Введение. 
Физиология животных: кормление

Функционирование различных систем животных, относящихся к разным таксономическим группам, возможно лишь при условии поступления во внутреннюю среду организма органических веществ, обеспечивающих их энергетические и пластические потребности. Органические вещества поступают в организм животных с пищей, начальные этапы ассимиляции которой включают три основных процесса — питание, пищеварение и всасывание. Между этими процессами существует тесная взаимосвязь, позволяющая обозначать поступление пищевых веществ из окружающей среды термином «экзотрофия» (Уголев, 1985, 1987).

Благодаря использованию сравнительно-физиологического, эволюционного и экологического подходов удалось проанализировать адаптации ферментативного спектра к характеру питания, состоянию кормовой базы, температурным условиям функционирования пищеварительной системы и т. д. Были охарактеризованы механизмы температурных, особенно холодовых, адаптаций ферментов. На примере щеточнокаемных гидролаз, обеспечивающих процессы мембранного пищеварения, продемонстрировано участие в реализации температурных адаптаций как различных доменов амфифильной молекулы ферментов, так и липидного матрикса мембран энтероцитов. В настоящее время большое внимание уделяется проблемам взаимодействия пищевых субстратов в процессе пищеварения, а также влияния температуры на регуляторные свойства ферментов. Наконец, следует отметить, что проводимый на уровне элементарных функциональных блоков анализ закономерностей пищеварения и адаптивных перестроек отдельных звеньев процесса экзотрофии сочетается с анализом биоценотическнх аспектов физиологии питания животных. При этом значительное внимание уделено вопросам, касающимся симбионтного пищеварения и механизма индуцированного аутолиза, роль которых рассматривается с позиций новой парадигмы питания. Сочетание в рамках одной книги столь разных подходов к изучению процессов пищеварения (молекулярный и биоценотический) не должно удивлять читателя. Для современной трофологии характерен многоуровневый анализ проблемы питания человека и животных, поскольку в основе трофических процессов лежат два многоступенчатых единства — структуры пищевых субстратов и механизмов экзотрофии, благодаря которым возможно существование не только отдельных организмов, но и жизни как планетарного явления.

Наблюдения, касающиеся закономерностей питания животных, относятся к глубокой древности. Однако первую научную парадигму питания принято связывать с достижениями античных натурфилософов. Согласно представлениям Аристотеля, Галена и их последователей, пища, поступающая в желудочно-кишечный тракт животных, в результате сложных процессов неизвестной природы преобразуется в кровь, которая и обеспечивает питание всего организма.

Вторая классическая парадигма питания начала формироваться в конце XVIII в. одновременно с развитием аналитических методов исследования. Главным результатом основополагающих экспериментов Л. Спалланцани, Р. Реомюра и А. Лавуазье было понимание необходимости растворения пищи перед поступлением ее во внутреннюю среду организма. Уже во второй половине XIX в. выдающиеся достижения химии, физиологии и энзимологии позволили сформулировать основные принципы, давшие основу теории сбалансированного питания. Согласно этой теории, в организм животных должны поступать пищевые вещества в количественном и качественном отношении близкие веществам, израсходованным в процессе жизнедеятельности. При этом начальные этапы ассимиляции пищи осуществляются за счет двух типов пищеварения (полостного и внутриклеточного) и последующего всасывания полезных пищевых веществ — нутриентов.

Помимо нутриентов, поступающих во внутреннюю среду организма в результате гидролиза белков, углеводов, жиров и других соединений, классические концепции питания учитывали также нежелательные балластные и вредные вещества, входящие в состав пищи.

В конце XIX — начале XX в. появились представления о необходимости усовершенствования не только технологии питания, но и жизнедеятельности организма. В частности, возникла идея отбрасывания балластных веществ и формирования максимально обогащенной, оптимизированной пищи, состоящей из нутриентов. Многие ученые до последнего времени полагали, что можно создать идеальную пищу, которая в виде питательных смесей вводилась бы в желудочно-кишечный тракт. В рамках классической парадигмы питания к середине XX в. были описаны важнейшие закономерности, касающиеся всех звеньев сложного процесса экзотрофии. Вместе с тем в последующие десятилетия в различных областях биологии, в том числе и в науке о питании, были сделаны столь важные открытия, что потребовался пересмотр многих представлений.

На базе классических концепций и достижений современной науки в настоящее время формируется новая, третья по счету парадигма питания. Поскольку современная парадигма существенно отличается от предшествующих как теоретическими, так и практическими аспектами питания человека и животных, ниже будут проанализированы наиболее значительные различия между классическими и современными представлениями.

