Занимательная физиология - Сергеев Борис Федорович. Страница 10

Таким образом, пища переваривается в два этапа. На первом этапе внутри пищевого комка (где концентрация фермента невелика), движущегося по желудочно-кишечному тракту. Здесь происходит только первичная обработка пищи, пищевые комки распадаются на более мелкие, а те, в свою очередь, на отдельные молекулы. Основная же тяжесть по перевариванию пищи, разрушение молекул, падает на второй этап, когда пищеварение идет в пристеночном слое.

Пристеночное пищеварение, так назвали ученые этот способ переваривания пищи, дает организму массу преимуществ. Во-первых, возможность с помощью малых количеств ферментов обеспечить очень высокую скорость процессов, о чем уже говорилось. Во-вторых, большую экономию пищеварительных ферментов. Те ферменты, что адсорбируются на стенке кишки, сохраняются и долгое время служат организму, тогда как ферменты, попавшие внутрь пищевого комка, вместе с остатками непереваренной пищи выводятся наружу и теряются для организма. И наконец, в-третьих, окончательно переваренная, готовая для всасывания в кровь пища оказывается именно там, где и происходит всасывание: у самой кишечной стенки. Это очень ускоряет и улучшает всасывание. Сделанное открытие позволило разгадать еще одну тайну. Уже давно врачи замечали, что иногда у человека некоторые пищеварительные железы вследствие заболевания почти прекращают свою работу, а больные этого не замечают, на их пищеварении это почти не отражается. Как же тогда переваривается пища, оставалось загадкой. Теперь она разъяснилась. Крохотные количества ферментов, выделяемые больной железой, адсорбируются кишечной стенкой, накапливаются и сохраняются. Это и обеспечивает нормальное переваривание пищи.

Чем питается корова!

Вероятно, этот вопрос вызовет недоумение. Не только люди, далекие от сельского хозяйства, но даже маленькие дети прекрасно знают, что коровы питаются травой. Однако не спешите давать такой ответ: жвачных, а к ним относится и корова, нельзя считать истинно травоядными животными.

Как известно, в состав растений в большом количестве входит клетчатка. Из нее построены все клеточные оболочки. Чтобы использовать клетчатку как питательный материал и добраться до очень ценных веществ, заключенных внутри клеток, необходим фермент, способный ее расщеплять. Как это ни покажется на первый взгляд странным, пищеварительные железы коровы такого фермента не вырабатывают. И вообще почти ни у кого из животных, даже у короедов и всевозможных древоточцев, которые едят исключительно древесину, то есть сплошную клетчатку, такого фермента нет. Животные, приспособившиеся к грубой растительной пище, перерабатывают ее не сами, и прибегают к помощи мириад микроорганизмов, поселившихся в их желудочно-кишечном тракте.

Лучше всего деятельность такой микробной колонии изучена у коров. Помещается она в особом отделе желудка, называемого рубцом. В одном кубическом сантиметре содержимого рубца живет 15–20 миллиардов микроорганизмов. Они-то и питаются травой, которая поступает в желудок коровы. Поедая ее почти целиком, микроорганизмы неплохо поправляются на даровых кормах и неудержимо размножаются. Клетчатка травы идет на создание крахмало– и гликогеноподобных веществ тела микроба, а растительные белки превращаются в микробный белок.

Дальнейшая судьба размножившихся микроорганизмов не сложна, они очень легко перевариваются в следующих отделах желудка и кишечника, а глюкоза, аминокислоты, жирные кислоты и некоторые другие вещества, созданные ими, без дальнейшей переработки всасываются в кровь. Микроорганизмы и являются главным источником основных пищевых веществ. Поэтому корову правильнее считать не травоядной, а микробоядной.

Естественно, напрашивается вопрос: раз мы кормим не саму корову, а живущих у нее в рубце микробов, раз мы всего-навсего поставляем сырье на микробную фабрику, нельзя ли естественные корма заменить искусственными? Вопрос этот отнюдь не праздный.

