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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Processos Químicos:
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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Processos Químicos:
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
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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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Microbiologia do Rúmen:
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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Microbiologia do Rúmen:
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
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Microbiologia do Rúmen:
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
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Microbiologia do Rúmen:
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
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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
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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
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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
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“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
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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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Sistemas Confinados:
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Controle do ambiente ruminal e enchimento do rúmen: monitoramento
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Sistemas Confinados:
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Sistemas Confinados:
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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