MICROBIOLOGIA DO RÚMEN

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3/9/2009
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MICROBIOLOGIA DO RÚMENMICROBIOLOGIA DO RÚMEN
Adriana Dantas Palmieri
IntroduçãoIntroduçãoIntroduçãoIntrodução
Características do rúmenCaracterísticas do rúmen
Proporciona um ambiente favorável ao 
crescimento bacteriano:
– Tamanho (100-150 L)
– pH entre 6,5-7,0
– Temperatura de 39ºC
– Anaeróbico
– Pressão osmótica constante
– Movimentos misturadores fortes
• A ingestão de alimento quase 
continuamente e a movimentação da parede 
ruminal, juntamente com a absorção ou 
passagem de metabólitos bacterianos resulta 
numa reposição contínua de substratos que 
permite o crescimento de uma população 
microbiana densa e diversificada
Insalivação Insalivação 
Ruminantes produzem saliva (tamponante):
– Ajuda na mastigação e deglutição
– Mantém condições físico-químicas favoráveis 
para o conteúdo ruminal
– Atividade enzimática lipolítica e não amilolítica
– Grandes quantidades de sódio e potássio: 
neutralizadores dos ácidos
• A saliva provém certos nutrientes para os 
microrganismos como mucina, uréia, 
fósforo magnésio e cloro
• A saliva tem propriedades anti-espumantes, 
importantes para evitar o timpanismo
espumoso
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Microrganismos Microrganismos 
• 10% do conteúdo ruminal é constituído de 
microrganismos
• A maioria dos microrganismos são bactérias e 
protozoários ciliados
• Há também fungos, protozoários flagelados e 
vírus principalmente em animais jovens
Quantidade de microrganismosQuantidade de microrganismos
• 1010 – 1011 bactérias/ml
• 105 protozoários/ml
• 105 fungos/ml
• Medida de atividade bacteriana: teste do 
azul de metileno
Teste azul de metilenoTeste azul de metileno
líquido ruminal Líquido ruminal + 
azul de metileno
Oxiredução do 
azul de 
metileno
Oxiredução
total
• Nº protozoários < nº bactérias
• Protozoário: de 500.000 a 1.000.000 vezes 
> que as bactérias
• Normalmente: volume de protozoários = 
volume de bactérias
Fatores que alteram a Fatores que alteram a 
concentração de microrganismosconcentração de microrganismos
• Dieta:
– Rica em volumoso: aumento das bactérias 
celulolíticas, hemicelulolíticas , metanogênicas
e protozoários (aumento de pH)
– Rica em concentrado: aumento das bactérias 
amilolíticas e queda das bactérias celulolíticas, 
hemicelulolíticas e protozoários (queda de pH)
• Tamponantes
• Antibióticos
• Inoculantes
microbianos
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Bactérias Bactérias 
Grupo Espécies Substrato Produtos
Celulolíticos
Fibrobacter succinogenes, Ruminococcus
albus, Ruminococcus flavefaciens, Butirivibrio
fibrisolvens
Celulose
AGVs
Acetato
Amilolíticas
Bacteroides ruminicola, Bacterioides
amilophilus, Selenomonas ruminantium, 
Streptococcus bovis, Succinomonas
Amido
AGVs
Propionato
Bactérias Bactérias 
Grupo Espécies Sustrato Produtos
Glicolíticas Todas Açúcares simples AGVs
Butirato
Láticas Megasphaela elsdenii, 
Selenomonas ruminantium
Subprodutos e ácidos AGVs e lactato
Pectínicas Lachnospira multiparus
Succinovibrio dextrinosolvens
Pectina AGVs
Lipolíticas Anaerovibrio lipolytica Glicerol AG livres
Bactérias Bactérias 
Grupo Espécies Sustrato Produtos
Proteolíticas Peptostreptoccus sp.
Clostridium aminophilum
Wolinella succcinogenes
Proteínas AGVCR, AGVs,
NH3, AAs, Pepit
Ureolíticas Aerobacter aerogenes Uréia NH3, AAs
Metanogênicas Metanobrevibacter sp., 
Metanosarcina sp.
Formato, H2 e CO2
Acetato
CH4
Facultativas Lactobacilos sp.
Enterobacter sp.
Streptococcus sp.
