Особенности пищеварения и обмен веществ у свиней

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время одной из важных проблем для России является обеспечение ее населения мясной продукцией собственного производства. Решить эту проблему в ближайшие годы можно, уделив серьезное внимание развитию свиноводства как наиболее скороспелой и технологичной отрасли животноводства. В последние годы значительно возрос спрос на высококачественное, относительно нежирное мясо, обладающее приятным вкусом, нежностью и сочностью. Эти свойства наиболее характерны для мяса, полученного от убоя свиней мясных пород. [3]

 Для дальнейшего увеличения  объемов производства свинины  важно, чтобы породы животных  были отселекционированы на получение оптимального соотношения мяса и сала при достижении живой массы 100-110кг, что предусматривается прогрессивными технологиями.

 Формирование мышечной и  жировой тканей свиней во время  их роста протекает под влиянием  двух факторов: изменения роста органов и тканей в разные возрастные периоды и характера протекания обменных процессов. В связи с этим необходимо знать особенности процессов пищеварения и метаболизма свиней.

1 Особенности пищеварения и  обмена веществ у свиней

Обязательным условием существования всех живых организмов является постоянный обмен веществами и энергией с внешней средой. Из окружающей среды в организм поступают питательные вещества, кислород, вода, минеральные соли, витамины, необходимые для построения и обновления структурных элементов клеток и образования энергии, обеспечивающей протекание жизненных процессов. В клетках организма непрерывно происходят процессы химических превращений веществ: синтез свойственных организму белков, жиров и углеводов, одновременное расщепление сложных органических соединений с высвобождением энергии, выделение во внешнюю среду образующихся продуктов распада — воды, углекислого газа, аммиака, мочевины. Таким образом, обмен веществ - это совокупность процессов химического превращения веществ с момента их поступления в организм до выделения конечных продуктов.

 Обмен веществ представляет  собой единство двух процессов: ассимиляции и диссимиляции. Ассимиляция - совокупность реакций синтеза  сложных органических молекул  из более простых с накоплением энергии. Диссимиляция - совокупность реакций расщепления сложных органических веществ (в том числе и пищевых) до более простых, сопровождающихся выделением энергии. Процессы ассимиляции и диссимиляции неразрывно связаны между собой, так как синтез веществ невозможен без затрат энергии, которая высвобождается при расщеплении сложных органических молекул до простых. Органические вещества пищи - основной строительный материал и единственный источник энергии для организма. Нарушение баланса между этими двумя процессами жизнедеятельности неизбежно приводит к расстройству обмена веществ в организме.

 Обмен веществ между организмом  и окружающей средой осуществляет  пищеварительная система. Через  органы пищеварения в организм  поступают с пищей все необходимые ему вещества – белки, жиры, углеводы, минеральные соли, витамины – и выбрасываются во внешнюю среду непереваренные остатки пищи и часть продуктов обмена.

 При организации кормления  свиней учитывают особенности  их пищеварения, потребность в  питательных веществах, качество кормов и другие факторы.

 Свиньи - многоплодные и интенсивно  растущие животные. Это определяет  исключительно высокую напряженность  физиологических процессов в  их организме. Благодаря короткому  периоду супоросности (110-120 дней) от свиноматки получают по 2-3 опороса в год. Следовательно, от каждой свиноматки в год можно получить более 2 т свинины.

Известно, что поросята обладают способностью быстро расти, опережая в этом молодняк других сельскохозяйственных животных. Нормальным ростом поросят считается такой, при котором от рождения и до 2-месячного возраста у них увеличивается живая масса в 15-16 раз, а к 6-месячному возрасту – в 50-60 раз и к 12-месячному – в 120 раз и больше.

Затраты корма свиней на откорме в среднем составляют 4-5 корм, ед. на 1кг прироста живой массы, тогда как у крупного рогатого скота 9-12 корм, ед., а у овец – 7-10 корм, ед. [2]

 Они превосходят всех сельскохозяйственных  животных по количеству мясной  продукции и выходу пригодных  в пищу сухих веществ туши. При высоком уровне энергетического питания они способны откладывать в теле огромное количество подкожного жира. В теле свиней по сравнению с другими вида­ми сельскохозяйственных животных меньший удельный вес костей и сухожилий и много мускульных легкоусвояемых человеческим организмом белков.

