Aspectos anátomo-fisiológicos do aparelho digestivo dos monogástricos e ruminantes

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Aspectos anátomo-fisiológicos do aparelho digestivo dos monogástricos e ruminantes
Carnívoros
Cães e gatos
TGI curto
Herbívoros
Ruminantes (bovinos, ovinos, caprinos, bubalinos, camelídeos, etc.)
Não ruminantes (equídeos, coelhos, elefantes, etc.)
TGI longo = Adaptações do TGI para facilitar a digestão da fibra (rúmen-retículo, ceco, cólon)
Omnívoros
Humanos e suínos
TGI intermediário
Classificação dos animais de acordo com hábito
alimentar
NÃO-RUMINANTES
RUMINANTES
AVES
Classificação dos animais de acordo com a anatomia do aparelho digestivo
NÃO-RUMINANTES
Subdivididos segundo a funcionalidade do ceco e cólon;
Monogástricos com TGI com ceco e cólon não muito
funcionais: suíno, cão, peixe, macaco, homem.
Monogástricos com TGI com ceco e cólon funcionais: equídeos e coelhos.
Classificação dos animais de acordo com a anatomia do aparelho digestivo
Significância da digestão fermentativa
Todos os mamíferos têm alguma capacidade fermentativa no TGI
A importância é directamente relacionada com o consumo de fibra
Volume compartimentos do TGI, expressa em percentagem do total. Fonte: Parra, 1978, citado por Van Soest (1994)
Fonte: Parra, 1978, citado por Van Soest (1994)
Trato gastrointestinal das aves
Desprovidas de lábios, mas têm o BICO que serve para apreender alimentos e defesa.
Têm o PAPO, onde se armazenam os alimentos para incorporá-los humidade e temperatura, facilitando seu seguimento e posterior digestão.
O PROVENTRÍCULO contem glândulas que produzem pepsinógenio e ácido clorídrico
A MOELA, órgão muscular, que serve para triturar os alimentos, substituindo
os dentes.
O INTESTINO DELGADO tem duodeno e íleo, mas a principal digestão ocorre no duodeno com ajuda das secreções do pâncreas e figado.
A CLOACA é um orgão de excrecção comum dos aparelhos digestivo, urinario e reprodutor.
Trato gastrointestinal do porco
presença	do	cólon	(ascendente
Tem um TGI similar ao do cão.
A	maior	diferença	no	porco	é	a
e
descendente) em forma de espiral.
três
grandes
O	TGI	apresenta compartimentos:
Estômago Intestino delgado Intestino grosso
Trato gastrointestinal de ruminantes
Particularidades da Fisiologia Digestiva em Ruminantes: Boca
Dentição permanente de ruminantes
Incisivos: 0/4
Caninos: 0/0
Pré-molares: 3/3
Molares: 3/3
Preensão de alimentos
Incisivos inferiores
Superficie superior (almofada dentária)
lábios
Língua (especialmente)
Mastigação
Mecanismo de trituração dos alimentos
Envolve especialmente os molares
Aumenta a área de acção enzimática
Facilita a deglutição
Intensa, mov. horizontais e verticais
Particularidades da mastigação
Cães é lenta, equinos demorada
Ruminantes é dividida em duas fases:
1ª rápida, e a 2ª (ruminação) lenta
Particularidades da Fisiologia Digestiva em Ruminantes: Boca
Particularidades da Fisiologia Digestiva em Ruminantes: Saliva
Produzida pelas glândulas salivares
2 Parótidas (as maiores glândulas salivares mais importantes para ruminantes)
2 submaxilares
2 sublinguais (menores)
2 molares inferiores
Palatina, faríngea, labial
Nasolabial
Particularidades da Fisiologia Digestiva em Ruminantes: Saliva
Funções
Humedecer e lubrificar os alimentos, facilitando a deglutição
Fornece 70% da água disponível no rúmen
Ausência da enzima α-amilase (ptialina; presente em não ruminantes) e lipase salivar
Presença de enzima anti-bacteriana (lisozima) digestão da parede celular das bactérias
Nutrientes para os microorganismos ruminais: P, N (ureia), mucina, Mg, Cl
Funções
Função anti-timpânica e anti-espumante
