(Microsoft PowerPoint - Palestras nutri\347\343o EMV)

Assuntos Abordados
Nutrição de Ruminantes
Ruminantes
Importância:
Apresentam digestão altamente especializada
que permite melhor acesso à energia
proveniente de alimentos fibrosos quando
comparados aos demais herbívoros
Classificação e importância dos animais ruminantes;
Características digestivas dos ruminantes;
Anatomia e fisiologia do rúmen;
Características e desenvolvimento do sistema digestório;
Características do rúmen como câmara de fermentação;
Classificação dos ruminantes quanto sua capacidade digestória;
Microbiologia do rúmen;
Regulação do consumo em bovinos;
Digestão e metabolismo de carboidratos, compostos nitrogenados e
lipídeos;
Exigências nutricionais de bovinos de corte e leite.
Ruminantes vs Não ruminantes
Vantagens: Utilização de fibra; a capacidade de
converter N não protéico em aminoácidos; a
síntese de vitaminas do complexo B e vitamina K .
Desvantagens: A conversão de proteínas em
aminoácidos e por fim em nitrogênio não protéico;
a eliminação de metano; a absorção de açucares
no ruminante parece ser quase nula.
Ruminantes podem produzir unicamente às custas de forragem !
Número de Espécies
Ruminantes
Total: 155 espécies catalogadas
Espécies domesticadas: bovinos, ovinos,
caprinos, bubalinos, renas, iaques.
A maior parte das espécies não
domesticadas estão sob ameaça de
extinção.
RENA
IAQUES
1
Pseudoruminantes
Retículo com áreas glandulares
Omaso Indistinto (fundido ao abomaso)
Apenas dois pré-estômagos (rúmen e
retículo)
Camelos e dromedários apresentam um par
de caninos no maxilar superior
Pseudo-Ruminantes
ALPACA
DROMEDÁRIO
Lhama
Classificação (Hoffman)
Seletivos de
Concentrados
Intermediários
Comedores de
Forragem
Alce
Caprinos
Bovinos
Bubalinos
Girafa
OVINOS
Hábitos Alimentares
Bovinos
Ovinos
Caprinos
CAMÊLO
Peculiaridades das Espécies
As papilas do rúmen dos bovinos são mais
longas e numerosas que nos pequenos
ruminantes.
Os bovinos apresentam maior dificuldades em
digerir um alimento altamente protéico quando
comparados aos caprinos cuja saliva neutraliza
mais facilmente a acidez do rúmen.
Os caprinos também demonstram maior
capacidade de eliminar produtos tóxicos que os
bovinos.
CAPRINOS
Altamente seletivos; preferem vegetação
arbustiva, brotos e leguminosas.
Apreciam um grande número de espécies
vegetais.
Recusam alimentos fermentados e sujos; a
manutenção dos cochos deve ser diária.
Em geral preferem ervas de folhas largas
(árvores e arbustos).
2
OVINOS
Em geral os ovinos selecionam, de
preferência, as ervas de folhas estreitas
(gramíneas) e dicotiledôneas herbáceas.
Os ovinos lanados, preferem as espécies de
porte baixo, enquanto os ovinos deslanados
tendem a apresentar um comportamento
inverso.
Hábitos alimentares vs parasitoses.
BOVINOS
Pouco seletivos
Pastejam em grupos
Podem apresentar ramoneio
Anatomia e Fisiologia do Trato
Gastro-Intestinal
Anatomia e Fisiologia do Trato
Gastro-Intestinal
Histórico
Grécia antiga: primeira descrição da
compartimentação do estômago dos
ruminantes feita por Aristóteles.
1685: Peyer concluiu que a fermentação
ocorria no rúmen.
1865: Reiset reconheceu que o metano e
o CO2 são produtos da fermentação do
rúmen.
Histórico
1942: Hungat isolou a 1ª cultura de protozoários
do rúmen.
Anos 70 : Elucidaram-se os consórcios do
rúmen.
Anos 80: Utilização do DNA recombinante para
descrever a fisiologia do rúmen.
CARACTERÍSTICAS DO RÚMEN
3
RÚMEN
CARACTERÍSTICAS DOS QUATRO
COMPARTIMENTOS DO ESTÔMAGO
DOS
RUMINANTES
É o maior dos quatro
compartimentos. É revestido por células queratinizadas,
estratificadas, células epiteliais escamosas, que não
produzem muco. Apresenta numerosas papilas que
diferem entre si pela configuração e tamanho de acordo
com a sua localização.
Retículo
Omaso
BOVINO
OVINO
O omaso é formado por pregas longitudinais delgadas que se dispõem
com as folhas de um livro (folhoso). Função: regular o fluxo da digesta,
filtrando as grandes partículas. O omaso manda as partículas grande de
volta para o retículo e as menores para o abomaso.
É o menor dos quatro compartimentos. Apresenta pregas a
maneira dos favos de uma colméia. As pregas são denominadas
cristas do retículo e delimitam espaços tetra, pena ou hexagonais
chamados de células do retículo.
ADAPTAÇÕES DO PROCESSO
DIGESTIVO
Abomaso
PILÔRO
Intestino Delgado
Pré-ruminante – Goteira esofágica
Adaptação à vida extra-uterina
Manutenção do estágio pré-ruminante
Transformação do animal pré-ruminante
em ruminante.
ABOMASO
Produz ácido clorídrico e pepsinogênio. Regula a passagem de alimento
para o intestino.
OBS: O colostro deve ser fornecido nas primeiras horas de vida. O
abomaso não secreta ácido nem pepsinogênio durante o primeiro
dia de vida, permitindo a absorção de imunoglobulinas sem serem
digeridas.
4
Goteira Esofágica
Quando o filhote succiona a teta da mãe ou
o bico da mamadeira, a goteira esofágica
funciona como uma calha que desvia o leite,
levando-o diretamente ao abomaso.
Manutenção do estágio Préruminante
Produção do Vitelo: bovino jovem
alimentado apenas com leite. A carne tem
uma cor rosada mais clara e tem sabor
suave.
