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1 NUTRIÇÃO DE NÃO RUMINANTES Anatomia e fisiologia digestiva dos não ruminantes Prof. Frederico Osório Velasco fredericovelasco@gmail.com Roteiro • Conceitos básicos de nutrição • Sistema digestivo do não ruminantes (anatomia comparada) • Fisiologia digestiva dos não ruminantes 2 Nutrição de não ruminantes Conceitos Básicos • O que é a nutrição? É a parte dos componentes químicos da natureza tomada pelo indivíduo, que inclui nutrientes e não nutrientes, e compreende aspectos intra e interorganismos. • O que são nutrientes? Nutrientes são substâncias utilizáveis pelo organismo, e aqueles essenciais atendem uma necessidade específica do indivíduo. 3 Nutrição de não ruminantes Conceitos Básicos • O que é Alimento? É todo material tomado intencionalmente pelo indivíduo para atender suas funções vitais e elimine a fome, contribuindo com pelo menos um nutriente básico. 4 Nutrição de não ruminantes Conceitos Básicos O desempenho animal depende de vários fatores: • Consumo de alimentos • Digestibilidade dos nutrientes • Categoria animal • Estado fisiológico • Ambiente 5 Nutrição de não ruminantes DIGESTÃO Conjunto de processos que sofrem os alimentos desde a ingestão, transformação ao longo do tubo digestivo e eliminação dos resíduos não absorvidos. 6 2 Processo de quebra das macromoléculas dietéticas (carboidratos, proteínas, lipídeos) em unidades menores, suficientes para serem absorvidas, através de meios: � Físicos (forças mecânicas) � Químicos (ação química) � Enzimáticos (atividade enzimática) DIGESTÃO TRATO GASTROINTESTINAL (TGI) Canal ou tubo que vai da boca ao ânus (cloaca), pelo qual passam os alimentos. 8 Nutrição de não ruminantes • Apreensão dos alimentos • Redução do tamanho das partículas • Estocagem de alimento • Digestão de nutrientes • Absorção de nutrientes • Reabsorção de água • Estocagem fecal e eliminação FUNÇÕES DO TGI 9 Existem diferenças funcionais e anatômicas entre espécies TRATO GASTROINTESTINAL (TGI) Diferentes hábitos alimentares e aproveitamento dos nutrientes Particularidades na fisiologia digestiva dos Monogástricos 11 A boca 12 Nutrição de não ruminantes 3 BOCA • Não designa apenas a cavidade oral, mas também seus anexos (dentes, língua e glândulas salivares) • Função de preensão, mastigação e salivação. • Vocalização • É limitada pelos lábios, bochechas e faringe. • A dieta e o comportamento determina a forma da boca. 13 SUÍNOS: • Dentes (mastigação – plano vertical); • Língua (apreensão, mistura e deglutição); • Glândulas salivares (submaxilares, sublinguais, parótidas); BOCA 14 AVES: • Sem dentes; • Bico córneo; • Redução de partículas; • Língua e glândulas salivares; • Deglutição por movimentos de cabeça. BOCA 15 EQUINOS: • Mandíbula superior mais ampla. • Mastigam demoradamente - trituram; • Movimento lateral do maxilar inferior; • Dentes com superfície em forma de cinzel; BOCA 16 CÃES E GATOS: • Produção de saliva; • Movimentos mandibulares no plano vertical; • Pouca trituração com molares; • Presença de caninos; • Dentes arrancam e rasgam os alimentos; • Cães engolem rapidamente. BOCA 17 Dentes: Relacionados com a apreensão e mastigação � Onívoros � adaptados para morder os alimentos e macerar � Carnívoros � arrancar e rasgar � Herbívoros � cortar e moer as plantas 18 4 Dentes: Suíno Cavalo Cachorro 19 Glândulas salivares: • Inúmeras glândulas salivares drenam na cavidade oral. • Mantem a cavidade oral úmida. • Facilita o movimento do alimento na cavidade oral • Facilita a deglutição e passagem pelo esôfago. • Controle do pH (mucina) e degradação de carboidratos (Ptialina ou amilase salivar) • Glândulas principais (distantes da cavidade oral) • Parótida, mandibular e sublingual. 