Fisio aula 10

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Raphael Simões Vieira – Medicina Veterinária 4º período
Suponhamos um biodigestor, que é análogo ao rúmen do animal. Nesse biodigestor há um conteúdo, que irá fermentar. Todo processo de fermentação envolve produção de calor. Essa estrutura está em um ambiente onde circula água, que tem a função de regular a temperatura. Há entrada e saída de água. Há o substrato chegando a um ambiente fechado, esse produto ao fermentar produz um gás, há uma válvula para ele escapar. Vai sobrar um resíduo ali dentro, vou ter que tirá-lo periodicamente. Esse resíduo seria um adubo orgânico. O gás produzido pelo biodigestor pode ser canalizado, sendo usado no fogão, em motores, etc. O metano é uma fonte energética.
No caso do ruminante, o ambiente fechado é o rúmen. O substrato seria o alimento. Os microrganismos funcionam nesse ambiente anaeróbico. Os gases produzidos são eliminados pela eructação. O ruminante regula a temperatura pela circulação do sangue na parede do rúmen. Essa estrutura no ruminante tem movimento, misturando, tornando a fermentação mais eficiente. O ruminante passa o alimento pelo compartimento da frente (rúmen, reticulo, omaso, abomaso). O ruminante acaba sendo produtor de metano. No processo da eructação o metano e o CO2 são os principais gases liberados. Alguns produtos são absorvidos pela parede do rúmen. O metano é produto da fermentação anaeróbica. O metano é muito mais eficiente para provocar o aquecimento global do que o CO2. Ao queimar o metano, jogo CO2 na atmosfera, mas isso é bom, pois o metano é mais eficiente no aquecimento global. 
Quando o animal elimina metano, ele está eliminando energia, está perdendo energia. Metano é produzido por microrganismos metanogênicos. Não são todos os microrganismos do rúmen que são metanogênicos. De acordo com o substrato, eu predisponho o desenvolvimento de um ou outro microrganismo. Bactérias, fungos e protozoários são responsáveis pela fermentação. Existe uma inter-relação entre essas espécies de microrganismos, o produto de um pode ser importante para outro. Bactérias e protozoários: os protozoários podem ser oportunistas, que estão aproveitando dos produtos das bactérias. Se mexer na população de bactérias, pode prejudicas a de protozoários. Esses microrganismos produzem produtos finais bem específicos. 
A parede das células vegetais constituem-se em importantes substratos para a digestão fermentativa e fontes significativas de nutrientes para muitas espécies. Outros nutrientes, além das paredes celulares são também sujeitos à digestão fermentativa. As condições anaeróbias do rúmen propiciam atividades metabólicas que levam à produção de ácidos graxos voláteis, que são substratos energéticos importantes para o animal hospedeiro. Os mamíferos não temos enzimas que degradam esses constituintes da parede vegetal. A digestão fermentativa de proteínas resulta na desaminação de grande quantidade de aminoácidos. Se retiro o grupamento amino, sobrou um esqueleto de carbono, que pode ou não ter ramificações. O aminoácido pode ser degradado em base nitrogenada e esqueleto de carbono. Posso pegar um aminoácido do alimento e transformar em outro, que às vezes não é possível ser obtido de alimentos. 
Quando a disponibilidade de proteínas e de energia nos pré-estômagos está bem equilibrada, ocorre rápido crescimento microbiano e utilização eficiente de proteína. 
A proteína microbiana pode ser sintetizada no rúmen a partir de fontes não protéicas de nitrogênio. 
Alguns animais podem apresentar uma pseudo ruminação, como os camelos, ilhamas. Suínos e hipopótamos são monogástricos, mas possuem ceco e cólon aumentado. 
Durante a fase de amamentação, o epitélio rumenal não é tão desenvolvido. Quando o animal começa a alimentar a fibra vegetal, tanto a presença física do animal, quanto seus produtos, dá estímulo para que as células da parede ruminal produzam seus fatores de desenvolvimento. É interessante alimentar bezerros com grãos nos primeiros dias de vida em complementação ao leite, há um amadurecimento precoce, melhor desenvolvimento. 
O fungo talvez seja o microrganismo que sofre mais variação no rúmen. Defaunação do rúmen: destruir “animais” que têm dentro do rúmen, os animais que estão no rúmen são protozoários, há morte de protozoários. 
Bactérias celulolíticas: utilizam celulose como substrato. Aminolíticas, ureolíticas, pectinolíticas, hemicelulolíticas. Metanogênicas: produzem metano. 
Ionónforos: são classificados como alguns antibióticos que são moduladores na atividade metanogênica. Se eu controlo essas bactérias, vai sobrar mais energias para o hospedeiro. 
Gordura em excesso no ambiente rumenal saponifica, não é uma estratégia de dar mais energia para o animal em forma de gordura. Uma das estratégias é a proteção do alimento. Um alimento é degradado no rúmen. E se eu pudesse proteger o alimento para que ele não fosse degradado em rúmen, retículo e omaso? 
