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* Nutrição Animal Digestão e Absorção * Digestão A maioria dos compostos orgânicos presentes nos alimentos tem que ser “quebrado” em moléculas menores de forma a poder ser absorvido e utilizado pelos animais. Mecânico Químico Microbiano * Sistema Digestivo Principais componentes do trato digestivo: 1- Boca 2- Dentes 3- Língua 4- Faringe 5- Esôfago 6- Estômago 7- Intestino Delgado 8- Intestino Grosso 9- Ânus Órgãos Acessórios: Pâncreas Fígado Glândulas Salivares * Sistema Digestivo - BOCA Boca: cavidade oral Local onde é recebido alimento Redução do tamanho das partículas de alimento Partículas são misturadas à saliva (facilitar deglutição) Formação do “bolo” alimentar Dentes e língua: estruturas que auxiliam a digestão * Saliva Liquido Incolor, insipido, viscoso Peso especifico 1001 a 1009 Alcalina - Porco pH 7,32 - Cavalo pH 7,56 - Bovinos pH 8,2 a 8,4 Composição - * * * * Carnívoros x Herbívoros * * * * * * . Sistema Digestivo - Lingua Órgão Muscular Movimenta alimento dentro da cavidade e move o mesmo para o esôfago Superfície da língua: mais grossa, composta por papilas Auxilia a trituração de alimentos * Corte longitudinal do Cabeça * * * * * * Tratos Digestivos - Geral Cão Suíno Coelho Ovelha * Suíno * Cavalo * Bovino * Ave * Pró-ventrículo - Moela * Capacidade relativa do trato digestivo de alguns animais * Capacidade alimentar do aparelho digestivo de alguns animais * Processos Digestivos Monogástricos Sem importância fermentativa Ave Cão Suíno Ceco e cólon funcional Cavalo Coelho Capivara Ruminantes Bovino Ovino Caprino * Digestão nos Monogástricos Boca, estômago, intestino delgado, intestino grosso. Movimentos peristálticos Mistura com suco digestivo Contato com mucosa Expulsão fração não digerida Intestino delgado Vilos e microvilos Secreção de enzimas Zimogênios * Digestão na Boca Majoritariamente mecânica, causando fracionamento do alimento Saliva (99% água), contém -amilase em algumas spp. Cavalo, gato, e cão não possuem Suíno com baixa atividade Homem com alta atividade -amilase -(1 4), produzindo mistura de glicose e maltose -(1 6), produzindo dextrina limite * Digestão no Estômago Órgão de digestão, mas também armazenamento Suco gástrico: água, pepsinogênio, sais inorgânicos, muco, HCl, e fator intrínseco Células parietais: HCl Células principais: pepsinogênio Em aves: células oxintopépticas produzem ambos * Digestão no Estômago pH = 2,0 Pepsinogênio pepsina (Exopeptidase) Age sobre ligações peptídicas adjacentes à AA aromáticos (PHE, TRP e TYR), mas também GLU e CYS Produtos da digestão protéica no estômago são peptídios de vários tamanhos de cadeia e apenas alguns AA livres * Digestão no Estômago Lipase gástrica Muito importante em mamíferos (gordura do leite) Secretada Fundus em humanos, suínos, cães e coelhos Língua ratos e camundongos Resiste à ação da pepsina e HCl Hidrolisa 10 – 30% dos triglicerídios da dieta Importante em animais jovens Continua ativa no duodeno * Digestão no Intestino Delgado Secreções Duodeno Secreções alcalinas Enteroquinase Fígado Sais biliares Sais glicocólicos e taurocólicos de Na e K Pâncreas Peptidases Lipases Carboidrases * Secreções Pancreáticas Peptidases Tripsinogênio Tripsina (Endopeptidase) Enteroquinase Age somente em –COOH de LIS e ARG Quimotripsinogênio Quimotripsina (Endopeptidase) Tripsina Age somente –COOH de TYR, TRP, PHE e LEU Pró-crboxipeptidases A e B Carboxipeptidases A e B (Exopeptidases) Age apenas liberando o último AA da porção –COOH terminal Pró-elastase elastase Tripsina Tripsina * Secreções Pancreáticas Carboidrases -Amilase pancreática Ligações -(14) de amido e glicogênio Pró-fosfolipase fosfolipase Tripsina * Secreções Pancreáticas Lipase Ação conjugada com sais biliares Especificidade nos C 1 e 3 do triglicerídio Mistura de ácidos graxos, mono e di-glicerídios TG 2-Monoglicerídio + 2 AG Livres Ação conjugada com a colipase Sais biliares permitem reduzido acesso à lipase Colipase permite ancoragem ao glóbulo de gordura cercado de sais biliares * Secreções do Fígado Bile Água, sais biliares, colesterol, ácidos graxos, Na, K, Ca, Cl, HCO3 Sais conjugados e não conjugados * Ação da Bile * Recirculação Enterohepática Bile após uso Difunde de volta para o alimento Absorvida no íleo distal Veia porta para o fígado Homem: 2-4 gramas de sais biliares Em um dia 20-30 gramas entram e saem do Int. Delgado * Enzimas da Mucosa Oligossacarídios e pequenos peptídios são reduzidos a monossacarídios e aminoácidos através da ação de enzimas associadas com as vilosidades intestinais Alguma digestão de descamação de vilos Maioria da digestão ocorre na superfície luminal das células epiteliais * Enzimas da Mucosa Sucrase Maltase Lactase Oligo-1,6-glicosidase Aminopeptidases Dipeptidases * * Vilosidades Intestinais * * * * * Digestão no Intestino Grosso Intestino grosso não secreta enzimas digestivas Extensiva ação microbiana Lactobacillus, streptococcus, coliformes, bacteróides, clostridium, fermentos Fermentação microbiana produz ácidos acético, propiônico e butírico entre outras substâncias Fezes: água, resíduos alimentares não digeridos, células epiteliais, sais, bacterias e produtos da decomposição microbiana * Digestão no Mamífero Recém-Nascido Pós-Nascimento Permeabilidade à proteínas intactas durante alguns dias Absorção de anticorpos da mãe Declina rapidamente até 24 H pós-parto Baixa atividade de pepsina, -amilase, maltase, e sucrase e alta atividade de lactase Dietas para desmame precoce 7-14 dias devem ser diferentes da dos adultos e conter altas concentrações de derivados do leite * Digestão nas Aves Papo ou inglúvio Reserva de alimento e alguma fermentação Pró-ventrículo Estômago verdadeiro Moela Órgão muscular, ação física (pedriscos) Cecos pareados Pouca importância digestiva Intestino grosso curto, terminando na cloaca Cloaca: fezes, urina reprodução * Absorção de Nutrientes Majoritariamente no intestino delgado Duodeno: mistura, digestão e absorção Jejuno: absorção Íleo: reabsorção * Transporte de Nutrientes Maioria: jejuno, duodeno, íleo, e int. grosso, nesta ordem decrescente Superfície de absorção: vilosidades e microvilosidades Passagem do lúmen para dentro das células epiteliais ocorre por: transporte ativo, difusão passiva, ou pinocitose * Transporte de Nutrientes Envolve: Penetração na microvilosidade Migração dentro do interior da célula Metabolismo dentro da célula Penetração no sistema vascular ou linfático Veia porta Duto toráxico Fígado * Transporte de Nutrientes Átrio e ventrículo direito Pulmões Átrio e ventrículo esquerdo Aorta e tecidos com sangue oxigenado e nutrientes da digestão Todas células * Absorção de Nutrientes Carboidratos Monossacarídios a partir de dissacarídios na superfície das microvilosidades Aldoses ativamente transportadas, por transportadores dependentes de sódio, pelo sistema porta hepático Cetoses com mecanismo não bem esclarecido, frutose ativo sem sódio Ordem decrescente à mesma concentração Galactose, glicose, frutose, manose, xilose, arabinose * Absorção de Nutrientes Eventos pós-absorção das gorduras No enterócito AG re-esterificados com 2-monoglicerídios No retículo endoplasmático Apolipoproteínas Quilomícrons Vesículas secretoras Citoplasma Membrana basal Fusão e expulsão da célula Espaço inter-celular Lácteas Sistema linfático Duto toráxico Circulação * * * Absorção de Nutrientes Oligopeptídios e amino ácidos no lúmen AA para sistema porta e então fígado Sistemas ativos dependentes de sódio Dentro de cada grupo há concorrência por carreadores * Digestão dos carboidratos (amido) * AMIDO * Digestão de carboidratos * * * * Digestao da Proteina * Digestão de Proteina * * Digestão de Lipideos * * Controle das secreções do TGI SISTEMA NERVOSO SISTEMA ENDÓCRINO ( COORDENAÇÃO e REGULAÇÃO ( Funções fisiológicaS Como : Através de Mensagens aos órgãos visados SISTEMA NERVOSO ( IMPULSOS NERVOSOS (NEUROTRANSMISSORES) SISTEMA ENDÓCRINO ( HORMÔNIOS Moléculas sinais reconhecidas por receptores específicos * PLEXO MIOENTÉRICO PLEXO SUBMUCOSO SISTEMA NERVOSO GASTROINTESTINAL SISTEMA ENDÓCRINO GASTROINTESTINAL FUNÇÕES MOTORAS E SECRETORAS DO TRATO GASTROINTESTINAL EXTRÍNSECO INTRÍNSECO * Digestão nos Ruminantes * Capacidade do Trato Digestivo, litros Humano Porco Cavalo Ovelha Bovino Peso Vivo, kg 75 190 450 80 575 Rúmen-Retículo 17 125 Omaso 1 20 Abomaso 1 8 8 2 15 