Самое узкое место производства мяса, молока, шерсти и других продуктов – недостаточная обеспеченность сельского хозяйства кормами с богатым содержанием белка. В организме животных белок из неорганических соединений не образуется. Всю потребность в белке сельскохозяйственные животные покрывают за счет растений, которые могут его синтезировать из различных неорганических азотсодержащих веществ. Однако растительные корма, за исключением бобовых культур, бедны белками. А это очень плохо. Ведь для производства тонны мяса корма, бедного белками, нужно гораздо больше, чем богатого. И если в корме белка мало, организм использует его целиком, зато остальные содержащиеся в нем питательные вещества усваиваются лишь частично. Поэтому для получения достаточного привеса приходится тратить огромные количества корма, отлично понимая, что часть их идет впустую. Вот почему ученые уже давно ведут поиски заменителей белка.

В настоящее время такие вещества созданы. И одно из них – мочевина, или карбамид. Для организма мочевина не является совершенно посторонним веществом. В процессе обычного расщепления белков возникает очень токсичное вещество – аммиак, который инактивируется печенью и в виде мочевины выводится из организма.

В Советском Союзе использование карбамида на корм скоту было начато еще в 1959 году. Попав в рубец жвачных, карбамид гидролизуется там в аммиак, из которого, в свою очередь, синтезируется микробный белок. Огромный объем рубца, достигающий иногда 100 литров, позволяет синтезировать значительные количества белка. Тонна карбамида дает прибавку в размере 8–10 тысяч литров молока, 1,8–2,1 тонны мяса или 120 килограммов шерсти.

Использование карбамида на корм скоту должно быть строго регламентировано. Его нельзя скармливать в слишком больших количествах: микроорганизмы в этом случае не успеют полностью использовать весь образовавшийся аммиак, что приведет к отравлению. Карбамид нельзя давать отдельно от других кормов, так как микроорганизмам, живущим в рубце, для синтеза белков необходимо определенное количество энергии, которое они получают за счет использования клетчатки, крахмалов и сахаров. Кроме того, для синтеза белка необходимы витамины А и D, сера, фосфор, кобальт и другие минеральные вещества.

Использование мочевины в качестве кормовых прибавок не является чем-то неожиданным. Об этом, как и в большинстве подобных случаев, гораздо раньше человека «догадалась» сама природа. Животные пустынь, обитающие в условиях очень суровой и скудной природы, постоянно сталкиваясь с острым недостатком воды и пищи, научились утилизировать отходы белкового обмена. У верблюда, когда он голодает, мочевина почти не выделяется почками. Она остается в организме и поступает в желудок, на микробную фабрику, где из нее синтезируется белок.

Широкое внедрение мочевины в колхозную и совхозную практику ограничивается ее большой токсичностью. Там, где отсутствует очень строгий, скрупулезный контроль за ее использованием, возможны случаи массового отравления скота. Поэтому сейчас ведутся поиски более безопасных заменителей белка.

Уже удалось выяснить причины, которые приводят к отравлению животных при скармливании мочевины. Оказывается, в рубце жвачных есть фермент уреаза, которая очень быстро гидролизует попавшую туда мочевину. Образовавшийся при этом аммиак угнетает микробов. Они приостанавливают питание, а тем временем скопившийся в большом количестве аммиак проникает в кровь и отравляет животное. Значит, чтобы обезопасить корову от отравления, необходимо или создать условия, мешающие ферменту уреазе осуществлять гидролиз, или усилить деятельность микроорганизмов.

Недавно в Советском Союзе были опробованы два новых заменителя белка: фосфорнокислая мочевина и глюкозилмочевина. Введение в молекулу мочевины фосфора, по мысли ученых, должно было помешать действию фермента уреазы, а также обезвреживать образовавшийся аммиак. Введение углевода в молекулу мочевины (второй заменитель белка) должно было снабдить «коровьих микробов» питанием, то есть обеспечить энергией для синтеза из мочевины настоящих белков. Оба вещества оказались значительно менее опасными, чем мочевина, и применение их дало очень хорошие результаты.