляют собой широкие волнообразно изогнутые и плотно расположенные пластинки, на поверхности которых заметны вертикальные бороздки. В каудальном направлении ворсинки сужаются и принимают конусообразную форму.

В двенадцатиперстной кишке неглубокие крипты содержат много бокаловидных клеток, которые часто встречаются и среди эпителиоцитов, покрывающих ворсинки. Все они интенсивно окрашиваются на нейтральные и кислые МПС. Ворсинки в двенадцатиперстной кишке невысокие, но плотно расположенные, их подстилают мощным слоем, примерно равном по толщине ворсиночному, дуоденальные железы. Они, помимо клеток мукозного типа, содержат также серозные клетки, имеющие темную цитоплазму и более крупное ядро. Высота ворсинок, относительно небольшая в начальной части, быстро увеличивается и остается стабильной на всем протяжении кишечника, за исключением самых каудальных его частей.

В тощей кишке ворсинки благодаря поперечным перетяжкам приобретают на срезе фестончатые очертания. Глубоки крипты и эпителий ворсинок содержат много бокаловидных клеток, показывающих слабую реакцию на кислые МПС и интенсивную – на нейтральные.

В подвздошной кишке крипты развиты слабо, а ворсинки принимают более изрезанные очертания. Среди эпителиоцитов, покрывающих ворсинки, реже встречаются бокаловидные клетки. Строма ворсинок, богатая лимфоидными элементами, утолщается (Наумова Е. И., 1981).

В тонком кишечнике на углеводы воздействует система карбогидраз, гидролизующая как поли- (амилазы, декстриназы), так и дисахариды (мальтазы, лактаза, сахараза). Активность карбогидраз в химусе тонкого кишечника свиней и кроликов в 50-100 раз выше, чем у жвачных животных (Дегтярев В. П., 1974).

Ведущим продуцентом ферментов, поступающих в тонкий кишечник, является поджелудочная железа (Духин И. П., 1974; Дегтярев В. П. с соавт., 1977), секретирующая у кроликов непрерывно.

С панкреатическим соком выделяется ряд ферментов, действующих на все питательные компоненты пищи. Из карбогидраз в панкреатическом соке представлены различные амилазы. Они осуществляют гидролиз крахмала и гликогена до декстринов и мальтозы (Дегтярев В. П., 1974; Козлов А. С., 1991).

К пептидгидролазам относятся трипсин, химотрипсин и полипептидазы. Важнейший из них – трипсин, поступающий в просвет кишечника в неактивном состоянии в виде трипсиногена.

Под действием фермента кишечного сока энтерокиназы, от неактивной молекулы трипсиногена отщепляется пептидный фрагмент, в результате чего трипсиноген превращается в трипсин (Шлыгин Н. П., 1947).

После этого, все протеолитические ферменты, поступающие в кишечник в неактивном состоянии, такие как химотрипсин, карбоксипептидаза и другие, активизируются под действием трипсина (Ноотроп Д. с соавт., 1950).

Трипсическая и полипептидазная активность панкреатической ткани у кроликов несколько выше, чем у крупного рогатого скота и свиней, очевидно, это связано с копрофагией, и необходимостью переваривать микробный белок. Липолитическая же активность поджелудочной железы в несколько десятков раз ниже, что компенсируется высоким уровнем липаз в слизистой тонкого кишечника (Дегтярев В. П., 1974).

Интенсивной секреторной деятельностью отличается также печень кролика. Желчный проток открывается в самом начале двенадцатиперстной кишки, поэтому химус, попадая в кишечник, сразу подвергается воздействию желчи.

По мнению И. П. Павлова, главная функция желчи состоит в смене желудочного типа пищеварения на кишечный тип, подавлении действия пепсина, стимуляции активности ферментов поджелудочного сока, в особенности липазы.

Желчь обладает некоторой амило- и протеолитической активностью, усиливает активность трипсина и амилазы, способствует эмульгированию жира, принимает участие во всасывании жирных кислот, каротина, жирорастворимых витаминов, холестерина, аминокислот, усиливает перистальтику кишечника и оказывает бактериостатический эффект.

Желчь выделяется у кроликов прерывисто в среднем в количестве 6,3 мл в час. Основной желчной кислотой является гликодеоксихолиевая, желчным пигментом – биливердин.

К главным кишечным ферментам относятся энтерокиназа, лейцинаминопептидза, аминотрипептидаза, дипептидаза, катепсины, щелочная и кислая фосфатазы, инвертаза, лактаза и амилаза. Они попадают в просвет кишечника с кишечным соком и со слушенным эпителием и осуществляют полостное пищеварение.

Однако значение полостного пищеварения существенно изменяется с возрастом кроликов. Так, у 4-6 дневных крольчат полостное пищеварение почти в 5 раз ниже, чем у 24-26 дневного молодняка, однако, гидролиз крахмала у них осуществляется даже несколько более эффективно (Уголев А. М. с соавт., 1964).

У подсосных крольчат активность трипсина в стенке кишечника в 10 раз, а химотрипсина – в 2-3 раза выше, чем у взрослых животных. Эти данные свидетельствуют в пользу преобладания пристеночного пищеварения у молодых животных.

Пристеночное или мембранное пищеварение осуществляется на поверхности щеточной каймы эпителия тонкого кишечника в так называемом гликокаликсе, имеющем огромную поверхность. В результате гидролиза образуются мономеры, которые всасываются в кровь.

По имеющимся данным, ферменты, участвующие в мембранном гидролизе (за исключением пептидаз) распределяются в кишечнике не равномерно.

Активность лактазы и моноглицеридлипазы снижается от двенадцатиперстной кишки к подвздошной. В последней максимальную активность проявляют трегалаза, эстераза, мальтазы, кислая и щелочная фосфатазы.

Процессы завершения гидролиза питательных веществ в кишечнике и всасывания образовавшихся продуктов долгое время представляли загадку для исследователей. Лишь с проникновением в гистологическое строение кишечной стенки появилась возможность для их детального исследования.

Стало известно, что клетки кишечного эпителия – энтероциты ассиметричны, а на их апикальной поверхности, обращенной в полость кишки, располагаются микроворсинки, которые образуют щеточную кайму, обрамляющую эпителий.

Особенностью энтероцитов является также сравнительно развитый гликокаликс, покрывающий ворсинки. Его нитевидные структуры мукополисахаридной природы создают объемную сеть с небольшими ячейками (Елецкий Ю. К. с соавт., 1979).

Именно в щеточной кайме и гликокаликсе происходит заключительный гидролиз до мономеров, их связывание со слизистой оболочкой и последующий переход в клетку. Значительный вклад в понимание механизмов этого процесса внесло учение А. М. Уголева о мембранном пищеварении.

Всасывание образующихся мономеров происходит в форме активного переноса. Во всяком случае, в отношении глюкозы это можно считать доказанным. В ряде экспериментов из щеточной каймы выделен специфический белок, связывающий глюкозу и участвующий в ее транспорте. Связывание носит характер насыщения, зависит от температуры и конкурентно ингибируется галактозой и флорицином.

Особенностью связывающего белка является также стереоспецифичность его в отношении D-изомера и зависимость от присутствия в среде катионов натрия (Ito J., 1969; Faust F.P., 1975; Semenza K. et al, 1977; Lemaire J. et al., 1978; Poiree C. et al, 1979).

Активный перенос продуктов гидролиза через мембрану в кровь осуществляется специализированными транспортными белками с затратами энергии (в виде АТФ), всасываемость аминокислот зависит от их соотношения в гидролизате. Диффузно, по градиенту концентрации всасываются, как правило, лишь минеральные компоненты.

По ходу кишечника количество секретируемого сока уменьшается. Из изолированного участка двенадцатиперстной кишки длиной 6-8 см в течение часа выделялось 3,3 мл сока, переваривающая сила которого по Метту составляла по яичному белку – 2,8, желатину – 9,0, крахмалу – 12,3 мм. Из изолированного отрезка подвздошной кишки за час выделилось всего 0,5-0,9 мл сока с рН 7,1-7,6. (Леонтюк С. В., 1945).

Тощая кишка – самый длинный участок тонкого кишечника, однако время прохождения пищевых масс через нее составляет всего 10-20 минут, в то время как в подвздошной кишке пищевые массы задерживаются на 30-60 минут.

Таким образом, в дистальном участке тонкого кишечника, казалось бы, должны создаваться условия для бурного развития микрофлоры. Этому способствует слабощелочная реакция среды, более длительная задержка химуса и низкая активность эндогенных ферментов. Однако этого не происходит, концентрация ЛЖК на этом участке не превышает 0,9 мМ/г.

Объясняется это явление, по-видимому, тем, что мономеры, образующиеся на заключительных этапах пищеварения в ультрапорах гликокаликса, недоступны для микроорганизмов с их диффузным способом питания.

Между тем, в опытах зарубежных исследователей было показано, что в желудке и тонком кишечнике происходит переваривание нейтрально-детергентной (Gidenne T. Et al., 1989; Merino J.M et al., 1992) и сырой клетчатки (Yu B. et al, 1987), а также полисахаридов некрахмальной природы (Gidenne T., 1992).

Частично эти результаты объясняются авторами за счет ксиланаз и пектиназ микробного происхождения, обнаруженных в этих органах (Marounek M. et al, 1995).

Однако Рамос (1995) in vitro наблюдал тот же уровень снижения нейтрально-детергентной клетчатки при обработке корма соляной кислотой и пепсином, а затем панкреатическими ферментами (Ramos M.A., 1995).

В связи с развитием электронной микроскопии и тонких физиологических методик в 60-е годы прошлого столетия была открыта новая сторона деятельности желудка и тонкого кишечника – гормональная. В антральной области желудка и в двенадцатиперстной кишке у лабораторных животных были обнаружены новые типы клеток, не идентифицируемые методами световой микроскопии.

Вассало с сотрудниками (Vassalo G. et al, 1969) обнаружили в слизистой пилорического отдела желудка кошки два типа клеток, продуцирующих окситриптамин и гастрин, а также третий тип клеток, функция которых осталась невыясненной. В фундальном отделе желудка ими были выявлены клетки, продуктом которых является окситриптамин и клетки, напоминающие α-клетки инсулярного аппарата поджелудочной железы.

