Tratto gastrico dei ruminanti

1. intestino Duo deno Tratto gastrico dei ruminanti R e t i c o l o Rumine Omaso Abomaso Esofago

2. SEPARAZIONE DEL BOLO RUMINALE una bolla gassosa di composizione relativamente costante si raccoglie nelle regioni dorsali delle cavità. Ponte del Foraggio Concentrati

3. RUMINE - RETICOLO • Camera di fermentazione priva di ossigeno (ANAEROBICA:[O2] disciolto = 0,25M) • Parete con mucosa rivestita da epitelio pavimentoso. • Posto a monte del principale sito di assorbimento dei nutrienti (intestino tenue). Tutti i prodotti delle fermentazioni possono essere assorbiti ed utilizzati dall’animale

4. Micropopolazione Ruminale • Nel rumine si trovano microrganismi: • BATTERI (109-1010/ml), • MICETI (LIEVITI) (107/- 108/ml), • PROTOZOI (106/ml) • che vivono in simbiosi con il ruminante.

5. Micropopolazione Ruminale

6. Micropopolazione Ruminale Rapporto 5’000 : 50 : 1 • BATTERI • MICETI (LIEVITI) • PROTOZOI

7. Micropopolazione Ruminale

8. Substrati per leFermentazioni Ruminali I carboidrati costituiscono il substrato energetico per le fermentazioni batteriche (e dei microrganismi in genere) e le sostanze azotate degli alimenti forniscono il principale costituente plastico per gli stessi microrganismi.

9. CNCPS (Net Carbohydrate and Protein System, for Evaluating Cattle Diets) (Russell et al., 1992) 0.05 g di S.S./g di carboidrati fermentati/ora Batteri SC 0.15 g di S.S./g di carboidrati fermentati/ora Batteri NSC 0.4-0.5 g di S.S./g di carboidrati fermentati/ora Protozoi

10. Frazioni glucidiche e proteiche del CNCPS NDS Proteina Solubile Proteina In solubile NDF (Russell et al., 1992) CARBOIDRATI A = Zuccheri solubili e acidi organici B1= Amido e (pectine e b-glucani = fibre solubili) B2= NDF – (ADL X 2.4) = fibra disponibile = emicellulose e cellulusa C = ADL X 2.4 = fibra indisponibile PROTEINE A = NH4+, AA e Peptidi, B1= Globuline e piccola parte delle albumine (kd = 200-300%/h) B2= Albumine e gluteline (kd = 5-15%/h) B3= prolamine, estensine, prot. Denaturate (kd = 0.1-1.5%/h) C = prodotti di Maillard e N legato a ADL. (Indegradabile)

11. Velocità di fermentazione orariain funzione del tipo di substrato (secondo CNCPS)

12. La Fibra da foraggio ènecessaria allo sviluppo batterico (secondo CNCPS) • Se l’NDF da foraggi è inferiore al 20% della sostanza secca della razione • la crescita batterica si riduce del 2.5% per ogni riduzione di punto percentuale di NDF.

13. Morale • L’alimentazione migliore deve prevedere: • Molti mangimi amilacei e/o con molti zuccheri solubili ma senza ridurre troppo i foraggi • Non abbondare con mangimi fibrosi per la sostituzione dei foraggi

14. METABOLISMO SOSTANZE AZOTATE - RICIRCOLO DELL’UREA

15. CONCENTRAZIONE RUMINALEDEI COMPOSTI AZOTATI Aa liberi peptidi a basso PM NH3 Proteine Nucleotidi 0,1 - 0,5 mg/dl 0,2 - 1,0 mg/dl 0 - 130 mg/dl 100 - 400 mg/dl 1,5 - 40 mg/dl

16. METABOLISMO RUMINALE DELLO ZOLFO

17. Batteri cellulosolitici SC Utilizzo esclusivo di NH4+ Batteri amilolitici NSC utilizzo di AA & NH4+

18. Sincronismo delle Fermentazioni Ruminali

19. Proteine alimentari Sostanza organica 50-80% 60-70% DEGRADAZIONE E BIOSINTESI RUMINALE Proteine sintetizzate Stime CNCPS

