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Instituto Babcock para Pesquisa e Desenvolvimento da Pecuária Leiteira Internacional University of Wisconsin-Madison Essenciais em Gado de Leite 1 1) PROCESSO DIGESTIVO NA VACA DE LEITE Michel A. Wattiaux Babcock Institute W. Terry Howard Department of Dairy Science INTRODUÇÃO Vacas e outros animais como ovelhas, búfalos, camelos, e girafas são classificados como herbívos pois sua dieta é composta principalmente de material vegetal. Muitos herbívoros são ruminantes. Animais ruminantes podem ser reconhecidos facilmente devido a o s frequêntes movimentos de mastigação mesmo quando não estão comendo. Esta atividade de mastigação é chamada de ruminação, e faz parte de um processo digestivo que permite com que estes animais consigam obter energia contida nas paredes celulares das plantas na forma de fibras. ADAPTAÇÃO PARA UTILIZAR FIBRAS E NITROGÊNIO NÃO PROTÉICO A fibra é uma estrutura que dá resistência e rigidez as plantas e é o principal constituinte do caule das plantas. Açúcares complexos (celulose, hemicelulose) estão localizados dentro da parede cellular das plantas e permanecem inacessíveis para os animais que não são ruminantes. Contudo, a população de micróbios que vivem no retículo e no rúmen (Figura 1) permitêm com que os ruminantes possam utilizar a energia contida nas fibras. O nitrogênio necessário na dietas das vacas têm origem nos aminoácidos que são encontrados em proteínas e outras fontes de Figura 1: O sistêma digestivo da vaca é composto de quarto estômagos. O rumen é o maior dos estômagos e esta representado com setas que indicam o movimento do alimento no seu interior. Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação 2 nitrogênio não proteicos (NNP). Compostos com nitrogênio não proteico não podem ser utilizados por não ruminantes, mas podem ser utilizados pelas bactérias ruminais para a síntese proteica. A maioria dos aminoácidos disponíveis para os bovinos são produzidos pelas bactérias no rúmen. OS QUATRO ESTÔMAGOS Retículo e rúmen O retículo e o rúmen são os dois primeiros estômagos dos ruminantes. O conteúdo alimentar no retículo se mistura com o conteúdo do rúmen quase continuamente (cerca de uma vez por minuto). Ambos estômagos, frequentêmente chamados de retículo-rúm e n , contém uma densa população de microorganismos (bactérias, protozoários, e fungos). O rúmen é um saco que contém cerca de 100 a 120 kg de material vegetal sob processo digestivo. As partículas fibrosas permanecem no rúmen de 20 a 48 horas pois a fermentação das fibras pelas bactérias é um processo relativamente demorado. Contúdo, algumas partículas são digeridas mais rapidamente tendem a ficar no rúmen por um período mais curto de têmpo. O retículo é uma “estrada de passagem” onde as partículas que entram e saem do rúmen são selecionadas. Somente partículas de menor tamanho (<1–2 mm) e com alta densidade (> 1.2 g/ml) vão para o terceiro estômago. Omaso O terceiro estômago ou omaso (Figura 1) têm cerca de 10 litros de volume. O omaso é um orgão relativamente pequeno com uma alta capacidade de absorção. Ele também permite a recliclagem da água e minerais como o sódio e o fósforo que retornam ao rúmen pela saliva. O processo digestivo que acontece no retículo é diferente do processo digestivo que acontece no rúmen; e o omaso funciona como um orgão de transição entre estes dois orgãos. Contudo, o omaso não é um orgão essencial, pois camelos, lhamas e alpacas não possuem o omaso (pseudoruminantes). Abomaso O abomaso é o quarto estômago do ruminante. Este estômago é parecido com o estômago de não ruminantes. O abomaso secreta um ácido forte (HCL) e também outras enzimas digestivas. Em não ruminantes, os alimentos ingeridos são digeridos inicialmente no abomaso. Contudo, o material que entra no estômago de ruminantes é feito principalmente de partículas alimentares não fermentadas, subprodutos da fermentação microbiana e micróbios que crescem no rúmen. AS BACTÉRIAS DO RÚMEN O rúmen fornece o ambiênte propício e fonte alimentar para o crescimento e reprodução dos micróbios. A ausência de ar (oxigênio) no rúmen favorece o crescimento de algumas bactérias em particular, e algumas delas conseguem degradar a parede celular das plantas (celulose) em simples açúcares (glicose). Os micróbios fermentam a glucose para obter energia para crescer e durante o processo de fermentação eles produzem ácidos graxos voláteis (AGV). Os AGV atravessam a parede ruminal os quais são a principal fonte de energia da vaca. Tabela 1: Utilização de varias fontes de energia e nitrogênio em ruminantes e em não ruminantes. Exemplo de alimento Não- rumante Ruminante Energia Açúcar Melaço + + Amido Tubérculo + + Celulose Fibras 0 ± Nitrogênio NNP1 Uréia 0 + Proteína Soja + + 1 NNP = nitrogênio não proteico. + completamente disponível, ± parcialmente disponível, 0 não disponível. 1—Processo Digestivo na Vaca de Leite 3 OS ORGÃOS DO TRATO DIGESTIVO E SUAS FUNÇÕES 1 – Ruminação (quebra de partículas) e produção de saliva (regulador de pH) • A ruminação reduz o tamanho das fibras e expõe seus açúcares à fermentação microbiana. • Quando a vaca rumina de 6 a 8 horas por dia ela produz cerca de 170 litros de saliva; contudo, se a ruminação não for estimulada (ex: muito concentrado na dieta) ela produz somente cerca de 40 litros de saliva. • Os tampões da saliva (bicarbonatos e fosfatos) neutralizam os ácidos produzidos pela fermentação microbiana e mantém o pH ruminal levemente ácido o que favorece a digestão das fibras e o crescimento microbioano no rúmen. 2 – Retículo-rúmen (fermentação) • A retenção de partículas longas na forragem estimulam a ruminação. • A fermentação microbiana produz: 1) ácidos graxos voláteis (AGV) como produtos finais da fermentação da celulose e outros açúcares e 2) uma massa microbiana rica em proteínas de alta qualidade. • A absorção dos AGV ocorre através da parede ruminal. Os AGV são utilizados como fonte de energia para a vaca e também para a síntese da gordura do leite (triglicerídeos) e do açúcar do leite (lactose). • Produção e expulsão de aproximadamente 1.000 litros de gases por dia. 3 – Omaso (recicla alguns nutrientes) • Absorção de água, sódio, fósforo ácidos graxos voláteis residuais. 4 – Abomaso (digestão ácida) • Secreção de enzimas digestivas e ácidos fortes. • Digestão de alimentos não fermentados no rúmen (algumas proteínas e lipídeos). • Digestão de proteína bacteriana produzida no rúmen (de 0.5 a 2.5 kg por dia). 5 – Intestino delgado (digestão e absorção) • Secreção de enzimas digestivas produzidas pelo pelo intestino delgado, fígado e pâncreas. • Digestão enzimática de carboidratos, proteínas e lipídeos. • Absorçaõ de água, minerais e produtos da digestão: glicose, amino ácidos e ácidos graxos. 6 – Ceco (fermentação) e intestino grosso • Uma pequena população microbiana fermenta os produtos da digestão que não foram absorvidos. • Absorção de água e formação das fezes. Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação 4 Durante o crescimento dos micróbios no rúmen, eles sintetizam aminoácidos, as unidades formadoras das proteínas. As bactérias podem utilizar amônia ou uréia como fonte de nitrogênio para a produção de aminoácidos. Se isso não ocorresse, a amônia e a uréia não poderiam ser utilizadas por ruminantes. Contudo, as proteínas bacterianas sintetizadas no rúmen são digeridas no intestino delgado e constituem a fonte principal de aminoácidos para a vaca. ALGUMAS DEFINIÇÕES A Absorção é a passagem de produtos de digestão e outros compostos simples do intestino delgado para o sangue. Os Tampões são compostos secretados pela saliva ou adicionados na dieta que ajudam a manter a estabilidade ruminal, e promovem a digestão de alimentos e crescimento bacteriano.A Digestão é o primeiro passo de uma série de processos que quebram partículas complexas (alimento e micróbios) em substâncias simples que podem ser utilizadas pelo corpo. Um ácido forte e muitas enzimas digestivas são secretadas no trato digestivo para digerir o alimento. O Metabolismo se refere às mudanças que os produtos absorvidos na digestão sofrem durante sua utilização pelo corpo. Os nutrientes podem ser pelos tecidos do corpo para a obtenção de energia para a manutenção dos tecidos vitais, e para outras tarefas (comer, andar, ruminar, etc.). Os nutrientes também podem ser utilizados como precursors para a síntese de tecidos (músculo, gordura) e no caso das vacas de leite, para a síntese do leite. RECADOS FINAIS • Os animais ruminantes podem utilizar uma variedade maior de fontes alimentares que os animais não ruminates. Os micróbios do retículo-rúmen permitem com que os ruminantes transformem fibras em alimento (forragens, resíduos de plantio e sub-produtos industriais) e nitrogênio não proteico (amônia, uréia) em alimentos altamente nutritivos e palatáveis para humanos (leite, carne). • Os alimentos fibrosos são necessários para a saúde da vaca poise les mantém a ruminação e a produção de saliva que são necessários para o correto funcionamento do rúmen e para a obtenção de uma população bacteriana adequada no rúmen. • Uma vaca pode comer forragens (alimentos de pouca energia) e concentrados (alimentos de alta energia). Contudo, a adição de grandes quantidades de concentrados na dieta deve ser gradual (maior que um período de 4 a 5 dias) para permitir que a população bacteriana no rúmen se adapte à nova dieta. • As fezes de ruminantes são ricas em material orgânica e inorgânica, e podem servir como excelentes fertilizantes. Instituto Babcock para Pesquisa e Desenvolvimento da Pecuária Leiteira Internacional University of Wisconsin-Madison Essenciais em Gado de Leite 5 