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UNIVERSIDADE FEDERAL DO MATO GROSSO/ CAMPUS DE SINOP CENTRO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS E AMBIENTAIS CURSO DE GRADUAÇÃO EM ZOOTECNIA DISCIPLINA: NUTRIÇÃO ANIMAL Anatomia e Fisiologia Digestiva Comparada Prof. Douglas dos Santos Pina (Zootecnista) Nutrição Animal Alimentos Técnicas de Alimentação Exigências Nutrientes Digestão Absorção • Existência de diferenças anatômicas e funcionais no TGI em relação aos hábitos alimentares dos animais; • Processamento e utilização diferenciada dos alimentos nas diferentes partes do TGI; • Evidenciar fatores limitantes ao processo digestivo; e • Aumentar a eficiência do processo de nutrição. Anatomia e Fisiologia Digestiva • Fornecer ao organismo, de forma contínua, nutrientes, água e eletrólitos; • Armazenar os alimentos por um determinado período e liberá-los parcialmente para sofrerem a digestão; • Preparar o alimento para absorção; • Assimilar (absorver) os produtos da digestão; • Eliminar os resíduos alimentares (produtos não digeridos, e resíduos metabólicos); e • Produção e secreção de substâncias necessárias ao processo de digestão e absorção. Funções Gerais do Sistema Digestivo Sistema Digestivo O sistema digestivo é formado por um longo tubo musculoso, ao qual estão associados órgãos e glândulas que participam da digestão. Apresenta as seguintes regiões: boca, faringe, esôfago, estômago, intestino delgado, intestino grosso e ânus. Tipos de Sistemas Digestivos Gato Ave Suíno Cão Peru Não - Ruminantes Ruminantes Fermentadores Pós gástricos Gado de corte Gado de leite Veado Ovino Caprino Eqüino Coelho Avestruz Partes do Sistema Digestivo: Capacidade Relativa das Diferentes Partes do S. Digetivo CARACTERÍSTICAS DOS HERBÍVOROS • Classe Heterogênea (pastejadores, intermediários, seletores); • Ingestão de alimentos normalmente de menor digestibilidade; • TGI relativamente longo em relação ao comprimento do corpo (12 a 27 vezes); • Digestão enzimática (próprio tecido animal) e microbiana (aloenzimática + importante); • Câmaras de degradação anaeróbica microbiana (digestão + fermentação) mais desenvolvidas => facilitar a degradação da fibra pela microbiota (bactérias, protozoários e fungos). COMPONENTES DO TRATO ALIMENTAR DOS RUMINANTES Carneiro CARACTERÍSTICAS DO RÚMEN COMO CÂMARA DE FERMENTAÇÃO 1. Bactérias 1010/g de conteúdo ruminal; 2. Protozoários 106/g de conteúdo ruminal; 3. Fungos 102 a 104/g de conteúdo ruminal; 4. Baixa concentração de O2; 5. Constância de pH 5,5 a 7,0; 6. Constância de temperatura 38 a 42 (39 ºC); e 7. Suprimento contínuo de sólidos e líquidos. Vantagens da Fermetação Pré- gastrica • Digestão de carboidratos fibrosos; • Síntese de A.A. a partir de CNNP; • Síntese de vitaminas do complexo B e vitamina K; e • Inativação de fatores antinutricionais, os quais, podem ser tóxicos ao animal hospedeiro. Desvanstagens da Fermetação Pré-gastrica • Perda de energia na forma de CH4; • Degradação de Aminoácidos durante a fermentação ruminal; e • Papel essencial dos microrganismos no trato gastrintestinal; • Os pré-estomagos são pequenos e não funcionais; • Não contém microorganismos e as papilas e ruminorreticulares e folhas omasais