Total Estômago 1 8 8 20 160 Intestino Delgado 4 9 27 6 65 Ceco 1 14 1 10 Intestino Grosso 1 9 41 3 25 Trato Dig. Total 6 27 90 30 260 * MOTRICIDADE NO ESTÔMAGO DOS RUMINANTES * Digestão nos Ruminantes Ruminante jovem Rúmen-retículo diretamente para abomaso através do canal reticular Ação da renina Ruminante adulto Rúmen-retículo aumentam até 85% do total à medida que há ingestão de alimento sólido e contato com animais adultos * Digestão no Rúmen Física: mastigação Química Digestão Consumo de alimento Ruminação * Ruminação Mistura contínua do conteúdo por contrações das paredes. Material da porção anterior é “jogado” retornando ao esôfago e, então, por uma onda de contração para a boca. A fração líquida é rapidamente re-engolida, mas a sólida é novamente mastigada Estímulo à ruminação é dado pela estimulação tátil do epitélio do rúmen anterior. Material pouco “fibroso” não é estimulante !! Tempo de ruminação depende do tipo de fibra, quando mais fibroso maior. Em geral 8 horas por dia. Cada bolo regurgitado é mastigado 40-50 vezes !! * Digestão Química no Rúmen Condições ambientais no rúmen são de uma Câmara de Fermentação: pH=5,5 – 6,8 Fosfatos e bicarbonatos da saliva Rápida absorção AGV Pressão osmótica similar à sangüínea Anaerobiose mantida pela fermentação Temperatura: 38-42 oC * Digestão Química no Rúmen Rúmen-retículo funciona através de cultura contínua de sistema anaeróbico de bactérias, protozoários e alguns fungos. MO produzem ácidos graxos voláteis (AGV), células microbianas, gases (metano). AGV absorvidos diretamente no rúmen Gases perdidos por eructação Células microbianas e alimento não degradado passam para o abomaso (pH=2,0) e daí para intestino delgado. Degradado então, pelo sistema enzimático do animal como no monogástrico * Microorganismos do Rúmen Bacteria: 109 – 1010 por ml de conteúdo ruminal Anaeróbicas Fermentação Varia com dieta Protozoários: 106 por ml Fauna e flora normal são estabelecidos muito cedo, até 6 semanas em bovinos * * * CHO e Fermentação Ruminal MS bacteriana contém 100 g N / kg 80% na forma de AA 20% como ácidos nuclêicos Utilização de carboidratos Fase 1: digestão de CHO complexos até açúcares simples (imediatamente capturados pelos MO ruminais, não acumulam) Fase 2: utilização dos açucares da Fase 1 para metabolismo dos MO * CHO e Fermentação Ruminal Ácidos graxos voláteis (AGV) Acético é o predominante em dietas onde forragens são a base da dieta Propiônico aumenta em concentração com dietas de grande proporção de “concentrados” (alimentos à base de grãos de cereais – grande quantidade de CHO solúveis como amido) Butírico relativamente constante * CHO a Piruvato no Rúmen * Piruvato a ÁGV no Rúmen * Produtos da Fermentação Ruminal Gases Mais de 30 litros por hora 40% CO2 30-40% CH4 5% H2 Pequenas quantidades de O2 e N2 Maioria perdida por eructação Timpanismo * Limitação da Fermentação Ruminal de CHO A capacidade de digestão da celulose e hemicelulose depende largamente da presença de lignina “Palhas”: 50-80 de retenção ruminal Pasto jovem: 30-50 horas de retenção Pasto jovem: 80% digestibilidade Pasto velho: 60% digestibilidade Presença de amido Rápida fermentação reduz pH, sendo que grandes concentrações reduzem a presença de organismos fermentadores da celulose * Outros Locais de Fermentação Intestino grosso: ceco e cólon Mesmos produtos da fermentação ruminal, porém menos efetivo Substrato mais solúvel já foi removido Pouco tempo para absorção Pouco tempo de retenção Coelho: coprofagia Cavalo Suíno Aves * * Funções do Rúmen Produção de energia Armazenamento de alimento Ruminação (regurgitação) * Digestão de Proteínas no Rúmen Proteína é degradada majoritariamente a amônia, mas também pequenas quantidades de AA e pepetídios Amônia é incorporada em proteína bacteriana de qualidade constante, posteriormente degradada no abomaso AA indispensáveis AA dispensáveis Significado de AA essencial em ruminantes !!! * Uso da Amônia no Rúmen Pouca proteína (N) na dieta reduz a multiplicação bacteriana e, consequentemente fermentação ruminal e uso de CHO Excesso de N na dieta leva à excesso de amônia que é absorvida desta forma. Parte desta amônia retorna via saliva, mas a maior