Пищеварительный тракт та її основні функции

ТРАВНИЙ ТРАКТ ТА ЙОГО ОСНОВНІ ФУНКЦИИ.

При безупинно які протікають в організмі процесах обміну речовин і потрібно постійне витрачання поживних речовин. Оскільки ресурси організму обмежені, підтримки. життєдіяльності, здоров’я дитини і продуктивних якостей тварин необхідно надходження поживних речовин, у складі корми. Основні компопенты корми — білки, жири, вуглеводи, вітаміни, мінеральні речовини, вода. У нативном (незмінному) вигляді тваринами, можуть быгь засвоєно лише вода, розчинні мінеральні солі і вітаміни. Бєлки, жири й вуглеводи (полісахариди), які становлять високомолекулярні сполуки, не проникаючі через пори тварин мембран, попередньо мусять переробити до щодо простих молекул. Нерозчинні мінеральні солі і вітаміни в процесі травлення превращавтся в розчинні форми. Травлення — це сукупність механічних, физико-химических і біологічних продессов, які забезпечують розщеплення вчинили з кормом сложиых поживних речовин на досить прості сполуки (блоки), які можна асимільовано організмом. Травлення — є початковим етапом асиміляції поживних речовин, котрого супроводжує проміжний обмін речовин і виділення продуктів метаболізму почками.

Процес травлення відбувається у системі органів травлення, чи травному тракті, який умовно поділяють втричі відділу: передній, середній і задній. До переднього відділу відносять ротову порожнину з допоміжними органами, ковтку і стравохід, саме до середнього — шлунок й відділення тонких кишок, до задньому — відділ товстих кишок. Травний тракт входять також застенные пищеварительные залози — слинні, підшлункову і печінку, секрети яких виливаються в лросвет желу-дочно-кишечного тракта.

Передний відділ травлення служить для захватывания, пережовування, змочування і проковтування корми, середній відділ є основним місцем хімічної переробки корми й всмоктування продуктів гідролізу, у задній відділі відбувається обробка непереваренцых залишків корми, всмоктування води та формування фекалий.

Стєнка травного каналу протягом усього від стравоходу до пряма кишка представлена чотирма верствами: слизової оболонкою, шаром гладких м’язів, подализистой і серозної оболонкою, яка утворено основному очеревиною. Компоненти травних соків синтезуються секреторными клітинами залоз, розміщених у слизової оболонці ротовій порожнині, стравоходу, шлунка та кишечнику, і навіть клітинами застенных травних желез.

Хоча загальні принципи травлення однакові всіх видів свійських тварин, структура і форма відділів їх пищеварительного тракту істотно різняться, що з характером харчування. Про це свідчить даними таблиці, де подано інформацію про розмірах шлунка, відділів і товстих кишок у м’ясоїдних, всеїдних і травоїдних животных.

Табл. Обсяг різних відділів шлунково-кишкового тракту у животных.

Загальний обсяг Відносний объем.

шкт (% до спільного) л.

шлунок тонкий додо товстий к-к.

Корова 200 — 300 71 18.

11 Кінь 100 — 180 10 ЗО.

60 Вівця (коза) 25 — 32 65 23.

12 Свиня 22 — 30 30 35.

35 Собака 2 — 3 63 23.

14 Кішка 0,4 — 0,6 66 18.

16 Кролик 0,5 — 0,8 25 32.

У межах кожного виду абсолютні показники (л) можуть сушественно варіювати залежно від безлічі тварин, віку, типу годівлі, проте співвідношення відділів досить постоянное.

У растительноядных тварин (корів, овець, коней, кроликів) добре розвинені відділи, у яких відбувається переробка клітковини з участю мікроорганізмів — преджелудки і товстий кишечник (переважно сліпа кишка). М’ясоїдні мають желудочнокишковий тип травлення. Споживана ними білкова і жирова їжа перетравлюється переважно у шлунку і відділі тонких кишок, відносний обсяг шлунка великий. У всеїдних (свині) все відділи шлунково-кишкового тракту розвинені більш-менш рівномірно, але основна роль перетравленні корми належить кишечнику, має великі об'єм і протяжність, ніж в плотоядных.