20 Secreção salivar AVES: • Contém ↓ptialina e mucina • Insalivação escassa (7 a 25ml por dia) SUÍNOS: • Composta por água, mucina, sais de bicarbonato, ptialina •15 L/dia 21 EQUINOS: • Pouca α-amilase, pouco eficiente para a digestão, • Principal função é umedecer o alimento • Até 40 litros por dia • Produção à partir de estímulos mecânicos. Secreção salivar 22 CÃES E GATOS: • Termorregulação • Reflexo salivar (SNA) • Não tem amilase Secreção salivar 23 ESÔFAGO • Função – Conduzir o alimento da faringe ao estomago. • Acompanha a traqueia ao longo do pescoço • Dá continuidade a faringe • Tubo de parede muscular (entrelaçamento de feixes musculares) • Desemboca no óstio cárdico ou cárdia. 24 5 ESÔFAGO AVES: • Possui inglúvio ou papo (exceto insetívoras); • Armazenagem, umedecimento e maceração dos alimentos; • Maior tempo de ação da amilase salivar; • Algumas espécies ocorre fermentação. 25 ESTÔMAGO 26 ESTÔMAGO 27 � Estoca por algum tempo e mistura os alimentos ingeridos, mediante contrações musculares � Sua importância na digestão varia com a espécie � Pepsina e HCl são secretados pela mucosa gástrica (hidrólise de proteínas) � Animais jovens � mucosa gástrica secreta quimosina (renina) � SUCO GÁSTRICO - Contém água, ácido clorídrico e pepsinogênio � pepsina (pH ácido) - A produção do suco gástrico inicia-se com a presença de alimentos no estômago - O material que sofreu ação do suco gástrico e que deixa o estômago é denominado quimo ESTÔMAGO 28 ESTÔMAGO Tipos de glândulas: � Cárdia – secreção mucosa (cão) e serosa (porco); � Fúndicas – células principais (pepsinogênio) e parietais (HCl); � Pilóricas – células mucosas (alcalina) 29 ESTÔMAGO 30 6 ESTÔMAGO AVES: � PROVENTRÍCULO (ESTÔMAGO GLANDULAR) • Sítio de produção do suco gástrico (HCl e pepsinogênio � mesmo tipo de célula) • pH entre 3 e 4,5 • A ingesta o atravessa muito rapidamente. 31 ESTÔMAGO AVES: � VENTRÍCULO, MOELA (ESTOMÂGO MUSCULAR) • Órgão muscular oco de paredes grossas e epitélio cornificado; • Contrações musculares • Redução física do tamanho de partículas; • Não tem glândulas de secreção de enzimas; • Recoberto por secreção mucosa espessa; • HCl e pepsina mantém sua atividade; • Possui pedras pequenas e partículas duras que ajudam no processo de moagem dos alimentos. 32 33 Forma de pêra que tem quatro regiões: ESOFÁGICA -Desprovida de glândulas secretoras CÁRDIA, FÚNDICA e PILÓRICA - Providas de glândulas secretoras ESTÔMAGO SUINOS: 34 35 • Presença de dobras no epitélio • Armazenagem do alimento ingerido (7 a 8 litros) • Movimentos musculares: -Misturam as partículas com as secreções gástricas -Rompimento físico das partículas ESTÔMAGO SUINOS: 36 7 • Secreção de HCl ativa o pepsinogênio à pepsina e a quimosina/renina (coagulação do leite) • pH aproximadamente 2,0 • Esfíncteres: cárdia e piloro. ESTÔMAGO SUINOS: 37 • Pequeno (15 a 20L) • Refeições pequenas • Não apresenta atividade muscular intensa • Alimentação abundante � esvaziamento • Alta taxa de passagem • Se alimenta 18 a 19 horas/dia (pastagem) ESTÔMAGO EQUINOS: 38 • Funciona como reservatório permitindo que o alimento seja ingerido na forma de refeições ao invés que continuamente (tempo entre refeições) • Regula fluxo para o intestino; • Duas partes: - Corpo (muco, HCl