В группу углеводов входят: сахара, крахмал и клетчатка.
Углеводы делятся на две группы в зависимости от их растворимости и переваримости:
· нерастворимые углеводы (трудно переваримые) - клетчатка
· растворимые углеводы (легко переваримые) - моно- и дисахариды, крахмал
В теле животных организмов углеводы содержатся в очень малом количестве, не более 2% в виде глюкозы, гликогена и лактозы у млекопитающих. В растениях на долю углеводов приходится до 70-75% от сухого веса.
«Сырая» клетчатка - сложный полисахарид нерастворимый в воде, состоит из целлюлозы, гемицеллюлозы и инкрустирующих веществ. Лучше всего клетчатка переваривается у жвачных животных, у которых в рубце она сбраживается под действием целюлозолитических бактерий до моносахаридов с выделением энергии.
У остальных животных, клетчатка переваривается плохо, в основном за счет микроорганизмов населяющих кишечник. Поэтому для них она играет роль балласта, оказывает механическое воздействие на стенки желудочно-кишечного тракта и усиливает секрецию пищеварительных желез.
Легко перевариваемые углеводы считаются источниками энергии для живых организмов, т.к. нам на 70% потребность в энергии обеспечивается за счет легко перевариваемых углеводов - сахаров и крахмалов. Кроме того, они участвуют в построении углеродного скелета аминокислот, нуклеиновых кислот, и иммуноглобулинов.
Моносахариды могут иметь альфа или бета конфигурацию. Углеводы, состоящие из моносахаридов, легко перевариваются ферментами пищеварительного тракта животных и относятся к растворимым углеводам.
Углеводы обеспечивают организм энергией и играют важную роль в регуляции деятельности желудочно-кишечного тракта.
Летучие жирные кислоты (ЛЖК) являются важнейшим энергетическим источником для травоядных животных. У плотоядных животных, таких, как собаки и кошки, микробиальные пищеварительные процессы ограничены, поэтому нерастворимые углеводы не представляют для них энергетической ценности. Они снижают энергетическую питательность рациона. Корма, содержащие высокий уровень нерастворимых углеводов, не должны использоваться для собак и кошек, имеющих высокие энергетические потребности (рост, поздние стадии беременности, лактация, стресс, работа). В тоже время, такие корма успешно используются для снижения избыточной массы тела и её контроля у животных, склонных к ожирению.
У грызунов потребность в углеводах зависит от вида грызуна и пищевой ценности углевода.
Большая часть углеводов, необходимых грызунам, приходится на клетчатку. Диета с высоким содержанием крахмала и ферментируемой клетчатки, такой как овес и кукуруза, может вызвать энтерит. Высокий уровень не перевариваемой клетчатки, такой как сено тимофеевки и сено люцерны, может помочь предотвратить энтерит и ожирение. Не перевариваемая клетчатка не ферментируется в слепой кишке, тогда как перевариваемая клетчатка ферментируется, проходя через слепую кишку, за счет симбионтной микробиоты. Не перевариваемая клетчатка важна для здоровья зубов, потому что способствует износу кроличьих зубов. Не перевариваемая клетчатка также помогает стимулировать перистальтику кишечника. Ферментируемая клетчатка помогает кроликам переваривать цекотрофы которые они регулярно поедают, а также предотвращает колонизацию слепой кишки патогенными бактериями, помогая предотвратить бактериальный рост и снижая вероятность энтерита.
Летучие жирные кислоты (например, пропионат, бутират, ацетат) производятся бактериями в слепой кишке, всасываются в кровоток и используются в качестве энергии. Для производства летучих жирных кислот кроликам требуется сырая клетчатка с содержанием сухого вещества не менее 12–16%, в зависимости от стадии жизни:
Домашним кроликам требуется более высокий уровень клетчатки, чтобы предотвратить ожирение и пережевывание шерсти, а также сохранить здоровье желудочно-кишечного тракта. Желаемое количество клетчатки для домашних кроликов составляет от 18% до 25% СВ. Диета с низким содержанием клетчатки может снизить моторику желудочно-кишечного тракта, что может привести к задержке пищи и волос, а также к образованию комков шерсти (трихобезоаров).
