我们给动物饲喂高营养浓度的期望它们能快速健康生长,但饲料中的营养物质是如何吸收的,大多数人都是一无所知。本期我们跟大家来一起学习下猪的消化生理。 食物在猪的消化道内有三种消化方式,即物理性消化、化学性消化和微生物消化: 物理性消化是指各段消化道通过收缩运动,包括咀嚼、吞咽和胃肠的运动等,将大块的食物磨碎,增加食物与消化液的接触面积; 化学性消化主要指消化液含有的消化酶对食物的消化作用,这些消化酶都是水解酶类,可将结构复杂的大分子物质水解为简单的小分子物质; 微生物消化是指消化道内的微生物参与的消化作用,对草食家畜特别重要。在猪的大肠内也存在微生物,并参与食物的消化过程。 一、消化器官的构造、发育及其消化功能 猪的消化器官由一条长的消化道和与其相连的一些消化腺组成。消化道起始于口腔,向后依次为咽、食管、胃、小肠(包括十二指肠、空肠和回肠)、大肠(包括盲肠、结肠和直肠)、最后终止于肛门。 猪的消化系统组成 猪消化器官的解剖结构随个体生长而发生变化。在出生时,猪的消化器官已形成,但重量和容积都很小,结构和机能也不够完善。 不同体重猪消化器官的重量和容积 体重 (kg) 胃重 (g) 胃体积 (L) 小肠重 (g) 小肠体积(L) 小肠长度(cm) 大肠重 (g) 大肠体积(L) 大肠长度(cm) 1 4.5 0. 40 0.1 3.8 10 0.04 0.8 32 2.5 10.7 18.0 6.6 4.3 3.4 14.1 18.8 10.1 5.0 12.7 22.6 22.9 25.6 7.5 (摘自:许梓荣,) 成年猪消化器官的体积和长度 器官 绝对长度(m) 相对长度(%) 绝对体积(L) 相对体积(%) 胃 - - 8.00 29.2 小肠 18.29 77.9 9.20 33.5 盲肠 0.23 0.9 1.55 5.6 结肠和直肠 4.99 21.2 8.70 31.7 总和 23.5 27.5 (摘自:许梓荣,) 1、消化道的结构 消化道各段虽然粗细、厚薄不同,外形也各异,但其基本结构大致相同。消化道壁从内向外可分为四层,即粘膜层、粘膜下层、肌层及浆膜层。 胃的组织结构 肠壁的组织结构 粘膜层:粘膜层表面常有粘液而保持湿润,主要起吸收和保护作用; 粘膜下层:粘膜下层含有丰富的血管、淋巴管、弹性纤维、脂肪细胞和神经丛; 肌层:消化道中除口腔、食管上段以及肛门周围属于横纹肌外,其余消化道的肌层均由平滑肌构成; 浆膜层:是消化道的最外层,表面光滑,并分泌少量浆液,可以减少消化道运动时的摩擦,起保护和润滑作用。 2、口腔的结构 猪的口腔器官包括吻突、唇、腭、齿和唾液腺。食物在口腔内经咀嚼磨碎,降低其颗粒大小并混入唾液淀粉酶,形成食团,然后经咽部吞下。咀嚼动作还刺激口腔感受器,通过神经反射引起后段消化器官分泌和运动加强,为随后的食物消化做准备。 3、胃的结构 胃是食管与十二指肠之间的膨大部分,位于腹腔前部,肝和膈的后部。猪胃壁粘膜可区分为无腺部和有腺部。 猪胃的结构 猪胃的无腺部较小,位于贲门周围,表面被以复层扁平上皮,为白色、呈长方形或正方形的小区,又称食管部。有腺部被以单层柱状上皮,可分为三个腺区:贲门腺区、胃底腺区和幽门腺区。 哺乳仔猪(10~56d)胃的各区粘膜表面积和重量 胃区 表面积(占总胃粘膜%) 重量(占总胃重%) 食管部 5.5 4.8 贲门部 30.1 19.8 胃底部 44.4 55.9 幽门部 20.0 19.5 (Cranwell,) 仔猪出生后4日龄至断奶前,胃重基本不变,断奶后胃重逐渐增加,同时胃粘膜占单位体重的比例也显著增加。 