SINH LÝ TIÊU HÓA DẠ CỎSINH LÝ TIÊU HÓA DẠ CỎPGS.TS Đàm Văn Tiện

Cấu tạo cơ quan tiêu hóaCấu tạo cơ quan tiêu hóa

Dạ dày đơn Dạ dày kép

Dạ cỏ là trung tâm tiêu hóa vsv

Hạ vị tiết HCL – tiêu hóa hóa học

Trâu bò ăn chất xơ (fiber) là chủ yếu, lợn ăn hỗn Trâu bò ăn chất xơ (fiber) là chủ yếu, lợn ăn hỗn hợp các chất (tiêu hóa protein và carbonhydrate là hợp các chất (tiêu hóa protein và carbonhydrate là chính)chính)

Thân vị và hạ vị

Thượng vịDạ cỏ

Câu hỏi tổng quát Câu hỏi tổng quát Vì sao gia súc nhai lai chỉ ăn chất xơ là chủ

yếu mà vẫn sinh trưởng và phát triển thường?

5

®­êng tiªu ho GSNL®­êng tiªu ho GSNL

6

Dạ dày képDạ dày kép

7

Sù ph t triÓn cña d¹ dµy kÐpSù ph t triÓn cña d¹ dµy kÐp

8

DDạ cỏạ cỏ và dạ và dạ tổ ongtổ ong

D¹ tæ ong

D¹ cá

D¹ l¸ s¸chD¹ mói khÕ

9

D¹ l s¸chD¹ l s¸ch

Dạ lá sách có chức năng hấp thụ nước, natri, phốt pho và các axít béo bay hơi.

TIẾN TRÌNH TIÊU HÓA THỨC ĂN Ở TIẾN TRÌNH TIÊU HÓA THỨC ĂN Ở LOÀI GIA SÚC NHAI LẠILOÀI GIA SÚC NHAI LẠI

Gia súc nhai lại là loài gia súc ăn chủ yếu là chất xơ và trong quá trình tiêu hóa có hiện tượng nhai lại, tiêu hóa vật lý kéo dài. (i) Miệng, sau khi lấy thức ăn và nhai sơ bộ, viên thức ăn được chuyển xuống dạ cỏ.

TIẾN TRÌNH TIÊU HÓA THỨC ĂN Ở LOÀI GIA TIẾN TRÌNH TIÊU HÓA THỨC ĂN Ở LOÀI GIA SÚC NHAI LẠISÚC NHAI LẠI (tiếp 1) (tiếp 1)

(ii) Dạ cỏ là trung tâm tiêu hóa chất xơ và chuyển hóa chúng thành các acid béo bay hơi, acid acetate, butyric và propionate, nhờ tập đoàn vi sinh vật sống cộng sinh ở đây. Tập đoàn này gồm nấm, Protozoa và vi sinh vật. Nhờ sự đa dạng về chủng loại và theo khối thức ăn chuyển xuống dạ múi khế và ruột non nên xác chúng là nguồn protein rất giá trị cung cấp tới khoảng 80% nhu cầu protein của loài này.

TIẾN TRÌNH TIÊU HÓA THỨC ĂN Ở TIẾN TRÌNH TIÊU HÓA THỨC ĂN Ở LOÀI GIA SÚC NHAI LẠILOÀI GIA SÚC NHAI LẠI (tiếp 2) (tiếp 2)

(iii) Dạ tổ ong, là túi trung gian chuyển vận thức ăn. Giữa tiền đình dạ cỏ và dạ tổ ong là một cái gờ. Khi co bóp gờ này sẽ che lấp một phần giữa tổ ong và dạ cỏ khiến cho chỉ có thức ăn đã được nghiền nhỏ mới qua cửa đó vào dạ tổ ong. Khi dạ tổ ong co bóp thức ăn trong đó sẽ được hỗn hợp hợp, một phần trở vào dạ cỏ, một phần vào dạ lá sách.