В антральном отделе желудка хорька (Preifer C.J. et al., 1969) был идентифицирован новый тип клеток, предположительно секретирующих гастрин. Новые виды клеток выявлены также в пилорическом отделе желудка человека, собаки, мыши и крысы.

Основные итоги в изучении энтериновой системы были подведены А. М. Уголевым (1978). В его монографии подробно освещается функциональная роль кишечных гормонов не только в регуляции процессов пищеварения, но и их участие в общем обмене веществ в организме.

Согласно А. М. Уголеву, в ответ на поступление пищи в желудок слизистая его антральной части выделяет гастрин, стимулирующий секрецию желудочного сока с малым количеством пепсина и высоким содержанием кислоты. Существование другого гормона, выделенного из слизистой тонкого кишечника, - энтерогастрона – не считается вполне доказанным, так как он не был получен в чистом виде, но физиологическое действие фактора, соответствующего энтерогастрону, заключается в торможении кислой желудочной секреции.

Главный эффект желудочно-кишечного гормона секретина заключается в стимуляции секреции жидкой части панкреатического сока. Кроме того, секретин тормозит выделение гастрина и, соответственно, продуцирование соляной кислоты в желудке, но усиливает пепсическую активность. Холецистокинин, продуцируемый слизистой двенадцатиперстной кишки, вызывает сокращение желчного пузыря.

К настоящему времени известно около 20 гормонов и субстанций, выделенных из слизистой желудка и кишечника и оказывающих регуляторное действие на секрецию пищеварительных соков. Однако никто не анализировал специально особенности их действия у разных млекопитающих. По мнению Л. Проссера (1977), основные типы гормонов сходны у всех позвоночных.

Однако в упомянутой выше сводке А. М. Уголева содержатся факты, позволяющие думать, что это не так. Например, секретин тормозит секрецию соляной кислоты в желудке у собаки, человека, крысы, но не вызывает подобную реакцию у кошки.

Обнаружены некоторые видовые различия в химическом строении гастринов и их молекулярном весе. Результаты хроматографического исследования показали, что вилликинин (гормон, стимулирующий подвижность ворсинок тонкого кишечника) имеет видовую специфичность в химическом строении у кролика по сравнению с человеком, быком, свиньей. Кроме того, вызывает сомнение существование гормона холецистокинина у млекопитающих не имеющих желчного пузыря. Перечень подобного рода можно составить и по характеру распределения гормонов в различных участках тонкого кишечника у разных видов животных.

Во всяком случае, гормональная регуляция секреции пищеварительных соков оказывает на симбионтную микрофлору лишь опосредованное влияние.

Таким образом, возможность симбионтной ферментации корма в тонком отделе кишечника, как и в желудке, является пока не подтвержденной.

Нет сведений и о степени обеднения химического состава химуса за время его прохождения через тонкий кишечник. В итоге неясно, какие непереваренные компоненты корма достигают слепой кишки и поступают в распоряжение симбионтов.

Известно лишь, что липиды и простые углеводы усваиваются сравнительно полно, а на рационах, содержащих большое количество крахмала, часть его не успевает перевариться и поступает в толстый отдел кишечника (McNitt J.I., 1996).

Между тем эти данные позволили бы дать количественную оценку вклада эндогенной и симбионтной ферментации в пищеварительные процессы у кролика.

Пищеварение в толстом отделе кишечника

Толстый отдел кишечника состоит из объемистой слепой кишки, в которой может содержатся до 40 % химуса всего пищеварительного тракта и ободочной кишки.

Слепая кишка представляет собой орган оливково-бурого цвета. На ее поверхности четко выделяются перетяжки, которым с внутренней стороны соответствует спиральная складка, глубоко вдающаяся в просвет кишки. Заканчивается слепая кишка червеобразным отростком – аппендиксом, представляющим собой лимфоидное образование. В области слияния подвздошной и слепой кишки расположен еще один лимфоидный орган – дивертикул, имеющий округлую форму.

В слепой кишке хорошо развита мускульная оболочка, особенно ее круговой слой. Слизистая образует неглубокие, редко расположенные крипты, разделенные широкими соединительнотканными перегородками, насыщенными лимфоидными элементами.

Крипты состоят из однородных цилиндрических эпителиоцитов, среди которых встречаются бокаловидные клетки, сконцентрированные главным образом в основаниях крипт. Бокаловидные клетки и всасывающая каемка эпителиоцитов показывают положительную реакцию на кислые и нейтральные МПС.

На поверхности слизистой слепой кишки не было обнаружено прикрепленных симбионтов, как это имеет место у многих грызунов. На основание этого делается вывод, что зайцеобразные, как и другие копрофаги обладают преимущественно свободноживущей микрофлорой.

В аппендиксе имеется заполненная химусом полость в 4-5 раз превышающая толщину его стенки. Головки лимфоидных узлов не соприкасаются с химусом, поскольку закрыты окружающими их ячейками и сообщаются с просветом лишь узким протоком. Через эпителий головок наблюдается выселение лимфоцитов (Наумова Е. И., 1981).

Содержимое толстого кишечника обладает гидролитическим действием по отношению почти ко всем составляющим пищи. Однако значение отдельных ферментов химуса в преобразовании питательных веществ в этом отделе пищеварительного тракта далеко не равноценно.

Большинство авторов склонно считать, что ферментативные процессы в толстом кишечнике в основном связаны с населяющими его микроорганизмами-симбионтами, сбраживающими клетчатку кормов до растворимых легкоусвояемых соединений – летучих жирных кислот (Лебенгарц Я. З., 1975 и др.).

Наряду с этим, в толстом кишечнике имеет место гидролиз и других компонентов пищи. Так, в химусе слепой кишки обнаруживается ряд ферментов тонкого кишечника, причем активность некоторых из них, например, энтерокиназы и щелочной фосфатазы, довольно высока (Анакина Ю. Г. с соавт., 1978).

Другой источник ферментов химуса – кишечный сок. Секреты слепой кишки проявляют некоторую амило-, липолитическую и сахаразную активность.

Но если учесть, что толстый кишечник в целом характеризуется низкой активностью собственных ферментов (Георгиевский В. И., 1990), а ферменты, поступившие в него из вышележащих отделов пищеварительного тракта интенсивно инактивируются вследствие химических и микробных процессов (Астраханцев В. И. с соавт., 1977), то становится очевидным, что основная роль в пищеварении в данном отделе принадлежит бактериям.

Микроорганизмы начинают заселять пищеварительный тракт кроликов с первых дней их самостоятельной жизни. У большинства однодневных крольчат в кишечнике уже обнаруживаются лактобациллы, кокки и бактероиды, а их общее количество может составлять 15 тысяч клеток в 1 мл. химуса (Анакина Ю. Г., 1978).

В молочный период, несмотря на воздействие антимикробных факторов молока и факторов, вырабатывающихся в желудке сосущих крольчат (Canas Rodriguez A. Et al., 1966), наблюдается быстрый рост численности бактерий, которая уже к концу первой недели жизни молодняка приближается к 1 млрд.

При этом в составе микрофлоры обнаруживаются Gastrobacilli, стафилококк и спорообразующие аэробы (Christ-Vietor M., 1973). У крольчат месячного возраста по данным литературы количество симбионтов в химусе слепой кишки почти достигает характерного для взрослых животных уровня.

Облигатные симбионты кроликов являются строгими анаэробами, не образующими спор, и не могут долгое время находиться во внешней среде, поэтому возникает вопрос о способе инокуляции симбионтов у молодняка.

Ранее считалось, что молодые крольчата получают микроорганизмы при поедании цекотрофов матери. Однако последующие исследования опровергли это мнение. Заселение специфической микрофлорой происходило и при предотвращении копрофагии, правда, более медленными темпами. В настоящее время предполагается, что инокуляция происходит уже в половых путях самки (Kovacs M. et al, 2002).

Бактериальные энзимы гидролизуют клетчатку и другие органические соединения, не подвергшиеся перевариванию в вышележащих отделах пищеварительного тракта.

Высокая бактериальная обсемененность химуса слепой кишки (свыше 36 млрд. клеток в 1 г), постоянная температура, оптимальная концентрация водородных ионов (рН 5,8-7,1), буферные свойства содержимого, поддерживаемые экскрецией дивертикула и аппендикса, постоянное поступление пищи, и эвакуация продуктов метаболизма способствуют этому.

По данным Вильямса с сотрудниками (1961) аппендикс в сутки выделяет около 40 мл сока, дивертикул – 22 мл. Их рН составляет 8,1-9,4 и нейтрализует кислые продукты брожения. Кроме того с соками этих лимфоидных образований в слепую кишку поступает большое количество лимфоцитов, очевидно, поддерживающих нормальный состав симбиоценоза.

По мнению Синельникова (1950) в дивертикуле за 1 минуту выделяется около 55 тыс. лимфоцитов, из аппендикса – от 600 до 900 тыс. Аналогичную функцию по всей видимости выполняет и сок слепой кишки, содержащий лейкоциты.

Целлюлозолитические процессы имеют место в толстом кишечнике не только кроликов, но и других видов животных, однако их вклад в переваривание клетчатки кормов существенно различается.

У жвачных до 65% переваримой клетчатки сбраживается в преджелудках (Синещеков А. Д., 1965; Курилов Н. В. с соавт., 1971), условия которых весьма благоприятны для микроорганизмов. В связи с этим, переваримость сырой клетчатки у жвачных наиболее высока и составляет в среднем 56-60% (Козлов А. С., 1991). Роль же толстого кишечника в целлюлолизе у них относительно невелика.

Вероятно, это объясняется тем, что химус толстого кишечника представляет собой сравнительно бедный питательный субстрат, поскольку большая часть доступных нутриентов корма уже усвоена в вышележащих отделах пищеварительного тракта.

По этой же причине переваримость клетчатки у моногастричных животных существенно ниже, чем у жвачных. Исключение составляют лошади, у которых сравнительно высокая переваримость клетчатки (48-52%) обусловлена значительной вместимостью слепой кишки.

У свиней ферментация клетчатки происходит преимущественно в слепой и начальной части ободочной кишки (Ритце В. С соавт., 1968). Переваримость клетчатки типовых рационов у свиней по некоторым данным достаточно высока (30-45%) (Баранчихина В. В., 1963).