猪胃的腺体分布、分泌细胞以及内分泌和外分泌功能 腺体 分泌细胞 分泌物质 贲门部 粘液细胞 粘液、蛋白酶、脂肪酶 胃底部 粘液颈(Mucousneck) 粘液、蛋白酶 壁细胞(泌酸细胞) 盐酸 主细胞 蛋白酶 内分泌/旁分泌 D细胞 生长抑素 EC细胞 5-羟色胺 组胺免疫反应 组织胺 Mastcells(Laminapropria) 组织胺 幽门部 粘液颈 粘液、蛋白酶 主细胞 蛋白酶 粘液细胞 粘液 内分泌/旁分泌 D细胞 生长抑素 G细胞 胃泌素 (Cranwell,) 4、营养物质在胃内的消化 蛋白质消化:猪胃液中的胃蛋白酶和凝乳酶能消化蛋白质,其实,猪饲料中的蛋白质,相当大部分是在胃内被分解为月示(shi)和胨; 糖类消化:虽然猪的胃腺细胞不产生糖类水解酶,但胃内也存在一定程度的糖的消化过程,这主要是依靠唾液淀粉酶和植物性饲料自身含有的酶完成的; 脂肪消化:胃壁存在脂肪酶,能将已经乳化的脂肪水解为甘油和脂肪酸。仔猪胃脂肪酶较多,成年猪含量少,活性也弱,所以一般认为胃中脂肪消化较少。 5、小肠 小肠是消化道中最重要的消化部位。食糜中的各种营养物质在胆汁、胰液和小肠液中各种消化酶的作用下,分解成小分子物质,经小肠绒毛吸收进入血液和淋巴,供身体各部分利用。 a、小肠的结构及发育特征 成年猪小肠的容积占消化道总容积的三分之一,其长度为15~21米,平均为体长的11~12倍,直径为4厘米。小肠可分为十二指肠、空肠及回肠,所占比例分别为4%~4.5%,88%~91%及4%~5%。 b、小肠消化液 小肠的消化液,包含肠壁外的胰腺分泌的胰液、肝脏分泌的胆汁,以及肠壁内腺体分泌小肠液,三者组成小肠的消化液。 (1)胰液:胰液由胰腺组织分泌,经胰腺导管排入十二指肠。胰液消化酶含量丰富,包括胰蛋白酶、胰肽酶、胰脂肪酶、胰淀粉酶和胰核酸酶等。可以帮助消化食物中的蛋白、多肽、脂肪、淀粉和核酸等。(2)胆汁:胆汁是由肝细胞合成,贮存于胆囊中,在消化期间从胆囊中反射性排出。胆汁中不含消化酶,胆汁对消化的作用,是由胆酸盐来实现的;胆汁可以激活胰脂肪酶,促进脂肪酸、脂溶性维生素A、D、E、K的吸收;此外胆汁还可以中和由胃进入肠中的酸性食糜、刺激小肠运动。(3)小肠液:小肠液是小肠粘膜分泌物的,小肠液中含有种类齐全的消化酶,如肠肽酶、肠脂肪酶、分解糖类的酶以及分解核酸和核苷酸的酶等,可将蛋白质、脂肪和碳水化合物水解为可被机体吸收利用的形式。 6、大肠 大肠分为盲肠、结肠和直肠三部分。猪大肠液含酶较少,小肠液中的部分消化酶随食糜进入大肠,还继续进行消化作用。进入大肠的内容物,大都是难于消化的物质,主要是植物性饲料中的纤维素,所以在猪的大肠主要进行微生物消化。 猪的大肠内的细菌也能分解蛋白质、多种氨基酸及尿素等含氮物质,产生氨、胺类及有机酸。此外,猪大肠内的细菌还能合成B族维生素。 二、消化腺 猪消化酶的合成和分泌受动物年龄、应激、疾病和日粮等因素的影响。在正常情况下,猪所分泌的消化酶的腺体主要包括唾液腺、胃壁腺、胰腺和小肠粘膜。 唾液腺分泌的唾液淀粉酶和唾液麦芽糖酶; 胃壁腺体分泌的胃蛋白酶、胃脂肪酶和胃凝乳酶; 胰腺分泌的胰蛋白酶、糜蛋白酶、羧基肽酶、胰淀粉酶和胰脂肪酶; 小肠粘膜分泌的氨肽酶、羧基肽酶、蔗糖酶、麦芽糖酶、乳糖酶和异麦芽糖酶等; 大肠一般不分泌消化酶,但是寄居的微生物可产生一些分解纤维素和非淀粉多糖类物质的酶类。 胃蛋白酶类的特性 IUBMB名称 其它名称 最适pH值 相对活性 胃蛋白酶A(PepsinA) 胃蛋白酶(Pepsin) 2.0 胃蛋白酶Ⅱ(PepsinⅡ) 胃蛋白酶B(PepsinB) 类胃蛋白酶Ⅰ(ParapepsinⅠ) 3.0 1 胃亚蛋白酶(Gastricsin) 胃蛋白酶C(PepsinC) 2.0-3.5 70 胃蛋白酶Ⅰ(PepsinⅠ) 类胃蛋白酶Ⅱ(ParapepsinⅡ) 凝乳酶(Chymosin) 凝乳酶(Rennin) 3.0-4.0 1 粗制凝乳酶(Rennet) 注:IUBMB——国际生物化学与分子生物学协会(InternationalUnionofBiochemistryandMolecularBiology)。 