O tempo de abate é, no máx.,de 6 meses.
Alternativa rentável para machos de raças
leiteiras.
Produção de Vitelo
De Pré-ruminante a Ruminante
O objetivo deste sistema é obter bezerros
com 115 a 200 kg de peso vivo (70 a 125 kg
de carcaça), com aproximadamente, 3 a 4,5
meses de idade. Para tanto os bezerros
precisam ganhar, em média, mais de 900
g/cabeça/dia, com boa conversão alimentar.
A mudança de monogástrico para ruminante é
lenta e normalmente começa a partir da 2°3° semana de vida e depende muito da
disponibilidade de forragens ou grãos
presentes na dieta alimentar do animal.
Quando a dieta é apenas láctea o rúmen se
desenvolve muito vagarosamente.
Transição
Função do “creep feeding”
Aos 90 dias de vida o bovino já é
ruminante.
O metabolismo intermediário é desviado
da utilização de glicose para os
AGVs.Durante o período de transição os
pré-estômagos dobram seu tamanho
relativo e o abomaso diminui para menos
da metade.
Suplementação pré-desmame iniciada após os 30
dias de vida, que estimula o desenvolvimento
precoce do rúmen e incentiva os animais a
procurar outros alimentos, além do leite materno.
No momento do desmame os animais já estarão
habituados a suplementação em cochos,
diminuindo o período de adaptação e,
consequentemente, o estresse e a perda de peso.
5
Vantagens do “creep feeding”
“Creep feeding”
Após o 3° mês de lactação a produção de
leite começa a diminuir enquanto que o
terneiro, inversamente, aumenta suas
exigências
nutricionais.
Desmame vs Volume do Abomaso
Desmame vs Comp. Das Papilas
MOVIMENTOS DO RÚMEN
ESTABELECIMENTO DA
MICROBIOTA
Colocam os AGV em contato com a mucosa
ruminal promovendo absorção.
ERUCTAÇÃO: Começa com a contração do
retículo possibilitando a remoção de gases.
RUMINAÇÃO: Reduz o tamanho das
partículas para que os microorganismos
possam digerir o material.
(Nas diversas partes do Ap. digestório)
Streptococus e Clostrida a partir das 16
primeiras horas (colonização estabelecida
nas primeiras 24 horas).
6
No Rúmen
Bactérias e Fungos do Rúmen
Bactérias urolíticas: Iniciam a colonização a
partir dos dois dias de vida (convertem uréia
em Amônia).
Bactérias celulolíticas: a partir dos 4 dias de
vida.
Fungos: de 8 a 10 dias.
Protozoários: de 12 a 20 dias.
Protozoários do Rúmen
Protozoários do Rúmen
Considerações Finais
Com os pré-estômagos desenvolvidos e em
perfeito funcionamento, é possível usufruir
da fisiologia do ruminante no que diz
respeito à utilização da fibra como fonte
alimentar, garantindo o sucesso do sistema
de produção de carne e leite a baixo custo.
Regulação do consumo
7
Regulação do Consumo em Bovinos
Ingestão de Alimentos Pelos Ruminantes.
- Consumo Voluntário de Alimentos
Definição – quantidade ingerida durante um dia.
É importante equilibrar consumo e produção para que não haja queda
na produtividade ( subalimentação) nem depósito excessivo de gordura
(superalimentação).
SUbalimentação e superalimentação
Superalimentação – deve ser evitada pelo controle de consumo: o
depósito excessivo de gordura pode diminuir o valor do produto,
causar problemas metabólicos, reduzir fertilidade e é
extremamente caro de se produzir.
Adequação da dieta ao apetite
-
Subalimentação
Também deve ser evitada.
Fatores que concorrem para a subalimentação:
-ingestão insuficiente de alimentos;
-baixa digestibilidade (alto teor de fibra);
-aumento das necessidades nutricionais (final da gestação,
início da gestação, etc.);
-competição pelo espaço abdominal (útero pregnante);
-redução do metabolismo geral (doenças).
*pastagens de baixa qualidade.
Principais características do Hábito
de Ingestão
Tem por objetivo adequar a quantidade e qualidade da dieta às
exigências do animal:
-Os animais consomem por pouco espaço de tempo;
1- oferecer alimento de alta qualidade quando se objetivar alta
produtividade (crescimento, final de gestação, lactação);
2- reduzir a densidade nutricional da dieta em condições metabólicas de
menores exigências nutricionais para evitar deposição excessiva de
gordura.
Pode ser realizado controlando a relação de concentrado e volumoso
da dieta (confinamento) e em pastagem observando a altura do pasto
juntamente com o ciclo de crescimento da forragem, o tempo de
pastejo, etc.
Teorias Sobre o Controle da
Ingestão de Alimentos
-o número de refeições é variável;
-a distribuição das refeições durante o dia pode não ser uniforme;
-normalmente as maiores refeições são feitas durante o dia.
Teorias Sobre o Controle da Ingestão de Alimentos
1 - Teoria do fator único – concentra em um único e principal
controlador de consumo:
1 - Teoria do fator único – concentra em um único e principal
controlador de consumo:
- Distenção estomacal – o consumo é restringido pela capacidade física
do rúmen > alteração na digestibilidade e na taxa de passagem
modificam o consumo.
- Teoria Glicostática – o consumo voluntário pode ser controlado pelos
níveis de glicose no sangue > há pouca evidência de que a utilização
de glicose ou sua concentração sangüinea tenha um papel
significativo no controle da ingestão de alimento em ruminantes.
Aumentos no volume de órgãos abdominais (gordura abdominal e
útero pregnante) podem causar uma compressão no rúmen reduzindo
o consumo alimentar.
Pesquisadores observaram que o consumo é limitado pela capacidade
do rúmen, existindo uma relação constante entre o enchimento do
rúmen e o fim de refeições voluntárias de diferentes alimentos.
Teoria ainda mantida nos ruminantes.
