3 - Digestão em ruminantes

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RUMINANTES JOVENS - GOTEIRA ESOFÁGICA

Invaginação semelhante a calha na parede do retículo

Do cárdia ao orifício reticulomasal

Fechamento reflexo

Receptores na boca e faringe

Estímulo

Contração muscular com encurtamento e torção da goteira com

fechamento das bordas

Leite passa diretamente do esôfago ao canal omasal → abomaso

Desmame e avançar da idade

Reflexo perde a capacidade de resposta

1Goteira

esofágica

DESENVOLVIMENTO RUMENAL

Ruminante

Fases

Não ruminante = nascimento a 3 semanas de idade

Transição = 3-8 semanas de idade

Desenvolvimento das papilas do rúmen

Exposição aos AGV

Aquisição de bactérias e protozoários

Bactérias = independente de inoculação

Protozoários = contato com outros animais – via ar2

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MOTILIDADE RUMINORRETICULAR

Manutenção do ambiente ruminal

Fatores fisiológicos que influenciam a fermentação

Suprimento de substrato fermentável

Temperatura

370C

Força iônica (osmolalidade) do líquido ruminal

300 mosm

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Manutenção do ambiente ruminal


Suprimento de substrato fermentável

Temperatura

370C

Força iônica (osmolalidade) do líquido ruminal

300 mosm

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Potencial de oxi-redução

-250 a -450 mV

Anaerobiose

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Remoção de resíduo indigerível

Remoção de microorganismos

Compatível com regeneração

Tamponamento ou remoção de produtos ácidos da

fermentação anaeróbia

AGV

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Retenção seletiva e liberação de resíduos não-fermentáveis

Motilidade ruminorreticular

Paredes musculares

– Prega e pilares ruminais móveis

Sistema nervoso intrínseco

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Motilidade ruminorreticular

Contrações primárias ou de mistura

Contração bifásica do retículo

Contrações peristálticas do rúmen

– Saco dorsal

– Saco ventral

Contrações secundárias ou de eructação

Contração do saco dorsal do rúmen8

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1-3 contrações/2 minutos

> frequência na ingestão de alimentos

Zero no sono profundo

Ritmo e força de contração

Características da dieta

Alimento mais fibroso → contrações + fortes e +

frequentes

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Zonas funcionais geradas pelo movimento

Zona de ejeção

Área dorsal do retículo

Zona de escape potencial

Área ventral do saco cranial

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Fluxo seletivo de partículas

Partículas fragmentadas pela mastigação

Gravidade específica menor que 1

Ar aprisionado dentro e entre as partículas

Contração reticular

Rúmen

Estratificação em zonas

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Fluxo seletivo

Estratificação e segregação da ingesta

Efeito da gravidade e motilidade

Alimentação com forragem

Formação de zonas ou fases

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MOTILIDADE RUMINORRETICULARFluxo seletivo de partículas

Gravidade e motilidade

Zonas ou fases da ingesta ruminal

– Zona gasosa» Gases de fermentação

– Zona sólida» Partículas trançadas ou entrelaçadas

– Zona pastosa» Limites imprecisos

– Zona líquida» Consistência semelhante à água

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ECOSSISTEMA MICROBIANODIGESTÃO FERMENTATIVA

Bactérias28 espécies funcionalmente diferentes1010 a 1011 células/grama de ingestaAnaeróbias estritas ou facultativasTipos

CelulolíticasHemicelulolíticasPectinolíticasAmilolíticasUreolíticasProdutoras de metanoUtilizadoras de açúcaresUtilizadoras de ácidoProteolíticasProdutoras de amôniaUtilizadoras de lipídeos

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FungosProtozoários

105 a 106 células/grama de ingestaMassa total aproximadamente igual à de bactérias

Quantidade menor / Tamanho maior

CiliadosIsotricha

Entonodium

FlageladosPrincipalmente em ruminantes jovens

AnaeróbiosIngerem bactériasRetardam a digestão de substratos rapidamente fermentáveis


Cooperação e interação entre espéciesEcossistema complexo

Resíduos de uma espécie → substrato para outra– Ruminococcus albus e Bacterioides ruminicola