são rudimentares; • O abomaso não secreta HCl nem pepsinogênio nas primeiras 24 horas de vida; • Capacidade de absorção de imunoglobulinas 24 a 48 horas após o nascimento; • Colostro é fonte de vitaminas A, D e E e contém microorganismos mamários usuais (lactobacilus); e • Colonização microbiana ocorre de 8 a 16 horas após o nascimento. Sistema Digestivo do Ruminante Jovem Desenvolvimento do rúmen Primeira semana 3 para 4 meses Maturidade 39% 49% 64% 11% 50% 25% Leite Leite, grãos e feno Leite e grãos Várias Teorias: Mais aceita mecanismos comportamentais associados à sensação de fome. Fonte: Leek, (2006). GOTEIRA ESÔFÁGICA Tubo formado pela contração de uma dobra de tecido da base do esôfago (cárdia) ao orifício retículo omasal - Função: Permite que o leite ingerido se desloque diretamente para o abomaso Digestão do leite em mamíferos jovens Boca Estômago Intestino delgado Lipase salivar (esterase pré-gástrica) (alta no início) digestão de AG de cadeia curta Coágulo (ação da renina ou quimosina e ambiente ácido) - Caseína (hidrólise pepsina), - Lipídeos, - Ca, P, Vit. Lipossolúveis Soro - PTN do soro, - Lactose, - Minerais - Vit. hidrosolúveis PTN do soro (ação proteases pancreáticas e peptidases), Lactose (lactase intestinal) < 6 horas 12-18 horas Caseína (ação proteases pancreáticas e peptidases), Lipídeos (pp. ACCM e ACCL) (lipase pancreática) Metabolismo intermediário está baseado na glicose e a glicemia é isulino-sensível. Processo Digestivo em Ruminantes • EQUINOS, SUÍNOS, CÃES, GATOS E COELHOS: • boca • esôfago • estômago • intestino delgado: duodeno, jejuno, íleo • intestino grosso: ceco, cólon, reto COMPONENTES DO TRATO ALIMENTAR DOS ANIMAIS DOMÉSTICOS Cavalo Coelho Coelho Coelho Adaptado de Halls, (2008). Coelho Adaptado de Halls, (2008). S/ Farelo de Arroz C/ Farelo de Arroz G a n h o m é d io d iá ri o ( g / d ia ) C/ Cecotrofos S/ Cecotrofos Fermentadores Pós-gástricos • AVES (digestão enzimática): • bico • esôfago • papo ou inglúvio • estômago químico (pró-ventrículo) • estômago mecânico (moela) • intestino delgado: duodeno, jejuno, íleo • intestino grosso: ceco bifurcado, cólon, reto, cloaca. Galinha Particularidades do TGI das Aves • 316 botões gustativos <<<< 15.000 em suínos; • Papo = possui eptélio estratificado escamoso; • Estômago glandular, ou proventrículo; – Mucosas simples = secreção de muco; e – Compostas (péptico-oxínticas) = muco, HCl, pepsinogênio (pricinpais e parietais em mamíferos). • Estômago muscular, ou moela; e • Cloaca. Gato Cachorro 2 . 1 P o r q u e f a z e r o c r e e p - f e e d i n g A r e s p o s t a é s i m p l e s , o c r e e p - f e e d i n g b u s c a c o m p e n s a r a d e f a s a g e m e n t r e a o f e r t a d e l e i t e d a v a c a e a n e c e s s i d a d e d e n u t r i e n t e s d o b e z e r r o . E a l é m d is s o t r a n s f o r m a o b e z e r r o d e l a c t a n t e p a r a r u m i n a n t e m a i s r a p i d a m e n t e , f a z e n d o c o m q u e o b e z e r r o p o s s a a p r o v e i t a r m e l h o r a p a s t a g e m e f i c a r c a d a v e z m e n o s d e p e n d e n t e d o l e i t e . A e x p l i c a ç ã o d e s s a t r a n s f o r m a ç ã o p o d e s e r v i s u a l i z a d a n a f i g u