Acetato e propionato parecem exercer uma função importante no
controle do tamanho das refeições. Infusões intra-ruminais desses
metabólitos deprimem a ingestão de alimentos em bovinos, ovinos e
caprinos.
Atualmente muitas outras substâncias têm sido estudadas no que se
refere ao controle de consumo de alimentos mas, nenhuma delas
(assim como a glicose) teve seu efeito efetivamente aceito de forma
individual.
8
Teorias Sobre o Controle da Ingestão de Alimentos
1 - Teoria do fator único – concentra em um único e principal
controlador de consumo:
- Controle termostático – os animais ingerem alimentos para manterem o
calor interno e param de comer para se prevenirem da hipertermia.
Teorias sobre o controle da ingestão de alimentos
2 – Teoria de fator múltiplo - pesquisadores concluíram que é pouco
provável que o consumo alimentar seja regulado por qualquer fator
isolado.
É comumente observado que os animais comem mais na estação fria.
A teoria termostática é verdadeira no sentido de que os mamíferos em
geral mantém uma temperatura corporal relativamente constante e que
a produção de calor é proporcional ao peso do alimento ingerido.
Entretanto, no excesso alimentar ativa-se os mecanismos de perda de
calor para prevenir a hipertermia.
*existem outras teorias de controle de consumo e outros metabólitos
envolvidos.
Com exceção da distensão estomacal, todas as teorias têm em
comum a idéia de que o consumo ou armazenamento de energia são
comandados pelo cérebro a fim de preservar a constância de uma
função orgânica.
3 – Controle nervoso central na ingestão de alimentos
- Lesões no hipotálamo (centro de saciedade e centro da fome) – vários
autores não observaram efeitos em ruminantes;
- Estimulação química : colecistoquinina (CCK), diminui a ingestão;
estrógenos, diminuem o consumo; sais de cálcio ionizados, estimulam
o consumo, etc.
Principais Fatores da Dieta que
Afetam a Ingestão de Alimentos
Principais Fatores da Dieta que
Afetam a Ingestão de Alimentos
1- Digestibilidade
- Quanto maior o teor de fibras em uma forragem, menor a sua
digestibilidade, maior o tempo de permanência no TGI e menor será a
ingestão voluntária.
Alimentos de baixa digestibilidade têm sua ingestão voluntária
normalmente controlada por fatores físicos.
*Dicotiledôneas e monocotiledôneas.
2- Concentração de energia
- O controle metabólico da ingestão de alimentos pela quantidade de
energia, também é feito pelo ruminante de forma a manter mais ou
menos constante a ingestão de ED.
Comum quando se utiliza alimentos concentrados.
Principais Fatores da Dieta que
Afetam a Ingestão de Alimentos
3- Proteína
- O limite mínimo crítico de proteína em uma ração é aquele nível
abaixo do qual a ingestão voluntária é afetada negativamente.
Ruminantes podem utilizar a uréia contida na saliva ou na dieta para a
síntese microbiana de proteína.
A deficiência de proteína na ração de ruminantes reduz a atividade da
microflora do rúmen e a taxa de degradação da FDN.
4- Deficiência ou excesso de outros constituintes da dieta
-
A deficiência ou excesso de qualquer nutriente essencial pode causar
redução na ingestão de alimentos: inapetência pode ser causada por
deficiência Mn, K, Na, Co, Cu, Vit A, Vit B12, entre outros.
Deficiência de Mn pode diminuir a digestibilidade da celulose; excesso
de F, Mo, Se e Zn diminuem a Ingestão Voluntária. Excesso ou
escassez de Na reduzem a IV.
Fatores Ambientais Afetando o
Consumo
5- Privação de água
1- Temperatura ambiente
-
A IV de alimentos cai drasticamente com a restrição de água em
bovinos. Provavelmente devido ao aumento da viscosidade da digesta.
6- Fatores sensoriais
-
A palatabilidade é a impressão total de todos os sentidos do animal
sobre o alimento.
Alta palatabilidade em um alimento terá um efeito positivo sobre a
combinação de sinais que controlam a ingestão de alimentos e
algumas vezes provocam aumento da ingestão.
• Forma – os ruminantes comem em maior quantidade alimentos
peletizados.
• Gosto – os ruminantes são sensíveis à soluções amargas, salgadas (o
sal é utilizado como controlador de consumo em várias técnicas de
alimentação de ruminantes), azedas e doces.
1.1 – ambiente frio
Em baixas temperaturas o animal tem que aumentar sua taxa de
produção de calor para manter a homeotermia. Este aumento nos
requerimentos energéticos resulta em aumento no consumo de
alimentos.
Em temperaturas muito baixas (menores que -10 C) interrompe-se o
consumo de alimentos em bovinos de corte.
1.2 – ambiente quente
Em altas temperaturas ambiente o consumo alimentar decresce a fim
de reduzir a produção de calor associada com a alimentação,
digestão, absorção e metabolismo, para prevenir aumento da
temperatura corporal.
Os animais preferem comer à noite.
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Fatores Ambientais Afetando o
Consumo
2- Fotoperíodo
A diferença mais óbvia entre o dia e a noite é a facilidade que o animal
tem para ver o alimento.
Refeições mais freqüentes ocorrem durante o dia, entretanto isto pode
ser modificado se houver a ocorrência de altas temperaturas
ambientais (e a ausência de sombreamento). Os animais podem
pastar mais à noite se a lua for brilhante.
Em ambientes de latitude intermediária, no inverno, ocorre um maior
tempo de alimentação no escuro pois os dias mais curtos não
permitem que os bovinos atendam seus requerimentos durante o dia.
Gado de corte gastam 75% do seu tempo de alimentação entre 6 e 18
horas.
Fatores Ambientais Afetando o
Consumo
3 – Fatores sociais
Bovinos criados em grupo aumenta o consumo alimentar.
4 – Estabulação
A estabulação protege os animais de temperaturas extremas,
umidade e ventos fortes. As características do local podem afetar o
consumo alimentar e níveis de produção.