 Свиньи - всеядные животные с  однокамерным желудком и кишечным  типом пищеварения. Это позволяет  им достаточно хорошо приспосабливаться  к разным типам кормления - от  концентратного до малоконцентратного, от растительноядного до плотоядного. В желудочно-кишечном тракте свиней (кроме толстого отдела кишечника) нет оптимальных условий для развития симбиотической микрофлоры, являющейся у животных со сложным желудком поставщиком полноценного микробиального белка и витаминов группы В. Поэтому свиньи хорошо и эффективно переваривают и используют те органические вещества, для которых не требуется посредничества микроорганизмов,  протеин, жиры, крахмал, сахар. Вместе с тем свиньи плохо используют грубые корма.

Потребление рационов с содержанием клетчатки в сухом веществе больше 10-12% сопровождается даже у взрослых особей заметным снижением переваримости клетчатки и других органических веществ вследствие избытка балласта в химусе.

Повышение продуктивности свиней и улучшение их мясосальных качеств тесно связаны с превращением азотистых веществ корма в белок продукции. При этом в отличие от жвачных животных в кормлении свиней гораздо большее значение имеет качество (аминокислотный состав) протеина. Это связано с повышенной интенсивностью белкового обмена, а также с более высокой степенью использования азота и устройством пищеварительной системы, требующей полного обеспечения организма этих животных набором незаменимых аминокислот в их оптимальном содержании.[3]

Согласно современным взглядам, на протяжении всего периода выращивания свиней максимальный уровень отложения в их организме белка постоянен. Если же суточное потребление животными белка и аминокислот недостаточно удовлетворяет их потребности этого генетического максимума, то рост мышечной ткани замедляется. При адекватном потреблении протеина оставшаяся его часть после удовлетворения потребностей организма используется с постоянной эффективностью на отложение, пока не достигнет максимального его генетического уровня. Сверх этого количества потребленный протеин должен дезаминироваться. [4]

Важную роль в жизнедеятельности свиней играет липидный обмен. Свиньи - животные, характеризующиеся исключительно высокой интенсивностью роста, синтеза жира.

 В. Кабанов и А. Вохмяков изучали  изменения физико-химических свойств и жирнокислотного состава подкожного сала свиней в связи со скоростью их роста. Как влияет уровень кормления на разных этапах откорма на свойства сала изучали на свиноферме экспериментального хозяйства ВИЖ «Кленово-Чегодаево». По принципу аналогов сформировали 4 группы животных, по 10 голов в каждой (5 свинок и 5 боровков) для откорма с применением сменных уровней кормления на первой и второй стадиях. Высокому уровню кормления соответствовал рацион, рассчитанный на получение среднесуточного прироста живой массы 700г, а умеренному — на 20 % кормов по общей питательности меньше. Свиней откармливали от 30 до 110 кг: в первый период - от 30 до 70кг, во второй - от 70 до 110кг. Процесс откорма свиней заканчивали по достижении ими средней живой массы 110кг с последующим контрольным убоем по 6 голов из группы (по 3 свинки и 3 боровка).

 Установили, что жирнокислотный  состав и физико-химические свойства  хребтового сала свиней связаны  с уровнем кормления и со  скоростью роста на разных  этапах откорма. Так, при увеличении скорости роста повышается содержание в жире НЖК (насыщенных жирных кислот) и снижается МНЖК (мононенасыщенных жирных кислот). При этом на величину этих показателей оказывает влияние скорость роста свиней на заключительном этапе откорма. Содержание ПНЖК (полиненасыщенных жирных кислот) в меньшей степени связано со скоростью роста животных, имеется тенденция к снижению уровня этих кислот при повышении скорости роста на начальном этапе откорма. Установлено также, что при повышении скорости роста свиней на первой стадии откорма снижаются содержание воды в подкожном жире и показатель преломления. Имеется тенденция к увеличению тугоплавкости жира при повышении скорости роста свиней на заключительном этапе откорма. Полученные данные об изменении жирнокислотного состава и физико-химических свойств подкожного сала свиней можно использовать в целях разработки эффективных методов регулирования и управления процессами жироотложения у свиней, прогрессивных технологий выращивания и откорма, а также повышения питательной ценности и технологических свойств свинины. [8]

