Кіріспе

Қазық, сондай-ақ, қарын деп аталады, шайнама жануарлардың асқазанындағы ең үлкен бөлім және ретикулоруменнің негізгі құрамы, шайнама жануарлардың ас қорыту жолындағы алғашқы камера. Қазықтағы микробиологиялық ортаның қолайлы болуы, оның жұтылған жемнің микробиологиялық ашытуының негізгі орны ретінде жұмыс істеуіне мүмкіндік береді. Кейбір тармақты тізбекті ҚЖМ (Жағмай қышқылы) қазық микробының липидтік мембранасына енгізіледі. Ақуыз микробиологиялық ферменттер арқылы пептидтер мен аминқышқылдарына ыдырайды, содан кейін жасуша биомассасына сіңірілу үшін микробиологиялық жасуша қабырғасы арқылы тасымалданады. Пептидтер, аминқышқылдары, аммиак және бастапқыда жемде болған азоттың басқа да көздері, микробиологиялық ыдыраусыз немесе минималды ыдыраумен тікелей пайдаланылуы мүмкін. Аминқышқылдары емес азот, микробиологиялық аминқышқылдарын синтездеу үшін қолданылады. Микробтық өсу үшін азоттың жеткілікті мөлшері болған жағдайда, ақуыздар мен олардың туындылары энергия өндіру үшін ашытылып, аммиак түзеді. Липидтер, лигнин, минералдар және витаминдер көмірсулар мен ақуыздарға қарағанда ас қорытуда аз рөл атқарады, бірақ олардың да маңызды функциялары бар. Липидтер жартылай ыдырайды және гидрогенденеді, ал липидте глицерин болса, ашытылады. Липидтер қазықта инертті болып табылады. Микробтық липидтерді де ново синтездеу үшін көмірсулар мен ақуыздан алынған көміртекті пайдалануға болады. Қазықтағы липидтердің, әсіресе қанықпаған липидтердің жоғары деңгейі микробтарды улайды деп есептеледі және ашыту белсенділігін төмендетеді. Лигнин, фенолдық қосылыс, ас қорытуға төзімді, бірақ оны саңырауқұлақтар еріте алады. Лигнин байланысқан қоректік заттарды ас қорытудан қорғайды және ыдырауды шектейді. Минералдар микробиологиялық түрлермен сіңіріледі және олардың өсуіне қажет. Микробтар өз кезегінде цианокобаламин сияқты көптеген витаминдерді синтездейді, көбінесе диетада витаминдер жетіспесе де, шайнама жануарды күтіп ұстауға жеткілікті мөлшерде.