5 – Distância da água
Ruminantes em sistema extensivo, quando tem que realizar grandes
caminhadas, reduzem a ingestão de alimento.
6 – Doenças
Infestações com helmintos causam reduções no consumo de
alimentos, assim como doenças metabólicas tais como acidose.
Regulação no Consumo em Bovinos
Tem sido proposto que a ingestão de alimentos é simplesmente
regulada para maximizar a eficiência do consumo de oxigênio. Tem
sido também hipotetizado que a relação custo/benefício na ingestão de
alimento é considerável, e a ingestão de alimento é regulada para
maximizar a produção de energia líquida por litro de oxigênio
consumido. O enchimento ruminal é mais uma conseqüência do
comportamento alimentar do animal do que um efeito regulador do
consumo. Esse argumento é parcialmente baseado na teoria do
envelhecimento e na relação já demonstrada que os processos no
corpo resultam em envelhecimento. Assim, os animais tentam alcançar
um balanço ótimo entre benefício e custo no comportamento alimentar
(Fisher, 2002)
Caracterização dos CHO
A fermentação de CHO no rúmen dá origem à produção de AGV que
atendem até 80% das exigências diárias de energia.
O uso de CHO pelos microrganismos do rúmen é um fator crítico para
maximização da proteína microbiana e manutenção da função ruminal.
Os CHO podem ser classificados como CE e CNE. Os CE são
encontrados na parede celular (PC) e os CNE estão localizados no
conteúdo celular (CC). A PC é composta principalmente de pectina,
celulose, hemicelulose e lignina.
Nutricionalmente é mais interessante classificá-los como CNF e CF. Os
CNF representam as frações degradadas mais rapidamente e incluem
pectina, amido e açúcares. Os CF, que ocupam espaço no TGI e
exigem mastigação para redução de tamanho das partículas e
passagem através do trato, incluem celulose e hemicelulose.
Os CF juntamente com a lignina representam a FDN – fração do
alimento de digestão lenta ou indigestível
CARBOIDRATOS
Metabolismo de CHO Estruturais
Introdução – Os CHO representam 70 a 80% da ração. São
fundamentais para atendimento das exigências de energia, síntese de
proteína microbiana, de componentes do leite e manutenção da saúde
animal. A fibra representa a fração de CHO de degradação lenta, ou
indigestível, e que pode, a depender de sua concentração e
digestibilidade, impor limites ao consumo de MS e energia. A saúde
dos ruminantes depende diretamente de concentrações mínimas de
fibra na ração que permitam manter a atividade de mastigação e
motilidade do rúmen.
A digestibilidade da fibra depende de características químicas
(composição e relação entre CHOE e concentração de lignina) e
físicas (capacidade de troca de cátions, poder tampão e hidratação
das partículas > lag time = tempo de colonização das partículas e
digestão).
10
Principais microrganismos
envolvidos com a digestão de CHO
Principais produto formados no
processo de digestão dos CHO
11
Exigências de fibra em rações para
bovinos
12
Exigências de fibra em rações para
bovinos
* Mertens (2000), sugere que, para manter o pH
ruminal em torno de 6,0 e o teor de gordura do
leite em 3,4%, a ração deve conter no mínimo
21% de peFDN, admitindo-se uma amplitude de
19 a 23% de peFDN na MS da ração.
Exigências de fibra em rações para
bovinos
Quando o conteúdo de FDN da dieta é menor ou
igual a 20% da MS, a produção de proteína
microbiana decresce 2,5% para cada 1% de
decréscimo na FDN.
Metabolismo dos CHO não Estruturais
Caracterização dos CHO não estruturais
CNE são um grupo de biomoléculas compostas de C, H e O que
estão presentes no CC vegetal.
As unidades básicas são denominadas monossacarídeos que,
normalmente, apresentam 3 a 6 átomos de C.
As pentoses mais comuns são ribose, desoxirribose, arabinose e
xilose.
As hexoses mais comuns são a glicose, a galactose e a frutose.
Apenas uma parte dos CHO sintetizados pelas plantas durante a
fotossíntese encontra-se na forma de monômeros livres.
Os monossacarídeos combinam-se para formar dissacarídeos,
oligossacarídeos e polissacarídeos.
O conjunto de CHO formado pelos açúcares simples, amido e pectina
também é classificado como CNF. Porém, diferentemente dos
açúcares e amido, a pectina não pode ser digerida por nenhuma
enzima produzida pelo ruminante.
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Metabolismo dos CHO não Estruturais
Caracterização dos CHO não estruturais
AÇÚCARES – são mono, di ou oligossacarídeos que possuem como
característica a solubilidade em água. O mais abundante e de
interesse nutricional é a sacarose, composta de glicose e frutose. A
fonte mais importante em regiões tropicais é a cana-de-açúcar, que
chega a ter aproximadamente 50% de sacarose na MS.
AMIDO – é um polissacarídeo não estrutural de elevado peso molecular.
As plantas armazenam nas raízes, caules, tubérculos e grãos. Os
grãos são as principais fontes de amido na alimentação animal,
podendo conter até 80% de amido na MS.
Quimicamente o amido é formado por dois polímeros – amilose (200 a
700 glicoses) e amilopectina (pode conter até mais de 15.000
glicoses).
PECTINA – está localizada na lamela média. Pode ser constituida por
ácido galacturônico, galactose, ramnose, glicose, xilose e arabinose.
Metabolismo dos CHO não Estruturais
Caracterização dos CHO não estruturais
PECTINA – está localizada na lamela média. Pode ser
constituida por ácido galacturônico, galactose, ramnose,
glicose, xilose e arabinose (a constituição das moléculas
de pectina é variável). Ligam-se entre si por meio de
interações não covalentes com íons cálcio.
A ausência de ligação da pectina com a matriz lignificada
pode ser comprovada pela sua fácil solubilidade em água
e no detergente neutro, sem a necessidade de clivagem
enzimática, e pela rápida e extensa degradação ruminal
(98% em 12 horas).
Alguns produtos são ricos em pectina, como polpa cítrica
(25%).
