Aula_8_MEV_104_-_Digestao_e_absorcao_de_proteinas_por_ruminantes (1)

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Prof: Stefanie Alvarenga Santos 
 Aminoácidos glicogênicos – formam glicose 
 Aminoácidos cetogênicos – formam ácidos graxos 
 Compostos nitrogenados não protéicos 
Compostos de purinas e pirimidinas 
 Biureto, 
Ácido úrico, 
Glicosídeos nitrogenados, 
Alcalóides, 
Sais de amônio e nitratos, 
Glutamato monossódico 
URÉIA – fonte viável e difundida (45% de PB) 
N x 6,25 = 281% PB 
 Proteína é um dos nutrientes mais nobres para os seres vivos; 
 Ruminantes apresentam peculiaridades em sua nutrição 
proteíca; 
 Entretanto, como em qualquer outro animal, as demandas 
proteícas são atendidas através de aminoácidos absorvidos no 
intestino delgado; 
 50 a 80% da proteína absorvida é proteína microbiana; 
 Proteína verdadeira é o nutriente de mais alto custo; 
 Fontes alternativas de proteína (NNP) graças a habilidade de 
metabolismo e conservação de N. 
 Solubilidade da proteína ou NNP da dieta: 
Nitrogênio total 
Proteína verdadeira 
Indegradável Degradável 
Fração A 
Fração solúvel 
Fração B1 - solúvel 
Rápida degradação 
ruminal 
Fração B2 
Degradação 
intermediária 
Fração B3 
Lenta degradação ruminal 
Associada a PC 
Fração C 
Associada a lignina 
NNP 
 Ação microbiana: 90% das bactérias estão aderidas à partícula 
 
Ação de complexos multienzimáticos associadas à membrana 
bacteriana – Proteína degradável no rúmen (PDR) 
Proteína 
 
 
 
Oligopeptídeos 
 
 
 
Aminoácidos 
 
 
 
Pmic AGV + NH3 
protease 
peptidase 
deaminase Síntese 
microbiana 
A proteína que passa pelo rúmen 
sem sofrer degradação 
Proteína não-degradada no rúmen 
(PNDR) 
Acetato 
Propionato 
Butirato 
Proteína Ingerida 
PNDR 
PDR 
Adaptado de Bach et al., 2005. 
Proteases 
Peptídeos 
Aminoácidos 
ATP 
ATP 
NH3 
AGV 
CO2 
 velocidade de degradação da proteína excede a velocidade de 
utilização – excesso de amônia 
 
Amônia atravessa a parede ruminal e é convertida a uréia 
 
A utilização pode ser de várias formas pela bactéria: 
 
Degradação dos pequenos peptídeos à AA livres 
 
Incorporação de AA livres à proteína microbiana 
 
Deaminação de AA livres à amônia e esqueletos de carbono 
 
Utilização da amônia para síntese de AA 
 
Difusão da amônia não utilizada para for a da célula 
Formação de AA a partir de amônia – utilização de um α-cetoácido 
 
 
 
 
 
 
Glutamato desidrogenase 
 
 
Glutamina sintetase 
 
Glutamina é a forma não tóxica de transporte da amônia 
 
 
 
 
 
 
O tipo de α-cetoácido determinará o tipo de AA que será formado 
 
 
Material genético 
Ácido fosfórico - Faz as ligações entre nucleotídeos de uma mesma cadeia. 
Pentoses - Açúcar desoxirribose ou ribose. 
Base nitrogenada 
 Perfil da proteína microbiana (NRC, 2001): 
ITENS Tec. Muscular Leite Bactérias Glúten milho F. Soja F. peixe 
Lys 16,3 16,0 16,6 3,8 13,7 17,0 
Met 5,1 5,5 5,1 5,5 3,1 6,3 
Arg 16,8 7,2 10,4 6,8 16,3 13,1 
His 6,3 5,5 4,2 4,7 5,7 5,7 
Ile 7,1 11,4 11,6 9,3 10,8 9,3 
Leu 17,0 19,5 15,9 36,4 17,0 16,5 
Val 10,1 13,0 12,4 10,7 10,6 11,3 
Thr 9,9 8,9 11,4 7,5 8,6 9,5 
Phe 8,9 10,0 10,1 13,8 11,0 8,8 
Trp 2,5 3,0 2,7 1,5 3,0 2,4 
 
 Composição da proteína microbiana: 62,5% PB; 21% de CHO’s; 12% 
de lipídios e 4,4% de cinzas 
 
 aproximadamente 80% de proteína verdadeira e 20% de ácidos 
nucléicos 
Exigência nutricional de ruminantes na prática não é por PB, NNP, 
PDR ou PNDR, mas sim por AA 
 
Valor nutricional da Proteína metabolizável (PDR + PNDR) 
depende do perfil de AA essenciais 
 
CHO são a fonte energética para produzir a Pbmic, lipídios não 
São utiliados como fonte de energia. 
 
