Föreläsning växtätardigestion Flashcards
Fodernedbrytning sker i följande organ?
Munhåla
Foderstrupe
(Förmagar)
Magsäck
Tunntarm
Blindtarm + Tjocktarm
Ändtarm
Gräs består av?
Störst till minst andel:
- Vatten
- Fibrer (=cellulosa, hemicellulosa, pektin mm)
- Socker
- Protein
- Aska
- Fett
Cellulosa och hemicellulosa?
𝛃-glykosidbindningar = omöjliga för däggdjur att bryta
Vilka olika typer av “jäsare” finns?
Förmagsjäsare - Partåiga hovdjur utom svin är förmagsjäsare
Kolonjäsare: uddtåiga hovdjur (hästar, tapier, noshörning) elefant, sjökor
Blindtarmsjäsare:
små däggdjur snabb ämnesomsättning
kanin - stor blindtarm och bihang
Vad sker i munhålan hos häst och idisslare?
Häst:
Mekanisk nedbrytning
Saliv -buffert + slem
Inga enzym
Idisslare:
Mekanisk nedbrytning i flera omgångar
Saliv -buffert, N + slem
Inga enzym
Vad innehåller hästars saliv?
Buffert + slem (inga enzymer)
Vad innehåller idisslares saliv?
Buffert, slem, kväve
Nämn en enkel kolhydrat man kan hitta i gräs
Glukos
Nämn två olika strukturella kolhydrater man kan hitta i gräs
- Cellulosa
- Hemicellulosa
Hästens magsäck?
Relativt liten
2 olika slemhinnor (fundus + corpus och pylorus)
Mikrobiell nedbrytning
Ökande densitet och sjunkande pH längre ner
Saltsyra utsöndras kontinuerligt
- pH-sänkning
- Pepsin
Häst: Vad sker i tunntarmen?
Bukspott
- pH höjs - HCO3-
- Buffert
- Enzym - lite amylas och lipas
Galla från levern - hästen saknar gallblåsa - dvs kontinuerligt flöde av galla - hästen äter i små portioner hela tiden - behöver inte koncentrera gallutsöndringen
Nedbrytning av
- Lättlösliga kolhydrater (socker och stärkelse)
- Protein
- Fett
Upptag av
- Enkla sockerarter
- Aminosyror
- Fett
I tunntarmen sker den huvudsakliga spjälkningen och absorptionen av lättlösliga ämnen!
Allmänt om hästens tunntarm?
Kontinuerlig utsöndring av bukspott och galla (samt HCl i magsäcken)
Skydd av tarmvägg och pH-främjande inför mikrobiell jäsning
Låg enzymkoncentration förutom ev. lipas
Digestan stannar ca. 4-7 timmar
Absorption
Mineraler: Ca, Cl, Mg, K, vitaminer
(protein 16-58%)
Vad är viktigt för att fodret ska glida genom foderstrupen och inte fastna på vägen?
Det är viktigt för hästen att tugga fodret så att mycket spjälkas i munhålan. Foderstrupen är väldigt lång och i väggen i foderstrupen finns det muskler som för fodret nedåt.
Saliv (mukösa ämnen), tuggning och peristaltik
Vad sker i hästens magsäck?
Det sker en viss mikrobiell nedbrytning men inte så stor. Ju längre ner i magsäcken fodret kommer desto lägre densitet och ph värde får det. Saltsyran stimulerar pepsin i magsäcken.
Vad utsöndras i tunntarmen?
Här sker den huvudsakliga nedbrytningen och upptaget av lättlösliga ämnen. Det utsöndras bukspott som höjer ph värdet och det utsöndras även galla.
Vad bryts ner i tunntarmen?
Enzymer i tunntarmen bryter ner lättlösliga kolhydrater, proteiner och fett.
Vad tas upp i tunntarmen?
Det tas upp enkla sockerarter, aminosyror och fett
Om hästen äter gräs, vad finns kvar när digestan passerat tunntarmen?