Fatores que afetam a digestão dos CHO
não Estruturais
AÇÚCARES – são rapidamente e completamente degradados no rúmen
e convertidos em AGV e, ocasionalmente, em quantidades
significativas de lactato.
AMIDO - de uma maneira geral são altamente digeríveis. Entretanto, são
conhecidos alguns fatores que podem afetar a taxa e a extensão da
digestão do amido pelo ruminante, interferindo na quantidade que será
fermentada no rúmen ou que chegará ao intestino delgado. Entre eles
estão a composição química, a presença de barreiras físicas nos
grãos, fatores antinutricionais, a forma física do alimento fornecido e
os diferentes tipos e intensidades de processamento aplicados aos
alimentos.
TAB. 2 P. 236
Fatores que afetam a digestão dos CHO
não Estruturais
- Até certo ponto, o aumento da participação do amido na fermentação
ruminal é benéfica nutricionalmente porque aumenta a disponibilidade
de energia rapidamente fermentável, com consequentes aumentos das
produções de proteína microbiana e de AGV. Entretanto, efeitos
adversos podem ocorrer tais como a acidose ruminal e redução na
digestibilidade dos CE da dieta e das ingestões de forragem e de MS.
- Os protozoários podem ter sua população reduzida (ou mesmo
exaurida) em animais alimentados com dietas contendo mais de 75%
de concentrados à base de grãos de cereais devido possivelmente ao
baixo pH do rúmen, baixa taxa de salivação e aumento da taxa de
passagem.
- Tem sido sugerido que eles reduzem a taxa e a extensão da digestão
do amido no rúmen e estabilizam a fermentação ruminal, protegendo
os animais da acidose (demoram até 36 horas para metabolizar o
amido engolfado e reduzem a população de bactérias amilolíticas).
14
ACIDOSE RUMINAL
ACIDOSE RUMINAL
-
-
-
A pressão para o aumento da produtividade tem mudado o perfil das
dietas fornecidas aos ruminantes.
O fornecimento de CHO rapidamente fermentáveis aumenta a
produção de AGV e de lactato.
Os mecanismos tamponantes do rúmen (a saliva, que contém
bicarbonato, fosfato e uréia, e a absorção de AGVs) podem ser
suplantados, e o pH ruminal pode cair para níveis abaixo de 5,5.
Há redução dos microrganismos celulolíticos, aumento da população
dos amilolíticos (principalmente Streptococus bovis), inibição dos
consumidores de lactato (Megasphera elsdenii e Selenomonas
ruminantium) e aumento de Lactobacillus spp.
O S. bovis e o L. vitulinus aumentam a capacidade de produzir lactato
quando o pH é reduzido para menos de 5,5.
ACIDOSE RUMINAL
-
-
ACIDOSE RUMINAL
-
-
A acidose crônica ou subaguda é um problema econômico mais grave,
porque resulta na redução do consumo voluntário e no desempenho,
apesar dos animais não parecerem doentes.
As estratégias para evitar a incidência de acidose ruminal constituem
no controle do fornecimento de alimentos concentrados, no tipo de
processamento de grãos, correto balanceamento dos CHO da dieta
(CE x CNE), monitoramento do tamanho das partículas da forragem
fornecida, adaptação gradativa ao aumento de concentrados na dieta*,
inclusão de ionóforos, antibióticos e anticorpos policlonais.
* Este período de adaptação deve ser aproximadamente 21 dias.
As mudanças no ecossistema ruminal com o supercrescimento das
bactérias produtoras de lactato podem ocorrer em menos de 24 horas.
Ambos L e D isômeros do ácido láctico são produzidos. Em pH maior
que 6,0 a proporção é de 4:1. O L-lactato é rapidamente metabolizado
pelas enzimas do ruminante localizadas no fígado e coração. Quando
o pH cai para valores inferiores a 5,0 o D-lactato, que é metabolizado
mais lentamente, pode representar mais de 50% do lactato presente
no rúmen, o que contribui para disfunção fisiológica geral do animal.
Na acidose aguda, podem ocorrer ulcerações nas mucosas ruminal e
intestinal, desidratação grave, abscessos hepáticos, queda do pH
sanguíneo. Caracteriza-se por diarréia severa e baixo consumo de
alimentos; compromete o desempenho animal e gera gastos com
medicação.
ACIDOSE RUMINAL
-
A adaptação permite que haja um equilíbrio entre o crescimento de
microrganismos produtores e consumidores de lactato no rúmen e
também que a mucosa ruminal aumente a capacidade de absorção de
AGVs.
-
Os ionóforos são assim chamados por causa de sua propriedade de
transportar íons. São compostos que possuem capacidade de formar
complexos lipossolúveis com cátions e mediar seu transporte através
de membranas celulares. São altamente efetivos contra bactérias
gram-positivas, mas exibem pouca ou nenhuma atividade sobre gramnegativas que possuem porinas (canais de proteína) com tamanho
limite de aproximadamente 600 Da. A maioria dos ionóforos são
maiores que 600 Da, e conseqüentemente não passam através das
porinas.
15
ACIDOSE RUMINAL
- Os anticorpos policlonais integram um grupo de
aditivos naturais que atuam como anticorpos
específicos contra bactérias ruminais que geram
fermentação indesejável, como as produtoras de
ácido láctico.
- Relata-se, também, que o uso de substâncias
alcalinizantes (bicarbonato de sódio e óxido de
magnésio) ou de uréia, na dieta, ajuda a reduzir a
depressão do pH ruminal após o consumo de
grandes quantidades de concentrados.
Acetato
Ferment.Láctica
70
50
Butirato
àc. Láctico
Efeito do excesso de Ác. Láctico
sobre os microrganismos
Nº de Bactérias
Produção de AGV em diferentes
faixas de pH
Flora
Normal
Bac.
Produtoras
de Lactato
Bac.