Função tamponante (fosfato e carbonato): manutenção do pH ruminal, evitando a acidificação (acidose)
Excretora de substâncias orgânicas e inorgânicas (Mg, Na, K)
Particularidades da Fisiologia Digestiva em Ruminantes: Saliva
Particularidades da Fisiologia Digestiva em Ruminantes: Saliva
pH da saliva varia entre as espécies
Bovinos = 8,4
Suínos = 7,3
Equinos = 7,6
Composição e secreção da saliva:
Na, K, P, carbonato, Mg, mucina, água, enzimas
Ruminantes apresentam alto teor de N (uréia) na saliva, alcalinidade (pH=8,4) e grande capacidade tampão (HCO3-, HPO4-)
Particularidades da Fisiologia Digestiva em Ruminantes: Saliva
Fluxo salivar de vacas em lactação
60 ml/min em repouso
120 ml/min ao ingerir alimento
150 ml/min na vaca em ruminação
A secreção diária pode chegar a 140-200 litros
A secreção em ruminantes é contínua
Nos animais domésticos a secreção da saliva dá-se pelo estímulo do alimento na boca (excitação química, mecânica ou térmica)
Pré-estômagos e Estômago dos Ruminantes
Rúmen
Possui	um	grande	número	de	papilas	(até	1	cm)	que	aumentam	a	área	de	superfície	e facilitam a absorção
Função
Câmara de fermentação
Absorção de AGCC
Não há secreção de enzimas, excepto dos microorganismos
Retículo
Localizado cranialmente ao rúmen, próximo ao diafragma e ao coração (prego e arame alojam-se no retículo, podendo atingir o coração)
A parede é pregueada (cristas do retículo) com formato de favos de mel, com delimitações tetra, pento ou hexagonais.
Função
Função principal é misturar a digesta e regurgitação, para a ruminação
Não há secreção de enzimas, excepto dos microorganismos
Retículo tem função de câmara de fermentação de forma semelhante ao rúmen
Retículo
Omaso
Possui mais de 150 pregas longitudinais delgadas (lâminas do omaso), se dispôem como folhas de um livro (folhoso)
Representa aproximadamente 1/3 da área de superfície dos pré-estômagos
Funções
Maceração do alimento, compressão, absorção de água
Talvez seja responsável pela absorção de AGCC residuais e bicarbonato
Omaso
Abomaso
Corresponde ao estômago dos demais mamíferos domésticos
Processo digestivo neste compartimento é semelhante ao dos não-ruminantes
Secreta HCl
Pepsina, etc
Secreta lisozima, responsável pela quebra da parede bacteriana
Ruminação e Eructação
RUMINAÇÃO
Reflexo de regurgitação pós-prandial de digesta parcialmente digerida do rúmen- retículo
Os movimentos do rúmen-retículo são responsáveis pela
Mistura do conteúdo ruminal
Saída do alimento pelo orifício retículo-omasal
Regurgitação do alimento para ruminação
Eructação de gases
Ruminação e Eructação
Ruminação
9-10 h/dia
Função
Redução do tamanho de partículas: somente pequenas partículas passam pelo orifício retículo omasal
Aumento da área de superfície para a digestão microbiana
Ruminação e Eructação
Número de movimentos mastigatórios realizados por bovinos
94 movim/min = ingestão de cereal
74 movim/min = ingestão de feno
55 movim/min = ruminação
Estímulo	da
eructação:	o	inchamento	do	rúmen	estimula	os
receptores de pressão na zona do cárdia
Volume de gás: 30-80 litros/dia
Ruminação e Eructação
Diferenças entre eructação e ruminação
Eructação é estimulada pela pressão	dos gases no rúmen
Ruminação	por	mecanismos	tácteis	e	químicos	(insulina diminui açúcar no sangue, estimulando a ruminação)
Mínimo: 50%
Ruminação	
Estratificação do rúmen
Estratificação do rúmen
Digestão em Ruminantes
Fenômeno	no	qual	compostos	contendo	carbono	são	quebrados	em	um processo de geração de energia.
A fermentação ocorre em condições de baixo suprimento de oxigênio, sendo, portanto, conhecida como um tipo de respiração anaeróbica.