En del av proteiner kan kapslas in i fibrerna och inte bli absorberat. Det som även finns kvar är en del aska och strukturella kolhydrater dvs fibrer som cellulosa och hemicellulosa
Vad är peristaltik och segmentering?
Peristaltik är förflyttning av digesta och segmentering är när digesta blandas
Förklara hur strecktecknade tänder är uppbyggda
De är uppbyggda av vassa emaljåsar som sticker upp mellan rader med tandcement. När tänder skaver mot varandra så nöts cementet ner mer än emaljen och det gör att emaljen sticker upp.
Vad är huvudbeståndsdelen av gräs?
Vatten är huvudbeståndsdelen och en liten del är torrsubstans i form av kolhydrater, protein, socker, fett och aska
Vad är mikrober?
= mikroorganismer
Vad gör mikroberna?
- Tillverkar fettsyror
- Enorm flora, största delen fortfarande okänd
- Olika “specialområden!
- Anpassar sig efter diet
Bakterier
- Cellolytiska (strukturella kolhydrater)
- Amylolytiska (lättlösliga kolhydrater)
Proteolytiska (protein)
Protozoer - äter helst bakterier som redan ätit
Svampar
Kolhydraterna i fodret?
Jäses av mikroberna i grovtarmen… till fett!
Cellolytiska bakterierna har ett MO-enzym som spottar på enheterna vilket bryter 𝛃-glykosidbindningar och bildar restprodukt (fettsyror, metan, koldioxid och vatten)
Omvandlar kolhydrater till fett pga inget syre i miljön
Hästen - flyktiga fettsyror tas upp i tarmväggen och används som energi
Kolhydrater → VFA + CO2 + CH4 + H2O
Anaerob miljö
Vad är MO-enzym?
Bryter 𝛃-glykosidbindningar
Mikroberna behöver?
Rymlig jäsningskammare med långsam passage av digesta.
Finfördelad föda. (ökad angreppsyta och smältbarhet)
Stabilt pH och stabil temperatur.
Vatten och näring.
Bortförsel av restprodukter.
Vad är det för olika sorters mikroorganismer som finns i hästens grovtarm?
Bakterier
- Cellolytiska (strukturella kolhydrater)
- Amylolytiska (lättlösliga kolhydrater)
Proteolytiska (protein)
Protozoer
och
Svampar
Hur utvinner mikroberna näring i ur gräsets strukturella kolhydrater?
De bryter ner de svårlösliga genom olika steg. Det finns primära och sekundära mikrober som har olika funktion.
Det börjar utanför mikroberna genom att mikroberna utsöndrar ett enzym (MO-enzym) som bryter betaglukosbidningarna i gräsets fibrer. Då får vi glukosmolekylerna istället som kan tas upp av mikrober.
Nedbrytning mha enzym som mikroberna spottar på, därefter börjar en anaerob glykolys
Vad bildas för restprodukter?
Flyktiga fettsyror ( Volatile fatty acids VFA)
Vad händer med restprodukten?
VFA tas upp i hästens tarmepitel, vidare via blodet till levern och används sedan till kroppens energiförsörjning
Vad är viktigt för en bra grovtarm?
En god grovtarmsmiljö som man får genom stabilt pH värde och lång tid som fodret kan stanna. Det görs genom att grovtarmen är stor.
Vad kontrollerar aktiviteten i mag-tarmkanalen?
Nervsystemet kontrollerar aktiviteten
Enteriska nervsystemet
- Förser mag-tarmkanalen med nerver
- Ganglienervknutar
- Känner av spänning och miljö
- Reglerar blodkärlstryck, motilitet, utsöndring och vätsketransport
Vad händer i grovtarmsmiljön?
Upptag av VFA
Buffring mha HCO3-
Mycker litet upptag av mikrobiellt protein
Kraftfoderdiet vs. Grovfoderdiet - tarmflora?