Utilizadoras
de Lactato
30
Faixa ótima para
Propionato
10
Digest.
da celulose 6,5
7
6,0
5,5
5
Tempo após alimentação
pH do Rúmen
Acidose
Laminite
Excesso de carboidratos fermentáveis
na dieta (acima de 1% do PV)
Aumento da produção de AGV,
principalmente Propionato
Cai o pH e aumenta a pop.
de S. Bovis
Acidose
Subclínica
pH 6,0
Apenas Lactobacillus
sobrevivem
pH
5,0
ACIDOSE
AGUDA
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Digestão pós-ruminal dos CNE
-
Digestão pós-ruminal dos CNE
-
-
Amido – quantidades variáveis do amido que escapa da fermentação
ruminal são digeridas até glicose no ID (é metabolizada até lactato nos
enterócitos, auxiliando no suprimento energético do ID).
A produção e secreção de amilase pancreática são dependentes da
quantidade de amido que chega ao ID. Aumento de até 2,5 vezes foi
observado quando a quantidade de concentrado da dieta de novilhos
aumentou de 20% para 80% (Van Hellen et al., 1978).
É aceito que o ID apresenta capacidade limitada de digestão de amido
pela insuficiência de produção de amilase, pela capacidade limitada
de absorção de glicose ou do tempo insuficiente para hidrólise
completa do amido
Digestão pós-ruminal dos CNE
-
Estratégias que visem o aumento da digestão pós-ruminal do amido
podem ser pouco vantajosas.
-
O amido que escapa da digestão enzimática no ID pode ainda ser
fermentado até AGVs no IG, ou ser eliminado pelas fezes.
-
Pectina – A pectina que escapa da fermentação ruminal apenas pode
ser fermentada pelos microrganismos do IG. Entretanto, por causa da
sua elevada taxa de degradação ruminal é esperado que seja
completamente fermentada no rúmen.
Metabolismo de Proteínas
Metabolismo de Proteínas
-
Proteínas são macromoléculas presentes nas células com funções
diversas.
Apesar de ocorrerem aproximadamente 300 aa na natureza, apenas
20 são utilizados na síntese protéica de todos organismos vivos.
Do ponto de vista nutricional os aa podem ser classificados como aaE
e aaNE.
Os aa podem ser utilizados para a síntese de outros metabólitos. São
catabolizados via ciclo de Krebs como compostos glicogênicos ou
cetogênicos. O grupo amino é convertido em uréia (via ciclo da uréia)
e excretado
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Metabolismo de Proteínas
Metabolismo de Proteínas
Degradação ruminal de proteína
- A PB contida nos alimentos é calculada como N x 6,25. A PB de
forrageiras apresentam percentual considerável de NNP; esse valor
aumenta quando as forrageiras são conservadas (os teores de NNP
variam de 10 a 15% no matéria natural, 15 a 25% no material fenado e
30 a 65% no ensilado).
-
Nas forrageiras frescas, o NNP é representado principalmente por
peptídeos, aa livres e nitratos. Nos alimentos concentrados os teores
de NNP na PB são normalmente inferiores a 12%.
- A PB contida nos alimentos é composta por uma fração degradável no
rúmen (PDR) e uma fração não degradável no rúmen (PNDR). A
degradação de proteína no rúmen ocorre através da ação de enzimas
secretadas por microrganismos. Esses microrganismos degradam a
PDR e utilizam peptídeos, aa e amônia para a síntese de proteína
microbiana e multiplicação celular.
-
Metabolismo de Proteínas
Metabolismo de Proteínas
Degradação ruminal de proteína
- A PDR da origem a peptídeos, aa e amônia, e é utilizada pelos
microrganismos ruminais para a síntese de proteína microbiana. A
Pmic é normalmente a principal fonte de proteína metabolizável para
ruminantes. A PNDR é a segunda fonte seguida da proteína
endógena.
- O suprimento de quantidades adequadas de PDR e PNDR é
fundamental para otimizar a produção de Pmic e complementa-la
adequadamente com a PNDR e, assim, suprir as exigências em
proteína metabolizável dos animais. Não pode esquecer da qualidade
da PNDR.
- A amônia presente no rúmen é originária da degradação da proteína
verdadeira da ração, do NNP da ração, do N reciclado para o rúmen
na forma de uréia e da degradação das células microbianas mortas no
rúmen.
Degradação ruminal de proteína
- Quando uréia é fornecida, o pico de amônia ocorre normalmente 1 a 2
horas após a alimentação. Para fontes de PV, o pico de amônia corre
3 a 5 horas após a alimentação, dependendo da degradabilidade
ruminal das fontes de proteína. A eficiência de utilização da amônia
pelos microrganismos para a síntese de Pmic depende da
disponibilidade de energia.
-
Metabolismo de Proteínas
-
A PM no intestino de ruminantes é representada pelo total de aa
provenientes da digestão intestinal da Pmic, da PNDR e da
Pendógena.
A Pmic pode representar 45 a 55% da PM em vacas leiteiras de alta
produção, 55 a 65% em bovinos de corte confinados e mais de 65%
em bovinos mantidos em pastagem.
A célula microbiana contém 62,5% de PB, 21% de CHO, 12% de EE e
4,4% de MM. A Pmic contém 80% de PV e 20% de ácidos nucléicos.
Como as células microbianas contém PB, CHO, EE, MM e vitaminas é
necessário a presença destes compostos no rúmen para que seja
possível a multiplicação celular. Eles serão fornecedores de energia,
N, minerais e vitaminas.
A amônia não utilizada para a síntese de Pmic é absorvida através da
parede ruminal por difusão e transportada para o fígado. A amônia é
absorvida na sua forma não ionizada (NH3). Na forma ionizada (NH4+)
ela não é absorvida. Portanto a redução do pH favorece a ionização e
reduz a absorção, enquanto a elevação do pH favorece a não
ionização e aumenta a absorção.
Metabolismo de Proteínas
Síntese de Pmic
-
A PDR depende de fatores tais como a composição da proteína
(principalmente a relação entre NNP e PBV), a estrutura tridimensional
da proteína, o tempo de retenção do alimento no rúmen, o pH ruminal,
o processamento do alimento, etc..
