人應該反思,牛為什麼會反芻

什麼是反芻?

反芻俗稱是倒嚼,食物到達瘤胃後,在唾液、水分及瘤胃內微生物(原蟲、細菌、真菌)作用下,使食物中的纖維軟化和發酵分解,已經軟化和分解的粗糙食物還要再回到口中仔細咀嚼,這種現象稱為反芻。牛是多胃的動物,多胃的動物都是食草動物,又稱為反芻動物。反芻在俯臥的姿勢和安靜的條件下最容易發生。

人應該反思,牛為什麼會反芻

黃牛進食

牛在攝入相當分量的食物和水後,經過30—60分鐘就開始反芻,每一次反芻平均持續40—50分鐘,然後,間歇一定時間再進行二次反芻。成年牛晝夜反芻6—8次,犢牛可達15—16次。

反芻動物在胃的結構和機能上有一系列的特點,牛胃包括四個胃室:瘤胃,約佔全胃容積的80%;網胃,約佔5%;瓣胃,約佔7%—8%;皺胃,約佔7%—8%。

人應該反思,牛為什麼會反芻

牛胃容積佔比示意圖

牛為什麼有四個胃?一是因為牛屬於大型食草動物,需要攝入大量的草料,但草的營養價值非常低,粗纖維含量很高,不易消化吸收;二是因為牛在進食的時候比較匆忙,草料等食物雜物來不及細嚼直接下嚥,為了更好的消化吸收,牛在這方面進化出了四個胃室,分工明細、互相合作。

瘤胃是牛的“糧食貯藏室”,大量未經仔細咀嚼的食物都存放在這裡,藉助微生物的活動而發酵、分解,以便有利於再次咀嚼和吸收。

食物進入牛的胃腸道內首先接觸的就是瘤胃,瘤胃內含有大量微生物,食物到達瘤胃後,大量微生物附著在食物表面,分泌纖維素酶、半纖維素酶、β-糖苷酶等消化酶,這時,食物中含有的纖維素、半纖維素和果膠等多糖類物質就會被分解為單糖、脂肪酸和二氧化碳。

雖然瘤胃的體積大,但並沒有消化腺,不能分泌消化液。食物在瘤胃內經過微生物充分分解後,大約有50%的粗纖維被消化。

經瘤胃初步消化的食物會進入網胃,網胃與瘤胃在空間結構上是互通的,因其黏膜形似蜂窩,像漁網,故稱為網胃。牛進食匆忙,食物中難免會有異物,比如砂子、細木棍等,網胃就像個篩子,將食物中的異物“篩選”出來,存於其中,以免異物對其他腸胃表面造成傷害,因此網胃又被稱作“硬胃”。網胃黏膜中的傳感器能夠感知食物的機械刺激,觸動瘤網胃胃壁上的肌肉發生收縮啟動反芻行為。

網胃“過濾”後的食物進入瓣胃,瓣胃就是我們非常熟悉的百葉。瓣胃一端借網瓣胃口與網胃相通,另一端借瓣皺胃口與皺胃相通,二口相距很近,在二口間,沿瓣胃腹側壁形成溝狀結構—瓣胃溝。食物經網胃進入瓣胃後,液體部分通過瓣胃溝直接進入皺胃,剩餘食物會在瓣胃中被去除水分和電解質,進一步被磨碎,在瓣胃中,約有20%的纖維素被消化。

食物經過瓣胃處理後進入皺胃,皺胃與小腸相接,是唯一具有分泌功能的胃。皺胃中是強酸環境,所有細菌活性完全停止。皺胃能夠分泌大量的胃液,包括鹽酸、胃蛋白酶和凝乳酶等消化酶以及大量的黏液,主要對前三個胃消化的初級代謝物進行化學消化。皺胃具有真正意義上的消化功能,所以又被稱作“真胃”。食物經皺胃消化後,消化物經幽門進入小腸的第一部分——十二指腸。

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牛胃內部構造 ①瘤胃 ②網胃 ③瓣胃 ④皺胃

牛胃又是如何反芻的?

反芻的過程可分為四個階段:逆嘔、再咀嚼、再混唾液、再吞嚥。

當反芻動作開始時,由於網胃的附加收縮,使瘤胃及網胃內容物中的粗糙部分上升到瘤胃前庭的食管入口處,粗糙的物料刺激瘤胃前庭及食管溝處的黏膜引起逆嘔動作。使一部分粗糙的飼料進入食管,再借食管的逆蠕動把食物送回口中,在口中進行再咀嚼和再混唾液。經過再次咀嚼後的細碎食物經吞嚥後重新進入瘤胃及網胃,與瘤胃及網胃內容物相混,在瘤胃內移動與混合過程中,由於再咀嚼後的食物細碎而比重較大,因此,與水分一起位於未經反芻的粗糙飼料的下部,並隨著瘤胃的收縮推移入網胃底,在網胃收縮下,經過位置較低下的網瓣胃口進入瓣胃,而進入網胃上部的粗糙飼料被推到瘤胃前庭引起逆嘔。

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牛胃模式圖

牛的瘤胃、網胃、瓣胃是在進化中,食管膨大形成的。這三個胃的功能是為了分解更加粗糙的食物,隔離異物,保護皺胃(真胃)。可見,動物對保護胃是高度重視的,比人類更懂得珍惜。根據《中國胃病用藥市場調查研究與發展前景預測報告(2019-2025年)》報道,中國2019年胃病人數1.2億人,並且正在以每年17.43%的速度增長,每年有80萬人死於胃癌,是當之無愧的“胃病大國”。人類只有一個胃,不會反芻。

參考資料:《生物學通報——牛胃的構造和反芻過程》;北京農業大學,李寶仁

《中國胃病用藥市場調查研究與發展前景預測報告(2019-2025年)》


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