Цекотрофия

Цекотрофия — это физиологический процесс, свойственный некоторым травоядным млекопитающим, при котором животное поедает собственные слепокишечные экскременты (цекотрофы) для повторного извлечения питательных веществ. Данный тип копрофагии является адаптацией, позволяющей максимально эффективно переваривать клетчатку и усваивать белки, витамины группы B и другие нутриенты, синтезируемые микрофлорой слепой кишки.

Физиологическая основа

Цекотрофия характерна для животных, у которых переваривание растительной пищи происходит в два этапа. У таких видов, как зайцеобразные (кролики, зайцы, пищухи) и некоторые грызуны (бобры, морские свинки, шиншиллы), пища проходит через желудочно-кишечный тракт дважды. Первый проход — это быстрое выделение грубых, непереваренных частиц (твёрдый кал). Второй — формирование в слепой кишке, крупном отделе кишечника, богатом симбиотическими бактериями и простейшими, цекотрофов — мягких, покрытых слизью гранул.

Слепая кишка и микрофлора

Слепая кишка у цекотрофных животных сильно развита. В ней обитает сложное сообщество микроорганизмов, способных расщеплять целлюлозу и другие полисахариды, недоступные для ферментов самого животного. В процессе ферментации бактерии синтезируют:

• летучие жирные кислоты (источник энергии);
• аминокислоты;
• витамины группы B (B1, B2, B6, B12) и витамин K.

Цекотрофы представляют собой концентрированную смесь этих продуктов, а также самих бактерий, которые являются ценным источником белка.

Механизм разделения

Ключевой механизм цекотрофии — перистальтика толстой кишки, которая разделяет пищевые массы на две фракции. Грубые, богатые клетчаткой частицы быстро продвигаются к прямой кишке и выводятся. Мелкие частицы, содержащие микроорганизмы и продукты их жизнедеятельности, задерживаются в слепой кишке, где происходит их дальнейшая ферментация и формирование цекотрофов. Цекотрофы выделяются циклично, обычно в определённое время суток (например, у кроликов — ночью или рано утром).

Распространение в животном мире

Цекотрофия наиболее изучена у представителей отряда зайцеобразных (Lagomorpha). У домашних кроликов (Oryctolagus cuniculus) этот процесс является обязательным для нормальной жизнедеятельности. Без доступа к цекотрофам кролик не может получить достаточное количество витаминов B12 и K, что приводит к нарушениям обмена веществ, ухудшению состояния шерсти и иммунодефициту.

Среди грызунов цекотрофия встречается, например, у:

• морских свинок (Cavia porcellus);
• шиншилл (Chinchilla lanigera);
• бобров (Castor fiber);
• некоторых видов полёвок и мышей.

У большинства грызунов, однако, копрофагия не является строго обязательной, а служит дополнительным механизмом при недостатке питательных веществ в рационе.

У сумчатых, например, у коалы (Phascolarctos cinereus), детёныши поедают материнские цекотрофы, чтобы получить микрофлору, необходимую для переваривания эвкалиптовых листьев.

Отличие от обычной копрофагии

Цекотрофию следует отличать от патологической копрофагии, которая может возникать у животных при дефиците питательных веществ, скученности или стрессе. Физиологическая цекотрофия — это запрограммированный, циклический процесс, при котором животное поедает только специально сформированные мягкие экскременты, а не твёрдый кал. Цекотрофы обычно покрыты слизью, имеют более тёмный цвет и характерный запах, отличающийся от запаха обычного кала.

Значение для здоровья

Для животных

Для кроликов и других зайцеобразных цекотрофия жизненно важна. Она обеспечивает:

• поступление витаминов, синтезируемых микрофлорой;
• дополнительное поступление белка за счёт переваривания бактерий;
• поддержание баланса кишечной микрофлоры.

Прекращение цекотрофии (например, при ожирении, артрите, стоматологических проблемах, когда животное не может дотянуться до ануса) является тревожным симптомом и может привести к серьёзным заболеваниям, включая гиповитаминоз и дисбактериоз.

Для человека

Цекотрофия не является физиологическим процессом для человека. Однако изучение этого механизма имеет значение для медицины и ветеринарии. Понимание роли слепой кишки и микрофлоры в пищеварении помогает в разработке диет для пациентов с нарушениями кишечного всасывания, а также в лечении дисбактериозов. Кроме того, исследования цекотрофии у животных способствуют развитию пробиотических препаратов и методов коррекции микробиома.

Исследования

Научное изучение цекотрофии началось в XIX веке. В 1880-х годах французский физиолог Жан-Батист Морен (Jean-Baptiste Morin) впервые описал процесс раздельного выделения кала у кроликов. В XX веке, с развитием микробиологии и методов мечения изотопов, было доказано, что поедание цекотрофов обеспечивает до 20–30% суточной потребности кроликов в белке и практически полностью покрывает потребность в витаминах группы B.

Современные исследования сосредоточены на генетических и нейрогуморальных механизмах, регулирующих цикл цекотрофии, а также на роли кишечной микробиоты в этом процессе. Изучается влияние различных кормов, антибиотиков и стрессовых факторов на частоту и качество цекотрофов.

Интересные факты

• Владельцы домашних кроликов часто не замечают процесса цекотрофии, так как животные поедают цекотрофы непосредственно из ануса, не оставляя их на подстилке.
• Цекотрофы кроликов содержат примерно в 3–4 раза больше белка и в 2 раза больше витаминов, чем твёрдый кал.
• У некоторых видов, например, у бобров, цекотрофия может быть сезонной, усиливаясь в периоды дефицита кормов.
• В ветеринарной практике отсутствие цекотрофов в клетке или их появление в несъеденном виде является одним из ранних признаков заболеваний желудочно-кишечного тракта у кроликов.

Источники

• Hörnicke, H., & Björnhag, G. (1980). Coprophagy and related strategies for digesta utilization. In Digestive Physiology and Metabolism in Ruminants.
• Cheeke, P. R. (1987). Rabbit Feeding and Nutrition. Academic Press.
• Stevens, C. E., & Hume, I. D. (1995). Comparative Physiology of the Vertebrate Digestive System. Cambridge University Press.
• Meredith, A. (2014). The Rabbit: Husbandry, Health and Production. CABI.