2) COMPOSIÇÃO E ANÁLISE DE ALIMENTOS Michel A. Wattiaux Babcock Institute INTRODUÇÃO Os alimentos contém nutrientes que são usados para atender os requerimentos dos animais. A maioria dos alimentos para vacas de leite consiste em caules, folhas, sementes e raizes de várias plantas. As vacas também podem ser alimentadas com sub-produtos industriais (farelos, melaço, resíduo de cervejaria, etc.) e estas dietas normalmente precisam ser suplementadas com pequenas quantidades de vitaminas e minerais. Os alimentos para bovinos leiteiros são classificados como: • Forragem; • Concentrado; • Suplemento proteico; • Suplemento (vitamina e mineral). Esta classificação é um pouco discutível, mas ela se baseia no valor nutricional do alimento. Os Nutrientes são substâncias químicas necessárias para a manutenção, crescimento, produção, reprodução e saúde do animal. Existem cinco categorias de nutrientes: • Água; • Energia (carboidratos, proteínas, lipídeos); • Proteína (compostos nitrogenados); • Minerais; • Vitaminas. Os alimentos também podem conter substâncias sem valor nutritivo (Figura 1). Alguns compostos têm estruturas complexas as quais não são digeríveis e podem iinterferir na digestão de alguns nutrientes (ex: lignina, tanino). Além disso, certas plantas contém toxinas que podem ser prejudiciais para a saúde do animal. A COMPOSIÇÃO DOS ALIMENTOS Água e matéria seca Quando os alimentos são colocados em um forno com temperature de 105°C por 24 horas, a água (H20) evapora e o material restante é chamado de matéria seca . Os alimentos contém quantidades variadas de água. Em estágios imaturos do crescimento, a maioria das plantas contém cerca de 70 a 80% de água (20 a 30% de matéria seca). Contudo, as sementes contém apenas 8 a 10% de água (90 a 92% de matéria seca). A quantidade de água nos alimentos normalmente não é motivo de preocupação. Vacas lactantes bebem cerca de 4 a 5 kg de água para cada kg de matéria seca que elas comem. Os bovinos leiteiros precisam ter acesso à água limpa e fresca durante a maior parte do dia. A material seca contém todos os nutrientes (exceto água) que são necessários para os bovinos. A concentração de nutrientes nos alimentos normalmente são expressos com base na quantidade de matérioa seca (MS) ao invés da matéria verde (MV), pois: • A quantidade de água nos alimentos pode variar, portanto, o valor nutritivo de diferentes alimentos pode ser comparado mais facilmente quando a concentração é expressa com base na matéria seca. • Quando expressa em material seca, a concentraçaõ de nutrientes dos alimentos pode ser comparada diretamente com a concentração de nutrientes necessários da dieta das vacas. A matéria orgânica e minerais Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação 6 A matéria seca dos alimentos pode ser classificada em matéria orgânica e matéria inorgânica. Compostos que contém carbono (C), hidrogênio (H), oxigênio (O) e nitrogênio (N), são classificados como orgânicos. Os compostos inorgânicos ou minerais (cálcio, fósforo etc.)representam um grupo químico diferente. Quando um alimento é colocado em um forno a 550°C por 24 horas, a matéria orgânica é queimada e o que resta são os minerais ou cinzas. Em plantas, a fração mineral varia de 1% a 12%. As forragens normalmente contém mais cinzas que sementes e grãos. Os sub-produtos animais derivados de ossos pode conter cerca de 30% de minerais (principalmente cálcio e fósforo). Os minerais são frequentemente classificados como macro- ou micro-minerais (Tabela 1). Esta distinção se baseia somente na quantidade necessária pelos animais. Alguns minerias são possivelmente essenciais (ex: bário, bromo, niquel) e outros podem ter efeitos negativos na digestibilidade dos alimentos (ex: sílica). Nutrientes nitrogenados O nitrogênio esta presente em proteínas e outros compostos da matéria orgânica dos alimentos. As proteínas são compostas de uma ou várias cadeias de aminoácidos. Uma sequência de 20 aminoácidos encontra d o s n a s proteínas são determinadas pelo código genético. Esta sequência determina a estrutura e a função de cada proteína no corpo. Existem aminoácidos essenciais e não essenciais. Em oposição aos aos aminoácidos essenciais que podem ser sintetizados pelo organismo, os aminoácidos essenciais precisam estar presentes na dieta, pois o organismo é incapaz de sintetiza-los. Quando o nitrogênio não faz parte de da estrutura de proteínas, como no caso da uréia e da amônia, ele é chamado de nitrogênio não proteico (NNP). O nitrogênio não proteico não têm valor nutritivo para animais de estômagos simples. Contudo, em ruminantes, o NNP pode ser utilizado pela flora ruminal na síntese de aminoácidos e proteínas que serão úteis para o animal. Um químico dinamarquês, J.G. Kjeldhal, desenvolveu um método para a quantificação do nitrogênio em 1893. Em média, as proteínas contém cerca de 16% de nitrogênio. Portanto, a porcentagem de proteína em um alimento é normalmente calculada como a quantidade de nitrogênio multiplicada por 6.25 (100/16 = 6.25). Esta medida é chamada de proteína bruta (PB). A palavra “bruta” se refere ao fato de que nem todo o nitrogênio de um alimento esta na forma de proteína. Frequentemente, a proteína bruta superestima a quantidade de proteína verdadeira (PV) do alimento. A porcentagem de proteína bruta nas forragens pode variar de 5% (resíduos de plantio) a 20% (leguminosas de boa qualidade). Os farelos de grãos podem conter de 30 a 50% de PB e sub-produtos animais podem conter mais de 60% de PB. Nutrientes energéticos A energia disponível nos alimentos para o animal não pode ser quantificada por uma simples análise laboratorial. A melhor maneira de medir esta energia é por meio de experimentações. No corpo, o carbono (C), o hidrogênio (H) e o oxigênio (O) dos carboidratos, lipídeos e proteínas pode ser convertido em água (H2O) e dióxido de carbono(CO2) com a libração de energia. A megacaloria (Mcal) é frequentemente utilizada como medida de energia, mas o Joule (J) é a unidade oficial para a medida de energia. Nos aliemntos para vacas de leite, a energia é expressa em Mcal ou Energia Líquida para a Lactação (NEl). Tabela 1: Minerais necessários na dieta de ruminantes e seus símbolos químicos. Macro minerais Símbolo químico Micro minerais Símbolo químico Cálcio Ca Iodo I Fósforo P Ferro Fe Magnésio Mg Cobre Cu Sódio Na Cobalto Co Potássio K Manganês Mn Cloro Cl Molibdênio Mo Enxofre S Zinco Zn Selênio Se 2—Composição e Análise de Alimentos 7 Esta unidade representa a quantidade de energia em um alimento que esta disponível para a manutenção do peso corporal e pela produção de leite. Por exemplo, são necessárias 0.74 Mcal NEl para produzir 1 kg de leite; sendo que a energia nos alimentos varia de 0.9 a 2.2 Mcal of NEl/kg de matéria seca. Os lipídeos e outras substâncias da família das gorduras são medidos por um método chamado de extração pelo éter (EE) e normalmente estes compostos produzem cerca de 2.25 vezes mais energia que Figura 1: A composição dos alimentos e análises laboratoriais de rotina. Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação 8 carboidratos. Contudo, a maioria da energia das forragens e de concentrados se origina dos carboidratos. Os alimentos para vacas normalmente contém menos de 5% de lipídeos, mas cerca de 50 a 80% de carboidratos. Existem três tipos principais de carboidratos nas plantas: • Açucares simples (glicose, frutose); • Carboidratos de reserva (amido) ou também chamados de carboidratos não estruturais, não fibrosos, ou carboidratos presentes fora da parede celular; • Carboidratos estruturais também chamados de carboidratos fibrosos ou de parede celular (celulose e hemicelulose). A glicose é encontrada em grandes quantidades em certos tipos de alimentos (melaço, soro de leite). O amido é o principal componente de grãos de cereais (trigo, cevada, milho, etc.). A celulose e a hemicelulose s ã o p r i n c ipalmente encontradas nos caules das plantas. O amido e a celulose são feitos de longas cadeias de glicose. A ligação entre as moléculas de glucose no amido podem ser quebradas facilmente, mas na cellulose estas ligações resistem às enzimas degestivas de animais superiores. Contudo, as bactérias ruminais possuem enzimas que podem extrair a glicose contida nas fibras. A celulose e a hemicelulose estão associadas com a lignina (um composto fenólico) na parede celular. A quantidade de fibras (ex: parede celular) nos alimentos têm um papel importante no seu valor nutricional. Em geral, quanto menos fibra, maior é o valor energético de uma forragem. As fibras na forma de partículas grandes são necessárias na dieta das vacas pois: • Estimulam a ruminação, que é necessária para manter o processo digestivo e a saúde do animal; • É essencial para evitar a diminuição da porcentagem de gordura do leite. Em muitos países, a fibra bruta ainda é o método official para medir a quantidade de fibra de um alimento, mas a fibra detergente neutra (FDN) é um método laboratorial mais recente que pode estimar de uma maneira mais acurada a quantidade de celulose, hemicelulose e lignina nos alimentos. A potencial capacidade de ingestão de um alimento pela vaca é inversamente proporcional à quantidade de FDN do alimento. Além disso, a fibra detergente ácida (FDA) que quantifica a quantidade de celulose e lignina, é um bom indicador da digestibilidade de uma forragem. Os açucares presentes na FDN e na FDA são fermentadas mais vagarosamente pelas bactérias ruminais, mas o material que se encontra fora da parede celular (c o mpostos solúveis como açucares simples, e algumas proteínas), normalmen t e s ã o r a p i damente fermentadas. A porcentagem de carboidratos não fibrosos (CNF) em um alimento é normalmente calculado levando-se em conta as cinzas, proteína bruta, extrato etéreo e o FDN: CNF = 100 – (cinzas + PB + EE + FDN). Vitaminas A quantidade de vitaminas nos alimentos não é calculada normalmente, mas as vitaminas em pequena quantidade são essenciais para a manutenção da saúde. As vitaminas são classificadas em vitaminas hidrosolúveis (nove vitaminas do complexo B e a vitamina C) ou vitaminas liposolúveis (β-caroteno ou provitamina A, vitaminas D2, D3, E e K). Em vacas, a suplementação de vitaminas do complexo B é menos importante, pois as bactérias ruminais podem sintetiza-las. Instituto Babcock para Pesquisa e Desenvolvimento da Pecuária Leiteira Internacional University of Wisconsin-Madison Essenciais em Gado de Leite 9 3) O METABOLISMO DE CARBOIDRATOS EM BOVINOS DE LEITE Michel A. Wattiaux Babcock Institute Louis E. Armentano Department of Dairy Science TIPOS DE CARBOIDRATOS Os carboidratos são a fonte de energia mais importante e os principais precursores da gordura e do açucar (lactose) presentes no leite. Os microorganismos que vivem no rumem permite que as vacas obtenham energia utilizando os carboidratos fibrosos (celulose e hemicelulose) que estão ligados à lignina que está presente na parede celular das plantas. A celulose e a hemicelulose f icam são fermentadas vagarosamente no rúmen, pois as fibras ficam retidas no rúmen por um longo tempo. A porcentagem de lignina é maior em plantas maduras, em consequência, a digestão da celulose e hemicelulose em plantas maduras é menor. As fibras em forma de partículas grandes são essenciais para o estímulo da ruminação. A ruminação aumenta a quebra e fermentação das fibras. Além de estimular a contração ruminal, as fibras também aumentam o fluxo de saliva para o rúmen. A saliva contém bicarbonate de sódio e sais de fosfato que ajudam a manter o pH ruminal próximo da neutralidade. As dietas com poucas fibras normalmente resultam na produção de leite com baixa porcentagem de gordura e podem desencadear distúrbios digestivos (ex: deslocamento de abomaso, acidose ruminal). Carboidratos não fibrosos (amidos a açucares simples) são rapidamente fermentados no rúmen. Os carboidratos não fibrosos aumentam a densidade da dieta, o que aumenta o suplemento de energia e detrmina a quantidade de proteína bacteriana produzida no rúmen. Contudo, os carboidratos não fibrosos não estimulam a ruminação e a produção de saliva, e se em excesso, eles podem impedir a fermentação das fibras. Portanto, o balanceamento entre carboidratos fibrosos e não fibrosos é importante na dieta de bovines leiteiros para a idela produção de leite. A Figura 1 mostra um esquema da transformação de carboidratos em vários orgãos. Em vacas de leite, o rúmen, o fígado e a glândula mamária sçao os principais orgãos envolvid o s n o metabolismo dos carboidratos. A PRODUÇÃO DE ÁCIDOS GRAXOS VOLÁTEIS NO RÚMEN Durante a fermentação ruminal, a população de micróbios (na sua maioria bactérias) fermentam os carboidratos para produzir energia, gases (metano—CH4 e dióxido de carbono – CO2), calor e ácidos. O ácido acético (vinagre), o ácido propiônico e o ácido butírico são ácidos graxos voláteis (AGV) e constituem a maioria (>95%) dos ácidos produzidos no rúmen (Tabela 1). Além disso, a fermentação de aminoácidos produz alguns ácidos chamados de iso- ácidos. A energia e os iso-ácidos produzidos durante a fermentação são utilizados pelas bactérias para seu crescimento (ex: pricipalmente para a síntese de proteínas). O CO2 e o CH4 são eliminados pelo orifício esofágico, e a Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação 10 energia do CH4 é perdida. Ao menos que o calor seja necessário para a manutenção da temperatura corporal, o calor produzido durante a fermentasção se dissipa. Os AGV, produtos finais da fermentação ruminal, são absorvidos através da parede ruminal. A maioria do acetato e todoo propionato são transportados para o fígado, mas a a maioria do butirato é convertido na parede ruminal em corpos cetônicos chamados de β -hidroxibutirato. As cetônas são importântes fontes de energia para a Figura 1: O metabolismo dos carboidratos em bovinos. 3—O Metabolismo de Carboidratos em Bovinos de Leite 11 maioria dos tecidos do corpo. As cetônas são derivadas do butirato que é produzido no rúmen, mas no início da lactação, elas também são produzidas na queima de gordura pelo animal. A PRODUÇÃO DE GLICOSE NO FÍGADO A maior parte do propionato é convertida em glucose no fígado. Além disso, o fígado pode utilizar aminoácidos para a síntese de glicose. Este é um processo muito importante, pois normalmente nenhuma glicose é absorvida pelo trato digestivo e todo o açucar encontrado no leite (cerca de 900 g para cada 20 kg de leite) precisa ser produzido no fígado. Uma exceção acontece quando as vacas são alimentadas com concentrados ricos em amido ou uma fonte de amido resistênte à fermentação ruminal. Deste modo, o amido escapa da fermentação ruminal e alcança o intestino delgado. A glicose formada durante a diges t ã o intestin a l é absorvida, transportada para o fígado e contribui para o suprimento de glicose para a vaca. O lactato é outra possível fonte de glicose para o fígado. O lactato é e silagens bem preservadas, mas o lactato é produzido no rúmen quando há um excesso de amido sendo fornecido para a vaca. Isto não é desejável, pois o ambiênte ruminal se torna ácido, a fermentação das fibras não acontece adequadamente e em casos extremos a vaca para de se alimentar. A SÍNTESE DE LACTOSE E GORDURA DO LEITE Durante a lactação, a glândula mamária têm uma grande necessidade de glicose, que é utilizada principalmente na formação da lactose (açucar do leite). A quantidade total de lactose sintetizada no úbere esta intimamente associada com a quantidade de leite produzida por dia. A concentração de lactose no leite é relativamente constante e a água é adicionada à lactose até que sua concentração seja cerca de 4.5%. Portanto, a produção de leite de uma vaca é fortemente influenciada pela quantidade de glicose que pode ser produzida pelo propionato ruminal. A glicose é convertida em glicerol, que será utilizado para a produção da gordura do leite. O acetato e o β-hidroxibutirato são usados para a formação de ácidos graxos que ficarão aderidos ao glicerol na formação da gordura do leite. A glândula mamária sintetiza ácidos graxos saturados que contém de 4 a 16 carbonos (ácidos graxos de cadeia curta). Cerca de metade da gordura presente no leite é produzida na glândula mamária. A outra metade vêm dos lipídeos na dieta, incluindo uma pequena porção de ácidos graxos insaturados com mais de 18 carbonos (ácidos graxos de cadeia longa). A combustão das cetonas fornece a energia necessária para a síntese de gordura e lactoseno úbere, mas o acetato e a glicose também podem ser utilizados como fonte de energia para células de vários tecidos. O EFEITO DA DIETA NA FERMENTAÇÃO RUMINAL E NA PRODUÇÃO DE LEITE O tipo de fonte de carboidratos da dieta influcencia a quantidade e a proporção de AGV que são produzidos no rúmen. A população microbiana do rúmen converte os carboidratos fermentados em 65% ácido acético, 20% Ácido propiônico e 15% ácido butírico quando a dieta contém uma grande proporção de forragens. Nestes casos, o suprimento de acetate é adequado para a maximização da produção de gordura, mas a quantidade de propionato produzida no rúmen pode limitar a quantidade de leite produzida devido a falta de glicose (especialmente no início da lactação). Os carboidratos não fibrosos (presentes em muitos concentrados) propiciam a produção de ácido propiônico, mas os carboidratos f ibrosos ( p r e s e n t es principalmente nas forragens) estimulam a produção de ácido acético no rúmen. Além disso, os carboidratos não fibrosos Tabela 1: Ácidos graxos voláties produzidos pela fermentação ruminal. Nome Estrutura Acético CH3-COOH Propiônico CH3-CH2-COOH Butírico CH3-CH2-CH2-COOH Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação 12 produzem mais AGV (ex: mais energia) pois eles são fermentados no rúmen em uma maior proporção e também mais rapidamente. Portanto, suplementa ç ã o com concentrados normalmente resulta em um aumento da produção de AGV e no aumento do propionato e diminuição do acetato (Figura 2). Quando grande quantidades de concentrados são fornecidos (ou quando o tamanho de partícula das forragens é muito pequeno), a porcentagem de ácido acético pode ser menor que 40%, enquanto que a porcentagem de ácido propiônico pode estar acima de 40%. A produção de leite pode aumentar devido ao aumento do suprimento de glicose originada do propionato, mas o ácido acético, necessário para a síntese de gordura, pode estar em concentações muito baixas. Em geral, esta diminuição em ácido acético está associada com uma redução na produção de gordura e com uma baixa porcentagem de gordura no leite. Além disso, o relativo excesso de propionato pode fazer com que a vaca utilize esta energia disponível para o acúmulo de gordura (ganho de peso corporal) e não para a produção de leite. Portanto, o excesso de concentrado na dieta pode causar um problema de obesidade nas vacas. O uso continuado deste tipo de dieta pode ter um efeito negativo na saúde do animal, que estará mais propensa a ter problemas no parto e também ter problemas metabólicos como o fígado gordo ou cetose após o parto. Contudo, a falta de concentrado na dieta limita a ingestão de energia que pode afetar a produção de leite e a produção de proteína no leite. Em conclusão, as mudanças na proporção de forragem e concentrado na dieta têm um profundo efeito na quantidade e na porcentagem de cada AGV que são produzidos no