A glicose pode se apresentar com ligações alfa ou beta. Os vegetais, ou têm glicose 1-beta ou xilose 1-beta. A liguinina está presente no vegetal, mas não é degradável. Quanto mais velho for o vegetal, mais liguinina há. A cana-de-açúcar tem sacarose, que tem uma capacidade de ser hidrolisado dentro do rúmen rapidamente. Contudo, a sacarose está dentro da célula vegetal, a parte mais externa da cana é muito rica em liguinina. Assim, a cana tem uma parte boa que é o açúcar, e uma parte ruim que é a liguinina. Em experimentação, mostrou-se que o calor seria uma forma de degradar a liguinina, sendo possível acessar o açúcar, contudo há altos custos envolvidos. 
Há as vias de fermentação. Todos vegetais apresentam amido, celulose, frutosanos, hemiceluloses e pectina. O estágio 1 é a hidrolise dos polissacarídeos à frutose 1,6 biP. Estágio 2 é a oxidação anaeróbica. O estágio 3 é a formação dos ácidos graxos voláteis (como acetato, butirato, propionato), são altamente lipossolúveis, não dá tempo de ser eructado, é absorvido ou aproveitado por outro microrganismo. O estagio 4 do processo microbiano é a síntese de novos produtos bacterianos, como a proteína. 
Se utilizo forragem, vai favorecer bactérias celulolíticas. Nesse processo de fermentação há produção de ácidos graxos voláteis, CO2 e metano. Em alimentos concentrados, há favorecimento de bactérias amilolíticas. Conforme a alimentação há uma mudança na população de microrganismos. Bactérias amilolíticas produzem muito ácido lático, que passa a ser substrato para as bactérias do propionato. As bactérias amilolíticas se estabelecem no ambiente do rúmen em pH mais ácido, por causa do ácido lático. A quantidade de concentrado e de forragem vai depender conforme a adaptação do animal. O ácido lático ao aparecer no ambiente do rúmen, causa uma acidose ruminal. Quanto maior a quantidade de concentrado, maior o quadro de acidose. Silo bom: é ácido, partículas muito bem trituradas, isso indica que o animal tem que mastigar menos. Silagem ácida, que requer pouca mastigação = pouca secreção salivar. A saliva tem papel importante no tamponamento. O animal está muito mais propenso à acidose lática, que pode ser simplesmente uma inapetência, como pode ser problema de casco, problemas metabólicos. Essa ácidos ruminal pode ser muitas vezes sub-clinica, ou pode ser tão intensa que pode fazer o animal prostar. No próprio concentrado vem um tamponante, para evitar a acidose ruminal. A população de microrganismos é dinâmica, muda de acordo com o que e com o quanto o animal ingere. 
Na quebra do amido, vai chegar um ponto que vou chegar em um polímero de 6, 7, 8 glicoses. Há leveduras que pegam esses pedaços de carboidratos e se multiplicam, diminuindo o processo de acidose, diminuindo a formação de ácido lático. Há um problema: a levedura não se estabelece no rúmen. Seria um bom negócio se ela se estabelecesse, já que eu poderia oferecer uma dieta concentrada, sem criar as condições de acidose ruminal. 
O tipo de dieta que o animal está ingerido, modifica os produtos que estão sendo produzidos na fermentação. Uma dieta rica em forragem, estimulaa mastigação, que estimula a salivação, causando uma alcalose ruminal. A fibra vegetal, até em humanos, é recomendada pois estimula a motilidade intestinal. Estase ruminal = há uma menor motilidade. Os gases que são produzidos, se acumulam na região superior do rúmen, estimulando receptores, que desencadeiam a eructação. Durante a movimentação ruminal, o que foi mais triturado fica no fundo, o que está mais grosseiro fica mais em cima. Quando o rúmen contrai, o que era grosseiro volta para a boca, o que era mais triturado vai para o retículo. 
Quando o alimento é mais concentrado, a mastigação está diminuída. O amido favorece as bactérias amilolíticas. O processo de ruminação também é menor. Em casos extremos, quando o animal ingere muito concentrado, há parada dos movimentos ruminais, podendo ter a necessidade de intervenção cirúrgica, para retirar o conteúdo. 
Existe a possibilidade que proteínas passem pelo rúmen sem sofrer alterações, e caem no abomaso. Ácido clorídrico e pepsina agem nessas proteínas. É possível que no ruminante uma proteína passe pelo rúmen sem ser totalmente degradada. Se caiu no abomaso, a digestão de proteína não é completa, não gera aminoácidos livres. 
O microrganismo do rúmen consegue produzir uma proteína bacteriana, à partir de uma não proteína da dieta. Se isso é possível, melhor seria se ele não utilizasse proteína nenhuma da dieta. A proteína da dieta, se passar para o estomago, vai virar aminoácido. O microrganismo é estruturalmente rico, ele pode ser degradado e produzir nutrientes. A lógica de tratar o ruminante com ureia, é a de os microrganismos produzirem uma proteína microbiana sem necessariamente utilizar uma proteína alimentar. 
Se colocar gordura no rúmen e criar um jeito dela não ser degradada? Ela vai para abomaso, onde praticamente não é degradado, vai para o intestino, produz ácidos graxos. É uma boa coisa. Ainda se procura formas de proteger proteínas, gorduras, para que elas passem pelo rúmen sem ser degradada lá. Oferta excessiva de ureia pode gerar muita amônia, dando o efeito tóxico.