Amido, Lactato e 
Ácidos diversos
AGVs, La e H2
Protozoários Protozoários 
Classe Subclasse Ordem Gênero
Ciliado Holotrica Isotricha
Dasyticha
Entodinium
Spirotricha Entodinomorfa Diplodinium
Euplodinium
Polyplastron
Holotricha Spirotricha
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Protozoários Protozoários 
Holotricha Spirotricha
103 a 104/mL, a base forragem 103 a 104/mL, a base de grãos
Livres, rápidos e visíveis Associado às partículas
Utilizam açúcar Utilizam pouco CHO solúvel
Engolfam bactérias Engolfam amido, partículas, bactérias e 
pequenos protozoários
Possuem enzimas proteolíticas Proteína é a fonte de energia
ProduzemCO2, acetato, butirato, lactato, 
amônia
ProduzemCO2, H2, acetato, butirato, 
propionato, lactato, amônia
Fungos Fungos 
Ficomicetos Basiodimicetos Ascomicetos
Fungos Fungos 
• “túneis” na parede celular 
(hifas)
• Fermentação
• Consumo de O2 no rúmen
Como se dá o estabelecimento da Como se dá o estabelecimento da 
microbiotamicrobiota ruminalruminal??
• Ato de lamber;
• Contato entre animais;
• Saliva;
• Alimentos contaminados;
• Esterco
• Água 
• Aerossóis
Distribuição parcial dos Distribuição parcial dos 
microrganismos no rúmenmicrorganismos no rúmen
� População do líquido
� População aderente a 
partículas
� Intermediária
� População aderente a 
parede
QUAL O BENEFÍCIO QUE OS QUAL O BENEFÍCIO QUE OS 
MICRORGANISMOS E O MICRORGANISMOS E O 
PROCESSO DE FERMENTAÇÃO PROCESSO DE FERMENTAÇÃO 
PROPORCIONAM AOS PROPORCIONAM AOS 
RUMINANTES?RUMINANTES?
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Síntese de proteína de alta qualidadeSíntese de proteína de alta qualidade
• Todos os vertebrados necessitam de aa que 
eles não podem sintetizar (essenciais)
• Os microrganismos presentes no rúmen 
sintetizam todos os aminoácidos essenciais
Síntese de Síntese de ptnptn a partir de fontes a partir de fontes 
de nitrogênio não protéicode nitrogênio não protéico
• Os microrganismos presentes na 
fermentação podem sintetizar proteína a 
partir da uréia
• Em alguns casos os ruminantes são 
alimentados com uréia como fonte barata de 
proteína
Síntese das vitaminas do Síntese das vitaminas do 
complexo Bcomplexo B
• Os microrganismos do rúmen podem 
sintetizar todas as vitaminas do complexo 
B, por isso é difícil encontrar deficiência 
dessa vitamina em ruminantes
Produtos da fermentaçãoProdutos da fermentação
Ácidos graxos voláteis (AGV)
– A fermentação ocorre sob condições 
anaeróbicas e os açúcares são convertidos a 
ácidos graxos voláteis
– Outros produtos também são formados como o 
ácido lático, o dióxido de carbono e o metano
Ácidos graxos voláteisÁcidos graxos voláteis
AcetatoAcetato
PropionatoPropionato
ButiratoButirato
CH3-COOH
CH3-CH2-COOH
CH3-CH2-CH2-COOH
Após a oxidação...Após a oxidação...
AcetatoAcetato
PropionatoPropionato
ButiratoButirato
10 ATPs
17 ATPs
25 ATPs
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Ácidos graxos voláteisÁcidos graxos voláteis
• Acetato
– Síntese de gordura do leite
• Butirato
– Formação de corpos cetônicos (ATP cérebro e 
músc. esquelético)
– Fornecedor de energia p/ epitélio ruminal
• Propionato
– Gliconeogênese – produção de leite
Citrato 
Isocitrato 
ααααcetoglutarato
CO2
Succinil CoA
CO2
Succinato 
Fumarato 
Malato 
Oxaloacetato 
Glicose
PEP
Butirato
Acetato
Acetil CoA 
Propionato
L-Metilmalonil
CoA
Lactato 
AAs Glic.
CICLO DE 
KREBS
CICLO DE 
KREBS
Vitamina B12
(Cobalto) 
Considerações finaisConsiderações finais
ConhecerConhecer a a microbiotamicrobiota ruminalruminal e e suassuas característicascaracterísticas é é importanteimportante parapara
formularformular as as dietasdietas e e incrementarincrementar a a eficiênciaeficiência de de utilizaçãoutilização dos dos alimentosalimentos