Heo và gia cầm đều là các loài dạ dày đơn, tuy nhiên hệ tiêu hóa của chúng hoạt động dưới những đặc điểm sinh lý khác biệt. Những khác biệt này không chỉ là các biến thể nhỏ về mặt giải phẫu, mà còn quyết định cách thức dưỡng chất được tiêu hóa và hấp thu, sự ổn định của quá trình tiêu hóa trong điều kiện stress, cũng như cách xây dựng các chiến lược dinh dưỡng phù hợp. Việc hiểu rõ sự đa dạng này giúp các chuyên gia dinh dưỡng có thể dự đoán thay đổi năng suất, thay vì chỉ phân tích sau khi các vấn đề đã phát sinh.
Cấu trúc dạ dày
Giai đoạn tiêu hóa tại dạ dày diễn ra rất khác nhau giữa heo và gia cầm, và chính sự khác biệt này đóng vai trò then chốt trong hiệu quả tiêu hóa.
Heo là loài có một khoang tuyến duy nhất, nơi quá trình tiết acid, trộn thức ăn và lưu giữ diễn ra đồng thời. Thức ăn được giữ lại trong dạ dày đủ lâu để acid hóa dần dần và biến tính protein có kiểm soát. Thời gian tiếp xúc với môi trường pH thấp tương đối ổn định do quá trình làm rỗng dạ dày được điều hòa, và không phụ thuộc vào sức cản vật lý của hạt thức ăn. Trong hệ thống này, thời gian tiếp xúc với acid khá dễ dự đoán. Yếu tố biến động lớn nhất sự giảm pH, phụ thuộc chủ yếu vào đệm acid của thức ăn. Hàm lượng protein cao, thành phần khoáng hoặc một số nguyên liệu nhất định có thể làm tăng khả năng đệm, từ đó làm chậm quá trình giảm pH. Vì vậy, ở heo, hiệu quả tiêu hóa tại dạ dày chủ yếu phụ thuộc vào khả năng thay đổi pH dạ dày của thức ăn.
Ở gia cầm, acid được tiết ra ở dạ dày tuyến, nhưng quá trình tiếp xúc thật sự với acid lại diễn ra ở mề. Dạ dày tuyến sản xuất acid hydrochloric(HCl) và pepsinogen, tuy nhiên thức ăn đi qua khoang này rất nhanh. Tại mề, các hạt thức ăn được lưu giữ, trộn với dịch tiết có tính acid và được nghiền cơ học. Do đó, mề là nơi quyết định thời gian thức ăn được duy trì trong môi trường acid.
Thời gian lưu giữ trong mề không cố định, mà phụ thuộc lớn vào kích thước hạt thức ăn và độ lớn của mề. Các hạt thô, cứng sẽ kích thích sự co bóp mạnh hơn và kéo dài thời gian lưu giữ, từ đó cho phép thức ăn tiếp xúc với môi trường acid lâu hơn. Ngược lại, các hạt mịn sẽ đi nhanh hơn xuống ruột non. Kích thước mề nhỏ, thời gian lưu giữ sẽ giảm, và thức ăn có thể rời khỏi môi trường acid trước khi quá trình biến tính protein hoàn tất.
Sự khác biệt rất rõ ràng. Ở heo, thời gian tiếp xúc với acid tương đối ổn định, và biến số chính là độ pH, chủ yếu được quyết định bởi khả năng đệm acid của thức ăn. Ở gia cầm, việc tiết acid có thể vẫn đầy đủ, những yếu tố mang tính quyết định lại là thời gian lưu giữ. Hiệu quả của quá trình acid hóa phụ thuộc vào việc thức ăn được giữ lại trong mề bao lâu, mà điều này lại phụ thuộc vào kích thước hạt và mức độ phát triển của mề. Do đó, hiệu quả tiêu hóa tại dạ dày ở heo chủ yếu là vấn đề mang tính hóa học, trong khi ở gia cầm, về bản chất lại là vấn đề của thời gian lưu giữ và điều hòa cơ học.
Xử lý cơ học
Sự khác biệt về cơ chế điều hòa tại dạ dày và toàn bộ quá trình tiêu hóa cơ học.
Ở heo quá trình tiêu hóa cơ học bắt đầu từ hoạt động nhai. Việc giảm kích thước hạt thức ăn diễn ra ngay tại khoang miệng, giúp giảm gánh nặng cơ học cho dạ dày. Ở heo, việc nghiền mịn ảnh hưởng đến bề mặt tiếp xúc cho quá trình tiêu hóa bằng enzyme và động lực học lên men. Nó không quyết định sự phát triển của cơ quan tiêu hóa.