CNF são fontes de CHO mais efetivas para produção de PB mic 
devido a alta taxa e extensão da degradação 
 
Fixação do N amoniacal na PB mic: 
 
• Destino da amônia 
  Absorvida  Ciclo da uréia 
  Utilizada para síntese de proteína 
  Passa para o omaso - abomaso 
• Absorção de amônia 
  7,3 a 7,5 maior absorção (NH3) 
  pH 5 a 6,5  menor absorção (NH4
+) 
 
• Fontes de amônia no rúmen 
  Degradação da proteína dietética 
  Hidrólise de compostos nitrogenados não 
protéicos 
  Hidrólise da uréia reciclada para o rúmen 
  Autólise de microrganismos 
 
A concentração ideal de NH3 depende do nível de 
energia (5mg/ 100ml) – garante os níveis mínimos de 
sobrevivência bacteriana 
 Proteína microbiana nutrirá o hospedeiro (ruminante): 
 
PROTEÍNA METABOLIZÁVEL 
Atinge o abomaso 
 
PDR 
 
PNDR 
Proteína 
Endógena 
 
 Digestão abomasal: HCl e pepsina 
Digestão intestinal: jejuno médio – tripsina e quimiotripsina 
Absorção de aminoácidos nos enterócitos – co transporte com Na+ ou H+ 
Adaptado de Van Soest, 1994; Kosloski, 2002. 
PB ingerida N salivar 
NTR 
NH3 
Nmic 
NH3 
NH3 Nmic 
(PDR) 
PNDR 
Peptídeos 
N 
NH3 
Nfecal 
Nmic 
N- uréia 
N 
urina 
Reciclagem da 
uréia 
 Reciclagem da uréia: 
 
Manutenção da amônia sanguínea em níveis toleráveis 
 
Fígado promove rápida conversão de amônia em uréia 
 
A amônia que deixa o rúmen através do epitélio chega ao fígado 
através do sistema porta-hepático 
Gasto energético 
2 moles de ATP para 
cada mol de uréia 
excretada 
Excesso de proteína na dieta levará a perda de uréia através 
da uina 
 
Gasto energético para excretar excesso 
 
Restrição protéica na dieta levará a uma maior conservação 
da uréia no interior do TGI 
 
Ocorre retorno da uréia para o rúmen através da parede 
ruminal ou saliva – reaproveitamento do N - eficiência 
Van Soest (1994) 
› Ovinos alimentados com 2 dietas contendo 20% e 8% PB 
 
› Dietas suportaram crescimentos idênticos 
Ganho líquido Perda líquida 
8,1 8,8 
5,5 13,8 
N chegando ao I.D.vs dieta 
AA-N no I.D. (g/dia) 
N fornecido (g/dia) 
8% PB 20% PB itens 
Weston e Hogan, 1968. 
Perda de N através da Urina 
Maior eficiência de síntese microbiana – reciclagem para 
conservação do N 
 Relação entre NNP e proteína verdadeira 
 
NNP é degradado > 300%/h – assume-se que é uma fração 100% 
degradada 
 
Estrutura tridimensional da proteína, ligações dissulfeto, 
estruturas cíclicas e complexos com carboidratos dificultam o 
ataque microbiano 
 
Forma de armazenamento 
 
Silagem contém microrganismos que iniciam a degradação da 
PTN verdadeira até NH3 
 
Compactação inadequada podem haver perdas por compostos 
voláteis e o com o superaquecimento a PB pode se ligar à FDA 
tornando-se indigestível 
 Processamento de grãos com altas temperaturas (tostagem, 
peletização, extrusão ou floculação) reduzem a degradabilidade da 
proteína como resultado da reação de Maillard. 
 
Tratamento excessivo da proteína com o calor pode provocar a 
formação de ligações dissulfeto com carboidratos estruturais 
formando o complexo PTN-FDA (PIDA) 
 
pH do rúmen 
 
Taxa de passagem da digesta 
 
Presença de taninos – compostos fenólicos 
 Resposta 1: 
 
Nunca fornecer proteína acima das exigências - gasto energético 
e poluição ambiental 
 
Vaca urinando 15 L/dia 
 
1% de nitrogênio da urina 
 
90% do nitrogênio de origem uréica 
 
1 vaca: 15000 mL*0.01*0.9 = 135 g/dia de N-uréico na urina 
 
Rebanho de 100 vacas = 13,5 kg de N-uréico por dia 
 
1 ano = 4,9 toneladas de N 
 
Gasto energético e perda financeira 
 
 Resposta 2: 
 
Elevar a eficiência microbiana, reduzindo o teor de PB verdadeira na 
dieta ; 
 
Aumentando a passagem de Pmic para o TGI inferior 
 
 
FATORES QUE AFETAM A EFICIÊNCIA MICROBIANA: 
 
Fonte de energia disponível 
pH ruminal 
Fonte de N 
 
 
BR-CORTE (2010) 
ível 
 Resposta 2: 
 