Дигестаның қабаттануы мен араластырылуы

Тамақ қорытылу өнімдері (дигеста) қарынның кілегейлі қабығында (руменде) біртекті емес, керісінше, газ, сұйық және әртүрлі өлшемдегі, тығыздықтағы және басқа да физикалық қасиеттері бар бөлшектерге қабаттасқан түрде орналасады. Сонымен қатар, дигеста қарынның кілегейлі қабығына енген кезде кеңінен араласады және күрделі ағын жолдарына түседі. Алғашында бұл күрделі қабаттану, араласу және ағын үлгілері қарапайым көрінсе де, олар қайырмалы ішектегі жануарлардың ас қорыту процесінің маңызды бөлігі болып табылады, сондықтан оларға егжей-тегжейлі тоқталу қажет. Жұтылғаннан кейін тамақ қыртқыштан төмен қарай жылжып, ретикулумның дорсальды бөлігіне түседі. Ретикулорумның жиырылуы жаңадан жұтылған жемді қарынның кілегейлі қабығының кілеміне (ruminal mat) итеріп, араластырады. Кілем – ішінара ыдыраған, ұзын, талшықты материалдан тұратын қалың масса. Кілемдегі материалдың көп бөлігі жақында жұтылған, сондықтан оның құрамында ферментацияға жарамды көп субстрат қалған. Микробты ферментация кілемде жылдам жүреді, көптеген газдар бөлінеді. Осы газдардың кейбіреуі кілемде тұрып қалады, оның жүзу қабілетін арттырады. Ферментация процесі барысында ферменттелетін субстрат азайып, газ өндірісі төмендеп, тұтқынға алынған газдың жоғалуынан бөлшектердің жүзу қабілеті төмендейді. Сондықтан, кілемдегі дигеста жүзу қабілетінің арту фазасынан кейін төмендеу фазасынан өтеді. Сонымен қатар, микроорганизмдердің ферментациясы және кейіннен қайта шайнау арқасында тамаққа жұтылған кезде салыстырмалы түрде үлкен болатын дигеста бөлшектерінің мөлшері кішірейеді. Өсімдік материалдарының толық қорытылмауы фитобезоар деп аталатын безоардың түзілуіне әкеледі. Белгілі бір сәтте бөлшектер тығыз және кішкентай болады, олар қарынның кілегейлі қабығының кілемі арқылы төменгі бөлікке түсіп кетуі мүмкін, немесе қарынның кілегейлі қабығының жиырылуы кезінде кілемнен ретикулумға сұйықтық ағынымен шығарылуы мүмкін. Қарынның төменгі бөлігіне енгеннен кейін дигеста ферментациялануын жалғастырады, жүзу қабілетін жоғалтады және бөлшектерінің мөлшері кішірейеді. Көп ұзамай ол қарынның кілегейлі қабығының жиырылуы арқылы ventral reticulum-ға өтеді. Вентральді ретикулумда, ретикулумның жиырылуы кезінде аз тығыз, үлкен дигеста бөлшектері жұтқыншаққа және ауызға итерілуі мүмкін. Дигеста ауызда қайта шайналып, тамақ қуыры арқылы төмен қарай шығарылып, ретикулумның дорсальды қапшығына түседі, содан кейін қайтадан қарынның кілегейлі қабығының кілеміне араластырылады. Тығыз, ұсақ бөлшектер ретикулярлық жиырылу кезінде вентральді ретикулумда қалады, содан кейін келесі жиырылу кезінде ретикулорумнен сұйықтықпен ретикуло-омазальды тесік арқылы шығарылуы мүмкін, бұл қайырмалы ішектегі жануардың ас қорыту жолының келесі бөлігіне, омазумға әкеледі. Су мен сілекей қарынның кілегейлі қабығы арқылы еніп, сұйық тоғанды құрайды. Сұйықтық ақыр соңында қабырға арқылы сіңірілу арқылы немесе дигеста сияқты ретикуло-омазальды тесік арқылы шығады. Алайда, сұйықтық дигеста сияқты кілемге тұтқындалмайтындықтан, ол дигестаға қарағанда қарынның кілегейлі қабығы арқылы әлдеқайда жылдам өтеді. Сұйықтық көбінесе өте кішкентай дигеста бөлшектерінің тасымалдаушысы ретінде әрекет етеді, сондықтан кішкентай бөлшектердің динамикасы сұйықтыққа ұқсас. Қарынның кілегейлі қабығының ең жоғарғы бөлігі, бас кеңістігі, ферментациядан және тамақтың анаэробты тыныс алуынан босаған газдармен (метан, көмірқышқыл газы және аздаған сутек) толтырылады. Бұл газдар ретикулорумнен ауыз арқылы эруктация деп аталатын процесс арқылы шығарылады.

Адамға қолдану

Ретикулорумендегі "қарын қалдықтары" деп аталатын жем, тұрақты егіншілікте тыңайтқыш ретінде қолдану үшін зерттелді.