r a a b a i x o . Classe Comprimento do corpo em relação ao comprimento doTGI 1 Volume Digesta 2 Movimento Ingesta Tipo primário de digestão Local primário de digestão Glicose (mg/dL) Cão 1:6 ? Rápido Enzimática ID 80-120 Suínos 1:10 4-10% Moderado Enzimática ID 80-120 Equinos 1:12 15% Moderado Lento Enzimática Microbiana Ceco Cólon 55-95 Vaca 1:20 13-18% Lento Microbiana Enzimática Rúmen 40-60 Fisiologia comparativa 1 / relativo ao comprimento do corpo 2 / % do peso corporal 2 . 1 P o r q u e f a z e r o c r e e p - f e e d i n g A r e s p o s t a é s i m p l e s , o c r e e p - f e e d i n g b u s c a c o m p e n s a r a d e f a s a g e m e n t r e a o f e r t a d e l e i t e d a v a c a e a n e c e s s i d a d e d e n u t r i e n t e s d o b e z e r r o . E a l é m d i s s o t r a n s f o r m a o b e z e r r o d e l a c t a n t e p a r a r u m i n a n t e m a i s r a p i d a m e n t e , f a z e n d o c o m q u e o b e z e r r o p o s s a a p r o v e i t a r m e l h o r a p a s t a g e m e f i c a r c a d a v e z m e n o s d e p e n d e n t e d o l e i t e . A e x p l i c a ç ã o d e s s a t r a n s f o r m a ç ã o p o d e s e r v i s u a l i z a d a n a f i g u r a a b a i x o .Espécie Estômago Papo ou Inglúvio Moela ID Ceco Cólon e Reto Intestinos Total Eqüinos 8,5 - - 30,2 15,9 45,4 - 100,0 Bovinos 70,8 - - 18,5 2,8 7,9 - 100,0 Ovino e Caprinos 66,9 - - 20,4 2,3 10,4 - 100,0 Suínos 34,3 - - 39,4 6,6 19,7 - 100,0 Aves - 52,7 5,9 - - - 41,4 100,0 Fonte: Adaptado de ANDRIGUETTO et al. (1982). Capacidade relativa (%) Processo de digestão e absorção “Intestino Delgado” Processo Absortivo utilização Ingestão de Alimento grandes moléculas Processo Digestivo moléculas menores FUNÇÃO: prover o organismo de água e nutrientes que supram as demandas do animal. Sistema Digestivo ATIVIDADE DO SISTEMA DIGESTIVO Suco digestivo Enzima pH ótimo Substrato Produtos Saliva Ptialina neutro polissacarídeos maltose Suco gástrico Pepsina ácido proteínas oligopeptídeos Suco pancreático Quimiotripsina Tripsina Carboxipeptidases Amilase Rnase Dnase Lipase alcalino alcalino alcalino alcalino alcalino alcalino alcalino proteínas Proteínas proteínas polissacarídeos RNA DNA Lipídeos peptídeos peptídeos peptídeos maltose ribonucleotídeos desoxirribonucle otídeos glicerol e A.G Suco intestinal ou entérico Aminopeptidase Dipeptidase Maltase Sacarase Lactase alcalino alcalino alcalino alcalino alcalino oligopeptídeos dipeptídeos maltose sacarose lactose aminoácidos aminoácidos glicose glicose e frutose glicose e galactose 2 . 1 P o r q u e f a z e r o c r e e p - f e e d i n g A r e s p o s t a é s i m p l e s , o c r e e p - f e e d i n g b u s c a c o m p e n s a r a d e f a s a g e m e n t r e a o f e r t a d e l e i t e d a v a c a e a n e c e s s i d a d e d e n u t r i e n t e s d o b e z e r r o . E a l é m d i s s o t r a n s f o r m a o b e z e r r o d e l a c t a n t e p a r a r u m i n a n t e m a i s r a p i d a m e n t e , f a z e n d o c o m q u e o b e z e r r o p o s s a a p r o v e i t a r m e l h o r a p a s t a g e m e f i c a r c a d a v e z m e n o s d e p e n d e n t e d o l e i t e . A e x p l i c a ç ã o d e s s a t r a n s f o r m a ç ã o p o d e s e r v i s u a l i