Основной продуцируемый целлюлозолитическими бактериями фермент – целлюлаза катализирует разрыв 1,4-гликозидных связей целлюлозы с присоединением молекулы воды. По современным представлениям целлюлозный комплекс состоит по меньшей мере из четырех типов карбогидраз.

Эндоглюканазы атакуют исходный субстрат, приводя к высвобождению целлолигосахаридов различной степени полимеризации и некоторого количества целлобиозы.

Экзоглюкозидазы воздействуют на целлолигосахара с образованием глюкозы.

Целлобиогидролазы расщепляют олигосахара до целлобиозы и, наконец, целлобиаза довершает гидролиз образовавшихся дисахаридов до глюкозы (Синицын А. П. с соавт., 1981; Coughlan M.P. et al., 1979).

Глюкоза, образующаяся в результате гидролиза, представляет для бактерий источник энергии, которая высвобождается при ее гликолизе.

Ключевым моментом процесса, общим для всех живых организмов, является этап фосфорилирования с образованием пировиноградной кислоты и АТФ. Акцептором водорода в этой реакции служит НАД⁺, нуждающийся в последующем окислении для продолжения метаболизма.

Однако у анаэробов, каковыми являются подавляющее число бактерий слепой кишки, НАД·Н не может быть окислен через систему переноса электронов кислородом в качестве конечного акцептора. Содержание же НАД⁺ в микробных клетках ограничено.

В этих условиях дальнейшее преобразование пировиноградной кислоты возможно только в направлениях, обеспечивающих регенерацию НАД⁺ за счет окислительно-восстановительного механизма, включающего либо сам пируват, либо его производные (Роуз Э., 1971; Диксон C., 1982).

Поэтому, в отличие от аэробных форм, у цекальных бактерий процесс превращения пирувата никогда не доходит до углекислого газа и воды, а осуществляется со значительно меньшей энергетической отдачей – через ацетил КоА, преобразуемый в ацетат и, частично, в ацетоацетил КоА, конечным продуктом которого является бутират. Возможна также трансформация пирувата в пропионат через сукцинил КоА.

Подобной биохимической трансформации подвергаются также продукты дезагрегации протеинов – аминокислоты, после их дезаминирования и жирные кислоты.

Конечные продукты брожения входят в состав экстрагируемых из химуса слепой кишки летучих жирных кислот в следующем соотношении: ацетат – 60,7-83,6%, бутират – 10,6-25,4%, пропионат – 6,8-13,9% (Вовк В. и др., 1994).

Несколько иное соотношение было получено в других опытах (Garcia J. et al., 2002) – 62, 26,0 и 12,0 % соответственно. При этом суммарная концентрация ЛЖК варьировала от 18,1 до 99,8 мМ/л.

Соотношение отдельных кислот брожения не остается постоянным. С возрастом доля ацетата снижается, а бутирата, напротив, увеличивается (Bennegadi-Laurent N. et al., 2004).

Наименьшую долю в сумме ЛЖК занимает пропионат. В отличие от жвачных животных, концентрация масляной кислоты у кроликов всегда преобладает над пропионовой. Аналогичная особенность характерна также для бобра (Hoover W.N. et al., 1972).

Образовавшиеся ЛЖК всасываются в оттекающую кровь и вовлекаются в метаболизм.

Предполагается, что ЛЖК в организме животных частично трансформируются в глюкозу. Основным предшественником последней выступает, вероятно, пропионат. Он также усиливает поглощение железа в ободочной кишке, участвует в формировании жирных кислот с длинной цепью, а промежуточные продукты его регулируют кетогенез, неоглюкогенез, уреогенез (Bergman E.N., 1990; Rémésy C. et al., 1995).

Неоглюкогенез имеет место уже в процессе резорбции кислот стенкой пищеварительного канала, но наиболее активно осуществляется клетками печени (Горшков Г. И. с соавт., 1971; Курилов Н. В. с соавт., 1973).

Бутират в основном используется в толстом кишечнике и является фактором роста слизистой ободочной кишки. Ацетат усваивается главным образом в печени, где происходит липо- и холестериногенез.

Считается, что за счет ЛЖК кролики обеспечивают до 12% суточной энергии (Калугин Ю. А., 1980; Vernay M., 1987; Chiou P.W.S. et al, 1994).

Летучие жирные кислоты влияют также на подвижность пищеварительного тракта, секрецию кишечника и, в конечном счете, участвуют в интеграции функций толстого отдела (Cherbut C., 2003; Yajima T., 1995.)

Концентрация летучих жирных кислот изменяется с возрастом и увеличивается одновременно с ростом численности целлюлозолитических бактерий (приблизительно с трехнедельного возраста крольчат). В промежутке с 15 до 25 дня жизни, этот показатель увеличивается в четыре раза.

В основном целлюлозолитические бактерии продуцируют кислоты с неразветвленной цепью, в то время как амилолитические – преимущественно разветвленные кислоты (Gidenne T., 1996; Padilha M.T.S. et al., 1995; Piattoni F. et al., 1995; Piattoni F. et al., 1996; Vernay M. Et al., 1975).

Содержание ЛЖК в химусе слепой кишки изменяется в зависимости от времени кормления и периодичности цекотрофии. Установлено, что их концентрация увеличивается в 4 раза после дачи корма и достигает максимума спустя 5 часов. В это же время наблюдается и наиболее интенсивное образование твердых фекалий. Изменение концентрации ЛЖК в данном случае обусловлено антиперистальтическии движениями ободочной кишки и возвращением в слепую кишку большого количества бактерий.

При образовании цекотрофов наблюдается снижение концентрации ЛЖК на 20 %, что, несомненно, является следствием снижения численности цекальных бактерий. В течение суток изменяется и соотношение жирных кислот, зависящее по мнению ряда авторов от скорости поступления различных кормов в слепую кишку (Gidenne T. Et al., 1992; Gidenne T. et al., 1984).

Помимо клетчатки в продукции ЛЖК участвуют крахмал и не переваренный в вышележащих отделах пищеварительного канала белок (после дезаминирования аминокислот), а также эндогенные ферменты, однако относительный вклад этих источников неизвестен (Fraga M.J. et al, 1984; Garcia J. et al, 1996; Motta-Ferreira W. et al, 1996; Carabano R., 1997).

По данным этих же авторов концентрация ЛЖК в химусе колебалась на разных рационах от 3,2 до 8,9 мМ/100г, увеличивалась по мере повышения содержания клетчатки в корме, но высоко лигнизированные грубые корма сильно угнетали эту тенденцию.

Выход ЛЖК при брожении клетчатки с даже с невысоким содержанием лигнина не превышает 25% от общего их количества, в основном сбраживаются пектины, а также, в некоторой степени, эндогенные материалы (ферменты, слущенный эпителий слизистой, муциноподобные вещества) (Chiou P.W.S. et al, 1994).

Их вклад в образование кислот брожения можно оценить по результатам опытов на кроликах, вовсе не получавших пищу. У них содержание ЛЖК в слепой кишке составляло 1,8 мМ/100г. (Vernay M. et al., 1975).

На летучие жирные кислоты приходится около 60% всех карбоновых кислот химуса. Из нелетучих кислот преобладают янтарная – 4,5 мэкв/100 г и молочная – 1,0 мэкв/100 г. Они также являются продуктами жизнедеятельности бактерий.

По данным зарубежных исследователей, концентрация молочной кислоты в химусе слепой кишки составляет в среднем 3,8 мМ/л и не зависит от стадии фекалообразования (Piattoni F. et al., 1995; Vernay M. et al., 1987).

В химусе слепой кишки присутствуют также свободные аминокислоты. Их общая концентрация составляет 852 мкМ с преобладанием глютаминовой, аспарагиновой и аланина, доля которых достигает 70% всех аминокислот. Очевидно, это также продукты жизнедеятельности бактерий. Среда слепой кишки преимущественно протеолитическая, поскольку значительная часть симбионтов способна сбраживать аминокислоты.

Из характерных особенностей ферментации в слепой кишке следует отметить преобладание образования ацетата из водорода и углекислого газа (так называемый восстановительный ацетогенезис), наблюдающийся уже у крольчат, находящихся на смешанном питании. Только с возрастом этот процесс частично замещается образованием метана. До 30-суточного возраста метаногенез фиксируется лишь у отдельных особей и в незначительном объеме. Подобный тип ферментации прямо противоположен тому, что наблюдается при рубцовом пищеварении (Piattoni F., Martens L., Demeyer D., 1995).

Химсостав химуса слепой кишки довольно стабилен и даже содержание животных на диете из какого-либо одного корма (зерно, сено, зеленая масса) не приводит к резким его изменениям.

Соотношение между различными фракциями азота в химусе также почти не зависит от условий кормления. На долю небелкового азота приходится около 37% от общего азота, на долю мочевины и аммиака – 7-8% от общего и 18-21% от небелкового азота.

Концентрация аммиака по данным ряда авторов может быть достаточно высокой и достигать 13-28 мМ/л, что наблюдается как правило при низком сахаро-протеиновом отношении и на рационах богатых клетчаткой (Gidenne T., 1986; Morisse M.J. et al., 1985). Некоторый вклад в повышении концентрации аммиака вероятно вносит и предполагаемая цекально-гепатическая циркуляция азота (Forsythe S.J. et al., 1985; Fraga M.J., 1998).

Концентрация аммиака в химусе слепой кишки с возрастом снижается, в то время как летучих жирных кислот, напротив, возрастает. Так, с 28 по 70 день жизни молодняка содержание аммиака в химусе снизилась на 20 % (Bellier R. et al., 1995; Bennegadi-Laurent N. et al., 2004).

При увеличении концентрации аммиака показатель рН химуса слепой кишки возрастает и, напротив, снижается с ростом содержания ЛЖК. Однако эта закономерность определяет не более 12 % общих изменений реакции среды. Порой определенной взаимосвязи между уровнем аммиака и показателем рН вообще не обнаруживается (Bennegadi-Laurent N. et al., 2004).

Более важным фактором исследователи считают изменение химического состава химуса (Garcia J. et al., 2002).

Приблизительно 25 % цекального аммиака продуцируется из мочевины крови, поглощенной кишечной стенкой (Forsythe S.J. et al., 1985) и затем трансформированной в аммиак расщепляющей мочевину флорой (Emaldi O. et al., 1979; Crociani I. et al., 1984; Forsythe S.J. et al., 1985).