Síntese de Pmic
-
Fontes de energia – quase a totalidade dos microrganismos utilizam
CHO como fonte de energia. Algumas espécies utilizam a proteína e
nenhuma utiliza gordura.
Quanto ao CHO dividem-se em fermentadoras de CF e CNF. Os CNF
suportam maior produção microbiana que os CF em decorrência de
sua maior taxa e extensão de degradação.
Rações ricas em concentrado , portanto, suportam maior produção
microbiana por serem mais ricas e disponibilizarem mais nutrientes.
Fontes de N – as bactérias fermentadoras de CF requerem amônia
como fonte de N, enquanto as fermentadoras de CNF têm um maior
requerimento por aa e peptídeos. Para a síntese de aa a partir de
amônia é necessário energia e esqueletos de C, que são ácidos
graxos de cadeia ramificada (n-valérico, isovalérico, isobutírico e 2metil-butírico) originados da degradação de aa.
18
Metabolismo de Proteínas
Metabolismo de Proteínas
Síntese de Pmic
-
-
A degradabilidade ruminal das fontes protéicas pode afetar a
disponibilidade ruminal de amônia, aa e peptídeos para a síntese
microbiana. Alguns autores têm sugerido que valores entre 10 e 13%
de PDR na MS da ração para maximizar a síntese microbiana.
Tanto o NRC (2001) de gado de leite como o NRC (1996) de gado de
corte calculam a Pmic com base no NDT da ração:
-
Kg de Pmic = kg de NDT x 0,13
-
Minerais e vitaminas – Co e S são necessários para a síntese de vit.
B12 (cianocobalamina) e aa sulfurados.
Digestão e absorção intestinal
-
-
Metabolismo de Proteínas
Metabolismo de Proteínas
Digestão e absorção intestinal
- A mucosa do ID contém sítios para absorção de
peptídios, aa, nucleotídeos e nucleosídeos.
- A absorção ocorre por transporte ativo.
- Os aaE são absorvidos mais rapidamente que os
aaNE.
Metabolismo de aa pelos tecidos
-
-
Metabolismo de Proteínas
-
-
Por muito tempo a PB foi o principal parâmetro usado para a
determinação das exigências protéicas na formulação de rações para
ruminantes.
Para animais com desempenho elevado, o rúmen não é capaz de
suprir toda a proteína necessária para a manutenção corporal e
produção. Uma maior quantidade de proteína tem que escapar da
fermentação ruminal para ser digerida no ID, porém sem que haja
limitação de N para a síntese de Pmic.
O perfil de aaE da PNDR é tão importante quanto a quantidade dessa
proteína para que se possa maximizar o desempenho.
Após a absorção os aa são utilizados pelos tecidos dos animais
principalmente para a síntese de proteínas.
Os aa podem também ser convertidos em outros compostos de grande
importância como purinas, pirimidinas, hormônios, por exemplo.
Os aa não utilizados nesses processos são deaminados originando
amônia e esqueleto de carbono. Os EC podem produzir glicose
(gliconeogênese) e lipídeos.
O catabolismo de aa ocorre via ciclo de Krebs.
Metabolismo de Proteínas
Sistemas protéicos para ruminantes
-
As fontes de proteína que chegam ao ID são a Pmic, a PNDR e a
Pendógena. A mistura de aa provenientes da digestão destas fontes é
denominada PM.
A digestão da proteína que deixa o rúmen tem inicio com a ação da
pepsina no abomaso e continua com a ação das enzimas pancreáticas
(tripsina, quimotripsina e carboxipeptidases) e intestinais
(aminopeptidases e dipeptidases).
NRC (2001) assume : A Pmic contém 80% de PV. A digestibilidade da
PV da Pmic é de 80%, o que determina uma PM de 64%. A PNDR é
considerada 100% de PV, com coeficientes de digestibilidade que
variam de 50 a 100%.
Caracterização das fontes protéicas
-
As fontes de nitrogênio utilizadas na alimentação de bovinos são o
NNP e PV (PDR e PNDR).
- A principal fonte de NNP é a uréia, cuja utilização eficiente exige
alguns cuidados:
1 - dose correta e mistura uniforme na ração, para evitar intoxicação.
2 - disponibilidade de energia
3 - fornecimento de S
4 - adaptação
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Metabolismo de Proteínas
Metabolismo de Proteínas
Caracterização das fontes protéicas
- Quando se formula ração para bovinos, em termos de
adequação protéica, deve-se ter por objetivo suprir
quantidade adequada de PDR para maximizar a síntese
microbiana e então complementá-la com PNDR, para
suprir as exigências do bovino em PM. A PNDR deve ter
um perfil aminoacídico adequado para que o perfil de aaE
da PM seja adequado.
Caracterização das fontes protéicas
- A Pmic é a melhor fonte de proteína
disponível para a síntese de proteína do
leite ou tecido animal. O farelo de soja ficou
em segundo lugar, seguido da farinha de
peixe.
Metabolismo de Proteínas
Metabolismo de Proteínas
Efeito de fontes protéicas no desempenho animal
-
Para se ter sucesso com suplementação de PNDR deve-se:
1- respeitar o balanceamento adequado de PDR, para não limitar a
síntese microbiana.
2- utilizar fontes de PNDR que forneça os aaE necessários para a
produção (observar principalmente os níveis e a proporção de lis e
met).
Vacas com produções inferiores a 30 kg tem a exigência em PNDR
suprida por alimentos convencionais, tais como FS, FA.
Resultados de desempenho de gado de corte tem sido extremamente
contraditórios.
Balanceamento de aminoácidos
-
A formulação de rações com base no perfil de aaE na PM,
possivelmente será uma técnica a ser utilizada em pouco tempo por
produtores de leite.
-
Rações com 7,2% de lisina e 2,4% de metionina > PNDR > perfil
aminoacídico ajustado às necessidades da produção.