- Sänkt pH och acetatproportion i cecum på en kraftfoderdiet
- Fler mjölksyrabakterie-kolonier på en kraftfoderdiet
- Lactobacillus ruminis fanns hos alla hästar utfodrade med kraftfoder men inte hos någon utfodrad med enbart vallfoder
- Mikrofloran mer stabil över tid på en vallfoderdiet
Hur fördelas olika fraktioner av digestan i grovtarmen?
Grova och näringsfattiga foder partiklar hålls i mitten av tarmen och ska gärna passera ut snabbare. Finfördelat foder med mycket näring ska vara nära tarmväggen för att VFA upptaget ska gå snabbt.
Vad händer med mängden vatten när digestan rör sig genom grovtarmen?
Ju längre bak som digestan kommer desto mer vatten kommer tas upp
Varför minskar pH värdet i grovtarmen vid en diet som innehåller mycket stärkelse?
Stärkelsen kommer inte kunna brytas ner helt i tunntarmen om man får för mycket stärkelse då tunntarmen inte hinner med. En del kommer då gå till grovtarmen och laktat producerande bakterier gynnas. Det produceras också mer VFA då det går snabbare att jäsa stärkelse så man får en hög och snabb VFA produktion. Det här tillsammans bidrar till lägre pH värde.
Stärkelseläckage - tunntarmen hinner inte ta hand om stärkelsen
MO bryter ner till laktat (surt) - mikrobfloran skiftar och gynnar amylolytiska mikrober
Är det skillnad på energibehovet för olika djur?
Ja, energibehovet hos varmblodiga djur står i relation till djurets kroppsvikt. Ju mindre djuret är desto större energibehov.
Vad är mikrobiell jäsning?
Det är en del av matspjälkningen. Det är en tidskrävande process och den tar lika lång tid hos stora som små djur. Små djur behöver därför kombinera detta med enzymatisk spjälkning.
Hur flyttas digesta i grovtarmen?
Hur digesta flyttas mha peristaltik och antiperistaltik
Grovt foder hålls i mitten och mer finfördelat foder som jäses effektivt hålls i kanterna så att mikroberna händer med - upptag av VFA kan gå snabbare
Vart sker jäsning hos idisslare?
I förmagarna
Hur sker utvecklingen av förmagarna?
Ett ungt djur har väldigt små förmagar eftersom att den bara dricker mjölk (använder esophegalrännan), när den börjar äta grovfoder så stimuleras utvecklingen av förmagarna.
Mikroberna hos idisslare behöver:
Rymlig jäsningskammare med långsam passage av digesta.
Finfördelad föda.
Stabilt pH och stabil temperatur.
Vatten och näring.
Bortförsel av restprodukter.
Upptag av VFA genom våmepitelet
Hur kommer mikroberna in i grovtarmen/våmmen?
Mycket saliv
Idisslar - mycket våmmikrober i bla. saliv - förs över från kon till kalven genom slickning på kalven
Fölet äter träk
Utveckling av förmagarna hos en nyfödd och vuxen?
Nyfödd (Våm-nätmage 35% - Löpmage 55%)
Stor löpmage - kalven dricker mjölk
Vuxen (Våm-nätmage 70% - Löpmage 10%)
Fiberrikt foder stimulerar utvecklingen av förmagarna
Om inte fiberrikt foder - sämre foderomvandlingsförmåga framöver
Vilka avdelningar i kons digestionssystem räknas som förmagar?
Våm, bladmage och nätmage
Vid en vallfoderstat, vad har mikroberna i våmmen tillgång till för substrat?