TIẾN TRÌNH TIÊU HÓA THỨC ĂN Ở TIẾN TRÌNH TIÊU HÓA THỨC ĂN Ở LOÀI GIA SÚC NHAI LẠILOÀI GIA SÚC NHAI LẠI (tiếp 3) (tiếp 3)

(iv) Dạ lá sách là một cái túi ép lọc, nhờ sự vận động, mở khép của lá sách mà thức ăn nửa lỏng được ép vào dạ múi khế, phần bã thô còn lại sẽ được tiếp tục nghiền nhuyễn và cùng với thức ăn ỏ trên xuống hòa loãng để được ép tiếp xuống dạ múi khế.

TIẾN TRÌNH TIÊU HÓA THỨC ĂN Ở TIẾN TRÌNH TIÊU HÓA THỨC ĂN Ở LOÀI GIA SÚC NHAI LẠILOÀI GIA SÚC NHAI LẠI (tiếp 4) (tiếp 4)

(v) Dạ múi khế có cấu tạo tương tự dạ dày đơn, nghĩa là niêm mạc mặt trong có tuyến dịch nhầy muxin và có tuyến dịch vị. Nó chỉ gồm 2 phần là thân vị và hạ vị.

TIẾN TRÌNH TIÊU HÓA THỨC ĂN Ở TIẾN TRÌNH TIÊU HÓA THỨC ĂN Ở LOÀI GIA SÚC NHAI LẠILOÀI GIA SÚC NHAI LẠI (tiếp 5) (tiếp 5)

(vi) Ruột non và ruột già của loài gia súc có cấu tạo và chức năng tiêu hóa giống với dạ dày đơn.

TIÊU HÓA Ở DẠ CỎTIÊU HÓA Ở DẠ CỎ Các nhóm VSV dạ cỏ

Môi trường dạ cỏ cần cho VSV Hoạt động của VSV dạ cỏ

Vai trò của VSV dạ cỏ đối với vật chủ

16

17

Vai trò của vi sinh vật dạ cỏ Vai trò của vi sinh vật dạ cỏ đối với vật chủ đối với vật chủ

1. 1. Cung cấp năng lượng Các axit béo bay hơi (axetic, propionic, butiric và một lượng

nhỏ izobytyric, valeric, izovaleric) cung cấp khoảng 70-80% tổng số nhu cầu năng lượng.

2. Cung cấp protein Các hợp chất chứa nitơ (kể cả NPN) được VSV sử dụng để

tổng hợp nên sinh khối protein có chất lượng cao và được tiêu hoá hấp thu ở ruột non.

3. Chuyển hoá lipit - Phân giải triaxylglycerol và galactolipit của thức ăn - No hoá và đồng phân hoá các axit béo không no. - Tổng hợp lipit có chứa các axit béo lạ. 4. Cung cấp vitamin: nhóm B và K 5. Giải độc

<

18

Vi khuẩn (Bacteria)Vi khuẩn (Bacteria)

- Số lượng: 109-1010 tế bào/g chất chứa dạ cỏ

- Hoạt động: + Phân giải xơ (xenlulose và

hemixenlulose) + Phân giải tinh bột và đường + Sử dụng các axit hữu cơ + Phân giải và tổng hợp protein + Tạo mêtan + Tổng hợp vitamin nhóm B và

vitamin K

-

19

Vi khuẩn dạ cỏ chia thành 10 nhóm dựa theo cơ Vi khuẩn dạ cỏ chia thành 10 nhóm dựa theo cơ chất/sản phẩm của chúng (1)chất/sản phẩm của chúng (1)

VK phân giải xelulose và hemixenlulose Bacteroides, Ruminococcus, ButyrivibrioVK phân giải pectinButyrivibrio, Bacteroides, Lacnospira, Succinivibrio,

Treponema, Strptococcus BovisVK phân giải tinh bột Bacteroides, Strp..bovis, Succinamonas, BacteroidesVK phân giải urêSuccinivibrio, Selenamonas, Bacteroides, Ruminococcus,

Buyryvibrio, TreponemVK sinh mêtanMethanobrevibacter, Methanobacterium, Methanomicobium