Metabolismo de lipídeos
lipídeos nos alimentos
Metabolismo de lipídeos
-
O teor de AG na maioria das rações é relativamente baixo, enquanto
pode chegar até 40% em sementes oleaginosas.
-
A MS ingerida pelos animais domésticos contém cerca de 3 a 4% de
AG, predominantemente insaturados.
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Metabolismo de lipídeos
Metabolismo de lipídeos
Funções dos lipídeos
Metabolismo ruminal de gordura
-
-
Os animais têm exigências específicas de AGE como componentes
das membranas celulares e precursores de moléculas regulatórias.
-
De uma maneira geral as necessidades de AGE podem ser supridas
quando eles participam com aproximadamente 1% na MS consumida.
-
Sob condições de alimentação normal, não se observa deficiência de
AGE, mesmo em animais jovens com rápido crescimento.
-
Uma vez liberados no rúmen, os triacilgliceróis são rapidamente
hidrolisados (lipólise) a AG e glicerol. O glicerol é rapidamente
fermentado a AGV.
Os AG, especialmente os poliinsaturados, são tóxicos aos
microrganismos. A toxicidade parece estar associada àqueles AG que
têm maior solubilidade em água e membranas celulares, com potencial
para romper a estrutura das membranas. Quando a dieta é rica em
volumoso a toxicidade é reduzida (os AG associam-se com as
superfícies hidrofóbicas das partículas de alimento).
Metabolismo de lipídeos
Metabolismo ruminal de gordura
- Os microrganismos desenvolveram um mecanismo de
autodefesa chamado de biohidrogenação, que converte
AGI em AGS, que são menos tóxicos.
- A biohidrogenação ocorre também como mecanismo para
eliminação de H produzido pela fermentação de CHO.
- Os AG têm que estar na forma livre para que ocorra a
biohidrogenação.
Metabolismo de lipídeos
Metabolismo lipídico nos tecidos
-
O tecido adiposo é importante tanto para a sobrevivência do animal
como por ser um fator que influencia a qualidade dos produtos
comercializados pelo homem.
- Como a gordura é armazenada de forma praticamente anidra e os AG
são mais reduzidos que CHO e proteínas, a densidade energética do
tecido adiposo chega a ser 9 vezes superior.
- A energia pode ser rapidamente depositada ou mobilizada no tecido
adiposo, em resposta ao estado nutricional, por meio de fatores
regulatórios metabólicos.
- A deposição de gordura no tecido adiposo ocorre por dois processos:
1- incorporação de AG pré-formados
2- por meio da síntese de AG
Metabolismo de lipídeos
Metabolismo lipídico nos tecidos
- O primeiro passo na lipogênese é a conversão do acetato
em acetil-CoA e deste em malonil-CoA.
8 acetil-CoA + 14 NADPH+H + 7 ATP → Ác. Palmítico + 14 NADP + 8 CoA + 7 H2O+ 7 ADP + 7 Pi
- Em ruminantes, o acetato para a lipogênese origina-se no
rúmen.
- O NADPH é gerado pela oxidação da glicose via pentose
fosfato e conversão do isocitrato em α-cetoglutarato pela
enzima isocitrato desidrogenase (no citossol).
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Metabolismo de lipídeos
Metabolismo lipídico nos tecidos
- Sob condições de necessidade de energia acima da
consumida, a lipólise ocorre pela ativação da lipase
hormônio-sensível, mediada por vários hormônios tais
como epinefrina, norepinefrina, corticóides, hormônio da
tireóide e glucagon.
- A lipólise decresce após as refeições em decorrência do
aumento da insulina, hormônio antilipolítico primário. Sua
intensidade também é sensível ao balanço de energia,
sendo baixa durante a deposição de tecido adiposo e alta
quando o balanço energético é negativo.
Metabolismo de lipídeos
Metabolismo lipídico nos tecidos
-
-
-
Tecido hepático – o destino normal dos AG hepáticos é sua
incorporação nos TG e fosfolipídeos e exportação para o plasma como
VLDL. Em balanço energético negativo acentuado, como início de
lactação, a absorção hepática de AG excede a capacidade de síntese
e secreção de VLDL. Observa-se aumento na β-oxidação de AG,
podendo ocasionar cetose.
Em baixas concentrações de glicose a concentração de malonil-CoA é
baixa e a CPT-I é alta. Assim, os AG são β-oxidados rapidamente
gerando grandes quantidades de acetato e equivalentes redutores. O
acetato é oxidado via ciclo de Krebs, que pode ter sua atividade
decrescida em decorrência da elevada concentração de ER ou
reduzida disponibilidade de oxaloacetato. Sob tais condições, o
acetato em excesso é desviado para a síntese de corpos cetônicos.
A cetose é uma condição metabólica tóxica.
Metabolismo de lipídeos
Suplementação com gorduras
-
-
-
Normalmente, o aumento da ingestão de gordura (maior densidade
energética) diminui o consumo, causado por mecanismos regulatórios
de ingestão específicos ou por limites fisiológicos para metabolização
de lipídeos.
Rações de ruminantes caracterizam-se por possuir baixos teores de
gordura. Suplementação com até 10% de EE na MS consumida tem
sido empregada com sucesso em regiões quentes, apesar de
suplementações acima de 5% reduzir o consumo de MS.
Diversos tipos de suplementos comerciais contendo lipídeos inertes no
rúmen estão disponíveis no mercado.
Metabolismo de lipídeos
Metabolismo lipídico nos tecidos
- Tecido muscular – AG, β-OH-butirato, acetoacetato (em
jejum) e o acetato são metabólitos usados como fonte de
energia em substituição à glicose.
- Glândula mamária – Metabólitos com quatro átomos de C,
principalmente β-OH- butirato, são unidades preferenciais
no processo de elongamento.
Metabolismo de lipídeos
Suplementação com gorduras
- O efeito mais consistente da suplementação
lipídica é a diminuição na concentração de
amônia ruminal (provavelmente devido a
uma redução na proteólise).Pode ocorrer
aumento na produção ruminal de propionato
e,
geralmente,
ocorre
redução
na
metanogênese.
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