Руменді дамыту

Туған кезде, қарын (румен) мүшесі, қарын эпителийі және қарын микробиотасы толық дамымаған. Туылғаннан кейін қарынның дамуы – қайырма жануарлардың жалпы дамуының маңызды аспектісі. Осы ерте, сезімтал кезең жануардың денсаулығы мен өнімділігіне өмір бойы әсер етеді. Әдетте, қарынның дамуы үшін ең қолайлы кезең – туылғаннан кейінгі және емізу кезеңдері. Осы кезеңде қарын мүшесі мен эпителийінің өсуі, қарын микробиотасының қалыптасуы қарынның дамуы үшін маңызды. Папиллярлар, яғни ұлпа қабатынан шығып тұрған ұсақ, дөңгелек өскіндер, қарын эпителийінің өсуі қарынның жұмыс істеуі үшін өте маңызды. Папиллярлар қарынның ішкі бетін кеңейтеді. Сондықтан, папиллярлар қоректік заттардың сіңуін айтарлықтай арттырады. Дамыған және дамымаған қарынды ажырату қарынның ішкі жағын қоршап тұрған ұлпаның жағдайын байқау арқылы жеңілдетіледі. Дамымаған қарынның сырты тегіс, папиллярлары жоқ болады. Дамыған қарынның қабырғалары қалың, папиллярларға толы болады. Қайырма жануарлардың туған кезде стерильді асқазан-ішек жолымен дүниеге келетініне байланысты, дамитын қарынға ерте кезеңде микрофлораның әртүрлі түрлерімен қарым-қатынас жасау қажет. Сондықтан, қарында анаэробтық ортаны қалыптастыруға көмектесетін микрофлораға толы белгілі бір диета ұсынылады. Сонымен қатар, жем-шөпті нақты қайырма жануарлардың қажеттіліктеріне сәйкес дайындау керек. Сұйық жеммен тамақтанған дамитын қайырма жануарлардың микробиотасы құрғақ және сұйық жеммен тамақтанған қайырма жануарлардың микробиотасынан өзгеше болады. Бұл жануардың ішкен қоректік заттары қарынға түспеуімен байланысты, олар ішек қуысының рефлекстік жабылуы арқылы айналып өтеді. Бұл қайырма жануарлардың көбінесе шөп негізді жемді (мысалы, шөп) жеуімен байланысты. Олардың шөпке бай диетасы целлюлозаны ыдыратуға қабілетті бактерияларға үнемі қажеттілік тудырады. Lachnospira multiparus, Prevotella ruminicola және Butyrivibrio fibrisolvens сияқты басқа бактериялар ұшқыш май қышқылдарының (ҰМҚ) түзілуінде маңызды рөл атқарады. Бұрынғы зерттеулер ацетат, пропионат және бутираттың қарынға енгізілуі арқылы қарынның дамуына ҰМҚ-ның елеулі әсерін анықтады. Бұл ҰМҚ-ның ең айқын және күшті әсерін көрсеткені – бутират, ол қайырма жануарларда тамақ субстраттарының бірнеше анаэробты ашыту жолдары арқылы табиғи түрде синтезделеді. Бутират негізінен эпителийлік ұлпа қабығында экспрессияланады және қайырма жануарлардың эпителийлік жасушаларының көптеген гендерін реттеуге қатысады. Әдетте, бутират клеткалық циклді басқару жолдарына әсер ету арқылы ген экспрессиясын реттейді. Қарынның эпителий қабырғасында бутират эпителийлік жасушалардың ген экспрессиясын реттейді, қан ағынын және папиллярлардың көбеюін арттырады. Қарын эпителийлік жасушаларынан алынған микробтық ДНК үлгілері жануарлардың өсу факторларымен байланысты микробтық гендер мен функционалдық жолдарды анықтауға мүмкіндік берді. Қарындағы микробтар кластерлері жануарлардың өсуімен байланысты көптеген факторлармен байланысты гендерге ие. aguA, ptb, K01188 және murD сияқты бактериялық жасуша функцияларын кодтайтын ақуызды кодтайтын гендер де жануардың орташа тәуліктік салмағының артуымен байланысты. Сонымен қатар, витамин B12-ге байланысты гендер, соның ішінде cobD, tolC және fliN, жануардың күнделікті жем мөлшерімен де байланысты.