Поруч із функціями тимчасового зберігання корми, його розщеплення (перетравлення), абсорбції поживних речовин, переміщення і викидання неперетравлених залишків травний тракт виконує экскреторную, обмінну, синтетичну (з участю мікроорганізмів) і инкретoрную функции.

Спеціальними ендокринними клітинами слизової оболонки, та тонкого кишечника секретируются біологічні активні поліпептиди, регулюючі виділення травних секретів. Деякі з цих пептидів (гастрин, секретин, холецистокинин) належать до Справжнім гормонів, інші - до «до кандидатів у гормони». Кількість амінокислотних залишків у структурі - від 17 до 43, молекулярна маса від 2000 до 5ООО.

Але тут виробляються деякі регуляторні гипоталамические пептиди, наприклад соматостатин, нейротензин, речовина Р, травна функція яких залишається недостатньо ясной.

Сутність травлення. Механічні процеси призводять до зміни структури та фізичних свойетв корми — щільності, консистенції, розмірів частинок тощо. п. Це є наслідком пережовування, cокращения м’язів шлунково-кишкового тракту, впливу рідкої частини травних соков.

Фізико-хімічні процеси (наприклад, дію соляної кислоти в шлунку чи поверхнево-активних речовин жовчі в кишечнику) сприяють набряканню частинок корми, збільшення їх поверхноетногo натяжения, активации ферментів, підвищенню розчинності солей.

Біологічні процеси — це процеси послідовного ферментативного гідролізу харчових полімерів спочатку до проміжних продуктів, та був до мономерів при поступове переміщенні корми по відділам шлунково-кишкового тракта.

Ферментативна система травлення включає в себе: а) ферменти травних секретів, виділених внутристенными чи застенными травними залозами; б) ферменти, утворювані мікроорганізмами травного тракту; в) ферменти, які у рослинних кормах. Основну роль у тварин із однокамерным шлунком виконують гидролазы травних секретів. Вони характеризуються специфічністю субстратной і дії, оптимумом температури і рН. Каталітичне цих гидролаз грунтується на прилученні до складного субстрату молекули води по типу:

АВ+ Н*ОН A* ВІН+ НВ Равновесие у цій реакції постійно зсувається в праву бік, оскільки разом з гидролизом іде процес всмоктування образовавшихся продуктов.

У перетравленні білків беруть участь протеази (ендоі экзопептидазы), вуглеводів — карбогидразы (амилаза, глюкозидаза, инвертаза, галактозидаза), нуклеїнових кислот — нуклеазы (рибонуклеаза, дезоксирибонуклеаза), жирів — карбоксилэстеразы (липаза, фосфолипаза, холинэстеразу). Кінцевими продуктами гідролізу поживних речовин є мономери: при гідролізі білків — амінокислоти, жирів — жирні кислоти і гліцерин, вуглеводів — прості гексозы, переважно глюкози. Нуклеїнові кислоти розщеплюються до пуринов, пииримидииов, рибозы, дезоксирибозы і фосфату. У жуйних тварин кінцеві метаболіти може бути иными.

Встановлено тісний залежність спектра і активності травних ферментів від характеру харчування тварин. То в м’ясоїдних і хижих переважають протеази, у растительноядных — карбогидразы. Спектр ферментів змінюється від і з віком тварин, що з зміною умов питания.

Взагалі моногастричных тварин характерні початковий ферментативний гідроліз корми у кислому середовищі (шлунок) і подальший гідроліз з всмоктуванням в нейтральній чи слабокислой середовищі (відділ тонких кишок) .

Микробиальная переробка корми (теж ферментативна) здійснюється бактеріями і найпростішими, які населяють різні відділи шлунково-кишкового тракта.

Ці процеси з особливою інтенсивністю протікають у жуйних тварин за преджелудках, меншою мірою у коней і у сліпий та ободочной кишках. Тип травлення з активної участі мікроорганізмів називається симбионтным. У цьому микроорганизми з помошью ферментів розщеплюють і утилізують поглошаемые господарем харчові компоненти корми, а сам господар використовує продукти життєдіяльності мікроорганізмів, і навіть сотричную їжу, що складається з симбіонтів. Останнє стосується основному до жуйним тваринам. Ж вачные набагато краще переварюють живильні речовини, корми, особливо клітковину, ніж свині і кролики. Відмінності між вівцею і конем незначні, але де вони сушественно зростають під час використання низькоякісного рослинного корми із високим вмістом клітковини (грубого сіна, соломы).