rúmen. Porém, os AGV podem influenciar a: • Produção de leite; • Porcentagem de gordura no leite; • A eficiência de conversão alimentar; • O custom benefício de uma dieta. Figura 2: Efeito da composição da dieta nos AGV do rúmen e na produção de leite. Instituto Babcock para Pesquisa e Desenvolvimento da Pecuária Leiteira Internacional University of Wisconsin-Madison Essenciais em Gado de Leite 13 4) O METABOLISMO DE LIPÍDEOS EM BOVINOS LEITEIROS Michel A. Wattiaux Babcock Institute Ric R. Grummer Department of Dairy Science TÍPOS DE LIPÍDEOS Normalmente, a dieta das vacas contém somente cerca de 2 a 4% de lipídeos. Porém, os lipídeos são muito importantes na dieta das vacas, pois eles contribuem diretamente com 50% da gordura do leite e são a fonte de energia mais concentrada de uma dieta. As forragens e as sementes possuem pequenas quantidades de l ipídeos Contudo, algumas plantas (algodão, soja) possuem sementes ricas em lipídeos, as quais contém mais de 20% de lipídeos. Normalmente, os lipídeos são extraídos de sementes ricas em lipídeos; estas sementes também podem ser utilizadas para a alimentação do gado. Lipídeos são substâncias que são insolúveis em água, mas são solúveis em solventes orgânicos (éter, clorofórmio, hexeno, etc.). Os triglicerídeos são encontrados principalmente em grãos de cereais, determinadas sementes e na gordura animal. A estrutura básica dos lipídeos consiste em uma unidade de glicerol (um açúcar de 3 carbonos) e três unidades de ácidos graxos (Figura 1). Os glicolípedes são uma segunda classe de l ipídeos e são encontrados principalmente em forragens (gramíneas e leguminosas). Estes compostos têm uma estrutura similar aos triglicerides com excessão de que um dos três ácidos graxos estão substituídos por um açúcar (normalmente a galatose). Quando um fosfato esta substituindo um dos ácidos graxos o lipídeo é chamado de fosfolipídeo. Os fosfolipídeos não se encontram em grandes quantidades nos alimentos,mas eles são encontrados em grande quantidade nas bactérias do rúmen. Os ácidos graxos encontrados nas plantas têm de 14 a 18 carbonos (Tabela 1). O ponto de fusão de um lipídeos determina seu estado físico (sólido ou líquido) na temperatura ambiênte. O ponto de fusão é influenciado pelo grau de saturação e pelo tamanho de sua cadeia carbônica. Os lipídeos das plantas normalmente contém de 70 a 80% de ácidos graxos insaturados e els tendem a permanecer no estado líquido em temperatura ambiênte (óleos). Contudo, as gorduras de animais contém de 40 a 50% de ácidos graxos saturados e eles normalmente se encontram em estado sólido (gorduras). O grau de insaturação têm um efeito marcante na gigestão desta gordura pelo animal e, no caso de ruminantes, se isso interfere na fermentação de carbonos no rúmen.Figura 1: Estrutura básica dos triglicerides. Os radicais (R1, R2 e R3) são compostos de cadeias carbônicas de vários tamanhos e com diferentes graus de saturação. Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação 14 HIDRÓLISE E SATURAÇÃO DE LIPÍDEOS NO RÚMEN A maioria dos lipídeos são hidrolisados no rúmen. As ligações entre o glicerol e os ácidos graxos são quebradas gerando uma molécula de glicerol e três de ácidos graxos. O glicerol é rapidamente fermentado em ácidos graxos voláteis (veja metabolismo de carboidratos). Alguns ácidos graxos são utilizados pelas bactérias para a síntese de fosfolípedes que são necessários para a construção da parede celular. Outra ação importante dos micróbios ruminais é a hidrogenação de ácidos graxos insaturados. No processo de hidrogenação, o ácido graxo se torna saturado pois a dupla ligação é substituída por dois átomos d e hidrogênio. Por exemplo, a hidrogenação converte o ácido oleico em ácido esteárico (Tabela 1). Os ácidos graxos que estão livres no rúmen tendem se aderem aos alimentos e impedem o processo normal de fermentação , espec ialmente em carboidratos fibrosos. O excesso de lípides na dieta (mais de 8%) pode ter um efeito negativo na produção de leite e na porcentagem de gordura no leite. Os ácidos graxos insaturados afetam a fermentação ruminal de uma maneira mais intense que os ácidos graxos saturados. Contudo, os lipídeos podem ser “protegidos” para que a sua taxa de hidrólise seja menor, tornando- os mais “inertes” dentro do rúmen. As cascas das sementes tendem a proteger os lipídeos da degradação ruminal, fazendo com eles se tornem menos acessíveis à hidrólise ruminal se comparado com óleos que estão livres no rúmen. Além disso, o tratamento industrial para a formação de sabões de gordura (sais de cálcio) torna os lipídeos insolúveis e, portanto, inertes no rúmen. Os fosfolípedes microbianos representam cerca de 10 a 15% dos lipídeos que saem do rumen para o intestino, o restante (85 a 90%) são ácidos graxos saturados que são encontrados na forma de ácido palmítico e esteárico e que ficam aderidos no alimento ou nas partículas bacterianas. A ABSORÇÃO INTESTINAL DE LIPÍDEOS Os fosfolípedes microbianos são digeridos e absorvidos no intestino delgado. A bile secretada pelo fígado e pelo pâncreas (rico em enzimas e bicarbonato) se misturam no intestino delgado. Estas secreções são muito importantes na preparação dos lipídeos para a absorção, pois neste processo ocorre a formação de partículas que são solúveis em água (micelas) as quais podem entrar nas células intestinais. Nas células do intestino, a maior parte dos ácidos graxos estão ligados ao glicerol (vindos da glicose sanguínea) para a formação de triglicerides. Os triglicerides, alguns ácidos graxos livres, o colesterol e outras substâncias da família dos lipídeos são recobertas por proteína para a formação de lipoproteínas (LP) que Tabela 1: Ácidos graxos mais encontrados nas dietas de vacas de leite. Nome Estrutura Abreviação* Ponto de fusão (°C) Ácidos saturados Mirístico CH3-(CH2)12-COOH (C14:0) 54 Palmítico CH3-(CH2)14-COOH (C16:0) 63 Esteárico CH3-(CH2)16-COOH (C18:0) 70 Ácidos non saturados Palmitoleico CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-COOH (C16:1) 61 Oléico CH3-(CH2)7-CH=CH-(CH2)7-COOH (C18:1) 13 Linolêico CH3-(CH2)4-CH=CH-CH2-CH= CH-(CH2)7-COOH (C18:2) –5 Linolênico CH3-CH2-CH=CH-CH2-CH= CH-CH2-CH=CH-(CH2)7-COOH (C18:3) –11 * O primeiro número indica o número total de carbonos e o segundo número indica o número de duplas ligações na molécula. 4—O Metabolismo de Lipídeos em Bovinos Leiteiros 15 também são chamadas de quilomicrons ou lipoproteínas de baixa densidade. As LP entram nos vasos linfáticos e vão para o ducto torácico (junção do sistema linfático com o sistema circulatório), onde eles entra m n a c orrente sanguínea. Figura 2: O metabolismo de lipídeos em bovinos leiteiros. Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação 16 Diferentemente da maioria dos nutrients que são absorvidos pelo trato gastro intestinal, os lipídeos que são absorvidos entram diretamente na circulação e são utilizados pelos tecidos corporais sem uma prévia metabolização hepática. UTILIZAÇÃO DOS LIPÍDEOS PELO ÚBERE A glândula mamária produz cerca de 50% da gordura do leite. Estes ácidos graxos são fabricados a partir das lipoproteínas formadas durante a absorção intestinal dos lipídeos. Um aumento na porcentagem de ácidos graxos de cadeia longa (ex: ácidos graxos com mais de 16 carbonos) pode influenciar sua secreção no leite, mas isto também pode inibir a síntese de ácidos graxos de cadeia curta ou média no úbere. Portanto, a diminuição da porcentagem de gordura no leite quando as vacas são alimentadas com dietas com pouca fibra pode ser parcialmente compensada com o aumento de gordura na dieta. A FUNÇÃO DO FÍGADO E DA MOBILIZAÇÃO DE GORDURA Durante um período de restrição alimentar ou no início da lactação, as vacas conseguem suprir sua demanda de energia com a mobilização de gordura do tecido adiposo. Os triglicerides de reserva nos tecidos adiposos dão origem aos ácidos graxos que são liberados na corrente sanguínea. Os ácidos graxos são capturados pelo fígado, onde eles serão utilizados como fonte de energia ou serão convertidos em cetonas que podem ser liberadas na corrente sanguínea e usadas como fonte energética por muitos tecidos. O fígado não tem uma alta capacidade para exportar LP e o excesso de mobilização de ácidos graxos faz com que os triglicerides sejam estocados nas células hepáticas. A gordura depositada no fígado contribui para o desenvolvimento de doenças metabólicas (ex: cetose e fígado gordo) no início da lactação. ADIÇÃO DE LIPÍDEOS NAS DIETAS Os lipídeos possuem cerca de 2.25 mais energia que os carboidratos. Além disso, os lipídeos também são conhecidos como nutrietes “frios”, pois durante a sua digestão e utilização pelo corpo eles produzem menos calor que carboidratos e proteínas. Portanto, o aumento de lipídeos nas dietas das vacas de leite pode gerar alguns benefícios: • Aumento da densidade calórica (energia) da dieta, especialmente em dietas com alta proporção de forragens; • Diminui a necessidade de concentrados ricos em carboidratos os quais são necessários no início da lactação, quando a vaca esta em balanço energético negativo; • Em climas quentes, os lipídeos podem ajudar a diminuir o estresse térmico nas vacas de leite. A ingestão de alimentos e a produção de leite podem variar bastante de acordo com o tipo de lipídeo adicionado à dieta. As vacas não devem ser suplementadas com mais de 1.5 kg/dia de lipídeos em adição aos lipídeos da dieta normal. Em outras palavras, a quantidade de lipídeos na dieta não deve ser maior de 6 a 8%, caso contrário, os efeitos negativos do excesso de lipídeos serão evidentes. A produção de leite é maximizada quando a quantidade de gordura na matéria seca é de 5%. A adição