20

Vi khuẩn dạ cỏ chia thành 10 nhóm dựa theo cơ Vi khuẩn dạ cỏ chia thành 10 nhóm dựa theo cơ chất/sản phẩm của chúng (2)chất/sản phẩm của chúng (2)

VK sử dụng đường Treponema, Lactobacillus, StreptococcusVK sử dụng axitMegasphera, SelenamonasVK phân giải proteinBacteroides, Butrivibrio, StreptococcusVK sinh amôniacBacteroides, Megaspera, SelenomonasVK phân giải mỡ Anaerovigrio, Butrivibrio, Treponema, Eubacterium,Fusocillus, Micrococcus

21

Động vật nguyên sinh (Protozoa)Động vật nguyên sinh (Protozoa) Số lượng: 105-106 tế bào/g chất chứa

dạ cỏHoạt động: + Tiêu hoá tinh bột và đường. + Xé rách màng màng tế bào

thực vật. . + Sử dung protein của VK + Sử dụng vitamin từ thức ăn

hay do vi khuẩn tạo nên.

22

Nấm (Fungi)Nấm (Fungi)

Nấm trong dạ cỏ thuộc loại yếm khí. Có kho ảng trên 100 tế bào mầm/g chất chứa

dạ cỏ. Những loài nấm được phân lập từ dạ cỏ cừu

gồm: Neocallimastix frontalis, Piramonas communis và Sphaeromonas communis.

Hoạt ðộng: Nấm đầu tiên xâm nhập và tiêu hoá thành

phần cấu trúc thực vật bắt đầu từ bên trong: - Mọc chồi phá vỡ cấu trúc thành tế bào

thực vật - Tiết men tiêu hoá xơ

<

23

• Dinh dưỡng (năng lượng, N, khoáng,…)

• Nhiệt độ (39,5 °C)

• Yếm khí

• Độ ẩm (80 – 85%)

• pH 6 – 7

Vi sinh vật đòi hỏi cân bằng dinh dưỡng tốt

nhất cũng như các điều kiện nhất định về môi

trường cho chính nó:

Nếu thiếu các yếu tố trên ⇒ xẩy ra “rối loạn vi sinh vật” => rối loạn tiêu hoá

hoặc chuyển hoá và/ hoặc vi sinh vật gây bệnh

Môi trường dạ cỏ cần cho VSV

<

24

Dinh dưỡng cần cho tổng hợp VSV dạ Dinh dưỡng cần cho tổng hợp VSV dạ cỏcỏ

Vi khuẩn dạ cỏ có thể sử dung amoniac để tổng hợp protein

Amoniac trong dạ cỏ được hấp thu rất nhanh

Amoniac cần có ở mức tối thích cùng với gluxit được phân giải (để cung cấp đồng thời N và năng lượng)

VSV dạ cỏ có nhu cầu về khoáng (S, P)

N

Gluxit & Lipit

N¨ng l­îng

VSV da co

NPN Protein

Protein

Khoang

Kho¸ng

back

25

Ảnh hưởng của pH dạ cỏ đến hoạt lực của các nhóm VSV

Hoạt tinhVSV

VSV phân giải xơ

VSV phân giải tinh bột

5 6 7 pH

26

Hoạt động phân giải thức ăn của VSV dạ cỏHoạt động phân giải thức ăn của VSV dạ cỏThức ăn

VSVn

ChÊt trung gian

Sinh khèiVSV(Axetat, Propionat

Butyrat)

ATPATP

§ ­ê ng ph© n

CO2Methane

NH3

S2-

Lªn menTæng hîp

ABBHDuy tr×

Glucoza

ADP

NH3Na, K, P, etc

S-

(A) (B)

<

27

Mªtan

Thøc n

CHOProtein

(N)Kho¸ng:

S, P, Co, Cu, ...

C¸c chÊt lªn men trung gian

Tæng hîp VSV

TÕ bµo VSVAxit bÐo bay h¬i:acetic, propionic & butyric

ATP

NhiÖtNhiÖt

Amoniac

HÊp thu qua v¸ch d¹ cá

Tiªu ho trong ruét

Fat

Sơ đồ phân giải thức ăn của VSV dạ cỏSơ đồ phân giải thức ăn của VSV dạ cỏ

28

Vai tro VSVVai tro VSV 1. Cung cấp năng lượng Các axit béo bay hơi (axetic, propionic, butiric và một lượng

nhỏ izobytyric, valeric, izovaleric) cung cấp khoảng 70-80% tổng số nhu cầu năng lượng.