Интересны опыты с трансгенными животными с интегрированными в геном генными конструкциями, продукты, экспрессии которых несут функции регуляторов обмена веществ. В этих случаях следует ожидать значительных изменений в характере обмена веществ, физиологии, биохимии и морфологии организма. Примером могут служить трансгенные свиньи с интегрированным геном рилизинг-фактора, исследование фенотипа которых проводится Л.К. Эрнстом с коллегами) уже в течение 11 генераций. Анализ результатов исследований трансгенных свиней XII поколений показывает, что интеграция гена рилизинг-фактора гормона роста (hGHRF) в геном свиней приводит к весьма существенным достоверным изменениям обмена веществ трансгенных животных, многих биохимических, физиологических и морфологических параметров.

В целом отмечается ингибирование липогенеза и усиление анаболических процессов белкового обмена. Все эти изменения обмена веществ привели к изменениям в соотношении жировой и мышечной тканей в туше животных в сторону увеличения удельного веса мышечной ткани, что является важнейшим селекционным признаком свиней. Целью работы являлось изучение мясных и откормочных качеств боровков, трансгенных по ШНКР, XI поколения.

 Исследования проводили на физиологическом дворе ВНИИЖа на двух группах свиней: I – опытная (боровки, трансгенные по HGHRF) и II – контрольная (нетрансгенные боровки), сформированные по принципу пар-аналогов.

 Масса полутуши трансгенных  животных была выше на 6,8%, а мяса – на 7,1%, разница по массе сала и костей была несущественной. При этом отмечены существенные различия в морфологическом составе в средней части полутуши между трансгенными боровками и их аналогами в пользу трансгенных: масса мяса у них была выше на 20,8%. Существенные изменения отмечены и по биохимическим параметрам крови. В частности, у трансгенов устойчиво проявляется несколько более высокое содержание глюкозы, креатинина, АСТ и щелочной фосфатазы. [16]

 В последние годы становится  глобальной проблемой загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами, радионуклидами, пестицидами, нитратами. Имеется острая необходимость в изучении обмена веществ у свиней на фоне высокой концентрации в кормах тяжелых металлов, а также улучшении эколого-пищевых качеств их продукции за счет добавок в рационы адсорбентов тяжелых металлов. В. Каиров с соавт. изучали влияние использования при откорме свиней таких адсорбентов, как аэросил и тетацинкальций, как в отдельности, так и совместно.

В результате проведенного эксперимента было установлено, что введение в рационы подсвинков адсорбентов способствовало снижению усвояемости кадмия и других тяжелых металлов. Наиболее эффективным было совместное использование изучаемых препаратов в количестве: аэросила 40 мг/кг сухого вещества рациона и тетацинкальция в количестве 2% от массы сухого вещества рациона. Подсвинки опытных групп, получавшие адсорбенты, отличались несколько большими коэффициентами перерваримости питательных веществ рациона (сухого вещества, органического вещества) по сравнению с их аналогами из контрольной группы. Установлено, что введение в рационы подсвинков опытных групп изучаемых адсорбентов оказало положительное влияние на усвоение ими азота и аминокислот, кальция. Более высокое отложение кальция в теле подсвинков опытных групп произошло вследствие того, что адсорбенты способствовали вытеснению кадмия и других тяжелых металлов из организма, что нормализовало у них минеральный обмен. [9]

2  Влияние обмена веществ  на откормочные и мясные признаки  у свиней

Откорм свиней является заключительным периодом в производстве свинины, и от правильной его организации в значительной степени зависит уровень продуктивности свиней, качество производимого продукта и рентабельность свиноводства.

Основная цель откорма свиней - получение от животных максимального прироста в наиболее короткие сроки при наименьших затратах кормов на единицу продукции.

Результаты откорма и получаемая при этом продукция могут сильно различаться в зависимости от породы откармливаемых свиней, подготовленности молодняка к откорму, возраста откармливаемых животных при постановке на откорм, продолжительности откорма, количества и качества кормов.