Alla gräsets beståndsdelar - aska, fett, protein, socker och fibrer och vatten
Vad är fermentation? (Idisslare)
Hur digestan fördelas och flyttas omkring
Mycket stort antal mikrober, symbios - enzymatisk digestion av cellulosa, syntes av mikrobiellt protein. Gasproduktion
Grovt foder högt upp (dorsalt) och finfördelat långt ner (ventralt) (ökad densitet - mindre luft)
Allra högst upp gasbubbla - metan (endomikroberna gör metangasen, inte kon)
Blandas ihop mha våmkontrationer och gasbubblorna som lyfter
De mest finfördelade partiklarna kommer vidare i digestionskanalen
Finfördelat - bättre angreppsyta för mikroberna
Grova materialet flyttas närmare foderstrupens mynning - hostas upp som en boll - sker återigen tills dessa att det är tillräckligt finfördelat - mikroberna tillsammans med tänderna - (jäsningstiden och nedbrytningstiden är längre) - effektiva i fodernedbrytning
Kontraktionscykel: nätmage drar ihop sig i två faser, först töms över till förmaket, därpå kontraherar nätmage bottensats i nivå med bladmagskanalen - öppnas, fint fördelade
Vad gör våmpapillerna?
Våmpapillerna skapar effektivt VFA upptag
Absorption från förmagarna?
60-70% av smältbar organisk substans kan absorberas direkt genom förmagsepitelet
- VFA tas upp passivt i förhållande till hur mkt som bildas
- Vatten flödar mha osmos åt båda håll
- Peptider och enkla kolh. stannar
- Ammoniak tas upp
- Urea kan flöda från blodet till våmmen (se senare)
Vatten kan flöda åt båda håll för att utjämna skillnader
VFA tas upp över våmepitelet
Det som inte tar upp absorberas i bladmagen, sedan tunntarmen
Vad händer med VFA sen? (Idisslare)
Acetat + butyrat → kropps- och mjölkfett
Propionat → lever + njurar (glukoneogenes) → glukos
- Blodglukos
- Laktos (mjölksocker)
- Idisslare behöver en rejäl lever för annars får de ingen blodglukos
Varför idisslar idisslare?
- Bättre foderomvandling - högre grad av nedbrytning
- Idissling - en del i den mekaniska processen - hjälper mikroberna och tillför med saliv (mer buffert och jämnare pH, samt mer kväv)
- Ett bytesdjur (äter 8h och idisslar 8h) - kan idissla på en plats där det är med skydd
Förklara hur grovt resp. finfördelat material i våmmen fördelas och behandlas mekaniskt under förjäsningen
- Grovt högt upp
- Finfördelat nere - kan jäsas tidigare pga större angreppsyta
-Effektivare nedbrytning längre ner
- Omblandas mha våmkontraktioner och gasbubblor (som lyfter upp)
Var i digestionssystemet absorberas VFA? (idisslare)
70% våmepitelet
20% i bladmagen
Resterande i tunntarmen
Hur påverkas mängden VFA av en ren grovfoder- resp. kraftfodertung foderstat? (Idisslare)
Mindre VFA i grovfoderstat
Mer VFA i kraftfoderfoderstat - mer propionat i förhållande till acetat - mer lactat (amylolytiska gynnas - pH sjunker )
Vad händer med VFA-proportionerna, med våmmiljön och med mikroberna?
- Kraftfoderstat - våmmiljön surare, mer amylolytiska mikrober och hämmade cellolytiska
I grova drag, vad händer vid en våmacidos?
Hämmar hela aktiviteten i våmmen - mer vatten flödar in i våmmen och sämre fodernedbrytning - uttorkning
Idisslare: Protein?
Foder kommer in som innehåller protein och icke proteinbundet kväve (olika kvävekällor)
Protein - våm - peptider och aminosyror - mikroberna äter upp och bildar eget protein som de själva behöver (råkar vara samma som korna behöver - därför behöver de inte essentiella proteiner via fodret) - en kolhydratdel och en kvävedel
Icke proteinbundet kväve - i blodet - levern - urea - spottkörtlarna
- Urea till våmmen
- Aminosyror via portaven - ammonium - urea - blodet - spottkörtlarna - saliv - våmmen
- Foderproteinet degraderas av våmmikroberna → NH4 + VFA
- Våmmikroberna bygger upp nya proteiner
- Icke proteinbundet kväve cirkuleras som NH4 och urea och kan återföras till våmmen via saliven.