2. Cung cấp protein Các hợp chất chứa nitơ (kể cả NPN) được VSV sử dụng để

tổng hợp nên sinh khối protein có chất lượng cao và được tiêu hoá hấp thu ở ruột non.

3. Chuyển hoá lipit - Phân giải triaxylglycerol và galactolipit của thức ăn - No hoá và đồng phân hoá các axit béo không no. - Tổng hợp lipit có chứa các axit béo lạ. 4. Cung cấp vitamin: nhóm B và K 5. Giải độc

<

29

QUÁ TRÌNH TIÊU HOÁ VÀ TRAO ĐỔI QUÁ TRÌNH TIÊU HOÁ VÀ TRAO ĐỔI CHẤT Ở DẠ CỎCHẤT Ở DẠ CỎ

Sự nhai lại Động thái phân giải thức ăn trong dạ cỏ Tiêu hoá gluxit Tiêu hoá protein Tiêu hoá lipit Chuyển hoá các chất dinh dưỡng

30

Thức ăn thường dưới dạng các

mẩu thức ăn dài, kích cỡ quá to nên

các VSV khó có thể lên men hoàn

toàn

Bò ợ lên nhai lại nhiều lần đến khi các mẩu thức ăn đủ nhỏ

Bò nhai lại 6 đến 8 tiếng và tiết 160 đến 180 lít nước bọt mỗi

ngày

SỰ NHAI LẠISỰ NHAI LẠI

BACK

31

ĐỘNG THÁI PHÂN GIẢI THỨC ĂN ĐỘNG THÁI PHÂN GIẢI THỨC ĂN TRONG DẠ CỎTRONG DẠ CỎ

Động thái phân giải thức ăn tinh Động thái phân giải thức ăn thô Sự lên men các loại thức ăn khác nhau trong dạ

cỏ

BACK

32

Động thái phân giải thức ăn tinh Động thái phân giải thức ăn tinh (protein) ở dạ cỏ(protein) ở dạ cỏ

b (a+b)

c

a

P = a + b (1 - e-ct)

i

-20

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100Thời gian (h)

Tỷ

lệ p

hân

giả

i (%

)

33

Động thái phân giải thức ăn thô ở dạ cỏĐộng thái phân giải thức ăn thô ở dạ cỏ

B (A+B)

c

AL

a

P = a + b (1 - e-ct)

iVách tế bào (NDF)

Chất chứa TB -20

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100Thời gian (h)

Tỷ

lệ p

hân

giải

(%

)

34

• Đường lên men nhanh chóng và gần như hoàn toàn

• Tinh bột lên men khá nhanh, nhưng một phần có thể thoát qua dạ cỏ (sẽ được tiêu hoá trong ruột non nhờ enzyme)

• Xơ lên men chậm, bình quân 70 - 80% được lên men (biến đổi tuỳ theo mức độ trùng hợp cuả xenlulose và lignin hoá)

Lên men các loại gluxít ở dạ cỏ

§­êng (NSC)

Tinh bét (NSC)

X¬ (Cw)

35

Cỏ : được nhai thành từng đoạn dài,

thấm nhiều nước bọt, lên men chậm ⇒

giải phóng dần dần axít béo bay hơi –

được trung hoà tốt và dễ dàng hấp thụ

dần

Thức ăn tinh : lên men quá dễ ⇒ ăn vào

nhanh và tiết ít nước bọt ⇒ sản xuất

nhanh và nhiều axít béo bay hơi ⇒ tích

tụ gây ra sự giảm mạnh pH dạ cỏ

Tốc độ lên men của các loại thức ăn

<

36

NSC kh«ng ph©n gi¶i

Gluxit phi cÊu tróc (NSC) Gluxit v¸ch tÕ bµo (CW)