 Известно, что свиньи скороспелых  пород и их помеси быстрее  заканчивают откорм и имеют  большую убойную массу, чем свиньи позднеспелых пород. Хорошо выращенные поросята дают на откорме более высокие приросты и лучше используют корма. Молодые свиньи на единицу прироста затрачивают меньше кормов и дают в результате откорма менее жирную свинину. Растянутые сроки откорма связаны с меньшими приростами, с излишними расходами на кормление и содержание животных. Качество кормов может сильно сказываться на качестве мяса и сала. Все это следует учитывать при установлении в хозяйстве той или иной технологии откорма свиней.

 Основное количество производимой свинины в нашей стране, как и в других странах с интенсивно развитым свиноводством, получают от убоя молодых свиней. Такая свинина отличается наибольшей ценностью, так как при откорме молодых животных происходит усиленный рост мышечной ткани, в результате чего получают свиные туши с высоким выходом мяса.

 В основу норм кормления  заложены некоторые общие биологические  закономерности, которые формулируются  следующим образом:

 Чем выше уровень и полноценность  кормления, тем выше продуктивность животных и ниже затраты кормов на единицу продукции, и наоборот, чем ниже уровень и полноценность кормления, тем ниже продуктивность животных и выше затраты кормов на единицу продукции.

Для получения высокой продуктивности, обеспечения здоровья и высоких воспроизводительных функций в рационы животных следует включать все без исключения питательные вещества, в которых они нуждаются, независимо от того, в больших или малых дозах необходимы эти

питательные вещества; Чем выше продуктивность животных, тем выше должна быть концентрация энергии и питательных веществ в расчете на 1 кг сухого вещества рациона.

Важное условие получения мясных туш – интенсивный окорм молодняка и создание условий животным для достижения ими реализационной живой массы в более раннем возрасте, когда интенсивно формируется мышечная ткань и слабее протекает процесс синтеза жира. При интенсивном откорме изменяются и физико-химические свойства мяса, в нем увеличивается содержание сухих веществ, повышается полноценность протеина. При недостаточном кормлении в мышцах больше содержится воды и меньше жира. Такая свинина не пригодна к длительному хранению. [3]

Известно, что продуктивность животных зависит не только от наличия в достаточном количестве в рационе протеина, жиров и углеводов, но и от количества и соотношения витаминов, макро- и микроэлементов и других биологически активных веществ. Одна из причин возникновения у высокопродуктивных животных патологии в обмене веществ, гипо - и авитаминозов, гипомикроэлементозов – недостаточная обеспеченность их полноценными кормами и несоответствие качества кормов физиологическим потребностям животных, выражающаяся феноменом антропогенных аномалий микроэлементного состава почв, воды, микробиоценоза почв, пищеварительного тракта животных.

 Для профилактики болезней  обмена веществ у животных, связанных  с минеральной и витаминной  недостаточностью, основные усилия  целесообразно направить на стабилизацию  и оптимизацию рационов за  счет внедрения в них премиксов, содержащих биологически активные  вещества и препаратов, повышающих резистентность организма и обладающих лечебно-профилактическими свойствами. [1]

 Например, в период мясного  откорма молодняка свиней препараты  селена играют исключительно  важную роль в оптимизации  обмена веществ. Результаты выращивания и откорма молодняка свиней при введении им препаратов селена (селенита натрия и селеданта) свидетельствуют о достоверном увеличении среднесуточного прироста живой массы на 6,0-14,8%.

Затраты корма на прирост живой массы свиней в опытных группах снижается на 6,0-10,0%. Органический препарат селена - селедант в большей степени оптимизирует обмен веществ у животных, способствуя увеличению убойного выхода на 1,2%, улучшению качества мяса и увеличению его калорийности. [15]

Помимо сбалансированного кормления, не менее важным фактором нормального протекания обменных процессов является правильный состав микрофлоры желудочно-кишечного тракта. Практика показывает, что интенсивная технология выращивания животных снижает темпы формирования кишечного микробиотопа, что проявляется значительным снижением уровня молочнокислой флоры и минимальным количеством бифидобактерий. Применение антибиотиков для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний, стимуляции роста молодняка небезопасно и приводит к селекции и циркуляции в хозяйствах условно-патогенных и патогенных микроорганизмов с повышенной резистентностью к антибиотикам. Это ведет к срыву метаболических процессов, развивается дисбактериоз, снижаются темпы роста молодняка, падает сохранность поголовья, растет доля инфекционных и технологических заболеваний, что приводит к состоянию длительного и устойчивого иммунодефицита.