Gia cầm không có hoạt động nhai. Mề là cơ quan xử lý cơ học chính và sự phát triển của nó phụ thuộc trực tiếp vào sự kích thích mang tính cấu trúc của khẩu phần. Khi thức ăn không đủ độ cứng, cơ mề sẽ kém phát triển, thời gian lưu giữ giảm và hiệu quả tiêu hóa giảm. Do đó, cấu trúc thức ăn ở gia cầm không chỉ ảnh hưởng đến quá trình tiêu hóa mà còn tác động trực tiếp đến phát triển sinh lý của cơ quan tiêu hóa.
Sự khác biệt này trở nên quan trọng khi lựa chọn các nguồn xơ cấu trúc như lignocellulose. Ở gia cầm, kích thước hạt hiệu quả trong đường tiêu hóa thường trong khoảng 300 – 800 micron, với giá trị trung bình khoảng 600 micron, nhằm kích thích sự phát triển của mề và duy trì thời gian lưu giữ thích hợp. Các hạt quá mịn sẽ mất đi tác động cấu trúc và đi qua nhanh, không hỗ trợ hiệu quả cho quá trình tiêu hóa cơ học. Ngược lại, các hạt quá thô hoặc sắc cạnh có thể làm tăng kích ứng niêm mạc thay vì tạo ra sự kích thích có kiểm soát.
Ở heo, do quá trình nhai đã làm giảm kích thước hạt ngay từ đầu, mục tiêu lại khác. Kích thước hạt hiệu quả khoảng 200–300 micron đối với heo con và cao hơn một chút đối với heo trưởng thành là đủ để điều hòa nhu động ruột và quá trình tái tạo lớp nhầy mà không gây mài mòn quá mức.
Do đó, cùng một nguồn xơ cần kích thước hạt phù hợp theo từng loài để đạt được hiệu quả sinh lý mong muốn.
Trào ngược sinh lý
Vận chuyển dịch tiêu hóa là một yếu tố khác biệt quan trọng giữa hai hệ thống.
Ở heo, sự di chuyển của thức ăn chủ yếu theo một chiều. Thức ăn đi từ dạ dày xuống ruột non và sau đó đến đại tràng. Các cơn co thắt phân đoạn giúp trộn lẫn thức ăn trong từng khoang, nhưng hầu như không có sự di chuyển ngược đáng kể giữa các phần chính của hệ tiêu hóa. Một khi thức ăn đã rời khỏi một khoang, nó hiếm khi được xử lý lại tại chính vị trí đó. Do đó, quá trình tiêu hóa ở heo phụ thuộc rất nhiều vào hiệu quả chuyển hóa lần đầu tiên trong từng đoạn.
Ở gia cầm, quá trình tiêu hóa bao gồm các cơ chế trào ngược có cấu trúc. Vật chất tiêu hóa có thể di chuyển từ tá tràng trở lại mề, cho phép các hạt thức ăn được tái tiếp xúc với môi trường acid và tiếp tục được nghiền cơ học. Ngoài ra, còn tồn tại sự di chuyển hai chiều giữa hồi tràng và manh tràng, giúp kéo dài thời gian tương tác với hệ vi sinh vật. Các vòng trào ngược này là một phần sinh lý bình thường và góp phần nâng cao hiệu quả xử lý thức ăn.
Sự khác biệt này có ý nghĩa quan trọng đối với hoạt động của enzyme. Ở gia cầm, các enzyme ngoại sinh có thể được hưởng lợi từ việc tiếp xúc lặp lại với chất nền do cơ chế trào ngược cho phép các hạt thức ăn được xử lý lại một phần. Cùng một chất nền có thể tiếp xúc với hoạt động enzyme nhiều lần trước khi tiếp tục di chuyển xuống các đoạn xa hơn của ống tiêu hóa. Ở heo, hoạt động của enzyme phụ thuộc chặt chẽ hơn vào dòng di chuyển một chiều và khả năng trộn hiệu quả trong lần đi qua đầu tiên ở ruột non. Nếu quá trình thủy phân không hoàn tất trong lần tiếp xúc này, cơ hội để khắc phục là rất hạn chế. Do đó, tính định hướng của dòng lưu chuyển dịch tiêu hóa ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng thích ứng của hệ tiêu hóa đối với sự biến động về hiệu quả enzyme hoặc khả năng tiếp cận cơ chất.