Fermentação
Lefers (2004)
Conversão enzimática anaeróbica de compostos orgânicos, especialmente carbohidratos, a compostos mais simples, resultando na produção de energia na forma de ATP.
Paulglow (2005)
Uma	ou	um	grupo	de	reacções	induzidas	por
vivos		ou	não	que	divide	compostos em	substâncias	relativamente	mais
fermentos orgânicos simples.
Mifflin (2006)
Conversão	de	materiais	orgânicos	por	organismos como bactérias e leveduras.
DDT (1972)
Rúmen-Retículo
Oferecem um óptimo ambiente para o desenvolvimento de microorganismos:
Câmara de fermentação;
Microorganismos
Fermentam	anaerobicamente	alimentos	utilizando	enzimas	que	o	animal hospedeiro não possui;
Ruminantes e os microorganismos do rúmen-retículo vivemem SIMBIOSE!!!!!
IMPORTANTE: manutenção de condições adequadas no ambiente ruminal para ocorrer a fermentação!!!!!!!
Rúmen-Retículo
Anaerobiose: livre de O2;
Temperatura: 35,0-42,0ºC (39ºC);
pH: entre 5,5 e 7,0;
Presença de bactérias, protozoários e fungos
Suprimento de nutrients e remoção dos produtos de fermentação
Microbiologia da fermentação
No rúmen
Bactérias
Fungos
Protozoários
Comunidade	microbiana
Rúmen	como	um	Silo:
definida	de	espécies	relativamente	especializadas	e
diversidade relativamente limitada (Firkins e Yu, 2006).
Microbiologia
Ecologia da fermentação
Ocupação do nicho	Pressão selectiva	Adaptação	Interação
Russell e Hespell (1981)
Microbiologia ruminal
Bactérias
Total: 1010 a 1011 células/g
Anaeróbios estritos: maioria
Facultativas: 107 a 108 células/g
Gêneros
Total: 22
Com função: 16
Espécies
Total: 63
Com função: 28
	Bactérias - Sobrevivência	
Controlada pela taxa de crescimento
Celulolíticas
Frequentes em dietas volumosas
Complexo enzimático intracelular
Actividade sensível ao pH
Requerem
NH3
Ácidos gordos de cadeia ramificada
Compostos aromáticos
Microbiologia ruminal
	Microbiologia ruminal	
Hemicelulolíticas
São também celulolíticas
Pectinolíticas
Microbiologia ruminal
Amilolíticas
Degradam amido e/ou dextrinas
Geralmente predominam em dietas ricas em amido
Possuem α-amilase extracelular
Utilizadoras de açúcares simples
Todas que fermentam carbohidratos complexos também fermentam carbohidratos simples
Microbiologia ruminal
Utilizadoras de ácidos intermediários
Promovem a fermentação secundária de sub-produtos
Lactato
Succinato
Formato
acetato e propionato propionato e CO2 metano
Microbiologia ruminal
Proteolíticas
Maioria das bactérias ruminais
Tipos de proteinases
Cisteína-proteinase
Cerina-proteinase
Produtoras de amônia
Celulolíticas requerem NH3 antes que AA
Produzem ácidos gordos de cadeia ramificada
Microbiologia ruminal
Ureolíticas
Anaeróbicos facultativos na parede ruminal
Lipolíticas
Lipase extracelular ligada à membrana
Requerida para hidrogenação
Produtoras de metano
CO2 + 2H2	CH4
Outros substratos: acetato, metanol e metilamina.
Microbiologia ruminal
Bactérias – Resumo
Rúmen (bacts. primárias)
Fibrilolíticas
Amilolíticas
Sacarolíticas
Quanto ao substrato!
Microbiologia ruminal
Protozoários
Total: 105 a 106 células/ml
Ciliados: maioria
Flagelados: 103 a 104 células/ml
Anaeróbicos estritos
50% do N microbiano
Papel (defaunação)
Digestão da fibra
Armazenamento de amido
Predação de bactérias
Microbiologia ruminal
Fungos
Filamentosos
Até 8% da massa microbiana em dietas volumosas
Degradam celulose e xilanas