 Включение пробиотиков в  технологию выращивания молодняка - наиболее современный способ  профилактики желудочных болезней, основанный на экологически безопасных механизмах поддержания высокого уровня колонизационной резистентности кишечника. Механизм действия пробиотиков в отличие от антибиотиков направлен не на уничтожение, а на конкурентное исключение условно-патогенных бактерий из состава кишечного микробиотопа. Исследования российских и зарубежных ученых показывают, что включение пробиотиков в систему выращивания молодняка животных снижает заболеваемость желудочно-кишечными болезнями, сокращает продолжительность выращивания, снижает затраты кормов, повышает сохранность животных.

 В качестве примера рассмотрим  изучение влияния пробиотиков  серии Субтилис на сохранность  и продуктивные качества молодняка  свиней. В условиях свинокомплекса  промышленной технологии было сформировано 5 групп молодняка свиней в цехе репродукции по 70 голов в каждой. Опыт продолжался до достижения животными   возраста 180 дней. Использование пробиотиков Субтилис в опытных группах молодняка свиней привело к усилению неспецифической резистетности организма, о чем свидетельствуют показатели бактерицидной, лизоцимной и фагоцитарной активности сыворотки крови. Включение пробиотиков Субтилис в дозе 0,4г/кг корма в I опытной группе способствовало максимальному увеличению прироста живой массы животных по сравнению с другими группами наряду с наибольшим сокращением срока достижения живой массы 100кг (до 170,2 дней) и максимальной конверсией корма (2,72кг комбикорма).

 Включение в полнорационные  комбикорма пробиотических препаратов  повышает темпы роста животных, способствует сокращению затрат питательных веществ и энергии на единицу продукции, увеличивает энергию роста животных. [7]

Как известно, существенным фактором при откорме также являются условия содержания свиней, нередко провоцирующие стрессовые состояния животных, и как следствие – нарушения метаболизма и снижение продуктивности. Например, при адаптации организма к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды существенную роль играют процессы свободнорадикального окисления липидов. Стационарный уровень перекисного окисления липидов (ПОЛ) характерен для метаболизма всех нормальных клеток и тканей и, в частности, один из основных биологических инструментов модификации свойств мембран и мембранозависимых процессов.

Усиление перикисного окисления липидов (ПОЛ) наблюдается в разных условиях, сопряженных с общей реакцией организма на воздействие патогенных факторов, в том числе при стрессе. А.И. Дедкова и Н.Н. Сергеева (2009) выявили существенное повышение интенсивности процессов ПОЛ в результате уплотненного содержания свиней на откорме. В результате проведенного эксперимента после применения препаратов витаминно-зародышевого концентрата (ВЗК) и синтетического препарата «эмоксипин» отмечено заметное снижение способности липидов к окислению. Наиболее ощутимое снижение первичных и вторичных продуктов ПОЛ наблюдалось в крови свиней, получавших комплекс «ВЗК+эмоксипин». Таким образом, давая оценку влияния комплекса «ВЗК+эмоксипин» на показатели свободнорадикального процесса, исследователи  отмечают его высокую эффективность и целесообразность использования для коррекции и профилактики оксидативного стресса у свиней. [6]

 В заключение следует отметить, что для производства высококачественной  свинины необходимо учитывать  биологические особенности роста  и развития животных в различные возрастные периоды и полностью обеспечивать и потребности в соответствии с этими особенностями.

3 Метаболизм и признаки воспроизводительной  способности

Воспроизводительные способности свиней нужно понимать как регулярный порядок последующих одно за другим поколений, со сменой которых можно наблюдать генетические изменения наследственных способностей в потомстве.

 Воспроизводство стада - один  из главных элементов организации  свиноводства. От принятой в хозяйстве  системы воспроизводства, включающей организацию кормления, содержания, использования хряков и маток, а также от ритмичности получения поросят в течение года во многом зависит рентабельность производства и себестоимость свинины.

 Продуктивность маток и производителей  следует рассматривать в тесной связи с их ростом, развитием и формированием всего организма. Из комплекса онтогенетических и филогенетических факторов, влияющих на воспроизводительную способность маток, можно назвать скорость роста, скороспелость, живую массу, возраст, тип телосложения, направление продуктивности, конституциональные и другие особенности. В этом отношении биологические особенности развития хряков и маток являются теоретической основой рациональной организации воспроизводства.