e proteases); parede elástica - Antro (solução alcalina pobre em enzimas) • Inteiramente revestido por mucosa glandular • Região fúndica � mais extensa. ESTÔMAGO CÃES: 39 1. Estômago; 2,3. Duodeno; 4. Jejuno; 5. Íleo; 6. Ceco; 7. Cólon ventral direito; 8. Flexura diafragmática v 9. Cólon ventral esquerdo 10. Flexura pélvica 11. Cólon dorsal esquerdo 12. Flexura diafragmática d 13. Cólon dorsal direito 14. Cólon transverso 15. Cólon menor 16. Reto 17. Artéria mesentéricacranial Trato intestinal equino Intestino Delgado e Grosso Intestino Delgado 41 Alimento parcialmente digerido no estômago passa ao duodeno (esfíncter pilórico) Tubo digestório dividido em: • Duodeno: Secreções do pâncreas, do fígado e da parede do intestino; sítio da digestão • Jejuno: Absorção de nutrientes. • Íleo: Absorção e reabsorção. DUODENO - 4 secreções estão presentes neste local: 1) Suco duodenal: • Produzido pelas glândulas de Brünner (parte inicial do duodeno). • É constituído por uma secreção alcalina com função de lubrificação e proteção da mucosa duodenal contra o HCl. 42 8 DUODENO 4 secreções estão presentes neste local: 2) Bile: • Secretada pelos hepatócitos; • Composta de ácidos biliares e pigmentos; • Ácidos biliares têm como função a emulsificação dos lipídeos e ativação da lipase pancreática. 43 DUODENO - 4 secreções estão presentes neste local: 3) Suco pancreático: • Secretado pelo pâncreas. • Amilase pancreática, Tripsina (desdobram proteínas integrais), Quimotripsina (desdobram proteínas integrais), Carboxipeptidase (cliva peptídeos a AAs livres) e Lipase pancreática 44 DUODENO - 4 secreções estão presentes neste local: 4) Suco entérico: • Produzido pelas Criptas de Lieberkühn; • pH: 7,5 a 8,0; • Enzimas � Sacarase, Maltase, Lactase (ausente nas aves), Dipeptidases, Lipase, etc. 45 • Principal local de digestão e absorção de AAs, vitaminas, minerais lipídeos e CHO’s solúveis em não-ruminantes • A parede é revestida por inúmeras vilosidades, que aumentam enormemente a superfície de absorção INTESTINO DELGADO 46 • Digestão dos carboidratos (Amido): • Principal fonte de energia de suínos e aves • Inicia-se na boca (Amilase salivar e Estômago) • Alfa amilase pancreática • Carboidratases dos enterócitos • Monossacarídeo • Absorção no duodeno, jejuno INTESTINO DELGADO Ação da enzima maltase 47 48 ABSORÇÃO DOS CARBOIDRATOS • Proteínas transportadoras na membrana dos enterócitos • Específicas para cada molécula e/ou íons inorgânicos • Co-transporte com o Na = glicose e galactose Gli + + Enterócito Lúmen intestinal Gli Na+ Na+ Na+ Gli Gli + + + _ _ _ _ Bomba Na/K/ATPase = gasto energético para manutenção do gradiente de Na Gli Espaço basolateral Sangue Difusão facilitada Difusão facilitada • Difusão facilitada (proteína transportadora / gradiente de concentração) = frutose 9 49 COOH H R CNH2 R – simples H ou uma cadeia carbonada alifática ou aromática Proteínas: estruturas, digestão e absorção intestinal • Proteínas: Cadeia de AMINOÁCIDOS, ligados através de ligações peptídicas AMINOÁCIDOS - fórmula geral: 20 aminoácidos importantes nutricionalmente Ligação peptídica 50 Proteínas: estruturas, digestão e absorção intestinal Os aminoácidos são requeridos pelo organismo principalmente para síntese de proteínas, mas podem também ser utilizados para síntese de outros metabólitos. Destino no metabolismo animal: • Glucogênicos → glicose: ex. arginina, metionina, cistina, histidina. • Cetogênicos → corpos cetônicos: leucina. • Glucocetogênicos → glicose e corpos cetônicos: ex. fenilalanina, tirosina, triptofano. 