- Det protein som lämnar våmmen är en blandning av foderprotein och mikrobprotein (som mikroberna byggt själva).
- Idisslare är inte lika beroende av fodrets proteinsammansättning som enkelmagade djur är!
Idisslare: fett?
- I fodret finns det triglycerider (TG) och fria fettsyror
- TG hydrolyseras av mikrobenzymer och glyceroldelen transporteras ut till tunntarmen eller jäses till propionat.
- Fettsyrorna kan vara mättade eller omättade (beroende på utfodring)
Omättade fettsyror (dubbelbindningar mellan kolatomerna) mättas i våmmen = BIOHYDROGENERING (mättat fett) - BIOHYDROGENERING → De fettsyror som idisslare tar upp i tunntarmen är inte likadana som foderfettsyrorna!
- Mikroberna mättar omättade fettsyrorna
Omättade fettsyror mättas i våmmen
→
De fettsyror som idisslare tar upp i tarmen är inte likadana som foderfettsyrorna!
I idisslares fettvävnad och mjölkkörtlar finns ett enzym (△9 - desaturas) som kan återomätta C18:0 till C18:1 (sätta dit dubbelbindning igen), därför hittar vi denna fettsyra i mjölk!
Vad är BIOHYDROGENERING?
Omättade fettsyror mättas i våmmen
BIOHYDROGENERING → En del cis-fettsyror omvandlas av mikroberna till transfettsyror. Dessa är mer lika mättat fett i sin struktur.
Skillnader mellan grovtarmsjäsare och förmagsjäsare (före eller efter mikroberna har gjort sitt)
Grovtarmsjäsare:
Finns det mycket foder är det bättre
Beroende av proteinkvalitet
Beta nära marken - får i sig mer lättsmält foder
Förmagsjäsare:
Om det finns lite foder är det bättre att vara en ko. Kor får ut mer näring per kilo foder
Lägre proteinkvalitet - bättre att vara ko
Betar längre strån
Sammanfattning del I
Strecktecknade tänder, häst tuggar noggrant, idisslare idisslar
Saliv viktigt för sväljningen, inget amylas
Urea i saliven hos idisslare
Häst: Liten magsäck, 2 slemhinnor
- Kontinuerlig saltsyrautsöndring
Idisslare: fodret kommer först till förmagarna
Mycket strukturella kolhydrater i gräs
- Ej möjliga att bryta ned med animaliska enzym
Grovtarmen och våmmen är jäsningskammrar
- Stabilt pH
- Lång retentionstid
Mikrober bryter ner fibrer och bildar fett
- VFA, flyktiga fettsyror
- Växtätarens primära energikälla
Sammanfattning del II
Fiberinnehållet påverkar retentionstiden
Ca 70-80% av energiupptaget kommer från grovtarmen/våmmen
Grovtarmsjäsare
- Har ett upptag före jäsningskammaren
- Begränsad nedbrytningsförmåga i tunntarmen
- Kan ej utnyttja mikrobprotein
Förmagsjäsare
- Omättat fett mättas av mikroberna (En del kan omättas igen i djuret)
- Mikroberna bygger om foderproteiner till mikrobproteiner
- N återcirkulerar via saliven och blodet
- Idissling ökar angreppsyta, salivutsöndring och retentionstid
- Vid våmacidos sjunker pH, kontraktionerna minskar och kon blir uttorkad
Hur fungerar digestionsprocessen hos en idisslare?
Sammanfattning idisslardigestion:
Gräsets egenskaper
Munhålan
- Tänder
- Saliv
Våmmen och nätmagen
- Finfördelning av digesta
- Mikrobiell nedbrytning
- Mikrobernas restprodukter
Idissling
Upptag från våmmen
Proteinnedbrytning och upptag
- N-cirkulation
Fettnedbrytning och upptag
- Bladmage
- Löpmage
- Tunntarm
- Grovtarm