Количественные показатели симбионтных процессов в слепой кишке зависят от ее объема, который существенным образом изменяется с возрастом кроликов.

Инициатором развития слепой кишки выступает преимущественно клетчатка – единственный компонент корма, почти не подвергающийся перевариванию в вышележащих отделах пищеварительного тракта, поэтому интенсивный морфогенез ее начинается при увеличении в составе потребляемой пищи доли кормов растительного происхождения (Chiou P.W.S. et al., 1994).

Снижение уровня клетчатки в рационе сопровождается уменьшением ее уровня и уровня сырого протеина в слепой кишке (Carabano R. et al., 1988), в то время как концентрация крахмала остается низкой (приблизительно 1,5 %; Fraga M.J. et al., 1984). При этом наблюдаются также изенения слизистой слепой кишки и сглаживание ворсинок ободочной кишки (Yu B. et al., 1996). Большинство авторов не сообщает ни о каких существенных изменениях в концентрации конечных продуктов брожения (аммиак, ЛЖК) и pH фактора (Carabano R. et al., 1988; Garcia J. et al., 1995; Bellier R. et al., 1996). При очень низких уровнях клетчатки (ниже 10 %), эффективность ее переваривания была выше за счет увеличения времени пребывания в слепой кишке (Bellier R. et al., 1996).

Сырой протеин, поступающий в слепую кишку состоит из неусвоенного диетарного протеина и эндогенного белка, его количество соответствует примерно одной трети от поступления нейтрально-детергентной клетчатки (Gidenne T., 1992). Качественный состав диетарного протеина, несомненно, влияет на протеин подвздошной кишки, но никакие данные по этому вопросу в доступной литературе не приводятся. С другой стороны, количество протеина, поступившего из подвздошной кишки зависит от происхождения сырой клетчатки корма.

Помимо клетчатки в слепую кишку поступают и другие нутриенты не полностью гидролизуемые в тонком кишечнике. Так, сообщается, что в дистальных участках подвздошной кишки концентрация непереваренного крахмала достигает 8,8 % от сухого вещества (Gidenne T. et al, 2005). Этот крахмал представляет собой легкодоступный субстрат для микроорганизмов, увеличивает плотность микробной популяции и, вероятно, предотвращает различные дисфункции.

В настоящее время некоторые научно-производственные объединения рекомендуют в качестве пробиотиков, повышающих иммунитет человека высокоамилозный крахмал, инулин, пектины, которые не подвергаются перевариванию и беспрепятственно достигают толстого кишечника.

Процессы, подобные рассмотренным выше, происходят в слепой кишке и у других видов животных - бобра, растительноядных гоферов, свиньи, слепых отростках у кур (Boley R.B. et al., 1969; Hoover W.N. et al., 1972; Николичева Т. А., 1979; Николичева Т. А., 1980), у многих обнаружены и целлюлозолитические бактерии.

Отсутствие эндогенных целлюлаз в кишечном соке кролика установлено еще вначале прошлого столетия (Scheunert A., 1906; Hoesslin H. et al., 1910).

Позднее в химусе слепой кишки и фекалиях этих животных идентифицированы типичные целлюлозорасщепляющие виды бактерий (Butirivibrio fibrisolvens, Ruminococcus flavefaciens), присутствующие и в пищеварительном тракте других млекопитающих, в том числе, в преджелудках жвачных животных (Sijpesteijn A.K., 1948; Brown D.W. et al., 1960; Курилов Н. В. с соавт., 1971).

Поскольку морфология и биохимия выделенных форм детально изучены в связи с прегастральным пищеварением у жвачных, представленные результаты представляются вполне убедительными.

Целлюлозолитические бактерии гидролизуют целлюлозу и, как правило, гемицеллюлозу и пектин. Этот процесс осуществляется при непосредственном контакте с субстратом. Кроме целлюлозы, бактерии слепой кишки гидролизуют также белки и легкопереваримые углеводы (Гущина Н. Н., 1968; Павлова Т. Е., 1968).

Образующиеся в ходе микробного гидролиза мономеры сбраживаются до летучих жирных кислот, однако, закисления химуса не происходит, отчасти за счет всасывания продуктов брожения, а также потому, что лимфоидные образования - дивертикул и аппендикса выделяют в просвет слепой кишки щелочный секрет, создающий благоприятные условия для функционирования микрофлоры (Williams J.A. et al., 1961).

По данным Синельникова (1950) за сутки из аппендикса выделяется от 19,2 до 84, из дивертикула – от 7 до 12 мл сока, рН которого колеблется от 8,1 до 9,4. Сок аппендикса и дивертикула содержит небольшое количество амилазы и липазы и не содержит протеолитических ферментов.

Слепая кишка также выделяет пищеварительный сок с рН 7,0-7,3 в количестве 0,6-0,8 мл/час, почти лишенный пищеварительных ферментов.

В экскретах лимфоидных образований содержится большое количество лимфоцитов. Исследованиями Синельникова с сотрудниками установлено, что лимфоциты играют существенную роль в распределении различных микроорганизмов по ходу кишечника (Синельников Е. И., 1950; Синельников Е. И. с соавт., 1953).

В дальнейшем было показано, что лимфоциты при разрушении выделяют лейкины, избирательно влияющие на микрофлору и регулирующие ее состав (Allen L., 1967).

В плане родового и видового состава микроорганизмов-симбионтов слепой кишки в литературе имеются существенные разногласия. Так, по одним данным, кишечная микрофлора кроликов представлена преимущественно грамположительными бактериями-аэробами типа Bacillus subtilis. Вероятно, эти авторы использовали методы восстановления сред не достаточные для культивирования факультативных анаэробов.

В других исследованиях сообщается, что преобладающими микробами в слепой кишке является E. Coli и Streptococcus. Наконец, некоторые исследователи обнаруживают в цекальной флоре большое количество представителей рода Lactobacillus (Калугин Ю. А., 1980)

По разным данным общая численность микроорганизмов в химусе слепой кишки кроликов составляет около 1-10 млрд./г. (Bonnafous R. et al., 1970; Forsythe S.J. et al., 1985). Содержатся и инфузории родов Levanderella, Blepharoplanum, Enterophrya (Kopperi A.J., 1929).

Несмотря на возможное присутствие в симбиоценозе простейших, главенствующая роль в ферментации пищи и синтезе белка принадлежит бактериям.

Наиболее подробно и точно состав анаэробной флоры кроликов рассмотрен в монографии М. А. Тимошко (1990). По ее данным в слепой кишке кроликов преобладают Bacteroides (4 млрд.) Peptococcus (200 млн.), Bifidobacterium (63 млн.), Eubacterium (400 тыс.).

Дрожжи, стрептококки, энтеробактерии и стафилококки обнаруживаются в значительно меньшем числе.

Согласно некоторым данным (Fonty G. Et al. 1979; Fekete S., 1989) численность Bacteroides еще выше и составляет 10⁹ –10¹¹/г.

Численность целлюлозолитических бактерий сравнительно невелика. Из слепой кишки кроликов выделяется большее количество микроорганизмов способных расщеплять гемицеллюлозу и пектин, чем целлюлозу (Jehl N. et al, 1995; Marounek M. et al, 1995; Boulahrouf A. et al, 1991).

Эти данные полностью согласуются с переваримостью отдельных фракций клетчатки у кроликов (Gidenne T., 1996).

Разумов и Геймберг (1962) установили, что в лимфоидных фолликулах аппендикса и дивертикула развиваются бактерии рода Bacteroides. С увеличением размера колоний протоплазма синцития вокруг микробов все больше уплотняется, насыщается белково-полисахаридными структурам и проявляет ярко положительную реакцию на присутствие кислых и щелочных фосфатаз.

С появлением фосфатазной активности в колониях наблюдается лизис бактерий и их гомогенезация. Одновременно с этим в других участках ретикулума происходит образование новых колоний.

Авторы считают, что весь цикл образования и рассасывания колоний носит характер физиологического симбиоза бактерий с организмом. Видимо, микроорганизмы, выделяясь из лимфоидных органов, обеспечивают постоянную инокуляцию слепой кишки.

Вероятно поэтому, представители рода Bacteroides занимают первое место в симбиоценозе слепой кишки и начинают первыми заселять пищеварительный тракт кроликов. (Carabano R. et al., 1998; Gouet P. et al., 1973).

Бактероиды были обнаружены в фекалиях кроликов, а также у жвачных и других растительноядных млекопитающих. (Brown D.W. et al., 1960; Курилов Н. В. с соавт., 1971).

Помимо них, вероятно, активным ферментатором клетчатки является Ruminococcus flavefaciens, выделенный из пищеварительного тракта многих фитофагов (Аyers W.A., 1958).

Среди амилолитических форм известны у кроликов Actinomyces israeli, Bacteroides spp., Dichelobacter nodosus, Mitsuokella multiacidus.

Идентифицированы и охарактеризованы также цекальные пектино-, ксилано- и муколитические бактерии (Sirotek K. et al, 2001, 2003, 2004).

В слепой кишке кроликов присутствуют также представители рода Lactobacillus, выделенные и у других млекопитающих (Тараканов Б. В., 1972), а также Bifidobacterium, численность которых в фекалиях достигает 10¹⁰/г. (Круглова Н. М., 1983).

Другие исследователи считают, что лактобациллы вообще не свойственны нормальному цекальному ценозу (Fortun-Lamothe L., Boullier M., 2004).

Из разновидностей, способных утилизировать мочевину выделены Cl. coccoides, Peptostreptococcus productus и minor, Peptococcus magnum, Fusobacterium russii.

У молодых кроликов в желудочно-кишечном тракте преобладают streptococci и enterobacteria.

К сожалению, данные по видовому составу микрофлоры в литературе весьма скудны, обычно приводится лишь материал по количественному соотношению указанных выше родов бактерий.

Между тем, именно видовые особенности определяют интенсивность симбионтной ферментации, соотношение метаболитов и количество микробиального белка, влияют на эффективность усвоения кормов и, в конечном счете, на пищевую специализацию животных.

Приводимые в литературе материалы получены преимущественно культуральными методами, на основе которых трудно составить адекватное представление о динамике численности микроорганизмов в зависимости от возраста и состава рациона.