Tốc độ lưu chuyển
Gia cầm có ống tiêu hóa tương đối ngắn và thời gian lưu chuyển nhanh. Tốc độ sinh trưởng cao đòi hỏi quá trình hấp thu dinh dưỡng phải diễn ra hiệu quả trong một khoảng thời gian nhất định. Biên độ sinh lý cho sự kém hiệu quả là rất hẹp. Những biến động nhỏ trong đặc tính của dịch tiêu hóa có thể nhanh chóng chuyển thành những khác biệt rõ rệt về năng suất.
Một trong những rối loạn quan trọng nhất là sự gia tăng độ nhớt do các polysaccharide phi tinh bột hòa tan gây ra. Gia cầm nhạy cảm với độ nhớt cao hơn so với heo. Khi các chất xơ hòa tan làm tăng khả năng giữ nước và tạo cấu trúc dạng gel trong lòng ruột, quá trình khuếch tán của enzyme và chất dinh dưỡng sẽ bị cản trở. Hệ quả là khả năng hấp thu dinh dưỡng giảm, nguy cơ mất cân bằng vi sinh tăng lên, và chất lượng phân có thể suy giảm.
Ở heo, ruột non dài hơn và tốc độ lưu chuyển chậm hơn, nhiều thời gian để điều chỉnh độ nhớt ở mức vừa phải. Mặc dù hàm lượng xơ hòa tan quá cao vẫn có thể ảnh hưởng tiêu cực đến năng suất, nhưng nhìn chung hệ tiêu hóa của heo có khả năng chịu đựng tốt hơn.
Vì lý do này, việc giảm hàm lượng xơ hòa tan đặc biệt quan trọng trong khẩu phần của gia cầm. Kiểm soát mức độ sử dụng các nguyên liệu giàu NSP hòa tan và áp dụng các chiến lược nhằm hạn chế độ nhớt là những yếu tố cốt lõi trong dinh dưỡng gà thịt. Ở heo, việc quản lý xơ hòa tan vẫn cần thiết nhưng thường ít mang tính quyết định hơn so với gia cầm, do hệ tiêu hóa dài hơn tạo ra khả năng hấp thu lớn hơn.
Khả năng lên men ở ruột già
Đại tràng của heo có kích thước lớn và hoạt động chuyển hóa mạnh. Quá trình lên men các carbohydrate còn lại tạo ra các acid béo chuỗi ngắn như acetate, propionate và butyrate. Các chất chuyển hóa này cung cấp năng lượng cho tế bào biểu mô đại tràng, hỗ trợ tính toàn vẹn của biểu mô và ảnh hưởng đến chuyển hóa toàn thân. Do đó, quá trình lên men ở ruột già đóng góp đáng kể vào nhu cầu năng lượng duy trì và sức khỏe niêm mạc ở heo.
Ở gia cầm, manh tràng có quần thể vi sinh vật hoạt động, tuy nhiên đóng góp năng lượng từ quá trình lên men hạn chế. Phần lớn quá trình hấp thu dinh dưỡng phải diễn ra trước đoạn hồi tràng. Phần vật chất đi đến manh tràng vẫn trải qua chuyển hóa vi sinh, nhưng hệ thống này kém hiệu quả hơn trong việc thu hồi giá trị năng lượng đáng kể từ các cơ chất chưa tiêu hóa.
Sự khác biệt này giải thích vì sao các chiến lược sử dụng acid butyric hoặc probiotic có thể mang lại những kết quả khác nhau. Ở heo, việc bổ sung butyrate hoặc kích thích sản sinh nội sinh sẽ hỗ trợ một cơ quan có vai trò chuyển hóa quan trọng, từ đó ảnh hưởng đến cả sức khỏe biểu mô và cân bằng năng lượng toàn cơ thể.
Ở gia cầm, tác động chính lại là ổn định chức năng hàng rào ruột và cân bằng hệ vi sinh, hơn là việc thu hồi năng lượng.
Tóm lại, những khác biệt sinh lý này cho thấy một sự tương phản mang tính nền tảng. Hệ tiêu hóa của heo mang tính tiến triển về mặt hóa học, được hỗ trợ bởi quá trình lên men và có sự thích ứng cao hơn. Trong khi đó, hệ tiêu hóa của gia cầm phụ thuộc nhiều vào cơ học, được điều hòa bởi cơ chế trào ngược và rất nhạy cảm với độ nhớt, vận hành với mức độ chính xác sinh lý cao hơn. Hiểu rõ những khác biệt này sẽ giúp các chuyên gia dinh dưỡng xây dựng chiến lược dinh dưỡng đặc thù và phù hợp với sinh lý tiêu hóa với từng loài, thay vì giả định rằng tất cả các loài dạ dày đơn đều có cơ chế hoạt động như nhau.
David Serene
Giám đốc Nutrispices