Разом про те показано, що бактеріальна переробка корми в преджелудках жуйних це не дає ніяких переваг порівняно з ферментативным переварюванням під час використання низкоклетчатого высокобелкового рациона.

Проміжний обмін речовин — це сукупність хімічних перетворень, яким піддаються живильні речовини після їх всмоктування з травного каналу та до виділення продуктів обміну з организма.

Ці перетворення здійснюються переважно всередині клітин, з участю ферментів, контрольованих генами. Через війну організм отримує необхідні вещесгва та енергію для процесів життєдіяльності, розвитку і освіти продукції (молока, м’яса, яєць). Певна послідовність хімічних реакцій, забезпечующих перетворення тих чи інших поживних речовин, у необхідні організму компоненти, називається метаболическим шляхом, а які утворюються проміжні чи кінцеві продукти — метаболітами. Розрізняють дві сторони проміжного обміну: анаболизм і катаболізм. Анаболизм (від грецьк. anabole — підйом) — це сукупність процесів синтезу порівняно великих клітинних компонентів, і навіть біологічно активних з'єднання з простих предшественников.

Метаболизм.

Анаболизм Катаболизм.

Біосинтез Распад.

Невеликі~> Великі молекули Великі -> Невеликі молекули Енергія поглинається Енергія звільнення Невпорядкованість зменшується Невпорядкованість зростає Часто має відбудовний Часто має окисний харакхарактер тер

Примеры.

Глюконеогенез Гликолиз.

Синтез жирів Липолиз.

Синтез білків Протеолиз.

Ці процеси ведуть до ускладнення структури клітин та пов’язані з витратами вільної енергії (эндергонические процеси). Катаболізм — сукупність процесів ферментативного розщеплення складних молекул, як вчинили з кормом, і які утворилися в організмі до простих компонентів. Ці процеси зазвичай здійснюються з допомогою реакцій окислення, після визволення вільної енергії (экзергонические процеси). Обидві боку проміжного метаболізму тісно взаємопов'язані в часі та просторі, хоча й є повторенням друг друга.

Процеси проміжного обміну суворо слецифичны і дифференцированны. Вони специфічні у різних тканинах і клітинах, а й у cубклеточных структурах, що з наявністю в останніх спеціальних ферментних систем. Так, ферменти, катализирующие освіту матричної РНК, локалізовано в ядрі, ферменти тканинного дихання, окисного фосфорилювання, циклу трикарбонових кислот — в мітохондріях, ферменти білкового синтезу — в рибосомах, гидролитические ферменти — в лизосомах тощо. буд. Така «прив'язка» ферментних систем до визначених структурам клітини (компартментализация) забезпечує як відособленість внутрішньоклітинних реакцій, продовжує їх интеграцию.

У продессе проміжного обміну відбувається, з одного боку, дальнейишее розщеплення всосавшихся в травному тракті блоків — амінокислот, глюкози, гліцерину і жирних кислот, і з з іншого боку — синтез властивих організму білків, вуглеводів, жирів та його комплексів — нуклеопротеидов, фосфоліпідів тощо. д.

Вивчення динаміки хімічних перетворень, oсуществляемых на клітинному і молекулярному рівнях, є саме біологічної хімії. Фізіологія ж обміну речовин розглядає загальні закономірності і регуляцію обміну білків, вуглеводів, ліпідів, неорганічних соединений, пластические і знергетические витрати організму при різному фізіологічному стані перебуває й способи відшкодування цих затрат.

Для вивчення проміжного обміну використовують як загальні фізіологічні методи, достойні розділі (метод ізольованих органів, ангиостомию, біопсію), і спеціальні методи. Серед останніх заслуговує на увагу метод мічених атомів, заснований на використанні сполук, в молекули яких включені атоми важких чи радіоактивних ізотопів биоэлементов. Вводячи у організм сполуки, мічені такими ізотопами, і використовуючи радиометрические чи масс-спектрометрические методи аналізу проб тканин та экскретов, можио простежити за долею елемента чи з'єднання перетворені на організмі, його через участь у метаболічних процессах.