Fisiologia da digestão em ruminantes

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Fisiologia da digestão em ruminantes
Ingestão dos alimentos -> obedece a diversos fatore bioquímicos que agem sobre o sistema nervoso (hipotálamo) promovendo a fome ou à saciedade.
Importância sensorial: olfato, visão e degustação 
Elemento regulador: nível sanguíneo de glicose (glicemia)
Nos herbívoros poligástricos o nível de glicose é baixo (45 a 55 mg/dL) ➔ como ocorre grande absorção de ácidos graxos
voláteis (AGVs) parece que para tais animais o “informante” hipotalâmico do grau de saciedade não é a glicose e sim o nível dos AGVs.
Sucesso dos ruminantes no processo evolutivo ➔ relação simbiótica do hospedeiro com os microrganismos ruminais.
Hábito alimentar dos ruminantes 
- Herbívoros (matéria vegetal - celulose);
- Mastigação x Remastigação ➔ tamanho da partícula;
- Utilizam os dentes e o palato duro no processo da mastigação.
- Enzimas digestivas utilizadas na digestão ➔ produzidas pelos microrganismos do rúmen (bactérias, protozoários e fungos);
- Digestão ➔ acontece em compartimentos especializados (pré-estômagos e estômago verdadeiro).
Considerações gerais 
- Tempo para mastigar uma quantidade de alimento = depende.
- Alimentos ricos em água → requerem menos movimentos mastigatórios, e portanto, menos tempo.
- Mastigar 1 kg de feno → vaca gasta, em média, 8 minutos e o nº de movimentos mastigatórios é de 78 a 94/minuto.
Fatores que afetam a secreção de saliva
- Mastigação ➔ a mastigação (ou ruminação) = a + secreção de saliva.
- Alimentos fibrosos e secos ➔ estimulam o aumento na produção de saliva; concentrados (grãos) estimulam a produção de saliva em maior quantidade que determinados volumosos.
*Nos ruminantes, a composição da saliva também pode ser alterada para ajudar o animal a manter o pH do rúmen em um nível mais constante. Quando o ruminante mastiga ativamente, o pH da saliva pode > para cerca de 8,5.
Distensão ➔ a distensão da parede esofágica e ruminal estimulam o aumento na produção de saliva
Olfato ➔ o olfato parece estimular o aumento na produção de saliva.
Estômago dos ruminantes 
- Quatro compartimentos ➔ os pré-estômagos (rúmen, retículo e omaso) e o estômago verdadeiro (abomaso);
- Mucosa dos compartimentos do rúmen, retículo e omaso ➔ semelhante a estrutura da mucosa da região esofágica do estômago dos monogástricos e da primeira parte do abomaso;
- Nos pré-estômagos ➔ NÃO existem secreções e predomina a presença de microrganismos responsáveis pela “digestão microbiana”.
Pré-estômagos dos ruminantes 
- Rúmen ➔ maior compartimento, revestido por papilas que lembram um “carpete felpudo” e que se estendem a partir da parede do rúmen para aumentar a área de superfície de absorção.
*As papilas estão praticamente ausentes no rúmen neonatal.
- Retículo ➔ pode ser distinguido do rúmen pelas projeções singulares em formato de favo de mel de sua parede.
- Rúmen e retículo são iguais do ponto de vista funcional ➔ ambos atuam como locais de armazenamento da ingesta e proporcionam um abrigo seguro para as bactérias características do rúmen, que irão fermentar celulose e hemicelulose de sua dieta vegetal.
*Ambos são revestidos por epitélio estratificado pavimentoso, que é capaz de absorver AGV e alguns eletrólitos e minerais.
- Omaso ➔ possui longas folhas ou lâminas cobertas por um epitélio estratificado pavimentoso.
*Lâminas do omaso também podem absorver AGV e água.
- Abomaso ➔ pode apresentar mais pregas em sua superfície interna do que
o estômago dos monogástricos;
*Do ponto de vista funcional, é idêntico a um estômago monogástrico, assim como o intestino delgado e o intestino grosso.
Rúmen, retículo e omaso = aglandular
Abomaso = glandular
Desenvolvimento do TGI ➔ três fases:
- 0 – 3 semanas após o nascimento (FASE I): de não ruminante, na qual há ingestão de colostro e leite materno;
- Entre a 3a e 8a semana (FASE II): transição de não ruminantes para ruminante;
- A partir da 9a semana de vida (FASE III): desenvolvimento pleno do TGI, passando para a fase adulta de ruminante.
Agv´s: os produzidos no rúmen são ácidos fracos que existem em um estado tanto dissociado quanto não dissociado.
- Não dissociado: são tanto hidro quanto lipossolúveis; não apresentam nenhuma carga e podem atravessar livremente a bicamada lipídica da membrana celular.
- Dissociado: sua carga impede que eles atravessem a bicamada lipídica, e os torna apenas hidrossolúveis.
Motilidade dos pré-estômagos
03 tipos de contrações no rúmen e no retículo que desempenham funções ≠ ➔ mistura da ingesta com as bactérias ruminais, remoção de gases produzidos durante a fermentação e regurgitação do conteúdo luminal, de modo que possa ser mastigado adicionalmente para ajudar a sua degradação pelas bactérias do rúmen.
- Iniciado pelos nervos eferentes do vago.
- Contração do reflexo de regurgitação ➔ não permite a passagem de gás do rúmen.
- Reflexo de eructação ➔ não permite a entrada de material fibroso no esôfago.
Ruminação
- Importante para redução do tamanho de partícula;
- Ingesta ruminada ➔ já sofreu alguma atividade digestiva;
- Inicia entre 30min e 1h30min após a ingestão do alimento;
- Nº e duração ➔ a depender do teor de fibra, tamanho de partícula, quantidade de refeições e de alimento ingerido.
*4 a 24 períodos de ruminação por dia, com duração de 10 a 60 min cada.
Eructação
- 2 litros de gás/min (CO2 e CH4).
- Reflexo de eructação ➔ iniciado por aferentes vagais que detectam a distensão do rúmen dorsal pelo gás.
Funções do rúmen
· Produção de gases 
· Produção de agv
· Produção de massa microbiana
Função dos microrganismos ruminais
Fermentação
- Digerem polissacarídeos complexos (celulose e hemicelulose);
- Utilizam proteínas e fontes de NNP para conversão em proteína microbiana;
- Sintetizam vit. hidrossolúveis.
*Os microrganismos do rúmen podem sintetizar todas as vitaminas do complexo B (difícil encontrar avitaminose de vit. B em ruminantes).
Microrganismos ruminais 
- 10% do conteúdo ruminal é constituído de microrganismos (> bactérias e protozoários ciliados);
- Há também fungos, protozoários flagelados e vírus, principalmente em animais jovens.
Bactérias
- Microrganismos + abundantes (+ de 50% da biomassa);
- 10^10 a 10^11 bactérias/ml de conteúdo ruminal;
- Grande variedade de gêneros e espécies;
Bactérias celulolíticas ou fibrolíticas (Gram +); Bactérias amilolíticas e pectinolíticas (Gram -); Bactérias proteolíticas ou aminolíticas.
- Maioria são anaeróbias estritas.
Protozoários
- Maioria são ciliados;
- ± 40% da biomassa microbiana do rúmen;
- 10^5 protozoários/ml de conteúdo ruminal;
- Consomem e metabolizam açucares solúveis;
- Hidrolisam bactérias (controlam o crescimento bacteriano);
- Controlam a digestão de substratos que fermentam rapidamente (amido).
Fungos
- Têm capacidade de fermentar celulose;
- Constitui 8% da biomassa ruminal ➔ 10^5 fungos/ml;
- Consome O2 no rúmen.