Apresentação

METABOLISMO MICROBIANO RUMINAL:DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS

Marcelo Dal Pozzo –Me. em Zootecnia

Universidade Federal do Pampa - UNIPAMPA

Ruminante

Vantagens da fermentação pré-gástrica

Tempo de fermentação prolongado - Relativa estase degrande volume de digesta propicia adequado crescimentomicrobiano

Ambiente tamponado - propicia diversidade microbiana

Detoxificação de compostos secundários das plantas

Massa microbiana é nutricionalmente significativa para oanimal (compõe proteína metabolizável)

Permite existir a Ruminação

Reciclagem de N via saliva

Síntese de vitamina B

4

Desvantagens da fermentação pré-gástrica

Perda de parte da energia em carboidratos como calore metano

Proteína de alta qualidade pode sofrer redução novalor protéico (apesar da proteína microbiana ser dealta qualidade)

Fibra pode restringir consumo

ALIMENTO

DEGRADAÇÃO

MASSAMICROBIANA

AGV

PASSAGEM PASSAGEMABSORÇÃO

Rúmen

Digestão extracelular - ação enzimática

Pectina Hemicelulose Celulose Amido Sacarose

Ácidos urônicos

Xilulose

Xilobiose

Pentoses Hexoses

Ciclo das pentoses

Celobiose Dextrinas

GLICOSE

Maltose

Frutose

Amilose + amilopectinamicrobiana

Oligossacarídeos (Frutosanas)

AGVs

Membrana celular bacteriana

GLICOSE

Piruvato

• Glicólise via Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) – Piruvato

Metabolismo dos carboidratos e produção de

ácidos graxos voláteis

10

Ácidos orgânicos (lineares ou ramificados)

1-7 carbonos

Voláteis à temperatura ambiente

Importantes:

fórmico

acético

propiônico

butírico

isobutírico

valérico

isovalérico

2-metilbutírico

hexanóico

heptanóico

Ácidos Graxos Voláteis

11

Principal fonte de energia para os ruminantes:

aproximadamente 90% da energia

disponibilizada aos tecidos é obtida por

intermédio dos AGVs

Ácidos Graxos Voláteis

Importância

Diversos microrganismos envolvidos na produçãodos AGVs

PRODUTO DE FERMENTAÇÃO NÚMERO DE ESPÉCIES QUE PRODUZEM

Fórmico 16

Acetato 21

Propionato 6

Buritato 7

Lactato 13

Succinato 12

Etanol 8

CO2 9

Hidrogênio 10

Metano 1

H2S 9

Produção de AGVs

Espécie Forma Gram Substratos fermentáveis

Amido Celulose celobiose xilose glicose Principais Produtos

Ruminococcus sp. Coco + - + + + + A; S

Streptococcus bovis Coco + + - + + + L

Prevotella sp. Bacilo - + - + + + A;P;iB;S

Diversos microrganismos envolvidos na produçãodos AGVs

Produção de AGVs

Produção de AGVs

NADH + H+ NAD+ + H2

• NAD = Nicotinamide adenine dinucleotide, molécula com capacidade de transportar elétrons.

• H+ = Próton de hidrogênio

• H2 = Gás hidrogênio

Produção de AGVs

Produtos mais reduzidos(i.e. propionato, succinato e lactato)

NADH

NAD+

Monossacarídeos

Piruvato

Produtos mais oxidados(i.e. acetato ou butirato)

NAD+

NADH

Fdox

Fdred

H+

H2

4H2 + CO2

CH4 +2H2O

MetanógenasNAD+

NADH

Fatores interferentes na produção de AGVS

'Padrão' da dieta:

Proporção de fontes de carboidratos diferentes

Tempo após alimentação

Frequência de alimentação

FaixaDieta

volumosa

Dieta

concentrada

Acetato, % 54 – 74 70 50

Propionato, % 16 – 27 20 40

Butirato, % 6 – 15 10 10

AGV total (mM) 90 150

Fonte: Lana, 2005.


TEMPO APÓS A ALIMENTAÇÃO

(horas)

FENO DE ALFAFA FENO DE TRIGO (GRANADO)

TOTAL

AGV mol/mL

%MOLAR TOTAL

AGV mol/mL

% MOLAR

Acético Propiônico Butírico Acético Propiônico Butírico

0 93 70 15 15 87 68 18 14

0,5 125 71 17 12 94 65 20 15

1 158 71 18 12 112 62 22 16

2 210 70 19 11 141 59 25 16

3 252 69 19 11 144 59 26 15

4 255 69 19 12 182 58 26 16

6 216 70 19 11 205 59 27 14

8 223 71 19 10 136 60 26 14

12 228 73 17 10 152 64 23 13

16 183 73 16 11 132 67 21 12

20 135 71 16 13 114 68 19 13

24 100 69 17 14 90 70 17 13

18

Aumento da concentração de AGV com o passar do tempo

Sem alteração das proporções entre os diferentes AGVs

70 19 11


TEMPO APÓS A ALIMENTAÇÃO

(horas)

FENO DE ALFAFA FENO DE TRIGO (GRANADO)

TOTAL

AGV mol/mL

%MOLAR TOTAL

AGV mol/mL

% MOLAR

Acético Propiônico Butírico Acético Propiônico Butírico

0 93 70 15 15 87 68 18 14

0,5 125 71 17 12 94 65 20 15

1 158 71 18 12 112 62 22 16

2 210 70 19 11 141 59 25 16

3 252 69 19 11 144 59 26 15

4 255 69 19 12 182 58 26 16

6 216 70 19 11 205 59 27 14

8 223 71 19 10 136 60 26 14

12 228 73 17 10 152 64 23 13

16 183 73 16 11 132 67 21 12

20 135 71 16 13 114 68 19 13

24 100 69 17 14 90 70 17 13

70 19 11 60 25 15


ID Sangue

Portal

Figado Circulação Geral Tecido Nervoso

G CO2+H2O

a.a a.a a.a

a.a

Rúmen

G

Lactato

G

Tecido Muscular

a.a Proteína

Lactato LactatoPropionato

Propionato Propionato

CC

Glândula Mamária

Butirato CC CC Tecido Adiposo

Glicerol

TG

AG

CO2+H2O

Acetato Acetato Acetato

G

CO2 + H2OCC

Acetato

Acetato

ID Sangue

Portal

Figado Circulação Geral Tecido Nervoso

G CO2+H2O

a.a a.a a.a

a.a

Rúmen

G

Lactato

G

Tecido Muscular

a.a Proteína

AG

Lactato LactatoPropionato

Propionato Propionato

CC

Glândula Mamária

Butirato CC CC Tecido Adiposo

Glicerol

TG

AG

CO2+H2O

Acetato Acetato Acetato

G

CO2 + H2OCC

Glicerol

GlicerolAG

AG a.a Proteína

G Lactose

AG TG

Acetato CO2 + H2O

CO2+H2O

Apresentação

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