Это обстоятельство связано с тем, что микроорганизмы-симбионты кроликов далеко не однородны по своему составу и принадлежат к различным таксономическим группам, требующим для своего роста и развития соответствующих питательных сред, а также строгого анаэробиоза.

Считается, что культурально можно выделить лишь 15-20% от общей численности кишечной флоры. Существенным недостатком культуральных методов является также значительная вариабельность получаемых данных.

До сих пор не вполне изучены механизмы влияния отдельных компонентов пищи на целлюлозолитические процессы. В частности неясно, почему переваримость клетчатки снижается при повышении уровня содержания ее в рационе.

Одно из мнений, высказываемых по этому поводу, связывает ухудшение переваримости клетчатки со снижением концентрации протеина и энергии в рационе, а также недостаточным снабжением микрофлоры некоторыми другими питательными факторами, что приводит к угнетению их жизнедеятельности и снижению целлюлазной активности (Курилов, Кроткова, 1971; Калугин, 1980).

Однако увеличение численности микроорганизмов при повышении содержания клетчатки (Калашников А. П., 1978; Имшенецкий И. М., 1953), а также данные, свидетельствующие в пользу конкурентных взаимоотношений между бактериями, ферментирующими различные субстраты (Лищенко В. П., 1966; Лифанов Н. М., 1970; Козлов А. С., 1978) делают это предположение не вполне убедительным.

Согласно другой гипотезе, повышение содержания клетчатки в рационе способствует замедлению эвакуации содержимого преджелудков в нижележащие отделы пищеварительного тракта.

Увеличение численности бактерий в этих условиях приводит к чрезмерному накоплению продуктов их жизнедеятельности, что сказывается негативно на целлюлазной активности (Будная М. В., 1963 и др.).

Однако очевидно, что и этот фактор не может иметь решающего значения в кишечнике, моторика которого усиливается под влиянием клетчатки (Crane G., 1977; Davenport J., 1977).

Особый интерес представляют данные, полученные исследователями в области биокатализа, касающиеся влияния лигнина на процесс гидролиза лигноцеллюлозных субстратов.

Установлено, что лигнин не только экранирует полисахариды и затрудняет их набухание (Rahman M., 1979), но и адсорбирует на своей поверхности ферменты целлюлазного комплекса, выводя их из реакции (Goel F. et al., Клесов A.A. и др., 1985). Кроме того, продукты дезагрегации лигнина – феноксильные радикалы и хиноны могут быть причиной прямой инактивации целлюлаз (Brenil C. et al., 1985).

Относительно слабо изучена ферментативная активность микробной популяции слепой кишки. Исследовалась целлюлозолитическая, ксиланолитическая и пектиназная активность (Boulahrout A. et al., 1991), уреазная (Forsythe S.J.et al., 1985), протеолитическая (Emaldi O. et al., 1979), и амилолитическая активность (Padilha M.T.S et al., 1995). С 36 дня жизни молодняка обнаруживалась также метаногенная активность (Piattoni F. et al., 1996)

Наличие в химусе слепой кишки уреазы побудило многих исследователей к испытанию мочевины в качестве азотной подкормки. Было показано, что мочевина, поступившая с кормом может использоваться микрофлорой слепой кишки для синтеза белка, однако длительное кормление кроликов мочевиной приводит к хронической интоксикации и заболеваниям печени и почек (Stevens, Hume, 1995).

По сравнению с рубцом жвачных животных интенсивность фибролиза в слепой кишке ниже, в то время как амило- и протеолитическая активность отмечены на высоком уровне (Gidenne, 1997).

Влияние возраста на цекальную флору исследовано недостаточно (Fonty G., 1974; Padilha M.T.S., 1995), и взаимоотношения между микрофлорой и характером брожением были установлены сравнительно недавно Padilha и др. (1995). Инокуляция целлюлозолитической флоры начинается с того момента, когда молодняк начинает активно поедать растительную пищу (приблизительно в возрасте 3 недель), и достигает 10⁴ - 10⁷ кл./г между 7 и 9 неделями, в то время как суммарная численность анаэробной флоры достигает взрослого уровня уже в возрасте 15 суток. В промежутке от 15 до 30 суток уровень ЛЖК увеличился с 8 до 35 мМ/л, изменялось отношение пропионат/бутират и концентрация аммиака. Инокуляция целлюлозолитической флоры завершается в пятинедельном возрасте, в то время как содержание ЛЖК продолжает увеличиваться. Вероятно, характер бродильных процессов может зависеть от деятельности различных видов целлюлозолитических бактерий, инокуляция которых происходит в разные возрастные периоды. Так, Marounek M. et al. (1995) сообщили о том, что активность целлюлозорасщепляющих оставалась низкой в промежутке между 4 неделями и 3 месяцами, в то время как активность ксиланаз и пектиназ увеличивалась весьма существенно.

Гидролиз пектина существенно увеличивается с возрастом кроликов и значительно превышает величины, наблюдаемые для других компонентов клетчатки (Gidenne T. et al., 2002).

Исследования также показали более высокое содержание форм бактерий расщепляющих гемицеллюлозы и пектин, чем клетчатку (Boulahrout A. et al., 1991).

Косвенным показателем брожения в слепой кишке служит показатель рН. Однако взаимоотношения этого показателя с активностью целлюлозолитических процессов, степенью деградации клетчатки пока не выяснены.

Ни концентрация, ни тип сены люцерны в стандартных рационах не привели к существенному изменению величины рН (Pote L.M. et al, 1980; Champe V.A. et al., 1983; Gidenne T. et al, 1991; Garcia J. et al, 1995).

Лишь при значительной замене зерна люцерновым сеном и соломой наблюдался рост величины показателя (Bellier R. et al., 1996).

С другой стороны, увеличение в рационе сахарной свеклы заметно повышает кислотность химуса (Garcia J. et al, 1992, 1993; Carabano R. et al, 1997). Вероятно, здесь сказалось повышенное поступление растворимых углеводов в слепую кишку, защищенных от ферментации в вышележащих отделах пищеварительного тракта клетчатковыми оболочками.

Исследованиями в области пищеварения у жвачных животных установлена строгая периодичность микробиальных процессов в рубце, зависимость показателей, характеризующих уровень ферментативной и биосинтетической активности бактерий от времени, прошедшего с момента кормления (Курилов Н. В. с соавт., 1971; Козлов А. С., 1991).

Практически не изучена суточная динамика показателей пищеварения у кроликов, а данные литературы по этому вопросу носят противоречивый характер (Калугин Ю. А., 1980). Так, не отмечено закономерных колебаний в концентрации ЛЖК в химусе слепой кишки в 9 часов, когда происходит продуцирование мягкого кала и в 16 часов, когда выделяется твердый кал.

В зарубежных исследованиях, напротив, установлено, что концентрация ЛЖК во время продуцирования мягких фекалий снижается на 25 % от их уровня, зарегистрированного в фазе образования твердых фекалий (Gidenne T., 1986; Gidenne T., 1995). Полученный результат объясняется эвакуацией из слепой кишки значительной доли (до 20 %) ее содержимого (Gidenne T. et al., 1984).

Длительность пребывания основной части потребленного корма в слепой кишке составляет по данным литературы не более двух суток, после чего кормовые частицы эвакуируются в ободочную кишку.

Последняя также почти не продуцирует собственных ферментов. Сок ободочной кишки содержит в небольших количествах щелочную фосфатазу, неспецифические эстеразы, лейцинаминопептидазу, β-глюкуронидазу.

Ободочная кишка имеет хорошо выраженную ампулу и делится на большую ободочную (восходящая часть), несущую три ряда глубоких мускульных кармашков, выступающих на наружной ее поверхности и разделенных продольными мышечными тяжами, и малую ободочную, снабженную одним рядом мускульных кармашков.

Мускульные кармашки выстланы изнутри ворсинчатой слизистой. Железы ободочной кишки образуют мощный слой под ворсинками. Они состоят из мукозных клеток с зернистой цитоплазмой и базально расположенным ядром. Эти клетки показывают очень интенсивную реакцию на нейтральные МПС (Наумова Е. И., 1981).

Условия в ободочной кишке благоприятствуют продолжению процессов микробной ферментации, но, вследствие быстрого прохождения химуса по ободочной кишке, они вряд ли имеют существенное значение.

Более важной функцией ободочной кишки является сепарация частиц химуса на фракции различного размера. Было высказано предположение, что в результате сепарации химуса в ободочной кишке частицы большего диаметра «упаковываются» в фекальные шарики, а менее грубая фракция, содержащая большое количество микроорганизмов, возвращается в слепую кишку для дальнейшей ферментации (Bjornhag G., 1963), благодаря ретроградному движению в проксимальном ее отделе.

Такой механизм имеет важнейшее адаптивное значение в питании кроликов. При этом существенно увеличивается время ферментации (мелкие частицы задерживаются в пищеварительном тракте на более продолжительное время), сохраняется микробный белок и облегчается переваривание (большая поверхность обеспечивает быструю редукцию).

Наряду с копрофагией процесс сепарации имеет первостепенное приспособительное значение для таких относительно некрупных животных как кролики, имеющих достаточно напряженный метаболизм.

В последствии Ленг Е. (1974), углубил и уточнил представления о процессе образования мягких фекалий. По его мнению, цекотрофы представляют собой содержимое слепой кишки, транзитом прошедшее через ободочную кишку, а твердый кал образуется из содержимого слепой кишки благодаря избирательному отбору грубых частиц.

В этой гипотезе, являющейся в настоящее время общепризнанной, показано и всасывание из проксимального участка ободочной кишки в фазах образования фекалий того и другого вида.

Помимо ферментативных процессов, в толстом отделе кишечника продолжается и всасывание. По данным Файтельберга Р. О (1955), в петле толстой кишки 7% раствор глюкозы за 30 мин. всасывался на 20,7%, а за 60 мин. – на 57,5%.

Подытоживая сказанное необходимо отметить, что недостаточно исследован видовой состав симбиоценоза слепой кишки кроликов, а данные по его ферментативной и общей метаболической активности отрывочны и не позволяют составить представление о характере пищеварительных процессов в зависимости от возраста животных, времени суток, состава рациона.

Количественные же показатели как ферментативной, так и синтетической активности кишечного биоценоза, остаются пока практически неизученными.