Одним из основных достижений классической парадигмы питания являлось осознание эссенциальной роли не только энергетически емких основных компонентов пищи — белков, жиров, углеводов, но и ее минорных составляющих, таких как витамины, гормоны, нуклеиновые кислоты и др. Особое внимание при этом уделялось биохимическому элементному составу пищи, в частности соотношению заменимых и незаменимых аминокислот, насыщенных и ненасыщенных жирных кислот, различных гексоз и пентоз, витаминов, минеральных солей и т. д. Согласно данной парадигме, нутриенты, поступающие в пищеварительный тракт в форме полимеров, в процессе пищеварения гидролизуются до уровня мономеров главным образом за счет механизма полостного пищеварения. При этом схема потоков различных веществ из желудочно-кишечного тракта во внутреннюю среду организма представлялась исключительно простой — предполагалось, что роль балластных веществ, токсинов и микрофлоры в будущем должна снижаться за счет создания элементных диет, содержащих нутриенты в форме мономеров. На базе этих представлений разрабатывались и продолжают разрабатываться многочисленные диеты для человека и рационы для домашних животных.

Однако, несмотря на важную роль теории сбалансированного питания в научном обосновании пищевых потребностей человека и животных, в настоящее время не вызывает сомнения ошибочность некоторых старых представлений. Более того, балансный подход и вытекающая из него идея рафинированной (безбалластной) пищи, по-видимому, принесли определенный вред. Действительно, широкое использование рафинированной пищи способствовало развитию так называемых болезней цивилизации, таких как ожирение, гипертония, атеросклероз, инфаркт миокарда, диабет, гастрит, холецистит, рак, парадонтоз и т. д.

Кроме того, были открыты новые механизмы пищеварения и транспорта, значительно углубились представления об энтериновой гормональной системе. Был завершен анализ различных характеристик безмикробных и контрольных животных. Все это, наряду с данными о влиянии элементных диет на различные системы организма человека и животных, обусловило пересмотр ряда основополагающих положений теории сбалансированного питания и классической парадигмы питания в целом.

Как указывалось выше, в настоящее время формируется новая парадигма питания. Центральное положение в ней занимает теория адекватного питания, включающая в себя в том числе теорию сбалансированного питания. Новая теория содержит ряд новых основополагающих постулатов: 1) питание поддерживает молекулярный состав организма и возмещает его энергетические и пластические расходы на основной обмен, внешнюю работу и рост (это положение является общим для классической и новой теорий питания); 2) необходимыми компонентами нищи служат не только нутриенты, но и балластные вещества; 3) нормальное питание обусловлено не одним потоком нутриентов из желудочно-кишечного тракта, а несколькими потоками нутритивных и регуляторных веществ, имеющих жизненно важное значение.

Все эти аспекты чрезвычайно важны для специалистов, ответственных за содержание продуктивных животных. Исходя из принципов физиологии обмена веществ и энергии, можно с уверенностью сказать, что после удовлетворения потребностей основного обмена, любые затраты, направленные на получение той или иной продукции, должны быть соответствующим образом «оплачены», и эта «оплата» производится за счет дополнительного поступления питательных веществ. Таким образом, основной задачей, которая стоит перед работником животноводства, является обеспечение здоровья поголовья и повышение рентабельности сельскохозяйственного производства за счет организации полноценного питания, покрывающего все потребности продуктивного организма.

Настоящее учебное пособие раскрывает особенности физиологии кормления сельскохозяйственных животных и рассчитано на студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Зоотехния». Изучение физиологии кормления животных играет важную роль в формировании знаний студента о полноценном кормлении животных и птиц, способствует пониманию значимости умений в области кормления животных в процессе профессиональной деятельности и формированию целостного теоретического фундамента физиологических особенностей животных, в том числе продуктивных.

В результате изучения курса студент должен:

знать

• • типы кормления сельскохозяйственных животных и птиц;
• • современные теории питания и физиологические особенности пищеварения у разных видов животных;

уметь

• • формировать высокоэффективную кормовую базу животноводства;
• • определять нормы потребности животных в питательных веществах и кормах;
• • составлять и анализировать рационы для животных разных видов;

владеть

• • современными методами организации полноценного питания животных;
• • навыками контроля полноценности питания животных;
• • методами совершенствования технологий производства, приготовления и рационального использования кормовых средств.