20. Prodotti delleFermentazioni Ruminali • GAS • Acidi Grassi Volatili • CORPI MICROBICI

21. GAS prodotti dalleFermentazioni Ruminali • CO2ANIDRIDE CARBONICA • CH4 METANO • ALTRI (NH3, H2S …) • (AMMONIACA, IDROGENO SOLFORATO ECC…

22. GAS prodotti dalleFermentazioni Ruminali

23. GAS prodotti dalleFermentazioni Ruminali • Destino fisiologico: • Eruttazione • Destino patologico: • Meteorismo (o timpanismo)

24. 2) Acidi Grassi Volatili (AGV) • ACETICOCH3-COOHC2 • PROPIONICOCH3-CH2-COOHC3 • BUTIRRICOCH3-CH2-CH2-COOHC4 • LATTICO CH3-CHOH-COOHC3 • ALTRI (ISOBUTIRRICO, VALERICO, ISOVALERICO, ECC…) C4, C5, C6

25. 2bis) ISOACIDI • ACIDI GRASSI A CATENA RAMIFICATA • ISOBUTIRRICO, • ISOVALERICO • ECC… • Possono essere interessanti quali precursori dei • tre aminoacidi essenziali ramificati: • LEUCINA, • ISOLEUCINA E • VALINA

26. 3) Destino dei Microrganismi • Le spoglie dei microrganismi ruminali che imboccano l’omaso, iniziano un viaggio di non ritorno verso la digestione, forniranno così al ruminante: • VITAMINE (IDROSOLUBILI + K), • FOSFOLIPIDI (di membrana) ma soprattutto: • PROTEINE (microbiche)

27. pH Ruminale NSC NDF Il pH del liquor ruminale varia da 5,5 6,0 6,5 7,0 in funzione del tipo di alimento e dell’insalivazione

28. pH Ruminale VECCHIA TEORIA Per molti Autori il pH del liquor ruminale è strettamente legato al tipo di substrato glucidico presente (=alimento assunto) e quindi alla qualità degli acidi organici formatisi (> o < %le di Ac. Lattico). • IN REALTÀ: • Dipende + dalla quantità di Acidi che dalla qualità (i pK dei vari acidi non sono molto diversi fra loro). • Sono fondamentali i tamponi inorganici aggiunti con la dieta (bicarbonato di sodio, ossido di magnesio, carbonato di calcio, bicarbonato di potassio).

29. pK acidi organici • N° atomi di C pK • FORMICO C1 3.77 • ACETICO C2 4.76 • PROPIONICO C3 4.87 • n-BUTIRRICO C4 4.81 • LATTICO C3 3.86 • VALERICO C5 4.82 • MALICO C4 3.46 • CITRICO C6 3.14

30. Importanza della masticazione sul pH Ruminale (1) + Fibra lunga (da foraggi) + Masticazione (sia iniziale che mericica) + Insalivazione + apporto di fosfati e bicarbonato di sodio + pH Ruminale PRODUZIONE GIORNALIERA DI SALIVA di una bovina adulta 150 – 200 litri/giorno

31. Importanza della masticazione sul pH Ruminale (2) Tuttavia la fibra lunga (oltre 2-3 cm) non è necessaria perché la vacca mastica comunque. In ogni modo il bicarbonato di sodio totale apportato con la saliva nel lungo periodo tenderebbe ad essere costante (è un ricircolo) mentre è possibile (e tutti lo fanno) aggiungerne alla dieta.

32. VELOCITÀ DI FERMENTAZIONE RUMINALEDI ZUCCHERI SOLUBILI, AMIDI E FIBRA A = zuccheri solubili B = amidi e destrine Intensità della fermentazione C = carboidrati della parete cellulare Tempo (ore) 6 12 24