Всасывание питательных веществ в пищеварительном аппарате кроликов

Уже в ротовой полости происходит всасывание некоторых продуктов, в частности воды. В желудке всасывается часть поступивших туда питательных веществ, о чем можно судить по содержанию в химусе окиси хрома, заданной животному с кормом (1% от сухого вещества). В химусе желудка в таком случае обнаружено 1,4% окиси хрома, что свидетельствует о всасывании здесь органических веществ. Индикаторным методом установлено, что в желудке всасывается 6% сухого вещества и 3% белка.

Всасывание веществ из желудочно-кишечного тракта зависит от состава рациона.

По данным П. Я. Куценко (1971), радиоактивный фосфор — ³²Р появляется в крови уже через 5 мин после его дачи животным, при этом в двенадцатиперстной кишке он всасывался лучше, чем в желудке. Имеются сведения о том, что в течение первых 20 мин ³²Р у молодых кроликов всасывается медленнее; чем у взрослых животных, а в последующее время наоборот.

В другом исследовании установлено, что при введении молочной кислоты в желудок ее содержание в крови воротной вены через 2 ч возрастало с 6,00 до 9,55 мэкв/л.

В проксимальном участке тощей кишки наблюдается секреция воды, натрия, углекислого газа и всасывание хлора, в среднем участке тощей кишки — всасывание воды, натрия, хлора, кальция и секреция углекислого газа.

В подвздошной кишке кролика, согласно имеющимся данным, натрий всасывается со скоростью 4,3, а хлор — со скоростью 2,3 мкМ/см² в час.

Всасывание в тонком кишечнике связывают с наличием здесь микроворсинок. Установлено, что на каждой эпителиальной клетке тонкого кишечника насчитывается 3000, а на 1 мм² поверхности кишечного эпителия — около 50—200 млн. таких ворсинок. Благодаря микроворсинкам всасывающая поверхность кишки увеличивается в 14— 39 раз. Установлено также, что благодаря контрактильным субстанциям ворсинки могут совершать ритмические, маятникообразные и тонические движения, играющие важную, роль в процессе всасывания питательных веществ. Основное назначение сокращений ворсинок заключается в создании наиболее благоприятных условий для всасывания веществ и проталкивания их по лимфатическим и кровеносным сосудам ворсинки. У голодного животного ворсинки обычно находятся в покое, при соприкосновении с ними химуса возникают их движения.

Органом всасывания является дивертикул, слизистая которого состоит из мощно развитых сильно ветвящихся ворсинок. При прохождении через него из тонких кишок в слепую химуса здесь, по данным Е. И. Синельникова (1950), всасывается около 4% воды. В остром опыте, поставленном этим автором, из 10%-ного раствора глюкозы, введенного в полость дивертикула, всасывалось ее за 30 мин в большинстве случаев 8,08 мг%, тогда как в отрезке тонкой кишки с одинаковой поверхностью — в среднем 2,74 мг% глюкозы. Участок же тонкой кишки с пейеровой бляшкой всасывал 3,38 мг% глюкозы, т. е. больше, чем участок этой кишки без пейеровой бляшки.

Всасывание одних веществ происходит пассивно, других— активно. Считают, например, что Na+ в тонкой кишке всасывается активно, а К⁺ и С1- пассивно, что пиридоксин в тонком кишечнике всасывается путем диффузии.

Под всасыванием понимают всю совокупность процессов, обеспечивающих переход веществ из полости тонкой кишки в жидкости внутренней среды (кровь и лимфу).

Для удобства анализа путь веществ к внешней поверхности мембраны можно условно разделить на два этапа. Первый этап — движение веществ из полости тонкой кишки до поверхности толстой мембраны, т. е. до энтеральной поверхности мембраны (гликокаликса). По данным А. М. Уголева, осуществляемый главным образом благодаря потокам химуса, возникающим в результате движения кишечной мускулатуры, этот этап обеспечивает переход веществ из глубины фазы к поверхности. Второй этап — движение веществ от энтеральной поверхности гликокаликса до трехслойной мембраны, т. е. путь через гликокаликсное пространство.

Вещества, образующиеся при гидролизе на мембранной поверхности передаются, по мнению А. М. Уголева, или непосредственно с фермента на переносчик, или через промежуточную (адапторную) молекулу без выхода в водную фазу. Некоторые предполагают, что переносчиками служат белки молекулярной массой примерно от 10 000 до 70 000, чаще всего около 30 000. В транспорте мономера через мембрану может участвовать не один переносчик, а несколько, которые образуют транспортный конвейер. Мономеры, образующиеся в результате гидролиза олигомеров (аминокислоты, жирные кислоты, моносахариды), всасываются из эквивалентных растворов быстрее смеси готовых мономеров.

По данным А. Г. Кудряшова (1974), у новорожденных млекопитающих, в том числе крольчат, «иммунные» глобулины молозива — белки, идентичные по своей электрофоретической подвижности гамма-глобулинам сыворотки крови новорожденных, без существенного изменения исключительно быстро всасываются из желудочно-кишечного тракта в кровь.

У крольчат молочного периода всасывание питательных веществ характеризуется так называемым пиноцитозом — захватом клеткой капелек раствора. Это разновидность фагоцитоза, под которым понимают захват клеткой твердых частиц.

Согласно расчетам Уголева, одна резорбирующая клетка тонкого кишечника обеспечивает нутритивные потребности 100—100 000 других клеток. Фагоцитоз и пиноцитоз являются медленными процессами, поэтому они непригодны для такой высокой транспортной активности кишечных клеток. Действительно, пиноцитарная активность энтероцитов, которая обнаруживается у новорожденных животных, не только не возрастает, но резко снижается по мере роста организма и его массы. Уменьшение пиноцитарной активности является, по-видимому, важным условием эффективности кишечного иммунологического барьера.

Существует мнение, что активному всасыванию сахаров в кишечнике способствует образование в его слизистой соединения фосфора с глюкозой. Отмечено, в частности, усиление всасывания глюкозы в кишечнике кошек, крыс и кроликов при добавлении к раствору сахара фосфатов. Происходит так называемое фосфорилирование сахаров, которое осуществляется с помощью ферментов. Скорость фосфорилирования гексоз зависит от активности гексокиназы, а так как скорость фосфорилирования глюкозы и фруктозы различная, то и всасываются эти сахара в кишечнике с неодинаковой скоростью.

Внешняя среда влияет на всасывание питательных веществ из кишечника.

Установлено, в частности, замедление всасывания глюкозы в кишечнике кроликов при повышении температуры окружающей среды
до 35,5—36,5° (при 35%-ной влажности).

При всасывании аминокислот в стенке кишечника происходит их переаминирование. Установлено, например, что при введении раствора глутаминовой кислоты в перевязанную петлю тонкого кишечника концентрация аланина в крови мезентериальных вен повышается. Больше всего сахаров всасывается в тощей кишке и меньше всего — в подвздошной. Обнаружена избирательность всасывания моносахаридов: галактоза всасывалась лучше глюкозы, глюкоза лучше фруктозы, фруктоза лучше маннозы, гексозы всасываются лучше пентоз.

По имеющимся в литературе данным в изолированной петле толстых кишок в течение 30 мин всасывается 1,9 мл воды, или 39,2% ее количества, введенного в этот участок. С увеличением времени; пребывания глюкозы в тонком кишечнике ее всасывание усиливается.

Всасывательная деятельность кишечника с возрастом кроликов снижается - в кишечнике молодых кроликов глюкоза, лактоза, 1%-ный и 6%-ный пептон всасываются лучше, чем в кишечнике взрослых животных.

В слепой кишке кролика происходит всасывание воды, так как сюда из подвздошной кишки поступает более влажный химус. Вода всасывается и в других отделах толстых кишок. Особенно много ее резорбируется в сфинктере между малой ободочной и предпрямой кишками во время образования твердого кала. Частично вода всасывается и при образовании мягкого кала, о чем свидетельствует ее несколько меньшее в нем содержание, чем в химусе слепой кишки.

Е. И. Синельников и другие (1955), считают, что ворсинки слизистой слепой и ободочных кишок, а также аппендикса способствуют всасыванию питательных веществ. Однако глюкоза также хорошо всасывалась и в конечном участке аппендикса, где нет ворсинок. Глюкоза в аппендиксе всасывалась почти в 2 раза лучше, чем в тонком кишечнике.

О всасывании летучих жирных кислот в аппендиксе свидетельствуют показатели концентрации их в 10.0 г содержимого слепой кишки и аппендикса, равные соответственно 6,95 и 3,23 мМ. Всасывание этих кислот, по имеющимся в литературе данным, отмечено в проксимальном участке ободочной кишки диких кроликов при образовании и мягкого (21%) и твердого (29%) кала (от уровня их всасывания из химуса слепой кишки); в дистальном же участке ободочной кишки (предпрямая кишка) при образовании мягкого кала всасывалось 22% летучих жирных кислот от уровня их в проксимальном участке ободочной кишки, а при образовании твердого кала — 81%. Таким образом, на участке слепая кишка — прямая кишка при образовании катышков мягкого кала всосалось 36% летучих жирных кислот, а при образовании катышков твердого кала — 86%.

По данным Калугина Ю. А. (1980), полученным на 6 кроликах, рацион которых состоял из гранулированного корма, при образовании катышков твердого кала концентрация летучих жирных кислот в 100 г содержимого составила в слепой кишке 4,66 мМ, большой ободочной — 3,19 и малой ободочной — 2,05 мМ, т. е. в химусе большой ободочной кишки не обнаружено 32% летучих жирных кислот, а в малой ободочной — 56% от уровня их в слепой кишке. На участке большая — малая ободочные кишки всосалось 36% этих кислот. В ободочной кишке, по данным некоторых авторов, всасываются не только летучие жирные кислоты, но и жиры. Имеются сведения о том, что масляная кислота всасывается быстрее уксусной кислоты.

Предпрямая кишка выполняет главным образом транспортную роль. Но благодаря довольно значительной длине во время образования твердого кала в ней происходят некоторые процессы всасывания. Прежде всего всасываются вода и азотистые вещества небелковой природы.

При введении в прямую кишку и дистальный конец толстых кишок насыщенных триглицеридов отмечена их хорошая всасываемость, ненасыщенные же триглицериды не всасывались. Через 90 мин после введения меченого трипальмитина около 70% его радиоактивности из просвета дистального отдела толстой кишки исчезало и обнаруживалось в печени и слизистой тонкого кишечника. В результате физиологических процессов из толстого кишечника в воротную вену всасываются главным образом насыщенные глицериды с углеродной цепью, включающей менее 18 атомов. Согласно имеющимся данным, продукты расщепления триглицеридов в толстом кишечнике всасываются в лимфатическое русло и вступают в обменные процессы, минуя стадию печеночного стеатоза. Показано также, что полисахарид декстран, молекулярная масса которого равна 60 000, всасывается в неизменном виде в толстом отделе кишечника кроликов.

Надо полагать, что всасывание в слепой кишке кролика протекает интенсивнее, чем в желудке, поскольку в химусе слепой кишки имеется много газообразных продуктов, легкорастворимых азотистых веществ и при примерно равной массе содержимого желудка и слепой кишки на единицу поверхности в слепой кишке приходится меньше содержимого, чем в желудке.

В стенке слепой кишки происходит ряд обменных процессов, в том числе, по имеющимся данным, синтез молочной кислоты из органических кислот, поглощенных из химуса слепой кишки. Стенка слепой кишки аккумулирует часть аминокислот из содержимого слепой кишки и из притекающей к ней крови. При недостатке аминокислот в химусе часть их выделяется в полость слепой кишки. Всасываясь затем ее слизистой, аминокислоты с кровотоком по воротной вене поступают в печень.

В прямой кишке накапливаются катышки кала обоих видов, причем мягкие катышки перед анусом сдавливаются между собой в грозди. Вдоль прямой кишки по обе ее стороны располагаются парные анальные железы длиной 1,5 см и шириной 0,7 см. Масса их колеблется от 0,04 до 0,09 г. Железистые клетки анальных желез выделяют жироподобный секрет, который смазывает катышки твердого кала и придает им соответствующий запах.

Всасывание из катышков мягкого кала в предпрямой и прямой кишках мало вероятно: они покрыты оболочкой, состоящей в основном из микроорганизмов, перемешанных с непереваренными растительными клетками.

Копрофагия как особенность питания кроликов

Копрофагия представляет собой нормальный физиологический акт, характерный для зайцеобразных и некоторых других животных – голых землекопов (Hill W.C.J. et al, 1957), мешетчатого гофера (Boley R.B. et al., 1969), шиншиллы (Bjornhan G. et al., 1977), нутрии (Gosling A., 1979), бобра (Шидловская Н. К., 1960).

При копрофагии поедается эвакуат слепой кишки. Впервые копрофагия у кроликов описана Моро С. (1882). В дальнейшем цекотрофы были зарегистрированы в желудке (Madsen H., 1939; Taylor E.L., 1939). Эден А. (1940) обнаружил, что мягкие фекалии богаты микробным протеином (около 30%).

Как выяснилось, цекотрофы поедаются кроликами непосредственно из ануса (Carabano R. et al., 1988; Cheeke P.R., 1987; Zawadzki W. et al., 1997). Если этого не произошло, то они теряют пищевую привлекательность и игнорируются животными, что дает возможность исследовать процессы цекотрофии способами, препятствующими поедание ягких фекалий в момент образования.

Большинство исследователей считает, что важнейшая роль копрофагии заключается в обеспечении животных микробным белком (Наумова Е. И., 1976).

Около 50% азота в цекотрофах бактериального происхождения. Считается, что при копрофагии удовлетворяется 12 – 24 % потребности животных в азоте. (Gidenne T., 1997). Однако некоторые исследователи считают, что вклад микробного азота в протеиновое питание кроликов весьма незначителен (McNitt J.I., 1996).

Микробный азот, поступивший в пищеварительный тракт, должен быть переварен с помощью протеаз и нуклеаз. По данным Наумовой Е. И. (1981) грызуны и зайцеобразные, как и жвачные животные, синтезируют в большом количестве панкреатические протеазы, расщепляющие белки бактериальных клеток. По Дегтяреву В. П. (1974) активность протеаз в кишечнике кроликов даже выше, чем у жвачных животных.

Барнард E. (1977) указывает, что микробная РНК у кроликов не переваривается на том основании, что в дуоденальных железах нуклеазы не обнаружены. Тем не менее, Калугин Ю. А. (1980) сообщает о высокой активности рибо- и дезоксирибонуклеаз в околоушных слюнных железах кролика.

Благодаря копрофагии кролики обеспечиваются также некоторыми витаминами, поскольку микроорганизмы продуцируют витамины группы В и К. В мягких фекалиях по сравнению с твердыми уровень ниацина и рибофлавина выше в 3-4 раза, пантотеновой кислоты – в 6 раз, витамина В₁₂ – в 2-3 раза (Kulwich R. et al, 1953).

Еще одно значение копрофагии состоит в накоплении в мягких фекалиях зольных элементов. В основном это гидрокарбонаты калия и натрия. Количество сырой золы в мягких фекалиях значительно выше, чем в других отделах ЖКТ.

Поскольку натрий является лимитирующим компонентом для всех растительноядных млекопитающих, то поедание мягких фекалий представляет собой компенсаторный механизм, сохраняющий этот элемент.

Доказано также, что цекотрофы содержат микробные гидролазы, в том числе, фибролитические (Jehl N. et al., 1996). Видимо они остаются активны в среде желудка и тонкого кишечника, по крайней мере только этим можно объяснить некоторую степень деградации клетчатки в данных отделах пищеварительного тракта.

Состав мягких фекалий при кормлении кроликов полнорационным гранулированным комбикормом обстоятельно изучен (Калугин Ю. А. с соавт., 1974). В расчете на сухое вещество в них содержится 30-33% сырого протеина, 2,3-2,4% сырого жира, около 17% сырой клетчатки, 38-40% БЭВ и 9-10% зольных элементов.

По данным зарубежных исследований содержание нейтрально-детергентной клетчатки в химусе слепой кишки значительно выше и составляет 27,7 - 36,1% от сухого вещества, крахмала - 0,9 до 1,6% (Pote L.M. et al., 1980; Marounek M. et al., 2005).

Лишение кроликов копрофагии увеличивает скорость прохождения корма по пищеварительному тракту и снижает переваримость питательных веществ. Так, переваримость питательных веществ гранулированного корма при копрофагии составила 64,6%, сырого протеина - 66,7%, сырого жира – 73,9%, сырой клетчатки – 15%, БЭВ - 73,3 и сырой золы – 57,6%. При лишении же копрофагии на 26-30 суток соответствующие показатели составили 59,5; 56,2; 73,4; 6,3; 71,3 и 51,8%.

Особенно существенно, что симбиоценоз слепой кишки при лишении копрофагии существенно обедняется и в количественном и в качественном отношении (Калугин Ю. А., 1980; Калугин Ю. А., 1995). Копрофагия также обеспечивает реутилизацию диетарного азота (Thacker E.J. et al., 1955).

Исследованиями микроскопического и гистохимического строения пищеварительного тракта установлено, что копрофагия имеет глубокие филогенетические корни и связана со сложными преобразованиями строения пищеварительной системы (Наумова Е. И., 1974; Puget A. et al., 1973).

Количество мягких фекалий, выделяемого растущими кроликами массой 2,3 кг за сутки в среднем составляет 56,7 г (натуральная влажность). В опыте использовались пластиковые ошейники, предотвращающие копрофагию. Кормили животных вволю гранулированными кормами.

Цекотрофы выделялись преимущественно с 5 до 15 часов, в то время как обычные твердые фекалии – с 19 до 6 часов (Калугин Ю. А., 1980). При ограниченном кормлении больше всего твердых фекалий выделялось с 10 до 22 часов (в первые часы после кормления животных), мягкие же фекалии выделялись в основном спустя 8-10 часов после кормления.

По мнению зарубежных исследователей, твердые фекалии выделяются через 4 часа после дачи корма, а цекотрофы – через 8 часов (Cheeke P.R., 1994).

На рационах с малым содержанием протеина и небогатых энергией продукция цекотрофов заметно возрастает (Jenkins J.R., 1999).

Значение копрофагии однако не исчерпывается изложенным. Благодаря копрофагии в желудок и тонкий кишечник поступают микроорганизмы и бактериальные ферменты, расширяющие диапазон деполимеризуемых в этих органах субстратов.

Копрофагия увеличивает длительность пребывания пищи в желудочно-кишечном тракте и способствует лучшему всасыванию питательных компонентов. Лишение кроликов копрофагии снижает гематологические показатели и переваримость питательных веществ.

Цекотрофы выступают также в роли природного пробиотического препарата, способствующего инокуляции пищеварительного тракта крольчат микроорганизмами-симбионтами, нормализующими его деятельность, стимулирующими пищеварение и обмен веществ. Существенное влияние на рост и развитие детенышей могут оказывать также феромоны, выделяемые самкой, присутствующие в мягких фекалиях.

В слепой кишке лактирующих самок крыс Rattus norvegicus, и иглистых мышей Acomys cahirinus, синтезируется материнский феромон, который выделяется с фекалиями и является аттрактантом для детенышей. Феромон появляется у самок, когда их потомки переходят от чисто молочной к смешанной диете, и прекращает синтезироваться к окончанию периода выкармливания. В состав активной фракции феромона входит дезоксихолевая кислота, которая может образовываться в процессе дегидроксилирования и деконъюгирования холевой кислоты с помощью кишечных бактерий Lactobacillus spp. и Bifidobacterium spp.

После перехода крольчат на самостоятельное питание присутствие крольчихи-матери оказывает стимулирующее воздействие на их развитие. Показано, что при содержании с самкой до трех месяцев крольчата карликовых кроликов набирают массу тела быстрее, чем контрольные (без матери). В ходе наблюдений получено подтверждение того факта, что крольчата активно контактируют с цекотрофами матери, и они могут попадать в пищеварительный тракт детенышей, хотя непосредственной копрофагии мягких фекалий самки не наблюдали.

Из цекотрофов лактирующей крольчихи был выделен штамм Enterococcus faecalis, проявивший пробиотические свойства. При опытном введении живых микробных клеток в рацион крольчат на 28 % увеличилась масса их тела по сравнению с контрольными животными, на 60% - недельные привесы. (Котенкова Е. В., 2003; Котенкова Е. В. с соавт., 2003).

