Zootecnia II Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen João Paulo V. Alves dos Santos Engº Agrônomo/ESALQ-USP [email protected]

Zootecnia IIZootecnia IIAula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do RúmenAula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen

João Paulo V. Alves dos SantosJoão Paulo V. Alves dos SantosEngº Agrônomo/ESALQ-USPEngº Agrônomo/ESALQ-USP

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Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do RúmenAula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen

Digestão – Definição:

“Conjunto de processos que sofrem os alimentos desde a ingestão, transformações no tubo digestivo e eliminação dos resíduos não absorvíveis”

Compreende:

• Processos Físicos (mastigação, maceração)

• Processos Químicos (enzimas digestivas em ação)

• Processos Hormonais

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Processos Químicos:

Saliva – produzida pelas glândulas salivares

- Parótidas- Sub-Maxilares- Sub-Lingual

Estímulos que causam aumento da secreção salivar:

- Estímulos Psíquicos (cheiro)- Estímulos Mecânicos (ingestão/mastigação)

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Saliva: pH ao redor de 8,2

• Uréia

• Amônia

• Mucina (proteína que contribui para a viscosidade da saliva)

• Sais inorgânicos

• Água (99% a 99,5%)

Exerce poder tampão: capacidade de manter pH constante (evita acidez = queda de pH)

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Suco Gástrico:

Produzido pela mucosa do abomaso (estômago glandular)

Constituintes:

1-) HCl – ácido clorídrico: produção = depende

• tipo de alimento consumido (concentração de HCl ingerido)

• quantidade secretada de saliva

Ex.: alto consumo de volumoso = alta produção de saliva = apto a receber maior concentração de HCl no abomaso

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Funções do HCl:

a-) solubilidade dos mineraisb-) ativação da pepsina secretada na forma de pepsinogênioc-) determina a secreção da secretinad-) ação antiséptica

2-) Mucina

Bastante viscosa, aderida ao epitélio estomacal (abomaso) e alimento. Função:

evitar atritoproteger mucosa e neutralizar ação do HCl

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3-) Pepsina:

Secretada na forma de pepsinogênio

Função: proteolítica (lise de proteínas)

4-) Lipase Gástrica:

Hidrolisa apenas gordura de baixo ponto de fusão e já emulsionadas

5-) Renina:

Ativada pelo HCl, mais abundante em lactentes (tomando leite). É uma enzima proteolítica, relacionada com a digestão da caseína

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Digestão Intestinal:

a-) Suco Pancreático:

Estimulado por estímulo nervoso e hormonal (secretina – produzida pelo pâncreas)

Possui quase todas as enzimas necessárias para degradação completa dos alimentos

Constituintes básicos:

Enzimas Proteolíticas: TripsinogênioQuimitripsinogênio (Pro –Carbox – Peptidase)

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b-) Amilase Pancreática:

Responsável pela quebra do amido em maltose

Amido Maltose Glicose + Glicose

Amilase Pancreática

O amido que não é digerido no rúmen é quebrado pela amilase pancreática

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c-) Lipase Pancreática:

Age sobre a gordura: transformando em triglicerídeos, di ou monoglicerídeos

Ação potencializada por:

- Sais Biliares (Emulsificação das Gorduras)

- Íons de Ca

- Grupamentos de Peptídeos

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d-) Suco Duodenal:

Constituintes:Suco DuodenalEnteroquinaseSuco PancreáticoMucina

e-) Suco Intestinal:

Constituintes:FosfatosCloretosBicarbonatos, maltase, lipase, fosfatases, nucleotidades,

peptidases, lactase, sacarase11


f-) Suco Biliar:

Bile (nome comum)

Coloração amarelada (amargo)

Composto por:

ÁguaSais BiliaresColesterolMucina

Atua na digestão e absorção de gordura (não contém enzimas)

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Microbiologia do Rúmen:

Tempo de retenção do alimento no interior do rúmen

Garante a ação dos microorganismos

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Vantagens do Rúmen:

• Utilização de alimentos fibrosos

• Síntese de aminoácidos (aa´s) provenientes de NNP*

*para monogástricos o N somente pode ser obtido à partir de aminoácidos. Para ruminantes o N pode ser obtido via NH3

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Desvantagens do Rúmen:

Não aproveita eficientemente a energia contida nos alimentos

Perda de energia na forma de metano: CH4

composto de alta energia;

altamente volátil = perdas 6% a 8% da energia digerida15



Ambiente Ruminal:

Temperatura – 38 a 42°C

pH (ideal) – 5,5 a 7,0

Colonização bacteriana do rúmen:

Com 30 dias de idade o rúmen já apresenta todas as bactérias necessárias para seu desenvolvimento

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ArÁgua ingerida

Contato com a mãeIngestão de alimentos



Alimento no rúmen: pode permanecer por mais de um dia

Fibra Maior tempo de permanência

Grão Menor tempo de permanência

Bactérias no Rúmen: Classificadas de acordo com o principal substrato utilizado

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Bactérias do Rúmen:

1011 células/mL

Celulolíticas:

Se fornecemos um dieta rica em volumoso (forragem);

Propiciamos um aumento da população de bactérias celulolíticas

Se reduzirmos a participação de volumoso e aumentarmos a concentração de grãos na dieta, reduzimos a população de bactérias celulolíticas

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• Hemicelulolíticas e Pectinolíticas: mesmo comportamento das celulolíticas; atuam na digestão da fração fibra (volumoso) da dieta

• Bactérias utilizadoras de açúcares simples

• Bactérias utilizadoras de ácidos intermediários (acético, propiônico e butírico)

• Bactérias produtoras de amônia

Ácido Latico – produção aumentada com dietas ricas em grãos

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• Bactérias Lipolíticas – hidrólise de lípídios no rúmen

• Bactérias produtoras de metano

• Mais de 200 bactérias ruminais já foram identificadas...!