de gordura na dieta normalmente diminui a proteína do leite em 0.1%. Alémdisso, o excesso de lipídeos pode diminuir a ingestão, a produção de leite e a composição de gordura no leite. Instituto Babcock para Pesquisa e Desenvolvimento da Pecuária Leiteira Internacional University of Wisconsin-Madison Essenciais em Gado de Leite 17 5) METABOLISMO DE PROTEÍNA EM BOVINOS DE LEITE Michel A. Wattiaux Babcock Institute INTRODUÇÃO As proteínas fornecem os aminoácidos necessários para a manutenção das funções vitais, reprodução, crescimento e lactação. Animais não ruminantes precisam de aminoácidos pré-formados na sua dieta. Os animais ruminantes podem utilizar muitas outras fontes de nitrogênio pois eles possuem a habilidade de sintetizar aminoácidos e proteínas usando nitrogênio não proteico. Esta habilidade esta relacionada com a p resença de microorganismos no rúmen. Além disso, os ruminantes possuem um mecanismo que possibilita a reutilização do nitrogênio. Quando uma dieta possui pouco nitrogênio, grandes quantidades de uréia (que normalmente é excretada na urina) retornam ao rúmen , onde os microorganismos podem utiliza-la. Em animais não-ruminantes a uréia é totalmente perdida na urina. Algumas pesquisas mostraram que é possível alimentar vacas com dietas contendo somente nitrogênio não proteico e, ainda assim, é possível se obter uma produção diária de 580 g de proteína de leite de alta qualidade e de 4.000 kg de leite durante a lactação. A TRANSFORMAÇÃO DE PROTEÍNA NO RÚMEN As proteínas alimentares são degradadas pelos microorganismos ruminais em aminoácidos, depois em amônia e em ácidos graxos de cadeia ramificada (Figura 1). O nitrogênio não proteico presente nos alimentos e na uréia são reciclados no rúmen através da saliva e a parede ruminal também contribui na concentração final de amônia no rúmen. Se os níveis de amônia no rúmen estão muito baixos, ocorre uma restrição de nitrogênio para as bactérias e, deste modo, a digestibilidade do alimento diminui. Um excesso de amônia no rúmen leva ao desperdício, toxidez devido a amônia, e mesmo morte do animal em casos extremos. A população bacteriana utiliza a amônia para crescer. A quantidade de amônia usada para sintetizar proteína bacteriana depended a disponibilidade de energia fornecida pela fermentação de carboidratos. Em média, 20 gramas de proteína bacteriana é sintetizada a partir de 100 gramas de matéria orgânica fermentada no rúmen. A síntese de proteína bacteriana pode variar de 400 g/dia a 1.500 g/dia, dependendo da digestibilidade da dieta. A porcentagem de proteína na bactéria varia de 38 a 55% (Tabela 1). Contudo, quando as vacas ingerem mais alimento, as bactérias têm mais proteína e passam para o rúmen mais rapidamente. Normalmente, uma porção da proteína da dieta resiste à degradação ruminal e chega inalterada até o intestino delgado. A resistência à degradação ruminal varia consideravelmente de acordo com a fonte proteica e isto depende de vários fatores. Normalmente, as proteínas da forragem são degradadas em uma extensão maior (60 to 80%) que as proteínas de concentrados ou de sub-produtos industriais (20 to 60%). Uma porção das proteínas bacterianas é quebrada no rúmen, mas a maioria vai par Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação 18 Figura 1: O metabolismo de proteína em bovinos de leite. 5—Metabolismo de Proteína em Bovinos de Leite 19 Aproximadamente 60% dos aminoácidos absorvidos no intestino delgado têm origem bacteriana, e os restantes 40% vem das proteínas não degradadas no rúmen. A composição proteica da bacteria é relativamente constante e não depende da composição proteica que o animal esta ingerindo. Todos os aminoácidos, incluindo os aminoácidos essenciais, estão presentes nas proteínas bacterianas em uma proporção muito próxima da ideal para a produção de leite. Portanto, o processo de conversão da proteína da dieta em proteína bacteriana é normalmente benéfica para o animal. A única excessão acontece quando uma proteína de alta qualidade é fornecida para o animal, porém, devido a uma possível falta de energia fermentável, a amônia produzida no rúmen não pode ser utilizada. PROTEÍNA NAS FEZES Cerca de 80% das proteínas que chegam no intestino delgado são digerídas, mas o restante se transforma em fezes. Outras importantes fontes de proteína nas fezes consistem de enzimas que foram secretadas no intestino durante a digestão e também pela rápida reposição das células da parede intestinal (proteína metabólica das fezes). Em média, para cada 1 kg de matéria seca ingerida pela vaca, cerca de 33 g de proteínas corporais são perdidas pelo intestino e são secretadas pelas fezes. As fezes de ruminantes são ótimos fertilizantes pois são ricos em matéria orgânica e em partículas ricas em nitrogênio (2.2 to 2.6% de nitrogênio ou o equivalente à 14 to 16% de proteína bruta) comparado com as fezes de animais não ruminantes. METABOLISMO HEPÁTICO E O CICLO DA URÉIA Quando acontece uma falta de energia fermentável, ou quando a porcentagem de proteína bruta da dieta é excessiva ou altamente degradável, nem toda a amônia produzida no rúmen é convertida em proteína microbiana. Esta amônia que esta em altas concentrações no rúmen atravessa a parede ruminal e é transportada para o fígado. O fígado converte a amônia em uréia, a qual vai para a corrente sanguínea. A uréia no sangue pode seguir as seguintes vias: 1) Ela pode retornar ao rúmen pela saliva ou mesmo pela parede ruminal. 2) Pode ser excretada na urina pelos rims. Quando a uréia retorna ao rúmen, ela é convertida em amônia e serve como fonte de nitrogênio para a flora ruminal. Obviamente, a uréia que vai para a urina é perdida. Em dietas com baixos níveis de proteína bruta, a maioria da uréia é reciclada e muito pouco se perde na urina. Contudo, com o aumento progressivo de proteína na dieta, menos uréia será reciclada e uma maior quantidade de uréia será excretada na urina. A SÍNTESE DAS PROTEÍNAS DO LEITE Durante a lactação, a glândula mamária necessita de grande quantidade de aminoácidos para a síntese do leite. O metabolismo de aminoácidos na glândula mamária é extremamente complexo. Os aminoácidos podem ser convetidos em outros aminoácidos, ou podem ser oxidados para a síntese de energia. A maioria dos aminoácidos absorvidos pela Tabela 1: Composição (%) e digestibilidade de nitrogênio intestinal (%) da flora ruminal.1 Bactéria Média Intervalo Proto- zoário Proteína 47.5 38–55 — Ácidos nucleicos2 27.6 — — Lipídeos 7.0 4–25 — Carboidratos 11.5 6–23 — Peptidoglicam3 2.0 — — Minerais 4.4 — — Proteína bruta 62.5 31–78 24–49 Digestibilidade 71.0 44–86 76–85 1Adaptado de “Nutritional Ecology of the ruminant”. 1982. O & B Books Inc., 1215 NW Kline Place, Oregon 97330. 2Ácido nucleico = material genético. 3Peptidoglicam = estrutura complexa da parede bacteriana. Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação 20 glândula mamária são usados na síntese das proteínas do leite. Cada kg de leite contém cerca de 30 g de proteína; contudo, existe uma grande variação entre animais e também entre raças. Cerca de 90% das proteínas do leite é caseína. Existem vários tipos de caseínas (Tabela 2) e elas contribuem para o alto valor nutritivo de muitos produtos derivados do leite. As proteínas do soro também são sintetizadas a partir de aminoácidos na glândula mamária. A enzima α -Lactalbumina é essencial na síntese de lactose e a β−lactoglobulina é importante na formação do coalho durante a produção do queijo. Alg u m a s prote í n a s d o l e i t e (imunoglobulinas) têm um importante papel na resistência do bezerro recém nascido à doenças. As imunoglobulinas, que se encontram em alta concentração no colostro, são absorvidas diretamente do sangue e, deste modo, elas não são sintetizadas na glândula mamária. O leite contémmuito pouco nitrogênio não proteico (ex: uréia: 0.08 g/kg). Tabela 2: Principais proteínas encontradas no leite normal das vacas. Proteína Concentração (g/kg) Caseínas α-caseína 14.0 β-caseína 6.2 κ-caseína 3.7 γ-caseína 1.2 Proteínas do soro Imunoglobulinas1 0.6 α-Lactalbumina 0.7 β-Lactoglobulina 0.3 1Podem aumentar dramaticamente durante a mastite. FONTES DE NIOTROGÊNIO PROTEICO E NÃO PROTEICO NAS DIETAS DE VACAS DE LEITE As recomendações das concentrações de proteína bruta em dietas para vacas de leite variam de 12% (para uma vaca seca) a 18% (para uma vaca em início de lactação). Uma dieta com 16% de proteína é recomendada para animais produzindo de 20 a 25 kg de leite por dia, sendo que a maioria das forragens e concentrados são boas fontes de proteína. Contudo, com o aumento da produção de leite, a síntese de proteínas pelas bactérias do rúmen se torna insuficiênte, e fontes de proteína resistêntes à degradação ruminal podem ser necessárias para suprir as necessidades de aminoácidos de animais de alta produção. Alguns tipos de fontes proteicas resistentes à degradação ruminal incluem resíduos de cervejaria e proteínas de origem animal (sub-produtos de matadouros, farinha de peixe e farinha de pena). Contudo, fonts de nitrogênio não proteica podem ser utilizadas, especialmente quando a ração têm menos de 12 a 13% de proteína bruta. A uréia, provavelmente, é a fonte mais popular de nitrogênio nas dietas para gado leiteiro. Porém, ela deve ser utilizada com cuidado, pois o excesso de uréia pode levar a intoxicação do animal por amônia. Os alimentos com alta energia, baixa proteína e baixos níveis de nitrogênio não proteico em sua constituição são boas fontes alimentares a serem usadas na suplementação animal em associação com a uréia. Alguns exemplos destes alimentos são os grãos de cereais, o melaço, a polpa de beterraba, feno de gramíneas