Zootecnia II Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen

1. Zootecnia IIAula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen João Paulo V. Alves dos Santos Engº Agrônomo/ESALQ-USP profjoaosantos@eduvaleavare.com.br

2. Aula 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

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

4. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen 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)

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

6. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen Funções do HCl: a-) solubilidade dos minerais b-) ativação da pepsina secretada na forma de pepsinogênio c-) determina a secreção da secretina d-) ação antiséptica 2-) Mucina Bastante viscosa, aderida ao epitélio estomacal (abomaso) e alimento. Função: evitar atrito proteger mucosa e neutralizar ação do HCl

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

8. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen 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: Tripsinogênio Quimitripsinogênio (Pro –Carbox – Peptidase)

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

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

11. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen d-) Suco Duodenal: Constituintes: Suco Duodenal Enteroquinase Suco Pancreático Mucina e-) Suco Intestinal: Constituintes: Fosfatos Cloretos Bicarbonatos, maltase, lipase, fosfatases, nucleotidades, peptidases, lactase, sacarase

12. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen f-) Suco Biliar: Bile (nome comum) Coloração amarelada (amargo) Composto por: Água Sais Biliares Colesterol Mucina Atua na digestão e absorção de gordura (não contém enzimas)

13. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen Microbiologia do Rúmen: Tempo de retenção do alimento no interior do rúmen Garante a ação dos microorganismos

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

15. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen 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 digerida

16. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen 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 Ar Água ingerida Contato com a mãe Ingestão de alimentos

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

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

19. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen • 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

20. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen • 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

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

22. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen 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)

23. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen 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)

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

25. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen 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:

26. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen • 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??:

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

28. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen 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:

29. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen 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 protozoários

30. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen “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)

31. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen 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)

32. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen Sistemas à pasto: Suplementar é necessário

33. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen 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 desafios

34. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen Sistemas Confinados: Controle do ambiente ruminal e enchimento do rúmen: monitoramento

35. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen Sistemas Confinados:

36. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen 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)

37. Aula 3. Digestão de Nutrientes e Microbiologia do Rúmen Semiconfinamento: