Aula 4 Metabolismo dos Carboidratos

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CARBOIDRATOS E SEU METABOLISMO NOS RUMINANTES
Prof. Dr. Leilson Rocha Bezerra
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ-UFPI
CAMPUS PROF.ª CINOBELINA ELVAS – BOM JESUS
NUTRIÇÃO DE RUMINANTES São substâncias orgânicas, formadas por C, H e O,
encontrando-se o H e o O nas mesmas proporções da
molécula de água.
CARBOIDRATOS: IntroduçãoCARBOIDRATOS: Introdução
Ingestão de 
Forragem
Gordura
do
Leite
CARBOIDRATOS: FunçãoCARBOIDRATOS: Função
Função dos Carboidratos:
• Fonte de energia 
• Maior componente das rações comerciais;
• CHO compreende 70 a 80% da razão de MS
• Maior parte da Energia para Produção de Leite
CLASSIFICAÇÃO DOS CARBOIDRATOS
*MONOSSACARÍDEOS - albopentoses, albohexoses
� OLIGOSSACARÍDEOS - sacarose, maltose, lactose
� POLISSACARÍDEOS 
Estruturais: celulose , hemicelulose , pectina
NÃO estruturais: amido (ENN) 
Divisão segundo Hall e Chase (1994)
Conteúdo Celular
Carboidratos não estruturais 
(amido, açúcares, pectina, galactosanas 
e beta-glucanas)
Parede celular
Carboidratos estruturais 
(celulose e hemicelulose)
CARBOIDRATOS: ClassificaçãoCARBOIDRATOS: Classificação
Sistema de Fracionamento dos carboidratos 
Sniffen et al., (1992) – Fracionamento -proteína e carboidratos 
Van Soest, (1994)- Frações de carboidratos divididas – Sistema 
de detergente 
Frações A e B1 são solúveis em detergente neutro
Sniffen et all., (1992) – Definição do modelo – Fração A de açucares, 
Fração B1 consiste de amido, pectinas e glucanas. 
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(VAN SOEST et al , 1991; SNIFFER et al 1992; VAN SOEST, 1994).
FRACIONAMENTO DOS CARBOIDRATOS
A = Solúvel em detergente neutro e de rápida degradação 
no rúmen, formada basicamente de açucares simples.
B1 = Solúvel em detergente neutro e também de rápida 
degradação no rúmen, formada basicamente por amido e 
pectina.
B2 = Fibra potencialmente degradável com degradação 
ruminal mais lenta e constituída basicamente de celulose e 
hemicelulose.
C = Fibra indisponível, formada de lignina e fibra associada a 
lignina.
TABELA 1. Composição, degradação ruminal e digestão
intestinal das frações de carboidratos
Sistema de Detergente
TABELA 2. Composição, degradação ruminal e digestão intestinal das
frações de carboidratos
SEPARAÇÃO DOS ÁCIDOS ORGÂNICOS DOS AÇÚCARES E A SEPARAÇÃO DE 
PECTINAS E GLUCANAS DA FRAÇÃO DE FIBRA SOLÚVEL.
MICROORGANISMOS
Digestão
e 
fermentação dos alimentos fibrosos
produto final da fermentação microbiana
e atividades biossintéticas 
ANIMAL 
PRÓPRIAS NECESSIDADES NUTRICIONAIS
- Digestão dos Carboidratos
- Digestão dos Carboidratos
 Não há digestão na boca;
 Ação da microbiota do rúmen:
Substrato Agentes
Amido Bacteroides amylophylus
Streptococcus sp.
Succinimonas amylolytica
Succinivibrio dextrinosolvens
Maltose Bacteroides ruminicola
Butyrivibrio fibrisolvens
Selenomonas ruminantium
Celulose/ Hemicelulose Bacteroides succinogenes
Ruminococcus albus
Ruminococcus flavefaciens
Pectinas B. Succinogenes
B. fiobrisolvens
B. ruminicola
- Microbiota Ruminal e Síntese de AGVs
Rúmen
Bactérias Anaeróbicas
Transformam Substratos
(Carboidratos)
Etapas:
-Hidrólise;
-Acidogênese;
-Acetogênese;
-Metanogênese.
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• Utilização dos CHO pelas bactérias do rúmen
1º) DEGRADAÇÃO EXTRACELULAR
Amido MaltoseAmilase α e ß e Isoamilases
2º) CATABOLISMO INTRACELULAR: INTERIOR DAS BACTÉRIAS
fermentação hidrólise
AGV
CO2
amônia
Rúmen
Bactérias Anaeróbicas
Transformam Substratos
(Carboidratos)
Etapas:
-Hidrólise
Grandes Moléculas => Pequenas Moléculas
-Bacteróides amylophilus;
-Streptococcus bovis;
-Succinimonas amylolytica;
-Succinivibrio dextrinolíticas.
- Hidrólise
Rúmen
Bactérias Anaeróbicas
Transformam Substratos
(Carboidratos)
Etapas:
-Acidogênese (Fermentação)
Pequenas Moléculas => Fermentadas
Ocorre no Interior das Bactérias
-Bacteroides ruminicola;
-Butyrivibrio fibrisolvens;
-Selemonas ruminantium.
AGVs
- Acidogênese ou Fermentação
CELULOSE BACTÉRIAS
CELULOLÍTICAS
Ruminococcus albus
Ruminococcus flanefaciens
Bacteróides succinogene
CELULASE
CELOBIOSE - SUCCINATO
CELOBIASE
GÁS CARBÔNICO (CO2) E METANO(CH3)
GLICOSE
ÁCIDOS GRAXOS VOLÁTEIS
HIDRÓLISE
Outras bactérias
MALTOSE
RÚMEN
• Utilização dos CHO pelas bactérias do rúmen
CELOBIOSE - SUCCINATO
CELOBIASE
GÁS CARBÔNICO (CO2) E METANO(CH4)
Outras bactérias
MALTOSE
PERDA DE ENERGIA
VACA LEITEIRA
300 LITROS DE CO2
300 LITROS DE CH4
4000 KCAL
1/3 DAS NECESSIDADES DE MANTENÇA DE UMA FÊMEA DE 550 KG
CELULOSE.....
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GLICOSE
ÁCIDOS GRAXOS VOLÁTEIS
MALTOSE
ÁCIDO ACÉTICO- 64%- 10ATP
ÁCIDO PROPIÔNICO- 19%- 18ATP
ÁCIDO BUTÍRICO - 17% - 27ATP
38ATP
CELULOSE.....
Parte da maltose escapa a
digestão ruminal e será
digerida nos intestinos
Absorvidos pela parede do rumem-retículo
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ÁCIDO PURÚVICODIFOSFATO DE TIAMINA
COENZIMA A
ACETIL CoA
+
ÁCIDO OXÁLICO
CICLO DE KREBS (mitocôndria)
ACETIL CoA CO2 + H2O + 12 ATP
Uma volta no KC
Ponto de partida para síntese de AGV 
no citoplasma e na mitocôndria
Presença de Oxigênio
HEMICELULOSE
BACTÉRIAS
HEMICELULOLÍTICAS
XILOBIOSE
XILOSE
ÁCIDOS GRAXOS VOLÁTEIS
HIDRÓLISE
DEGRADAÇÃO
UTILIZAÇÃO
BACTÉRIAS 
PECTINOLÍTICAS
PECTINA
ÁCIDO PÉCTICO
ÁCIDO GALACTORÔNICO
CICLO DE KREBS
AMIDO PROTOZOÁRIOSBACTÉRIAS
AMILOLÍTICAS
Streptococus bovis
Bacteróides succinogenes
Bacteróides amylophilus
bactérias açucares 
simples e complexos
ACÉTICO
PROPIÔNICO
BUTÍRICO
bactérias 
ácidos intermediários
bactérias produtoras
de metano
GLICOSE
+
METANO
+
AC. GRAXOS VOLÁTEIS
RÚMEN
INTESTINO 
AMILASE
PANCREÁTICA
MALTOSE MALTASE GLICOSE
ÁCIDO LÁTICO
PH = 5,7 -5,8
PH = 6,7 - 7,1
PH = 6,0 - 6,5
GLICOSE
60-75% REQUERIMENTO
TECIDOS 
ÓRGÃOS - FÍGADO
Corrente sangüínea
GLICOSE - 6 - FOSFATO
PENTOSES
RNA E DNA
GLICOGÊNIO ROTA GLICOLÍTICA 
(Embden-Meyerhof)
PIRUVATO GLICEROLCICLO DE KREBS
Glicose a Piruvato
Rúmen
Bactérias Anaeróbicas
Transformam Substratos
(Carboidratos)
Etapas:
-Hidrólise;
-Acidogênese;
-Acetogênese;
-Metanogênese.