maduras e silagem de milho. A uréia não deve ser usada em associação com fonts alimentares com rápida degração proteica. Alguns exemplos são a farinha de soja, farinha de canola, forragens de leguminosas e gramíneas jovens. Além disso, a suplementação com uréia não deve exceder 150 a 200 g/vaca/dia, e deve ser misturada com outros alimentos para aumentar sua palatabilidade. A uréia deve ser adicionada progressivamente aos animais, para que eles se adaptem ao aumento de nirogênio não proteico na dieta. Instituto Babcock para Pesquisa e Desenvolvimento da Pecuária Leiteira Internacional University of Wisconsin-Madison Essenciais em Gado de Leite 21 6) ALIMENTOS PARA BOVINOS DE LEITE Michel A. Wattiaux Babcock Institute W. Terry Howard Department of Dairy Science INTRODUÇÃO Em geral, os alimentos são classificados e uma das seguintes categorias: • Forragens; • Concentrados (alimentos energéticos ou proteicos); • Minerais e vitaminas. Esta classificação é um meio conveniênte de agrupar alimentos, contudo é um pouco arbitrária. A classificação dos alimentos não é tão importânte quanto o conhecimento da disponibilidade destes alimentos, o seu valor nutritivo, e os fatores que podem afetar sua utilização em uma ração. FORRAGENS Em geral, forragens são as partes vegetativas de uma planta que contém uma alta concentração de fibras (mais de 30% de fibra detergente neutra). Elas tem que ter um tamanho mínimo (pelo menos 2.5 cm) para a estimulação física do rúmen e correta função ruminal. Normalmente, as forragens são cultivadas na própria fazenda. Ela pode ser servida em um sistema de pastejo ou em forma de silo ou feno. Dependendo do estágio de lactação das vacas, as forragens devem contribuir com cerca de 100% da matéria seca do alimeto (para vacas secas); ou com cerca de 35% da matéria seca (para vacas no início de lactação). As características das forragens são: • Volume: O tipo de volumoso pode limitar a capacidade de ingestão da vaca. A ingestão de energia e a produção de leite de uma vaca pode ser afetada pela alta quantidade de fibra em uma dieta. Contudo, alimentos com fibra são essenciais para a estimulação ruminal e para a manutenção da saúde do animal. • Alta fibra e baixa energia: As forragens podem conter de 30 a 90% de fibras (fibra detergente neutra). Em geral, a quantidade de fibra em uma forragem é inversamente proporcional à sua quantidade de energia. • Variação de proteína: Dependendo do seu estágio de maturação, os legumes podem conter de 15 a 23% de proteína bruta; gramíneas tipicamente contém de 8 a 18% de proteína bruta (dependendo da quantidade de nitrogênio na adubação), e resíduos de culturas têm somente 3 a 4% de proteína bruta (palha). Em um ponto de vista nutricional, as forragens podem ser alimentos muito nutritivos (gramíneas novas, leguminosas no seu estágio vegetativo) ou mesmo alimentos pouco nutritivos (palhas). Gramíneas e leguminosas Uma forragem de alta qualidade pode fazer parte de dois terços da material seca de uma ração; e as vacas podem estar comendo de 2.5 a 3% do seu peso vivo em matéria seca vinda da forragem (por exemplo, uma vaca de 600 kg, pode comer de 15 a 18 kg de matéria seca vinda de uma boa forragem). As vacas normalmente comem mais leguminosas que gramíneas se ambas estiverem em um mesmo estágio de maturação. Contudo, forragens de boa Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação 22 qualidade oferecidas nas dietas balanceadas vão suprir a maioria das necessidades de proteína e energia necessárias para a produção de leite. As condições climaticas e a qualidade do solo determinam o tipo de forragem cultivada em uma determinada região. Gramíneas e leguminosas são amplamente cultivadas em todo o mundo. As gramíneas precisam de fertilizantes nitrogenados e umidade para um desenvolvimento ideal. Contudo, as leguminosas são mais resistentes em climas mais áridos. Além disso, as leguminosas podem adicionar cerca de 200 kg de nitrogênio/ano/hectare no solo, pois estas plantas vivem em associação com bactérias que convertem nitrogênio do ar em nitrogênio para fertilização do solo. O valor alimentar das forragens depende do estágio de crescimento da planta na ocasião da colheita ou do pastejo. As fases do crescimento de uma planta podem ser divididos da seguinte maneira: 1) Estágio vegetativo; 2) Estágio de Floração; 3) Estágio de formação de sementes. Normalmente, o valor alimentar de uma forragem é maior durante a fase vegetativa e menor durante o estágio de formação de sementes. Com o aumento da maturidade da planta a concentração de proteína, energia, cálcio, fósforo, e de matéria seca degradável diminui; porém, a quantidade de fibras aumenta. A quantidade de lignina aumenta juntamente com o aumento da quantidade de fibra no alimento. A lignina não é digerível e torna indisponível os carboidratos que estão no interior das fibras. Como consequência, o valor energético das forragens diminui. Portanto, quando as forragens são plantadas para a alimentação de bovinos, elas devem ser colhidas em estágios iniciais de desenvolvimento. O milho e o sorgo quando plantados para fins de ensilagem são excessão pois juntamente com a diminuição do valor nutritivo das partes vegetativas da planta (caules e folhas) durante a formação das sementes, occorre um acúmulo de amido nos grãos. A maxima produção de materia seca digestível de uma forragem é obtida: • Em estágios intermediários de maturidade para gramíneas; • Um pouco após o estado intermediário para leguminosas; • Antes da espiga estar completamente cheia de grãos para o milho e o sorgo. Depois que a planta já esta excessivamente madura não existem muitas opções de manejo para prevenir a perda do seu valor nutritivo. Cada dia de atraso depois do ótimo estágio de maturidade pode afetar a produção de leite dos animais que estão ingerindo a forragem. Contudo,várias estratégias podem ser utilizadas para manter a forragem com um bom valor nutritivo: 1) Desenvolver um esquema de pastejo que adeque o número de animais em pastejo com a taxa de crescimento das gramíneas; 2) Consócio de gramíneas e leguminosas com diferentes taxas de crescimento e maturidade; 3) Colheita das forragens em um estágio inicial de desenvolvimento e preserva- las em forma de silo ou feno; 4) Fornecimento de forragem de baixo valor nutritivo para vacas secas e vacas em final de lactação, e forragens de alto valor nutricional para vacas em início de lactação. Resíduos de cultivo e outros alimentos de baixo valor nutricional Os resíduos de cultivo são as partes das plantas que ficam no campo depois da colheita (ex: palhada de milho, aveia, bagaço de cana). Os resíduos de plantio podem ser utilizados para o pastejo, processados como alimento pré-secado, ou mesmo ensilados. Algumas características dos resíduos de plantio são: • Volumoso de baixo custo; • Alta porcentagem de fibra não digerível devido a alta concentração de lignina nas fibras (tratamentos 6—Alimentos para Bovinos de Leites 23 químicos podem ser utilizados para aumentar seu valor alimentar); • Pobre em proteína; • Proteínas e minerais precisam ser supplementados; • Precisam ser bem picados na ocasião da colheita ou alimentação; • Devem ser adicionados à dieta de animais com baixos requerimentos nutricionais como por exemplo em vacas secas. CONCENTRADOS A palavra “concentrado” é difícil de ser definida. Contudo, mas este termo pode ser descrito pelas suas características alimentares e pelos seus efeitos na função ruminal. Normalmente, os concentrados têm as seguintes características: • Eles têm baixa porcentagem de fibras e alta quantidade de energia. • Eles podem ter uma alta ou baixa quantidade de proteína. Os cereais contém <12% de proteína bruta, grãos de oleaginosas (soja, algodão, amendoim), classificados como alimentos proteicos, podem conter > 50% de proteína bruta. • Eles têm uma alta palatabilidade e normalmente são ingeridos rapidamente pelo animal. Ao contrário de volumosos, os concentrados são alimentos que normalmente têm um volume pequeno por unidade de peso (alta densidade). • Ao contrário de forragens, eles não estimulam a ruminação. • Eles normalmente fermentam mais rapidamente que forragens no rúmen e, deste modo, aumentam a acidez (redução do pH) ruminal, o que pode impedir a fermentação ruminal normal. • Se presentes em 60 to 70% do total da dieta, podem causar problemas na saúde do animal. Vacas de leite de alto potencial genético para produção de leite também altos requerimentos de proteína e energia. Dado que vacas podem comer uma quantidade limitada de alimento por dia, uma alimentação somente baseada em forragens não consegue suprir os requerimentos de energi a e proteína do animal. Normalmente, os concentrados são adicionados à dieta de vacas de leite para fornecer energia e proteína suplementar e, desta maneira, preencher os requerimentos nutricionais destes animais. Portanto, os concentrados são alimentos importantes que possibilitam a formulação de dietas que maximizam a produção de leite. Em geral, a quantidade máxima de concentrado que uma vaca deve receber por dia não deve ser maior que 12 a 14 kg. Exemplos de concentrados • Grãos (cevada, milho, sorgo, arroz, trigo) são os típicos alimentos de alta energia para bovinos; contudo, estes grãos possuem pouca proteína. Grãos quebrados ou prensados são excelentes fontes de carboidratos rapidamente fermentáveis (amido), os quais aumentam a concentração de energia quando incluídos em uma dieta. Contudo, um excesso de grãos na dieta (mais de 10 a 12 kg/vaca/dia) reduz o tempo de mastigação, a função ruminal, e a porcentagem de gordura no leite diminui. Os vários sub-produtos originados do processamento industrial de grãos têm valores nutritivos variados: • A Protenose é obtida pela moagem úmida do grão de milho. É uma excelente fonte de proteína (40 to 60%) e enrgia. Glúten de milho, outro sub-produto da produção de milho, contém menos proteína e mais fibra. Alguns de grãos (arroz, trigo) aumentam a fibra de uma dieta e contém 14 a 17% de proteína. O trigo é uma boa fonte de fósforo e ajuda a regular a função intestinal. A casca de alguns cereais (cevada, aveia, arroz) contém somente 3 a 4% de proteína, mas 85 a 90% de fibra não digerível. • Sub-produtos de cervejaria originados de grãos cereais são uma boa fonte de carboidratos de degradação lenta e proteínas (20 a 30%). O malte (parte germinativa da cevada) têm um gosto amargo e são normalmente misturados com outros alimentos. Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação 24 • Raizes e tubérculos (cenoura, beterraba, batata) são normalmente palatáveis, boa fonte de carboidratos rapidamente fermentáveis (energia), mas com pouca proteína (menos de 10%). • Sub-produtos da indústria açucareira (melaço, polpa de beterraba) normalmente possuem altas porcentagens de fibras gigestíveis (polpa de beterraba) ou açucares simples (melaço) que podem torna-los alimentos bastante palatáveis. • Algumas plantas possuem altas concentrações de gordura em suas sementes (oleaginosas) . Muitas delas crescem em regiões tropicais e sub-tropicais (soja, algodão), mas algumas crescem em regiões temperadas (linhaça, canola, e girassol). As sementes podem ser utilizadas como um alimento de alta concentração energética, mas elas normalmente contém fatores anti-nutricionais. Os farelos de grãos, produzidos depois da extração de óleo das sementes, contém de 30 a 50% de proteína e são utilizadas como fontes proteicas para bovinos leiteiros (ex: farelo de soja). • Sementes de leguminosas (ex: feijão) contém substâncias anti-nutricionais, mas depois de corretamente processadas, são boas fontes de energia e proteína. • Proteína de origem animal (farinha de carne, farinha de osso, farinha de pena, farinha de peixe) são produtos que resistem a fermentação ruminal, e podem ser boas fontes de cálcio e fósforo. Estes produtos devem ser manuseados adequadamente para se evitar riscos de infecções bacterianas. O soro de leite, um sub- produto de laticíneos, contém altas quantidades de açucar do leite (lactose) e algumas proteínas e minerais. Porém, estes nutriêntes podem estar muito diluídos se o soro não estiver desidratado. MINERAIS E VITAMINAS Minerais e vitaminas são muito importantes na nutrição de um animal. Por exemplo, a febre do leite que normalmente acontece no início da lactação é causado devido a um desbalânço no metabolismo de cácio. O fósforo é necessário para a alta fertilidade de um rebanho. Deficiências nutricionais podem acaretar em grandes prejuízos financeiros. Em vacas de leite em lactação, os macro minerais mais importantes são o cloreto de sódio (NaCl), o cálcio (Ca), o fósforo (P), em algumas vezes o potássio (K), o magnésio (Mg) e o enxofre (S). Além disso, a maioria dos microminerais (ex: iodo, selênio) são necessários para a maximização da produção e reprodução. As pequenas quantida d e s d e m i crominerais normalmente necessárias nas rações para vacas de leite são normalmente incluídas no “pre-mix” de concentrados ou em sais fortificantes. Todos os alimentos, com exceção da uréia e da gordura, contém quantidades limitadas de minerais. Os legumes possuem mais cálcio que as gramíneas; portanto, as dietas baseadas em leguminosas necessitam de menos cálcio suplementar. O melaço é rico em cálcio e a farinha de osso é uma boa fonte de cálcio e fósforo. O sal (cloreto de sódio) é um suplemento mineral que pode ser oferecido a vontade para as vacas. Uma mistura mineral contendo cálcio, fósforo, ou ambos (ex: fosfato dicalcico) pode ser necessário dependendo dos componentes da dieta. As forragens verdesnormalmente contém baixos níveis de fósforo quando comparado com a necessidade das vacas. A silagem de milho contém baixos níveis de cálcio e fósforo e ambos minerais devem ser suplementados ao se utilizar silagem de milho na dieta. A quantidade de mistura mineral necessária nas dietas normalmente é de 0 a 150 g/vaca/dia. As vitaminas A, D e E são muito importantes. A suplementação com vitamina A é importante em regiões com invernos longos ou em locais de seca prolongada. Os micróbios do rúmen sintetizam vitaminas do complexo B, a vitamina C, e a vitamina K. Portanto, estas vitaminas normalmente não são necessárias nas dietas. Instituto Babcock para Pesquisa e Desenvolvimento da Pecuária Leiteira Internacional University of Wisconsin-Madison Essenciais em Gado de Leite 25 7) GUIA DE ALIMENTOS CONCENTRADOS Michel A. Wattiaux Babcock Institute W. Terry Howard Department of Dairy Science A DIETA BALANCEADA De um ponto de vista prático, para o correto balanceamento das dietas as três perguntas a seguir devem ser respondidas. 1) Quais são as quantidades de forragem e concentrado que devem ser oferecidas para que o suprimento de energia para a vaca seja adequado? As forragens são normalmente oferecidas sem restições, e a quantidade de concentrado necessário na dieta depende de diferentes fatores (veja Tabela 1): • Qualidade da forragem. A quantidade de energia presente em uma forragem madura é menor que a quantidade de energia presente em uma forragem na sua fase vegetativa (imatura). Portanto, mais concentrado sera necessário em dietas que se baseiam em forragens maduras. • Necessidade energética da vaca . A demanda energética da vaca aumenta com o aumento na produção de leite. A quantidade necessária de concentrado será maior para vacas de alta produção que para vacas de baixa produção. Uma vaca seca deve ingerir uma dieta com 90 a 100% de forragem (0 a 10% de concentrado). Porém, uma vaca de alta produção no início da lactação vai precisar de uma dieta com 40 a 45% de forragem (55 a 60% de concentrado). 2) Qual deve ser a concentração proteica do concentrado para que esta possa fornecer a quantidade ideal de proteína na dieta? A quantidade de proteína bruta necessária no concentrado depende do tipo de forragem que esta sendo oferecida. Forragens com alta porcentagem de proteína bruta como é o caso das leguminosas, pode ser combinada com um concentrado com baixa proteína bruta. Contudo, uma gramínea com baixa proteína bruta precisa ser combinada com um concentrado com altas concentrações de proteína para que a dieta seja adequada (veja Tabela 2). 3) Que tipo de suplemento mineral deve ser usado e quanto deve ser oferecido? O sal (NaCl) e o fosfato de cálcio podem ser oferecidos ad libitum . Contudo, é mais indicado ajustar o tipo e a quantidade de mineral na dieta com as necessidades do animal. A quantidade de mineral que deve ser suplementado na dieta depende dos seguintes fatores: • Tipo de forragem da d i e t a . As leguminosas são ricas em cálcio e, deste modo, dietas baseadas em leguminosas precisam de menos suplementação com cálcio se comparado com dietas baseadas em gramíneas. • A quantidade de concentrado na dieta. Normalmente, os concentrados têm baixas concentrações de minerais. Portanto, maior será a necessidade de suplementação mineral com o aumento da quantidade de concentrado na dieta. • As necessidades minerais da vaca. Para a manutenção, uma vaca precisa de 30 a 50 g de cálcio e de 10 a 30 g fósforo por dia. Cada kg de leite são necessários cerca de 3 g de cálcio e 2 g de fósforo. Quando uma dieta é baseada em forragens de alta ou média qualidades, uma certa quantidade de fósforo (0 a 150 g/ Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação 26 vaca/dia) pode ser necessária. Contudo, em dietas com forragens de baixa qualidade ou com o uso da silagem de milho, o cálcio e o fósforo serão necessários na suplementação (50 to 200 g/vaca/dia). Dependendo da composição de minerias traços e da mistura vitamínica disponível, a quantidade de suplementação pode variar de 10 a 25 g/vaca/dia. QUANTIDADE DE CONCENTRADO QUE DEVE SER OFERECIDA A Tabela 1 mostra um resumo das quantidades de concentrado que devem ser Tabela 1: Suplementação mineral para várias categories de produção leiteira para vacas alimentadas com forragens de baixa, média ou alta qualidade.1 Produção de leite Vaca de 600 kg Vaca de 500 kg Qualidade da forragem: Gordura no leite (%) Gordura no leite (%) Baixa2 Média3 Alta4 3.0 3.5 4.0 4.0 4.5 5.0 5.5 — 4 13 — — — — — — — — 6 15 — — — 0.5 0.7 0.8 1.0 — 8 17 0.2 0.5 0.7 1.3 1.6 1.8 2.0 2 10 19 1.0 1.2 1.5 2.2 2.5 2.7 3.0 4 12 21 1.7 2.0 2.4 3.0 3.4 3.7 4.0 6 14 23 2.4 2.8 3.2 3.9 4.3 4.6 5.0 8 16 25 3.2 3.6 4.0 4.7 5.1 5.6 6.0 10 18 27 3.9 4.4 4.9 5.6 6.0 6.5 7.0 12 20 29 4.6 5.2 5.7 6.4 6.9 7.5 8.0 14 22 31 5.4 6.0 6.6 7.2 7.8 8.4 9.0 16 24 33 6.1 6.8 7.4 8.1 8.7 9.4 10.1 18 26 35 6.8 7.5 8.3 8.9 9.6 10.3 11.1 20 28 37 7.6 8.3 9.1 9.8 10.5 11.3 12.15 22 30 39 8.3 9.1 9.9 10.6 11.4 12.2 13.1 24 32 41 9.0 9.9 10.8 11.4 12.3 13.2 14.1 26 34 43 9.8 10.7 11.6 12.3 13.2 14.1 15.1 28 36 45 10.5 11.5 12.5 13.1 14.1 15.1 16.1 30 38 47 11.2 12.3 13.3 14.0 15.0 16.0 17.1 32 40 49 11.9 13.0 14.1 14.8 15.9 17.0 — 1 Foi assumida uma concentração energética no concentrado de 1.75 Mcal NEl/kg de matéria seca (MS). A quantidade de energia na mistura de concentrados pode ser de apenas 1.5 Mcal NEl/kg MS se este conter quantidades significativas de alimentos com baixa energiacomo por exemplo o bagaço de cana. Neste caso, a proporção de concentrado na dieta deve ser aumentado em 15%. Contudo, a quantidade de energia no concentrado pode ser alta e de 1.9 Mcal NEl/kg MS quando esta incluir apenas alimentos com alta energia como grão de cereais e milho. Neste caso, a oferta de concentrado pode ser diminuído em 8%. 