51 Proteínas: estruturas, digestão e absorção intestinal Aminoácidos Essenciais – não são sintetizados pelo organismo animal ou são sintetizados em quantidades insuficientes para suprir as exigências – Devem estar presentes na dieta dos animais em quantidades adequadas (exigências). Aminoácidos Não-essenciais – podem ser sintetizados pelo tecido animal a partir de metabólitos do metabolismo intermediário e de grupamentos amino provenientes do excesso de aa. 52 Proteínas: estruturas, digestão e absorção intestinal Classificação dos aminoácidos para aves e suínos. Aminoácidos Essenciais Aminoácidos não EssenciaisLeitões/Aves Suínos/Aves Pintos Lisina Lisina Lisina Glicina Metionina Metionina Metionina Serina Triptofano Triptofano Triptofano Alanina Valina Valina Valina Ácido Aspartico Histidina Histidina Histidina Ácido Glutâmico Fenilalanina Fenilalanina Fenilalanina Cistina Leucina Leucina Leucina Prolina Isoleucina Isoleucina Isoleucina Tirosina Treonina Treonina Treonina Asparagina Arginina Glicina ou Glutamina Serina Prolina Bertechine (2006) 53 ⇒Qualquer proteína, seja de natureza estrutural, enzimática... , tem uma sequência de aminoácidos pré-determinada. Sequência do DNA. • Para a síntese de uma proteína, é necessária a presença no citoplasma de todos aqueles aminoácidos que vão participar na cadeia polipeptídica. • Não se espera que um próximo aminoácido a ser incorporado na cadeia polipeptídica seja aportado por via sanguínea ou sintetizado pelo organismo. Proteínas: estruturas, digestão e absorção intestinal 54 ⇒Todos os aminoácidos devem estar presentes antes de se iniciar a síntese proteica. • Quando se esgota um determinado aminoácido essencial, a síntese proteica será interrompida e o restante dos aminoácidos será utilizado em outros processos metabólicos. • Diz-se, então, que esse aminoácido atuou como LIMITANTE. A esse aminoácido é dado o nome de PRIMEIRO LIMITANTE. • Quando este é suprido, poderá aparecer outro, cujas quantidades podem estar abaixo das necessidades, chamado SEGUNDO LIMITANTE, e assim por diante. Proteínas: estruturas, digestão e absorção intestinal 10 55 ⇒ Maneira de adequar os níveis de AA na dieta • Combinação de ingredientes da ração; • Utilização de aminoácidos sintéticos; • Formulação de dietas com excesso de proteínas; Proteínas: estruturas, digestão e absorção intestinal 56 Fase luminal da digestão • Estômago: pepsina • Duodeno: tripsina / quimotripsina •Duodeno: carboxipeptidases – exopeptidases (liberam aa livres) Fase de membrana da digestão • Peptidases: enzimas presentes na membrana dos enterócitos – liberam aa livres endopeptidases liberam peptídeos Proteínas: estruturas, digestão e absorção intestinal 57 Proteínas: estruturas, digestão e absorção intestinal � Absorção • Aminoácidos livres • Absorção = Co-transporte com o Na • Dipeptídeos e tripeptídeos • Hidrolisados por peptidases intracelulares – aa livres → sangue 58 Lipídeos: estruturas, digestão e absorção intestinal Lipídios: Compostos apolares heterogêneos (óleos, gorduras, ceras e pigmentos) – Denominado de Extrato etéreo (análise proximal) Produzem 2,25 vezes mais energia do que os carboidratos e as proteínas. Reserva energética do organismo. 