Fonte de energia disponível: 
Bactérias fermentadoras 
de carboidratos fibrosos 
(BFCF) 
Bactérias fermentadoras 
de carboidratos não-
fibrosos (BFCNF) 
Russell et al. (1992) 
Crescem lentamente e utilizam amônia 
para sistetizar Pmic 
Requerem 0,05g CHO/g bactéria/ hora 
Crescem mais rapidamente e utilizam 
amônia, peptídeo e aminoácidos para 
sintetizar a Pmic 
Requerem 0,150g CHO/g bactéria/ hora 
Pico de produção de Pmic : 15,6; 13,5; 12,6 e 19,3 horas para 
amido, pectina, sacarose e FDN respectivamente 
Sincronizar fontes de CHO e Proteína 
na dieta. Ex uréia + CNF 
 Resposta 2: 
 
Fonte de energia disponível: 
Uréia rapidamente disponível + fonte de CHO de 
rápida fermentação + fonte de AA para atender as 
fermentadoras de CNF (não utilizam apenas NH3) 
 
Atender até 30% da PDR através de NNP, para que 
haja presença de AA da PB verdadeira 
 
Farelo de soja mais lentamente disponível + fonte de 
CHO de mais lenta degradação 
N-NH3 – uréia (12 mg/dL) 
N-NH3 – farelo de soja ( 9 mg/dL) 
Horas após alimentação 
0 2 4 6 8 10 
N
-N
H
3
, m
g/
d
L 
Eficiência microbiana média (NRC, 2001): 130g PBmic/ kg de NDT da dieta 
(BR CORTE – 120g Pbmic/ kg NDT) 
 Resposta 2: 
 
 pH ruminal: 
 
Baixos valores de pH são deletérios aos microrganismos fermentadores 
de carboidratos fibrosos; 
 
 
Energia disponível é desviada para manutenção do pH interno destes 
microrganismos (pH ideal 6,7); 
 
 
Redução na eficiência do crescimento microbiano; 
 Resposta 2: 
 
 pH ruminal: 
 
pH abaixo de 6,0 torna-se deletério e 
eleva a fase de latência microbiana (lag 
fase) 
 
Dieta com alto teor de grão reduz o 
pH ruminal (>60%) 
 
Baixo conteúdo de fibra reduz o 
tamponamento ruminal pela saliva 
 
 
FDNfe (>1,18 mm) < 20% da dieta – 
Pmic decresce 2,5% para casa 1% de 
decréscimo na FDN 
 Resposta 2: 
 
 Fonte de Nitrogênio da dieta: 
 
 
Atendimento das exigências nutricionais dos Microrganismos: PDR e N 
reciclado no TGI que entra novamente no rúmen 
 
 
Em geral de 10% de PDR na dieta aproximadamente, pode ser reciclada 
 
 
PNDR em geral tem problemas no perfil aminoacídico 
 
 
Verbic (2002) 
 Resposta 3: 
 
 Tratamento térmico do ingrediente 
 
Exposição do material até altas temperaturas; 
 
Reação de Maillard 
 
 
 
 
 
 
Ex: Grão de soja tostada 
 
Santos et al. (2005) – não há benefícios evidentes no desempenho de 
bovinos suplementados com PNDR em detrimento a PDR. 
 
Recomenda-se atender as exigências de PDR antes e então suplementar com 
PNDR 
 
Complexos entre CHO’s e proteínas 
Reduz a degradabilidade da proteína 
Dietas ricas em PNDR 
 
redução na síntese de Pmic 
 
Baixa qualidade do perfil aminoacídico das fontes de PNDR 
 
Baixa digestibilidade intestinal das fontes de PNDR 
 
Resposta 4; 
 
Balanceamento de dietas com base no conceito da proteína ideal 
 
 Para Ruminantes: atender a exigência de proteína metabolizável; 
 
Leva-se em consideração a exigência de aminoácidos essenciais 
 
Fontes de aminoácidos protegidos da degradação ruminal 
 
Resposta 4; 
 
Basicamente dietas tradicionais: limitação em lisina e metionina 
 
Vacas de alta produção: 7,2% lisina e 2,4% de metionina em 
relação a proteína digestível que chega ao intestino 
 
Valores possíveis de serem alcançados com suplementação de 
AA protegidos ou farinha se sangue (PROIBIDA) 
 
Lisina e metioninas cristalinos 
utilizados na nutrição de monogástricos 
são pouco eficientes para ruminantes 
 
Fonte: Schwab et al. (2009) 
Resposta 4; 
 
Métodos de proteção: 
 
Polímeros de ácidos graxos sensíveis a baixo pH 
 
Revestimento contendo ácidos graxos saturados e minerais 
 
Análogos de metionina de baixa degradação 
 
Em geral a biodisponibilidade é de 50 a 80% do produto 
 
Lisina ainda não tem produtos disponíveis no mercado 
 
Literatura: efeito da metionina para vacas de alta produção 
 
Custo viável?? 
Fonte: Schwab et al. (2009) 
Recomendações Gerais 
1. Substituir 1/3 a ¼ da proteína total da ração 
2. 1 % na MS total 
3. 3 % na MS da ração concentrada 
4. 50g/100kg de peso vivo 
5. Misturar em sulfato de amônia na proporção 9:1 para 
formação de aminoácidos sulfurados pelos 
microrganismos ruminais (metionina – cistina – cisteina