 Влияние обмена веществ на воспроизводительные способности свиней изучается в различных направлениях. Во-первых, проводятся исследования физиологических особенностей метаболизма в репродуктивный период. Во-вторых, не потеряли своей актуальности и исследования в области кормления для оптимального обеспечения пластическими веществами и энергией. С практической точки зрения интересны опыты по применению стимуляторов обменных процессов у хряков и маток.

 Изучение желез внутренней  секреции у свиней, познание закономерностей  их формирования и морфофункциональных предпосылок к функционированию становится ведущим фактором увеличения поголовья, создания здоровых высокорезистентных животных, реагирующих на малейшие изменения внешней среды.

 Из всех эндокринных желез  особая роль принадлежит щитовидной железе. Обладая широким спектром гормональных воздействий, она играет исключительно важную роль в развитии, как в целом организма, так и его отдельных систем, способствует его адаптации к меняющимся факторам внешней среды.

Тиреоидные гормоны оказывают влияние на все виды обмена веществ, стимулируют окислительные процессы, пролиферацию и дифференцировку клеток, усиливают теплообразование и поглощение кислорода тканями. Изучение уровня гормонов щитовидной железы проводилось как у свиноматок, так и у хряков.

 Наибольший функциональный  пик щитовидной железы у свиноматок  наблюдается на 10-е сутки лактации. Уровень гормона Т3 с увеличением  каждого срока лактации становится  меньше в среднем в 1,2 раза, а  наибольший его уровень у свиноматок  – до опороса. После лактации (на 40-е сутки) щитовидная железа у свиноматок находится в состоянии покоя и уровень гормонов самый наименьший. [14]

В экспериментах И. Гудилина и Л. Лазарева у подопытных свиней изучали содержание гормонов щитовидной железы – Т3 и Т4 , а также количество общего белка и триглицеридов в сыворотке крови. Было выявлено, что потомки хряков линий Светлого 1704 и Совета 1618 имели большее содержание гормонов щитовидной железы, более высокий уровень белка, меньшее количество триглицеридов в сыворотке крови. Концентрация тироксина и трийодтиронина была выше у свиней с большей длиной туши. При вычислении коэффициентов корреляции определена связь между гормональной активностью и продуктивными свойствами животных.

 Полученные данные свидетельствуют о том, что у лучших по продуктивности свиней тиреоидные гормоны содержатся в крови в более высоких концентрациях, они активируют синтез белка и угнетающе действуют на мобилизацию жиров в организме.

 Опыты по изучению обмена  веществ и энергии у супоросных  свиноматок проводил Махаев Е.А. в условиях физиологического двора ВНИИЖ. Для опыта по принципу аналогов сформировали две группы свинок. Свинки первой группы получали сбалансированынй рационы с повышенным содержанием обменной энергии, а второй – с пониженным на 20%, близким к уровню европейских норм.

 Анализ результатов научно-хозяйственного  опыта показал, что лучшие воспроизводительные  качества проявились в первом  опоросе у маток второй группы, а во втором и третьем опоросах, наоборот, в первой группе с  повышенным на 20% уровнем энергетического питания.

При этом обмен энергии у супоросных маток резко меняется как по периодам супоросности, так и по циклам воспроизводства. Он обусловливается уровнем потребления обменной энергии, живой массой и периодом супоросности. Уровень энергетического питания определяет отложение энергии в организме матки, как в количественном, так и в качественном выражении.

В первом цикле воспроизводства при потреблении матками первой группы 36,7 МДж обменной энергии ее отложение в теле составляло 21,7%, в том числе в виде протеина 21,2% и жира 78,8%, а во второй группе при потреблении 27,8МДж, соответственно 8,1, 55,7, 44,3%. В этом цикле воспроизводства в первой группе было избыточное поступление в организм обменной энергии и резервирование в виде жира, что отрицательно отразилось на воспроизводстве поросят. Во втором цикле воспроизводства матки первой группы потребляли 31,7 МДж обменной энергии и использовали для отложения в теле 10,8% в виде белка – 42,6% и жира – 57,4%.