59 Lipídeos: estruturas, digestão e absorção intestinal Melhora a conversão alimentar da dieta: • Facilita absorção de vitaminas lipossolúveis e carotenos • Diminui o incremento calórico • Estimula a liberação do hormônio Colecistoquinina (aumento da secreção de enzimas pancreáticas) • Reduz a velocidade de passagem da digesta 60 • Emulsificação • Sais biliares – redução da tensão superficial das gotículas de gordura = redução e acesso pelas enzimas hidrolíticas • Hidrólise LIPASE e CO-LIPASE – suco pancreático • Co-lipase – permite o acesso da lipase aos triglicerídeos • Lipase • Triglicerídeo = 2 ácidos graxos livres e 1 monoacilglicerol / 3 AGL •Difusão dos produtos de degradação através da membrana dos enterócitos Lipídeos: estruturas, digestão e absorção intestinal 11 61 Lipídeos: estruturas, digestão e absorção intestinal AGL Glicerol Reesterificados TG Fosfolípides Proteínas Quilomícrons Sistema linfático – ducto torácico – veia cavaEnterócito ATIVIDADE DAS ENZIMAS EM LEITÕES 62 INTESTINO GROSSO • É dividido em 3 seções: 1. Ceco: tamanho variável (Maior em herbívoros); 2. Cólon: secção média 3. Reto: última secção 63 • Câmarade fermentação microbiana • Digestão de material fibroso • Síntese bacteriana e vitaminas (K e complexo B) • Formação e expulsão do bolo fecal INTESTINO GROSSO Funções: • Reabsorção de água • Secreção de minerais (como cálcio) • Reservatório de componentes não digeridos no ID 64 • Glândulas do tipo muco, não produtoras de enzimas • Enzimas microbianas • Extensa atividade microbiana principalmente ceco INTESTINO GROSSO 65 AVES: • Possui 2 CECOS • Menor atividade que nos herbívoros • Muito curto (5-10cm) • Esvazia na cloaca CLOACA � órgão onde as secreções urinárias (ácido úrico) e as excreções fecais são misturadas para eliminação no meio externo INTESTINO GROSSO 66 12 CÃES: • Superfície de absorção é limitada • Pequena parcela do alimento digerido chega IG INTESTINO GROSSO SUÍNOS: • Cólon ocupa maior parte do IG • Extensa atividade microbiana no ceco • Produção de AGV’s (Requisitos energéticos) 67 EQUINOS: • Onde o alimento permanece maior tempo (24 hs) • Dividido em: Ceco, cólon maior, cólon menor e reto • Cólon maior: cólons ventrais (direito e esquerdo) e dorsais (direito e esquerdo) • Ceco: bactérias � produção de AGV • Síntese de vitaminas e proteína bacteriana • Cólon menor: absorção de água INTESTINO GROSSO 68 Fermentação no intestino grosso - Constituintes da dieta não digeridos até o íleo terminal e os produtos da digestão não absorvidos - Fermentação pelos microrganismos - Componentes da fibra e amido resistente � produção de CO2, H2, metano e ácidos graxos de cadeia curta 69 DIGESTÃO NO INTESTINO GROSSO (Ceco e Cólon) CHO Solúvel / Amido CHO Insolúvel (Fibra) Hexoses AGV + Gases Enzimas bacterianas Metabolismo bacteriano 70 FERMENTAÇÃO NO INTESTINO GROSSO: -Amido e Açúcares � totalmente digeridos -Carboidratos fibrosos � parcialmente digeridos (depende do nível e tipo de carboidratos) - Produção de AGV’s � Contribuição ao metabolismo energético (depende da espécie e do estado fisiológico do animal) 71 INTESTINO GROSSO COELHOS: O IG tem importante papel na digestão do coelho, devido à fermentação cecal, excreção seletiva da fibra e a reingestão do conteúdo cecal (cecotrofia) 72 13 INTESTINO GROSSO • Os cecotrofos são tomados diretamente do ânus e deglutidos íntegros, sem ocorrência de mastigação • A ingestão destes cecotrofos permitem que os coelhos aproveitem melhor a fibra dietética, além da incorporação da proteína bacteriana CECOTROFOS: incorporação de proteínas, vitaminas do complexo B e K, além de AGV. 73 Obrigado pela atenção fredericovelasco@gmail.com
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