AGVs
Exigências
Energéticas 
do 
Animal
- Síntese de AGVs
Ácido % mistura dos AGV
acético 60 - 70
propiônico 15 – 20
butírico 10 – 15
• Fermentação dos carboidratos  acético, propiônico e butírico
- ácido lático? produto intermediário acético e propiônico
- produção de acetato e butirato produção de íons H2 metano
- produção de propionato incorporação de H2  metano  Efic ferm.
Ácidos Graxos Volateis (AGVs)
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Em termos de quilocalorias (Kcal) por molécula
grama a mediação do potencial energético dos
AGV:
Ac. Acético = 209 
Ac. Propiônico = 367
Ac. Butírico = 524
Glicose = 673
M
et
ab
ol
is
m
o 
do
s 
A
G
V
Metabolismo dos AGV Metabolismo dos AGV
- A maioria dos AGVs são absorvidos no epitélio ruminal, mas
também no retículo, omaso e intestino delgado;
- Fatores que estimulam a absorção do carboidratos:
• Aumento da concentração dos AGVs no líquido ruminal;
• Diminuição do pH; (pk 4,8-4,9; formação de base)
• Presença de Butirato; (vilosidades)
Absorção dos AGV
 Varia com a fonte e o tratamento;
 Principalmente estômagos;
 ID e IG;
Ligninas e Fenólicos ( degradação);
Alcalóides ( digestão da celulose);
Taninos ( cons. volunt. e digestib.);
- Local, Velocidade e Quantidade
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Dietas ricas em volumosos
ÁCIDO ACÉTICO
convertido em CoA e gorduras corporal e leite
Dietas ricas em amido
ÁCIDO PROPIÔNICO
entra no ciclo de krebs via succinato e forma glicose 
via oxalacetato e fosfoenolpiruvato
Dietas ricas em proteínas
ÁCIDO BUTÍRICO
transforma-se em corpos cetônicos
CELULOSE.....OUTROS 
ÁCIDOS GRAXOS VOLÁTEIS:
VALÉRICO
CAPRÓICO
FÓRMICO
ISOBUTÍRICO
ISOVALÉRICO
Acetato
Propionato
- A Alimentação e os Tipos de AGVs Produzidos
Butirato
- A Alimentação e os Tipos de AGVs Produzidos
Balanço da Fermentação
Glucose 2 Acetate + 2 CO2 + 8 H
Glucose Butyrate + 2 CO2 + 4 H
Glucose 2 Propionate + 2 [O]
CO2 + 8 H CH4 + 2 H2O
COMPOSIÇÃO DA DIETA NA DIGESTÃO DE CARBOIDRATOSCOMPOSIÇÃO DA DIETA NA DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS
� 7% AMIDO E SACAROSE
Aumenta açucares 
Diminui PH - ÁCIDO LÁTICO
Diminui bactérias celulolíticas
Queda consumo de alimentos (= zero --
PH = 5,0)
� PRESENÇA 1% N; Ca; P; Na
Atender a formação de proteínas microbianas
USO 
DE 
TAMPONANTES
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FATORES QUE AFETAM A DIGESTÃO DAS PLANTASFATORES QUE AFETAM A DIGESTÃO DAS PLANTAS
� ÁCIDOS FENÓLICOS 
tóxicos
diminui microorganismos
diminui digestibilidade da celulose
� ALCALÓIDES
inibe bactérias celulolíticas
diminui digestibilidade da celulose
diminui a produção de AGV
diminui a disponibilidade de energia
� TANINOS
inibidores de enzimas digestivas 
(ligam-se às proteínas) 
deprime o valor nutritivo da MS
redução da ingestão voluntária
� LIGNINA
ligações fortes c-c não são susceptíveis 
à hidrólise
maturidade fisiológica
teor de lignina e digestibilidade da planta
LIMITAÇÃO DO USO DE CARBOIDRATOS NA NUTRIÇÃO ANIMAL
Ruminantes
Limites de uso de carboidratos para maximização da
fermentação ruminal
Nível adequado de fibra efetiva:
20 a 22% de FDN efetivo na dieta
75% proveniente de forragem
Mínimo de 19% FDA
Mínimo de 28% de FDN
Mínimo de 17% de FB
Carboidratos não estruturais (amido e açúcares):
33-38% da matéria seca
Não ruminantes
Maximo 15-18% de FB (variando entre espécies)
Vamos dar aquela 
ração, pra ver se ele
gosta!!!!