Protozoários:

105 a 1010 células/mL

Quantidade bem menor que bactérias

Importante representatividade em termos de N microbiano 20


Fonte de N (principal):

Para bactérias ruminais = amônia

Para protozoários ruminais = proteína microbiana

Protozoários: sensíveis à mudança de pH

Protozoários: (associados ao equilíbrio ruminal)

“Comem” bactérias, equilibrando a fermentação ruminal

Quando morrem, são fonte de proteína para bactérias 21


Fungos:

Podem corresponder até 8% da população microbiana total

Executam função chave na degradação da fibra

“Abrem” a estrutura da planta (com seus rizóides), permitindo maior acesso bacteriano

Correlações entre microorganismos:

• Mutualismo (ambos se beneficiam)• Comensalismo (um se beneficia, para outro é indiferente)

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Correlações entre microorganismos:

• Parasitismo (ambos perdem)• Amensalismo (um perde, para outro é indiferente)

Variações na população microbiana: fatores

• Tempo de ruminação – quanto mais o animal macera o alimento, mais rapidamente os nutrientes são absorvidos e maior é sua taxa de passagem (pelo trato digestivo)

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Variações na população microbiana: fatores

Consumo de água:

• Quanto maior for o consumo de água;

• Maior será o volume ruminal;

• Maior será a produção de ácidos;

• Menor será o pH ruminal;

• Maior será a taxa de passagem do alimento 24


Dieta: requer adaptação!

• Não devemos modificar (nunca) abruptamente a dieta de ruminantes

• Necessidade de período de adaptação:

• Alterações no perfil da população microbiana do rúmen;

• De acordo com o perfil e teores do alimento fornecido

Os microorganismos (população) variam por diversos fatores, como:

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• Variação diurna

• Limitação de nutrientes (morte)

• pH (muito importante)

• Antibióticos (presença – compostos/agentes)

Qual é o nosso objetivo como nutricionistas:

Manutenção das melhores condições para fermentação ruminal. O que isso implica??:

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Conhecer o padrão de fermentação ruminal:

• Alimento no rúmen – sofre ataque microbiano

• Existem diferentes microorganismos dentro do rúmen

• Cada grupo de bactérias atua na degradação de uma porção do bolo alimentar

• A manutenção do pH ruminal é fundamental para que o processo de digestão do ruminante transcorra normalmente

• Os ruminantes podem obter energia à partir da degradação da fração: fibra dos alimentos

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A principal fonte de energia para os ruminantes são os carboidratos

Existem 2 tipos de carboidratos (CHO´s):

• Fibrosos (celulose, hemicelose, lignina) – parede celular, também denominados de CHO´s estruturais (CF ou CE)

• Não-Fibrosos (açúcares, amido) – maioria dos grãos, também denominados de CHO´s não estruturais (CNF ou CNE)

Ambos promovem a o produção de 3 ácidos graxos voláteis principais:

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3 ácidos graxos voláteis principais:

• Acético (2C)

• Propiônico (3C) – precursor de glicose (sangue – fígado)

• Butírico (4C)

Dietas ricas em concentrado (grãos) ou seja, ricas em CNF´s, além de proporcionarem maior produção de ácido propiônico podem promover produção de:

Ácido Lático = queda de pH = morte de bactérias e protozoários29


“Rumen Fill” (inglês) = enchimento do rúmen

Diretamente associado à passagem de alimento no rúmen. Dependente da taxa de passagem:

Taxa de Passagem: % de alimento que deixa o rúmen/hora

Objetivo: taxa de passagem relativamente rápida e constante

• Evitar picos de alta taxa de passagem xs baixa

• Dependente do perfil de alimento fornecido e população bacteriana (pH)

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Sistemas de Produção:

Bovinos, Ovinos, Caprinos: à pasto, confinados, semi-confinados

Sistemas à pasto:

• Desafio: suprir a demanda de produção do animal via pasto

• Necessidade de complementação com concentrado

• Cuidados com o fornecimento do concentrado (qualidade e quantidade)

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Sistemas à pasto:

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Suplementar é necessário


Sistemas Confinados:

• Todas as demandas nutricionais devem ser atendidas no cocho

• Necessidade de controle efetivo do consumo de alimento

• Necessidade de controle da qualidade e quantidade da dieta fornecida

• Cuidados para evitar seleção (consumo excessivo de concentrado em detrimento à forragem)

• Animais submetidos à maiores desafios33



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Controle do ambiente ruminal e enchimento do rúmen: monitoramento



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Maior risco de distúrbios alimentares

Compreensão do hábito alimentar e conceitos envolvendo microbiologia e cinética ruminal = fundamental

Semiconfinamento:

Alterações constantes, padrões extremamente variáveis

Necessidade de muito controle e conhecimento para obter resultados satisfatórios (pode agregar custos sem sucesso)

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Semiconfinamento:

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