Углеводный обмен у разных видов животных неодинаков, поэтому и норма различна.
Альфа - связи во всех углеводах, за исключением дисахаридов, расщепляются с помощью пищеварительного фермента - амилазы. Этот фермент секретируется поджелудочной железой и у некоторых видов животных в небольшом количестве секретируется также слюнными железами.
Дисахариды (мальтоза, сахароза, лактоза) расщепляются до моносахаридов с помощью специальных ферментов - дисахаридаз, таких как: мальтаза, изомальтаза, сахараза и лактаза. Эти ферменты содержатся в ворсинках щёточной каймы эпителиальных клеток кишечника. Если структура щёточной каймы повреждена или в этих клетках отсутствуют данные ферменты, то животные неспособны усваивать дисахариды.
При такой патологии дисахариды остаются в кишечнике и используются бактериями, стимулируя их размножение и повышая осмолярность содержимого кишечника, что приводит к выделению воды в просвет кишечника и диарее (поносу). Корма, включающие в свой состав дисахариды, например, молоко содержащее лактозу, приводят к усилению диареи, если используются для кормления больных животных.
Растворимые углеводы являются легко доступным источником энергии и содержатся в достаточно высокой пропорции во многих рационах, за исключением тех, которые почти целиком состоят из мяса, рыбы или животных тканей. При избыточном содержании растворимых углеводов в рационе, часть углеводов запасается в организме в форме гликогена или жировой ткани для последующего использования. Поэтому избыток углеводов в рационе предрасполагает к возникновению ожирения у животных.
При отсутствии углеводов в рационе животных, концентрация глюкозы в их крови не снижается и не наблюдается дефицита энергии, так как при этом могут использоваться белки тела и глицерин для образования глюкозы, а жир и белки используются в качестве энергетических веществ.
Переваримость глюкозы, сахарозы , лактозы, декстрина и крахмала в смеси с животными тканями при правильно составленном рационе может достигать 94%. Однако, переваримость растворимых углеводов в промышленных кормах среднего качества не превышает 85% у собак и 73% - у кошек, у грызунов более 90%.
Различные фракции пищевых волокон значительно отличаются по своим физическим и химическим свойствам. Добавка их к корму полезна при многих заболеваниях, а также при диареях и запорах. Положительное их влияние связано со способностью волокон удерживать воду и влиять на состав микрофлоры толстого отдела кишечника. Пищевые волокна способствуют раздражению рецепторов толстого отдела кишечника и стимулируют акт дефекации, а также способствуют образованию более объёмных и мягких каловых масс.
Пищевые волокна также могут влиять на липидный и углеводный обмен. Пектин и камеди могут ингибировать всасывание липидов, увеличивая этим выделение холестерина и желчных кислот, и снижая концентрацию липидов в крови, в то время как целлюлоза оказывает очень слабый эффект на концентрацию холестерина в сыворотке крови.
Пищевые волокна могут оказывать большое влияние на уровень глюкозы и инсулина в крови, что имеет важное значение при заболевании животных диабетом.
Снижение концентрации инсулина и глюкозы в крови при этом происходит в результате снижения всасывания глюкозы в кишечнике, замедления опорожнения желудка и изменения уровня секреции желудочно-кишечных пептидов.
Пищевые волокна влияют и на всасываемость других питательных веществ. Так, абсорбция белков и энергии тем ниже, чем выше содержание клетчатки в рационе. Влияние разных пищевых волокон на абсорбцию минеральных веществ не одинаково. Например, пектин снижает всасываемость некоторых минералов, а целлюлоза не влияет на данный процесс. Следовательно, рацион с высоким содержанием пектинов без соответствующих минеральных добавок, может приводить к недостатку микроэлементов в организме животных.