Таким образом, особенности выделения цекотрофов, их химсостав и, соответственно, количество поступающих при копрофагии нутриентов достаточно полно изучены. Однако приводимые в литературе материалы получены преимущественно при кормлении кроликов гранулированными полнорационными смесями и не всегда сопровождаются данными по потреблению и переваримости кормов.

Не полностью выяснен вопрос каков вклад микробного белка, потребляемого при копрофагии в протеиновое питание кроликов, и какова, в конечном счете, переваримость нутриентов, входящих в состав мягких фекалий.

Скорость прохождения корма по пищеварительному тракту и переваримость питательных веществ

Переваримость питательных веществ кормов тесно связана со скоростью их прохождения по желудочно-кишечному тракту. Скорость прохождения корма является важной характеристикой, необходимой для корректной оценки данных физиологических и биохимических исследований в области пищеварения.

Особенно это относится к растительноядным млекопитающим, в том числе, к кроликам, у которых эффективность переваривания клетчатки, наиболее медленно ферментируемого компонента, а, следовательно, и других питательных веществ во многом зависит от продолжительности пребывания корма в слепой кишке.

Скорость прохождения пищи по пищеварительному тракту кроликов изучалась и отечественными и зарубежными исследователями с помощью жидких, твердых маркеров и радиоактивных изотопов. Однако данные полученные этими методами не полностью раскрывают возрастные особенности, скорость прохождения корма по ЖКТ в зависимости от уровня клетчатки и при монопитании.

По данным Лапласа (1977), через 30 мин после дачи с кормом радиоактивного изотопа ¹⁴¹Се лишь 21% его дозы оставалось в желудке, а через 60 мин. 27,6% изотопа сконцентрировалось в слепой кишке.

Жидкие маркеры быстро покидали желудок, через час там оставалось только 32,4% введенной в организм дозы, твердые же оставались в желудке значительно дольше, причем чем больше были их линейные размеры, тем выше оказывалось и время задержания.

В слепую кишку поступало из желудка через 4 часа около 60% жидкого маркера, через 8 – 81,5%, а через 12 часов их количество начинало уменьшаться. Твердые частицы поступали в слепую кишку только через 4 часа, а максимум их выхода приходился на 8-12 часов после введения.

В литературе имеются также данные, что увеличения уровня клетчатки в рационе ускоряет скорость эвакуации пищи из пищеварительного тракта. Так, при содержании в рационе 14,7% клетчатки скорость эвакуации достигает 7 ч, а при содержании 29,4% - 6,2 часа. (Калугин Ю. А., 1980).

Аналогичные результаты получены и зарубежными исследователями (Sakaguchi Е. et al, 1987; Gidenne Т., 1993). По мере увеличения уровня клетчатки (доли сена) в рационе и у молодняка, и у взрослых кроликов наблюдается тенденция к усилению эвакуаторных процессов (Lebas F., 1977). При этом пищевые массы несколько дольше задерживаются в желудке, но значительно быстрее проходят тонкий кишечник (Gidenne Т., 1998; Garcia J. et al, 1996; Perez A.P., 1994).

Скорость прохождения корма зависит также от линейных размеров его частиц - чем меньше их диаметр, тем продолжительнее время пребывания в пищеварительном канале. Сено люцерны, измельченное до размера частиц 3 мм, проходило через пищеварительный тракт кроликов за 14 часов, а измельченное до 1 мм – за 16. Частицы размером 5 мм покидали пищеварительный тракт уже спустя 5 часов после дачи корма (Laplace J. et al., 1977; Sakaguchi Е., 1992).

На рационах богатых крахмалом и содержащих низкое количество клетчатки время пребывания пищевых масс в желудочно-кишечном тракте было самым продолжительным и составило 20 часов (Gidenne Т., 1992). Используемый в данном эксперименте полнорационный комбикорм был близок по составу к концентратным смесям отечественных рецептур.

Зарубежные исследователи считают, что скорость прохождения корма по кишечнику удобнее всего регистрировать по массе слепой кишки в расчете на единицу массы тела, этот показатель, по их мнению, дает достаточно адекватное представление о времени задержания пищевых частиц в слепой кишке в зависимости от содержания нейтрально-детергентной клетчатки в корме (Gidenne Т., 1992; Garcia J., 1997).

Результирующими показателями эффективности пищеварения является переваримость питательных веществ кормов. Переваривание отдельных нутриентов кроликами изучалось многими исследователями, как в нашей стране, так и за рубежом.

Установлено, что переваримость питательных веществ у кроликов несколько ниже, чем у многих других сельскохозяйственных и лабораторных животных. Особенно это относится к сырой клетчатке. Коэффициент переваримости клетчатки сена люцерны составляет для кроликов 14%, в то время как для жвачных животных – 44%, лошадей – 41% и свиней 22% (McNitt J.I., 1996). Высокое содержание клетчатки в корме заметно снижает ее переваримость.

По данным различных источников, корма по степени переваримости клетчатки у кроликов можно расположить в следующей последовательности (в направлении убывания): кормовая свекла, обезвоженная люцерна, сено люцерны, шелуха подсолнечника (Gidenne T., 1998; Garcia J. et al, 1996; Perez A.P., 1994).

Указанные авторы предполагают, что количество поступающей в слепую кишку клетчатки не является фактором ограничения бродильных процессов, поскольку пребывание ее там относительно недолгое. За это время расщепляются преимущественно пектины и гемицеллюлозы.

В среднем же, по данным зарубежных источников кролики переваривают около 2/3 клетчатки различных кормов. (Gidenne T., 1992; Merino J.M. et al., 1992). Существенное значение при этом имеет размер кормовых частиц – чем они меньше, тем выше степень переваривания (Laplas J.P. et al., 1977; Gidenne T., 1993; Garcia J. et al, 1996).

Крольчата отличаются более высокими показателями переваримости нутриентов (за исключением клетчатки) по сравнению с взрослыми животными.

Этот факт объясняется более высокой всасывающей поверхностью кишечника молодняка, меньшей наполненностью пищеварительного тракта химусом и преобладанием пристеночного типа пищеварения над полостным (Уголев А. М. с соавт., 1964; Калугин Ю. А., 1974, 1980).

Наиболее полно перевариваются кроликами липиды, причем их усвояемость почти не зависит от типа корма. Показатели переваримости протеина несколько ниже и в значительной степени зависят от вида корма. Протеин концентрированных кормов переваривается наилучшим образом (на 90 %).

Существенное влияние на доступность питательных веществ рациона оказывает уровень содержания клетчатки в сухом веществе. При увеличении содержания клетчатки в рационе переваримость всех его составляющих существенно снижается (Sugisaki A. et al., 1960).

Так, повышение уровня этого компонента на 1% сопровождалось снижением переваримости органического вещества на 1,2-1,5%. Этот эффект зарубежные исследователи объясняют повышенным поступлением лигнина, вызывающим уменьшение высоты ворсинок в тощей и подвздошной кишке и снижение в связи с этим как ферментативной, так и абсорбционной способности пищеварительного тракта.

Лигнин является также причиной ускорения эвакуаторных процессов (Perez A.P. et al, 1994). Очищенная клетчатка не имеет такого влияния, в отличие от очищенного лигнина (Chiou P.W.S.et al, 1994).

Кроме того, установлено, что фенольные фракции (присутствующие, например, в побочных продуктах переработки винограда) уменьшают степень использование белка в подвздошной кишке (Merino J.M. et al., 1992).

Высказывалось также предположение, что снижение переваримости питательных веществ при увеличении уровня клетчатки в рационе связано с уменьшением концентрации в химусе слепой кишки аммиака и ограничением прироста биомассы бактерий. Такая тенденция наблюдалась на рационах с использованием оливковых листьев в качестве источника грубого корма (Delgado-Perty M. et al, 1998).

С другой стороны, применение кормов с низким содержанием клетчатки, как правило, приводит к удорожанию рациона. Кроме того, этот компонент необходим для регуляции скорости прохождения корма по ЖКТ и нормализации состава кишечного симбиоценоза (De Bias C. et al, 1998).

Таким образом, некоторые особенности переваривания кормов в зависимости от возраста и условий кормления изучены пока еще недостаточно. В частности, мало материала по переваримости питательных веществ на традиционных рационах (концентраты, сено, корнеплоды) и при использовании отдельных кормов. Весьма разноречивы данные, касающиеся переваримости клетчатки и влияния ее уровня на степень использования кроликами других нутриентов. Ощущается недостаток материала по эвакуаторной функции различных отделов пищеварительного тракта.

Обобщая изложенное, необходимо отметить, что у кроликов детально исследованы отдельные аспекты физиологии пищеварения – секреция слюны, желудочного сока, желчи, активность трипсина, полипептидаз, карбогидраз в кишечнике, закономерности всасывания продуктов гидролиза и регуляция пищеварительных процессов (Уголев А. М. с соавт., 1964; Dahlqvist A., 1968; Beauville M., 1972; Дегтярев В. П., 1974; Lemaire J. et al., 1978; Калугин Ю. А., 1980; Homrani A. et al, 1988; Garcia J., 1997). Однако некоторые вопросы симбионтного пищеварения остаются пока недостаточно исследованными, а приводимые в литературе данные либо недостаточно уточнены экспериментально, либо носят противоречивый характер. В частности, не вполне ясны следующие вопросы:

- закономерности переваривания различных кормов у кроликов в зависимости от возраста кроликов, морфологического развития пищеварительной системы, величины потребления кормов, скорости и порядка их продвижения по пищеварительному тракту, степени редукции пищевых частиц;

- влияние биохимического состава корма на соотношение отдельных групп бактерий, переваривающих различные субстраты, ферментативную активность симбиоценоза и характер метаболической ситуации в слепой кишке;

- механизмы лежащие в основе пищевой адаптации кроликов при изменении характера питания и в ходе постнатального онтогенеза;

- взаимосвязь суммарных показателей использования различных кормов и активности симбиоценоза слепой кишки;

- функциональное значение копрофагии.

Противоречивы данные по морфофункциональному развитию слепой кишки в онтогенезе, суточной динамике показателей пищеварения в этом органе, физиологическим возможностям кроликов по перевариванию структурных углеводов различных кормов и рационов.

Полностью отсутствуют сведения о количественном вкладе симбионтных процессов в переваривание питательных веществ.