parte é eliminada via urinária * Nitrogênio Não Protéico NNP normalmente presente no rúmen Uréia usada para suplementar dietas de baixa quantidade protéica hidrolizada rapidamente a amônia. Uso adequado depende: Concentração inicial de N no rúmen deve estar abaixo do ótimo Deve haver fonte de energia prontamente disponível (amido) Intoxicação pelo excesso * * * Digestão dos Lipídios no Rúmen Triglicerídios e fosfolipídios hidrolizados por lipases AG insaturados são hidrogenados pelas bactérias Capacidade de digestão limitada, problemas a partir de 10% de gordura na dieta, retardo na fermentação e queda no consumo de alimento * Síntese Ruminal de Vitaminas Todas vitaminas do complexo B e vitamina K são sintetizadas pela fermentação ruminal. Vitamina B12 necessita de Cobalto. Assim, ruminantes não necessitam suplementação destas vitaminas * pH do rúmen e sua relação com as proporções entre os ácidos acético, propiônico e láctico * * * * * * Digestão no Mamífero Recém-Nascido Pós-Nascimento Permeabilidade à proteínas intactas durante alguns dias Absorção de anticorpos da mãe Declina rapidamente até 24 H pós-parto Baixa atividade de pepsina, -amilase, maltase, e sucrase e alta atividade de lactase Dietas para desmame precoce 7-14 dias devem ser diferentes da dos adultos e conter altas concentrações de derivados do leite * Digestão nas Aves Papo ou inglúvio Reserva de alimento e alguma fermentação Pró-ventrículo Estômago verdadeiro Moela Órgão muscular, ação física (pedriscos) Cecos pareados Pouca importância digestiva Intestino grosso curto, terminando na cloaca Cloaca: fezes, urina reprodução * Absorção de Nutrientes Majoritariamente no intestino delgado Duodeno: mistura Jejuno: absorção Íleo: reabsorção * Transporte de Nutrientes Maioria: jejuno, duodeno, íleo, e int. grosso, nesta ordem decrescente Superfície de absorção: vilosidades e microvilosidades Passagem do lúmen para dentro das células epiteliais ocorre por: transporte ativo, difusão passiva, ou pinocitose * Transporte de Nutrientes Envolve: Penetração na microvilosidade Migração dentro do interior da célula Metabolismo dentro da célula Penetração no sistema vascular ou linfático Veia porta Duto toráxico Fígado * Transporte de Nutrientes Átrio e ventrículo direito Pulmões Átrio e ventrículo esquerdo Aorta e tecidos com sangue oxigenado e nutrientes da digestão Todas células * Absorção de Nutrientes Carboidratos Monossacarídios a partir de dissacarídios na superfície das microvilosidades Aldoses ativamente transportadas, por transportadores dependentes de sódio, pelo sistema porta hepático Cetoses com mecanismo não bem esclarecido, frutose ativo sem sódio Ordem decrescente à mesma concentração Galactose, glicose, frutose, manose, xilose, arabinose * Absorção de Nutrientes Gorduras Triglicerídios na forma de micelas no intestino, sendo a porção lipídica absorvida passivamente no jejuno e os sais biliares ativamente no íleo. Ácidos graxos e di-glicerídios são ressintetizados como triglicerídios e formam quilomícrons dentro das vilosidades passando para as lácteas, duto toráxico e circulação geral ÁG de cadeia média e curta (< 10 C) passam diretamente para a mucosa sem necessidade de formação de micelas Em aves, VLDL’s diretamente ao fígado pelo sistema porta * Absorção de Nutrientes Eventos pós-absorção das gorduras No enterócito AG re-esterificados com 2-monoglicerídios No retículo endoplasmático Apolipoproteínas Quilomícrons Vesículas secretoras Citoplasma Membrana basal Fusão e expulsão da célula Espaço inter-celular Lácteas Sistema linfático Duto toráxico Circulação * Absorção de Nutrientes Oligopeptídios e amino ácidos no lúmen AA para sistema porta e então fígado Sistemas ativos dependentes de sódio AA neutros AA ácidos AA básicos Iminoácidos Dentro de cada grupo há concorrência por carreadores * * Metabolismo da Taurina em Gatos Taurina é sintetizada em animais Gatos Habilidade limitada para síntese 95% taurocolatos enquanto outros mamíferos 50% Taurina encontrada apenas em tecidos e secreções animais Deficiência Cegueira Perda capacidade reprodutiva das fêmeas Alta mortalidade ao de recém-nascidos
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