猪胰腺所分泌的消化酶(包括异构酶和辅酶) 分类 种类 哺乳仔猪 断奶仔猪 碳水化合物 分解酶 a-淀粉酶(总) + ++ ++ (a-淀粉酶1) (a-淀粉酶2) 几丁质酶 蛋白分解酶 (肽内切酶) 胰蛋白酶(阳离子) ++ + + 胰蛋白酶(阴离子) ± ± ++ 糜蛋白酶(A) + + ++ 糜蛋白酶(B) ++ + 糜蛋白酶(C) - ± + 胰弹性蛋白酶 (弹性蛋白酶Ⅰ) - - - (弹性蛋白酶Ⅱ) ++ ++ ++ (蛋白酶E) ± ± + (肽外切酶) 羧肽酶A ++ ++ ++ 羧肽酶B 脂肪酶 甘油三酯酶 ′ ′′ 羧酸酯酶 + + + 磷脂酶A2 甾醇酯酶 共脂肪酶(总) (共脂肪酶Ⅰ) ′ ′′ (共脂肪酶Ⅱ) 核酸酶 胰核糖核酸酶 注:-表示没有活性;±表示活性较弱;+表示中等活力;++表示活性强; ′表示膳食前与膳食后胰液中含量相似;′′表示膳食后含量高于膳食前含量。 三、消化道对营养物质的吸收 各种营养物质经消化道粘膜进入血液或淋巴液的过程称为吸收。食物中的水、无机盐和维生素等营养物质能被直接吸收;蛋白质、脂肪和碳水化合物则必须经消化酶消化,分解为小分子物质后,才能被吸收利用。 1、吸收的部位 各种营养成分吸收的量和速率,主要取决于不同消化道的组织结构、养分在该处的存在形式及停留时间等。 食物在口腔中实际不被吸收,胃内吸收也有限,大肠中主要吸收水分、无机盐和微生物消化作用的产物,绝大多数营养物质在小肠被吸收。 2、吸收原理 营养物质在胃肠道的吸收是一个复杂的过程,其机理一般可大致分为被动转运和主动转运两种过程。 营养物质的被动转运 营养物质的主动转运 四、各种养分的吸收 1、蛋白质的吸收 蛋白质消化分解产生的氨基酸并不能全部被肠道吸收,其原因在于各种氨基酸的吸收速度存在明显差异,各种氨基酸的吸收率也有差异: 精氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸和亮氨酸迅速吸收; 苏氨酸、组氨酸、甘氨酸及谷氨酸吸收缓慢; 其他氨基酸的吸收速度居中,并且L-构型比相应的D-构型吸收快。 小肠不同部位对氨基酸的吸收能力不同,大量的氨基酸在十二指肠被吸收,随着食糜沿肠道后端移动,氨基酸吸收亦随之降低。蛋白质在肠腔内的最终水解产物还有部分小肽,一些小肽可完整被肠粘膜细胞吸收并转运进入血液循环。 某些情况下,一些天然蛋白质可直接被吸收,如新生仔猪的肠壁能吸收初乳中的g球蛋白而获得抗体,建立被动性免疫,对仔猪的健康具有十分重要的意义。 2、糖类的吸收 糖类在胃肠道内降解为单糖、双糖或低级脂肪酸,均可被直接吸收。单糖的吸收是主动转运过程。各种单糖的吸收速度不同,葡萄糖和半乳糖吸收最快,而果糖的吸收速度较慢,甘露糖、木糖和阿拉伯糖吸收更慢。 3、脂肪的吸收 脂肪在胆盐和脂肪酶的作用下水解成脂肪酸和甘油。脂肪酸与胆盐形成复合物后,进入肠粘膜的上皮细胞,这种复合物在上皮细胞内还会分解为脂肪酸和胆盐,胆盐透出细胞经血液循环回肝脏,以供再次分泌。同时,甘油也透入细胞与磷酸合成磷酸甘油。于是在消化道中分开的脂肪酸同磷酸甘油再次合成磷脂化合物,再转变成中性脂肪。 4、水、无机盐和维生素的吸收 大部分水在小肠和大肠被吸收,肠壁吸收水分的主要动力是渗透压。营养物质被吸收时,使上皮细胞内的渗透压升高,从而促进水分转移,其中以钠离子的主动转运最重要,是促使水分被吸收的主要因素。 