D¹ cá ABBHSinh khèi VSV

Lªn men D¹ cáLªn men

Polysaccari t VSV CW

kh«ng ph©n gi¶i

Ruét non Ruét non

Ruét giµ Ruét giµABBHSinh khèi VSV

(vËt chñ kh«ng sö dông ®­îc)

Lªn men Lªn men

GlucozaTiªu ho¸

Ph©n

NSCkh«ng tiªu

CWkh«ng tiªu

TIÊU HOÁ GLUXIT Ở GSNL

37

XenluloseTinh bét§­êng

Pectin Hemixenlulose

Hexoza

§­êng ph©n

Pentoza

Chu tr×nh pentoza

PyruvatFocmat

Axetyl CoA

Acrylat

Succinat

Metan Acetat Butyrat Propionat

Co2+H2

Lên men CHO ở dạ cỏLên men CHO ở dạ cỏ

38

Acetic acid (C2) C 6 H12O6 + 2H2O 2 CH3COOH + 2CO2 + 4H2

Propionic acid (C3)C 6 H12O6 + 2H2 2 CH3CH2COOH +2H2O

Butyric acid (C4) C 6 H12O6 CH3 CH2 CH2 COOH + 2CO2 + 2 H2

4H2 + CO2 CH4 + 2H2O

Lên men đường sinh axit béo bay hơiLên men đường sinh axit béo bay hơi

39

Thay ®æi tû lÖ c¸c ABBH phô thuéc vµo cÊu tróc Thay ®æi tû lÖ c¸c ABBH phô thuéc vµo cÊu tróc khÈu phÇnkhÈu phÇn

BACK

41

ChuyÓn ho N ë gia sócChuyÓn ho N ë gia sóc

42

Sự tổng hợp protein VSV dạ cỏ đảm bảo cung cấp các axít amin

cần thiết cho vật chủ

• Thiếu N – tăng sinh và hoạt động của VSV không tốt

• Thừa N => nhiễm độc amoniac

Tổng hợp protein VSVTổng hợp protein VSV

BACK

TIÊU HÓA Ở RUỘT NONTIÊU HÓA Ở RUỘT NON

Các tuyến tiêu hóa: dịch tụy (80%) dịch mật Các tuyến tiêu hóa: dịch tụy (80%) dịch mật và dịch ruộtvà dịch ruột

Tripsin dịch tụyTripsin dịch tụy

Dịch tụy tiết nhiều men tiêu hóa nhưng nhóm men proteases và lipases tiết dưới dạng không hoạt động

Trypsin kích chấn chuyển các men nhóm trên sang trạng thái hoạt động

Amylase tuyến tụy tiêu hóa tinh bột Lipase tuyến tụy tiêu hóa mỡ

Protease tuyến tụyProtease tuyến tụy

Muối mật nhũ tương hóa hạt mỡ cấu trúc lớn thành các tiểu phần nhỏ hơn

Sắc tố mật (bilirubin) sản phẩm phân hủy Sắc tố mật (bilirubin) sản phẩm phân hủy hồng cầu và hiện tượng sỏi mật hồng cầu và hiện tượng sỏi mật

HẤP THUHẤP THU

Cấu trúc ruột non thuận lợi cho quá trìh hấp Cấu trúc ruột non thuận lợi cho quá trìh hấp thu thu

Đơn vị hấp thuĐơn vị hấp thu

Cơ chế hấp thuCơ chế hấp thu

Tế bào hấp thu

Vật tải

Máu

Cơ chế hấp thuCơ chế hấp thu

Tế bào hấp thu

Vật tải

Máu

Tiêu hóa ở ruột giàTiêu hóa ở ruột già

Tiêu hóa ở ruột giàTiêu hóa ở ruột già

Lên men Thối rữa

Vi sinh vật hữu ích (tương tự ở dạ cỏ) tác động lên những xenlulose và những bột đường còn lại, làm lên men, chúng tạo thành những axit béo bay hơi và thể khí.

Những sản phẩm có mùi thối và độc: indol, phenol, cresol, scaptol và thể khí có mùi thối như H2S, một ít CO2, H2