2 Baixa: vacas ingerindo 1.5% do seu peso corporal (ex: 9 kg MS para uma vaca de 600 kg) de uma forragem de qualidade baixa (ex: palha) contendo 0.9 Mcal NEl/kg MS. 3 Média: Vacas ingerindo 2.0% do seu peso corporal (ex: 12 kg de MS de forragem para uma vaca de 600 kg) de uma forragem de média qualidade (ex: gramínea em estado médio de maturação) contendo 1.2 Mcal NEl/kg MS. 4 Alta: Vacas ingerindo 2.5% do seu peso corporal (ex: 15 kg de MS de forragem para uma vaca de 600 kg) de uma forragem de alta qualidade (ex: leguminosas em estágios iniciais de maturidade) contendo 1.45 Mcal NEl/kg MS. 5 Um maior cuidado deve ser tomado ao se fornecer as quantidades de concentrado na área sombreada pelos possíveis problemas de saúde como indigestão, acidose ruminal, diminuição da porcentagem de gordura no leite, etc. 7—Guia de Alimentos Concentrados 27 oferecidas para vacas de leite. Os concentrados s ã o alimentos que suplementam a energia e a proteína em uma dieta baseada em pastejo, feno ou silagem. Normalmente mais de um tipo de ingrediente concentrado é necessário da dieta. Os concentrados podem ser oferecidos separadamente ou misturados com as forragens. Como indicado acima, a quantidade de concentrado necessária para cada vaca em particular depended a produção de leite e da qualidade da forragem. A Tabela 1 indica a quantidade de alimento a ser oferecida de acordo com a produção de leite e do tipo de forragem que esta sendo oferecida. Os cálculos assumem que não há restrição na quantidade de forragem que esta sendo oferecida. Para utilizar a Tabela 1, primeiro estime qual das três colunas com o título “produção de leite quando a forragem é” (primeiras três colunas no lado esquerdo da tabela) e identifique a qualidade da forragem oferecida. Identifique nesta coluna a quantidade de leite produzida pela vaca. Em seguida, identifique na linha horizontal dos números da tabela até que você encontre o pesocorporal e a porcentagem de gordura mais adequados. O número encontrado representa a quantidade de concentrado que deve ser oferecida diariamente. Por exemplo, uma vaca com 600 kg, que se aliemta de uma forragem de alta qualidade e produz 23 kg de leite com 4% de gordura deve receber 3.2 kg de concentrado por dia. A Tabela 1 também indica se a forragem muda de alta para média qualidade e a quantidade de concentrado permanece a mesma. Neste caso, a produção de leite diminuiria para 14 kg/dia. Contudo, uma produção de leite de 23 kg/dia, pode ser obtida com uma forragem de média qualidade se a quantidade de concentrado é aumentada de 3.2 kg para 7.0 kg por dia. INGREDIENTES E PORCENTAGENS DE PROTEÍNA NAS MISTURAS DE CONCENTRADOS Saber a quantidade de concentrado que deve ser fornecida é muito importante. Contudo, determinar a porcentagem de proteína bruta na mistura de concentrado pode ser ainda mais importante. A Tabela 2 mostra as porcentagens desejadas de proteína na mistura de concentrados para vacas que são alimentadas com diferentes tipos de forragens. Na parte superior da Tabela 2 podemos encontrar exemplos de diferentes categorias de concentrado dependendo da concentração de proteína bruta1. Quando a forragem é uma leguminosa em estágios iniciais de maturidade, ou uma gramínea bem fertilizada em estágios iniciais de maturidade, ou uma mistura dos dois, a proteína bruta na mistura de concentrados pode ser de 12 a 14%. Contudo, a taxa de proteína bruta na palnata diminui com o aumento da maturidade da planta, deste modo, a porcentagem de proteína bruta do concentrado precisa ser aumentada para 15 a 18%. Finalmente, para dietas que se baseiam em forragens de baixa qualidade, a proteína bruta da mistura de concentrados deve ser de 18 a 23%. Na parte inferior da Tabela 2 podemos encontrar alguns exemplos das quantidades de ingredientes necessários para se obter 1.000 kg da mistura de concentrados com a concentração desejada de proteína bruta. Por exemplo, uma mistura de concentrados com 14% de proteína bruta pode ser preparada misturando-se 600, 200 e 200 kg de concentrado com baixa categoria, médio- baixa categoria, e médio-alta categoria, respectivamente (Tabela 2). 1Para mais informações sobre concentrados consulte o seguinte guia técnico do Instituto Babcock: “Nutrição e Alimentação”. Essenciais em Gado de Leite—Nutrição e Alimentação 28 Tabela 2. Exemplos de misturas de concentrados com níveis adequados de proteína bruta, fornecida aos animais em combinação com diferentes forragens. Instituto Babcock para Pesquisa e Desenvolvimento da Pecuária Leiteira Internacional University of Wisconsin-Madison Essenciais em Gado de Leite 29 8) A FUNÇÃO REPRODUTIVA DA VACA LEITEIRA Michel A. Wattiaux Babcock Institute O TRATO REPRODUTIVO DA VACA O trato reprodutivo da vaca está localizado acima do reto—o último segmento do intestino grosso (Figura 1). A maioria das partes do trato reprodutivo podem ser examinadas indiretamente com o braço no interioir do reto (palpação retal): • A cérvix pode ser manipulada durante a inseminação artificial; • Os folículos e o corpo lúteo podem ser identificado nos ovários; • A presença de um embrião em crescimento no útero pode ser detectada. O útero, o oviduto e os ovários estão suspendidos na cavidade corporal por um ligamento grande. A posição deste ligamento permite que o útero acomode um feto em crescimento. Vagina A vagina é um tubo achatado, com aproximadamente 30 cm de comprimento. É o sítio de deposição do sêmen durante a monta natural. A vagina funciona como um canal de passagem para os instrumentos usados na inseminação artificial e para a saída do bezerro. Cérvix A cérvix é um forte músculo de aproximadamente 10 cm de comprimento e de 2.5 a 5 cm de diâmetro. No centro da cérvix existe um estreito canal (Figura 1). Este canal geralmente se encontra fechado (e selado durante a prenhez) exceto durante o cio e na ocasião do parto. A cérvix é muito eficiênte e funciona como uma “barreira” que previne a entrada no útero de qualquer material estranho e, deste modo, isola o útero do ambiênte exterior. Útero O útero faz parte do trato reprodutivo onde se localiza o bezerro em crescimento. Em uma vaca vazia, o corpo do útero têm menos de 5 centímetros de comprimento, e têm dois cornos (esquerdo e direito) que se curvam como os chifres de um carneiro (Figura 1). O útero é um orgão muscular com capacidade de se expandir enormemente para acomodar o bezerro em crescimento. No final da gestação, o útero contêm um bezerro de 35 a 40 kg, 20 a 30 kg de líquidos, e 5 kg de tecido placentário. Depois do parto, o útero e outras partes adjacentes levam cerca de 40 Figura 1: Trato reprodutivo da vaca. Essenciais em Gado de Leite—Reprodução e Melhoramento Genético 30 dias para voltar ao seu tamanho normal (este processo é chamado de involução). Oviduto Os ovidutos são dois tubos (um para cada ovário) que ligam os ovários ao útero; eles têm mais de 20 cm de comprimento e somente 0.6 cm de diâmetro. A porção final de cada oviduto se abre numa estrutura em forma de funil (infundíbulo); esta estrutura captura o óvulo que é ejetado do ovário durante a ovulação. A fertilização, ou a união do óvulo com o espermatozóide, ocorre no oviduto. O embrião fica no oviduto por 3 a 4 dias antes de cair no útero. Este período de tempo é necessário, pois o útero precisa se preparar para receber o embrião em desenvolvimento. Ovário Em uma vaca vazia, os ovários são de formato oval (no formato de um ovo), com cerca de 4 a 6 cm de comprimento e 2 a 4 cm de diâmetro. As principais funções do ovário são: • Produzir um ovo maduro ou óvulo a cada 21 dias quando a vaca esta ciclando normalmente; • Secretar hormônios que: —Controlam o crescimento do ovo dentro do ovário; —Mudam o comportamento da vaca durante o cio; —Preparam o trato reprodutivo para uma possível prenhez. Duas estruturas predominam na superfície do ovário: o folículo que contêm o óvulo em desenvolvimento, ou o corpo lúteo (corpo amarelo) que se desenvolve a partir do que resta do folículo após a ejeção do óvulo (ovulação). Ovo ou óvulo Ao contrário de todas as outras células do corpo, cada ovo contêm apenas uma cópia da informação genética que existe nos cromossomos das outras células. Os ovos são encontrados nos ovários antes do nascimento, mas a maturação destes ovos começa com a maturidade sexual durante a puberdade (12 a 14 meses de idade) e o início dos ciclos estrais. O ESTRO OU CIO O intervalo entre dois cios têm em média 21 dias (Figura 2). O cio, ou estro, dura de 6 a 30 horas e é marcado por um período de receptividade sexual (dia 1 do ciclo estral). Fase folicular No final do ciclo estral, o óvulo atinge a maturidade, e está coberto por uma série de camadas celulares e nos seus arredores existem substâncias nutritivas. Esta estrutura é chamada de folículo, o qual secreta estrógeno, um hormônio que muda o comportamento de uma vaca durante o cio. Somente durante o cio a vaca permite ser montada por um touro ou por outras vacas. Durante o cio, o ovo e o folículo atingem os estágios finais de maturação. Na ovulação (12 horas depois do fim do cio), o folículo “explode”, o ovo é ejetado para o oviduto e as células remanescentes Figura 2: O ciclo estral. 8—A Função Reprodutiva da Vaca Leiteira 31 no ovário começam a formar uma nova estrutura chamada de corpo lúteo (CL). O corpo lúteo secreta um hormônio chamado progesterona que previne o completo crescimento do folículo e é necessário para a manutenção da prenhez. Fase luteal ou do corpo lúteo O desenvolvimento completo do corpo lúteo demora cerca de 3 dias (dias 2 a 5 do ciclo). Alguns folículos
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