» R. albus: digestão de celulose» B. ruminicola: digestão de proteína

Fatores de crescimento supridos sinergicamente– Vitamina B

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ZONAS RUMINORRETICULARES

Zona sólida

Aderência dos microorganismos

Partículas entrelaçadas em fermentação

Flutuação

Bolhas de ar aprisionadas entre as partículas

Gases de fermentação produzidos pelas bactérias

agregadas ao material particulado

Mistura da ingesta da zona sólida

Sentido anti-horário

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Zona sólida

Mistura + fermentação

Dissolução das partículas

– Digestão dos carboidratos estruturais

Diminuição do tamanho das partículas

Escape do ar aprisionado

Diminuição da velocidade de formação de gases

Aumento da gravidade específica

Submersão das partículas 18

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Zona pastosa

Fermentação e redução do tamanho das partículas

Motilidade do saco ventral

Sentido horário

Partículas com gravidade funcional baixa

Suspensão na zona pastosa

Retenção na massa circulante

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Zona líquida

Partículas fermentadas

Material denso

Zona de escape funcional

Contração do saco dorsal

Partículas de 2-3 mm

– Retículo → orifício reticulomasal → omaso

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RITMO DE PASSAGEM DAS PARTÍCULAS E TAXA DE INGESTÃO

DE ALIMENTOS

Fibras de pouca digestibilidade

Maior tempo para fragmentação

Maior tempo de permanência no rúmen

Menor ingestão de alimentos

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RITMO DE PASSAGEM DAS PARTÍCULAS E TAXA DE INGESTÃO

DE ALIMENTOS

Tempo de permanência no rúmen

Alta digestibilidade

30 horas

Baixa digestibilidade

Superior a 50 horas

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RUMINAÇÃO

Remastigação da ingesta ruminal

Etapas

Regurgitação

Antes da contração primária do rúmen

Contração extra do retículo

Relaxamento do cárdia

Inspiração com glote fechada

Pressão negativa no tórax

Alimento entra no esôfago

– Contração peristáltica reversa

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RUMINAÇÃO

Etapas

Deglutição do líquido

Remastigação

Alimento fibroso x concentrado

Material regurgitado

Região dorsal do retículo

Partículas de tamanho e gravidade características

da zona pastosa

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RUMINAÇÃO

Função

Fragmentação adicional

Exposição dos substratos fermentáveis à ação microbiana

Separação das partículas

Água e pequenas partículas reingeridas

Grandes partículas remastigadas

Redeglutição

Zona pastosa

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RUMINAÇÃO

Tempo de ruminação

Quase zero para dietas ricas em grãos

±10h para dietas ricas em forragem

↑ ingestão = > ruminação

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ÁGUA

Fluxo constante através da massa de material sólido

Velocidade de trânsito

Maior da água do que material particulado do rúmen

Retenção do material particulado em fermentação

Água flui através do material

Água retira material solúvel e pequenas partículas

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TAXA DE DILUIÇÃO

Origem da água

Ingestão

Salivação

Mastigação / Ruminação

Alimentos

Alimentos suculentos

Alimentos fibrosos

– Maior ruminação → > salivação → > taxa de diluição

Alimentos concentrados

– Menor ruminação → < salivação → < taxa de diluição28

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TAXA DE DILUIÇÃO

Influência sobre a fermentação e produção de microorganismos

Altas taxas de diluição

Rápida remoção microbiana

– Redução da concentração

Estímulo à divisão celular

– Crescimento estimulado

Maior porção de energia dirigida para crescimento

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TAXA DE DILUIÇÃO

Influência sobre a fermentação e produção de microorganismos

Altas taxas de diluição

Seleção de microorganismos

– Crescimento rápido

– Microorganismos de crescimento lento

» Aderidos às partículas da zona sólida e pastosa

» Deixam o rúmen de acordo com a cinética da

redução de tamanho das partículas

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TAXA DE DILUIÇÃO

Produção de AGV

– Favorecimento da produção de ácido acético

– Aumento da relação ácido acético/ácido propiônico

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CONTROLE DA MOTILIDADE RUMINORRETICULAR

Sistema nervoso central

Centro de controle

Núcleo dorsal do vago no tronco cerebral

Sinais aferentes

Da luz do lúmen-retículo

Monitoram distensão, consistência da ingesta, pH,

concentração de AGV e força iônica

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Sistema nervoso central

Fibras eferentes

Nervo vago

– Coordena os padrões de motilidade

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Sistema nervoso entérico

Condições intraluminais

Distensão

– Receptor de estiramento

» Moderada → ↑motilidade

» Severa → inibição

Consistência da ingesta

Sólida → ↑motilidade

Líquida → ↓motilidade 34

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Condições intraluminais

pH

– 5,5 – 6,8

– ↓5,0 → quimiorreceptores → inibição da motilidade

Concentração de AGV

– ↑AGV → ↓motilidade para ↑absorção

Força iônica

– ↑osmolalidade → ↓motilidade

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OMASO

Folhas

Canal

Retículo ao omaso

Ingesta entra no omaso na contração reticular

Dilatação do orifício na 2ª fase da contração reticular

Contração corpo e folhas

Material para abomaso

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SUBSTRATOS E PRODUTOSDIGESTÃO FERMENTATIVA

Eficiência digestiva dos ruminantesEfeito suprimento de nutrientes sobre a taxa de crescimento microbiano

Disponibilidade de proteína e carboidrato bem equilibrada

Peptídeo Glicose↓ ↓

Aminoácido Energia

Síntese de proteínae crescimento celular

Manutenção celular37


Excesso de carboidrato em relação à proteína


AminoácidoEnergia


Manutenção celular

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Excesso de proteína em relação ao carboidrato


Aminoácido Energia


Manutenção celular

NH3

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