无机盐类主要在小肠内吸收,钠和钾较易吸收,其次是镁和钙,最难吸收的是磷酸盐和硫酸盐。 脂溶性维生素经小肠吸收的机理并不统一,水溶性维生素除维生素B12外,主要通过被动扩散在小肠前段吸收。 五、仔猪的消化特点 仔猪的消化器官在胚胎期已经形成,但结构和机能都不完善,随着仔猪的生长发育,它的消化机能逐渐成熟。养猪生产中,应充分考虑到仔猪消化生理特点及其发育规律,分析饲养和环境因素对仔猪消化功能发育的影响,合理地进行仔猪饲养管理和日粮配制。 1、仔猪的消化生理特点 a、唾液分泌的特点初生仔猪即有唾液分泌,但其中唾液淀粉酶活性较低。仔猪的唾液分泌量、干物质和含氮量均随年龄增长而增加,尤其断奶后转为采食植物性饲料时更为显著,同时唾液淀粉酶的活性也显著增加。 b、胃消化的特点仔猪胃内的消化具有一些突出的特点仔猪对母猪乳汁中各种养分的消化能力很强。仔猪出生后36小时内,胃肠粘膜上皮能够以“吞饮”的方式,直接吸收完整的免疫球蛋白,从而获得后天免疫的能力。 初生仔猪的最大特点是胃液中缺乏游离盐酸,一般从出生后20天开始,才有少量游离盐酸出现,以后随着年龄增长而逐渐增加。仔猪胃液中的消化酶,主要是胃蛋白酶和凝乳酶。凝乳酶在初生仔猪已有作用,哺乳期间随日龄增长,凝乳能力也逐渐增强。至于胃蛋白酶,虽然一日龄仔猪胃液中就含有胃蛋白酶原,并且浓度在3~6周内不断增加,但是由于缺乏盐酸,不能使其激活,因此它的作用一般在20日龄后才能表现出来。 c、仔猪肠内消化的特点 在胃液缺乏盐酸的年龄性机能不全期,仔猪胃内的消化作用很小,食物主要在小肠内靠胰液和肠液消化;年龄渐渐长大,胃消化机能逐渐完善,对饲料的消化作用才较为重要。 2、饲料和饲喂体系对仔猪消化功能发育的影响 a、日粮因素对肠道形态和消化功能发育的影响 日粮的物理形态、日粮来源和组成以及日粮加工方法都影响肠道的形态、消化酶活性、消化道酸度和消化吸收能力。 母乳及其他乳制品在断奶后对仔猪尤其是早期断奶后的肠道形态、消化酶活性及其它功能发育的影响最小。除了乳及乳制品易于消化外,可能与乳中所含的乳源性生长因子、激素和其它生物活性物质有关。 b、日粮因素对仔猪消化道酸度的影响 仔猪消化道酸度对维持消化酶的分泌和活性有非常重要作用。由于哺乳仔猪胃肠道内母乳乳糖的发酵作用,饲粮对其消化道酸度影响不大;断奶后,由于失去乳糖源,加之各种断奶应激的影响,胃肠道内pH值高于断奶前的水平,消化道酸度受日粮的影响特别明显。 不同饲料原料系酸力不同,矿物质原料的系酸力最高,动物性饲料原料次之,植物性饲料原料的系酸力则较低。显然用高系酸力的饲料原料配制的仔猪日粮,对仔猪消化道酸度的影响大。目前,系酸力作为一项指标已开始在仔猪饲料配方中使用。 日粮营养水平也间接影响其系酸力和仔猪消化道内的酸度。日粮某些营养素水平的提高,可能会增大其系酸力,尤其是蛋白质水平和矿物质水平。目前已有人提出在保证仔猪氨基酸平衡的前提下,降低日粮蛋白质水平以减少仔猪采食后的消化道酸需要量。 c、其它因素对肠道形态和消化功能发育的影响 仔猪出生后逐步形成的微生物区系对肠道形态、消化和吸收能力有重大影响。普通饲养条件下的仔猪与无菌猪相比,后者的肠壁和固有层较薄,绒毛较长,隐窝较浅,肠细胞更新率较低,同时双糖酶活性较高,这种差异并非轮状病毒或溶血大肠杆菌等致病菌单独引起的,而往往是病原菌、断奶后日粮及其它因素共同作用的结果。现很难确定某种病原菌在仔猪肠道形态和功能发生不利改变时所起的具体作用。 内容转载自广西省治疗白癜风最好的医院北京哪有白癜风专科医院
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