Обеспечение энергией за счет углеводов

Высокоудойные коровы (более 15 тыс. кг по отдельным коровам, а по стаду более 10 тыс. кг в среднем на корову за лактацию) в ряде стран с развитым животноводством — не редкость. При такой продуктивности сохранение здоровья животных и увеличение продолжительности их эффективного использования приобретает первостепенное значение. При этом прежде всего следует обращать внимание, что ранее уже подчеркивалось, на обеспечение их энергией и особенно углеводами. При низкой продуктивности обеспечение углеводами почти не играет роли и в этом случае проблем не возникает. Однако высокоудойные коровы, например, с суточным удоем 30 кг отдают с молоком 1,5 кг лактозы, а при удое 50кг — 2,5кг

Кроме образования лактозы, часть углеводов расходуется на другие обменные процессы. Значительная часть углеводов используется для синтеза жирных кислот в молочной железе. Поэтому в целом принято считать, что потребность коровы в углеводах равна полуторакратному количеству лактозы, выделяемой с молоком.

Источниками глюкозы, необходимой для образования компонентов молока, служат корма и продукты промежуточного обмена (гликогенеза).

Моносахарид глюкоза содержится в корме как структурный материал полисахарида крахмала. Содержание крахмала в используемых для кормления жвачных кормах может составлять почти ноль в зеленых и консервированных кормах и почти 100 % в картофеле и кукурузе. Крупносемянные бобовые и зерновые содержат 40-70 г крахмала в сухом веществе.
Крахмал как один из важнейших источников энергии в рубце, расщепляется на 60-100% (в зависимости от поступившего количества и скорости прохождения через пищеварительный тракт). В сравнении с волокнистыми углеводами крахмал переваривается значительно быстрее, не требует столько места в желудке животного и не подвергается дополнительному пережевыванию.

В зависимости от состава рациона высокопродуктивные коровы могут потреблять от 2 до 10 кг крахмала. Теоретически эти количества покрывают потребность в глюкозе. Однако в зависимости от источника крахмала и уровня потребления корма 50 - 95 % кормового крахмала распадается в рубце с образованием летучих жирных кислот (например, ячмень и пшеница молотые — на 75-97%, а зерно кукурузы молотое — на 50-70%). Поэтому количество крахмала, попадающего в кишечник, колеблется от 100 г до 2 кг на животное в день.

Различный крахмал переваривается с различной скоростью. Ферментация крахмала в летучие жирные кислоты в рубце связана примерно с 40 %-ными и более высокими потерями, чем переваривание под воздействием ферментов организма в тонком кишечнике. Крахмал, избежавший желудочной ферментации, после попадания в тонкую кишку переваривается ферментами этой кишки. Образующиеся в данном случае сахара поступают сразу в кровь. Крахмал, не переварившийся в тонкой кишке, может быть подвергнут расщеплению в толстом кишечнике. Однако такая ферментация в толстом отделе кишечника приносит мало пользы животному. При попадании большого количества крахмала в толстую кишку происходит нарушение баланса воды в организме коровы, что может вызвать расстройство пищеварительного тракта (понос).
Более медленный распад крахмала в рубце может также оказывать разное воздействие на распад клетчатки и влиять на другие физиологические процессы в рубце, например, стабилизировать среду в сетчатом желудке. С другой стороны необходимо учитывать и то, что может меньше поступать энергии для микробного синтеза протеина в рубце.
По вопросу переваривания крахмала и абсорбции глюкозы в тонком кишечнике имеются различные данные. В большинстве случаев считают, что с увеличением инфузии крахмала в тонкий кишечник снижается адсорбируемость глюкозы. Вместе с тем оценка литературных данных показывает линейное сокращение распавшегося в тонком кишечнике крахмала в зависимости от нераспавшегося в рубце.

Улучшить обеспечение организма коровы глюкозой можно путем использования различных источников крахмала, обладающих различной способностью прохождения через рубец. К этим возможностям относятся:
• при составлении рациона учитывать особенности кормов по степени рубцового распада крахмала;
• механическая обработка источников крахмала (например, плющение вместо дробления легко подвергающегося распаду зерна в рубце);
• учитывать содержание сухого вещества в культурах, из которых получают богатый энергией силос (например, кукурузный силос, силос из цельных растений зерновых);
• использование глюкопластических веществ, способствующих глюкогенезу (например, пропиленгликол, КаОН и др.).
Однако обработка крахмала только тогда приводит к улучшению обеспечения коров глюкозой, если поступающий в рубец
крахмал может использоваться в тонком кишечнике. Об этом свидетельствуют результаты опытов Г. Флаховски

Вместе с тем очень высокое количество крахмала в тонком кишечнике (более 1 - 1,5 кг/день) может привести к тому, что крахмал в непереваренном виде будет проходить через тонкий кишечник и попадать в толстую кишку. Там он может с низкой энергетической эффективностью ферментироваться в летучие жирные кислоты или выделяться непереваренным. В этом случае потери будут выше, чем при ферментации в рубце.

Таким образом, желательный объем расхода крахмала в рубце зависит прежде всего от количества потребленного крахмала. Например, при потреблении крахмала Зкг в день при его рубцовом распаде 60% в тонкий кишечник поступает 1,2 кг крахмала; при потреблении 6 кг крахмала такое его количество поступает при распаде 80%. Отсюда следует, что не всегда целесообразно стремиться к более низкому рубцовому распаду крахмала и высокому показателю нераспавшегося в рубце крахмала. Оптимальным у молочных коров считается попадание в кишечник не более 1,0-1,5кг крахмала в день.
Простые сахара (глюкоза, фруктоза, сахароза и др.) используются как энергетический материал после быстрой ферментации в рубце. Их ферментация происходит до конечных продуктов — летучих жирных кислот.

Летучие жирные кислоты, образующиеся в рубце, поставляют примерно 70 % энергии, необходимой корове. Всасываясь, они обеспечивают энергией физиологическое равновесие, развитие мышц, производство молока и функции воспроизводства. Помимо этого, ЛЖК обеспечивают энергией процесс синтеза молочного белка и предшественников лактозы, а также жиров молока. Например, пропионовая кислота после всасывания из рубца поступает в печень, где принимает участие в синтезе глюкозы. Большое количество образовавшейся глюкозы используется молочными железами не только в качестве источника энергии, но также для синтеза лактозы. Концентрация лактозы в молоке относительно постоянна (4,5%). Количество глюкозы, образовавшейся из пропионовой кислоты, является важным фактором, определяющим ежедневный удой.

Уксусная и масляная кислоты также используются молочными железами в качестве источника энергии. Они, кроме того, являются предшественниками жира молока. Около половины жиров, содержащихся в молоке, образуется преимущественно из уксусной кислоты, а затем из масляной.