z a d a n a f i g u r a a b a i x o . Não-ruminantes Ruminantes Dentição Apresentam incisivos superiores e caninos Não tem incisivos superiores e caninos Saliva Produção intermitente com enzimas (amilase) Produção contínua Sem enzimas Fonte de minerais (P, Na) Fonte de NNP Ação tamponante e anti-espumante Posição da principal câmara de degradação anaeróbica Intestino grosso (pós-gastrico) Rúmen-Retículo-Omaso (pré-gastrico) Tipo de alimento Menos fibroso Mais fibrosos Tamanho do TGI Menor em relação ao corpo do animal Maior em relação ao corpo do animal Passagem da digesta pelo TGI Rápida e intermitente Lenta e contínua Características do TGI 2 . 1 P o r q u e f a z e r o c r e e p - f e e d i n g A r e s p o s t a é s i m p l e s , o c r e e p - f e e d i n g b u s c a c o m p e n s a r a d e f a s a g e m e n t r e a o f e r t a d e l e i t e d a v a c a e a n e c e s s i d a d e d e n u t r i e n t e s d o b e z e r r o . E a l é m d i s s o t r a n s f o r m a o b e z e r r o d e l a c t a n t e p a r a r u m i n a n t e m a i s r a p i d a m e n t e , f a z e n d o c o m q u e o b e z e r r o p o s sa a p r o v e i t a r m e l h o r a p a s t a g e m e f i c a r c a d a v e z m e n o s d e p e n d e n t e d o l e i t e . A e x p l i c a ç ã o d e s s a t r a n s f o r m a ç ã o p o d e s e r v i s u a l i z a d a n a f i g u r a a b a i x o . Não-ruminantes Ruminantes Principais produtos da digestão ou degradação dos carboidratos Hexoses (glicose, frutose, galactose) Ácidos graxos voláteis Principal fonte de aminoácidos absorvidos no intestino delgado Dieta Proteína microbiana ruminal Produção de enzimas Interminente contínua Absorção Interminente contínua Sacarases no intestino delgado Presentes Ausentes Nucleases no intestino delgado Ausentes Presentes Características do TGI 2 . 1 P o r q u e f a z e r o c r e e p - f e e d i n g A r e s p o s t a é s i m p l e s , o c r e e p - f e e d i n g b u s c a c o m p e n s a r a d e f a s a g e m e n t r e a o f e r t a d e l e i t e d a v a c a e a n e c e s s i d a d e d e n u t r i e n t e s d o b e z e r r o . E a l é m d i s s o t r a n s f o r m a o b e z e r r o d e l a c t a n t e p a r a r u m i n a n t e m a i s r a p i d a m e n t e , f a z e n d o c o m q u e o b e z e r r o p o s s a a p r o v e i t a r m e l h o r a p a s t a g e m e f i c a r c a d a v e z m e n o s d e p e n d e n t e d o l e i t e . A e x p l i c a ç ã o d e s s a t r a n s f o r m a ç ã o p o d e s e r v i s u a l i z a d a n a f i g u r a a b a i x o . Não-ruminantes Ruminantes Absorção de glicose no intestino delgado Alta Média-Baixa Glicose no sangue (mg/dL) 80 a 120 mg/dL 40-60 mg/dL Principal fonte de C para síntese de “novo” de ácidos graxos Glicose Acetato (ácido graxo volátil produzido pela fermentação ruminal de carboidratos) Oxidação hepática da glicose Presente Praticamente ausente (baixa atividade da enzima hexoquinase) Resposta do cérebro à hipoglicemiaCaptação de glicose é reduzida Captação de glicose é pouco alterada Gliconeogênese Média-baixa Alta Principal fonte de C para síntese de de glicose Aminoácidos Propionato (ácido graxo volátil produzido pela fermentação ruminal de carboidratos) Características do TGI