revisão microbiologia ruminal

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE ALAGOAS – UFAL
CAMPUS ARAPIRACA
CURSO DE ZOOTECNIA
ENMELLY RAYANE AZEVEDO DA ROCHA
REVISÃO DE LITERATURA
MICROBIOLOIGA RUMINAL
ARAPIRACA - AL
2017
MICROBIOLOGIA RUMINAL
Todos os animais, incluindo os seres humanos, estão adaptados à vida em um mundo cheio de microrganismos. Grandes populações de microrganismos habitam o trato gastrintestinal de todos os animais e formam uma unidade ecológica integrada com o hospedeiro. Esta complexa mistura de culturas microbianas pode ser considerada como a mais metabolicamente adaptada e o “órgão” mais rapidamente renovável do corpo, que exerce a controle vital na nutrição, fisiologia, imunologia do animal hospedeiro.
O ecossistema ruminal é descrito como um ambiente filogeneticamente complexo e funcionalmente redundante, colonizado por grupos diversos de espécies microbianas que conferem aos animais ruminantes a capacidade de digerir material vegetal rico em fibras (FLINT et al., 2008). O rúmen apresenta características peculiares que o tornam um ecossistema anaeróbico propício para o desenvolvimento microbiano (TEIXEIRA, 1991). Neste ambiente podem se encontrar também leveduras, principalmente em animais jovens. Segundo WILLIAMS (1986), os protozoários do rúmen são mais sensíveis que as bactérias e podem mesmo vir a desaparecer se o pH ultrapassar 7,8 ou decrescer abaixo de 5 embora as espécies bacterianas tenham seu crescimento reduzido em pH menor que 5.
Dentro da cavidade rúminal encontra-se um conteúdo heterogêneo composto pelas digestas líquida e sólida, sujeitas a fluxos diferentes e distribuição distinta da microbiota (CZERKAWSKI, 1986). O desenvolvimento do rúmen como câmara de fermentação inicia-se no animal recém-nascido. Desse ponto em diante, há grande influência da dieta e do subseqüente controle de sua fermentação, por meio de processos fisiológicos integrados com a nutrição do hospedeiro (VAN SOEST, 1994). CHENG; COSTERTON (1986) dividem a microbiota em três populações básicas: a população do líquido ruminal, a dos microorganismos aderentes à fração sólida da digesta e a população ligada à parede do rúmen. A primeira compreende a porção mais investigada, devido aos métodos clássicos de coleta de amostra e cultivo do conteúdo ruminal. Os autores incluem nesta população os microorganismos aptos a colonizarem alimentos recém-ingeridos ou superfícies de tecidos recém-expostos, o que os leva a atribuir-lhes grande atividade metabólica. A população aderente à fração sólida está relacionada com a degradação dos alimentos fibrosos (STEWART, 1986). Um grupo totalmente distinto ocorre na parede do rúmen. São anaeróbios facultativos, que digerem células epiteliais mortas e apresentam importante atividade ureolítica, num ambiente situado na interface entre o tecido bem oxigenado e o conteúdo ruminal anaeróbio (CZERKAWSKI, 1986). A população microbiana encontrada no rúmen, normalmente pode sofrer uma pequena variação, dependendo da espécie de animal, da localização geográfica, da dieta e outros. A variação entre o número e quantidade de bactérias no rúmen, em geral é muito pequena, quando comparada com a variação na população de protozoários, estes podem variar em número e tipo entre animais de mesmo grupo genético. Algumas vezes, a variação na população de protozoários pode afetar a população bacteriana, devido a predação existente entre estes microorganismos (TEIXEIRA, 1991).
Microoganismos presentes no rúmem
Bactérias celulolíticas- têm a habilidade bioquímica de produzir a enzima extracelular celulase, através da hidrólise da celulose. As celulases da maioria dos microorganismos celulolíticos estão associadas às células aderidas firmemente às partículas fibrosas do conteúdo ruminal. A adesão inicial é feita através do glicocálice, à medida que a celulase vai degradando a fibra, fragmentos do envelope celular passam a compor a matriz de glicocálice, dentro da quais as celulases continuam a digerir a celulose (CHENG; COSTERTON, 1986). Os ácidos graxos de cadeia ramificada são necessários ou estimulatórios para o crescimento das bactérias celulolíticas (DEHORITY, 1987). As espécies celulolíticas produzem, principalmente, acetato, propionato, butirato, succinato, formato, CO2 e H2. São liberados também etanol e lactato. Segundo DEHORITY (1987) e SOEST (1982), as principais espécies celulolíticas são Ruminococcus flavefaciens, Ruminococcus albus, Bacteroides succinogenes e Butyrivibrio fibrisolvens.
Batérias Proteolíticas - presentes no rúmen são capazes de degradar proteína. Existem, no entanto, bactérias essencialmente proteolíticas, que utilizam aminoácidos como fonte de energia primária (Bacteroides amylophilus e Bacteroides ruminicola). A proteína contida no alimento do animal pode ser degradada pelos microorganismos de rúmen, com liberação de amônia e ácidos graxos voláteis. A excessiva degradação protéica no rúmen causa redução na retenção de N pelo hospedeiro (TEIXEIRA, 1991; SOEST, 1982).
Bactérias Amilolíticas e Pectinolíticas - O amido é fermentado principalmente por espécies do gênero Bacteróides. Dentre essas, Bacteróides amilophilus utiliza amido, mas é incapaz de utilizar glicose ou outros monossacarídeos (CALDWELL et al., 1969). Streptococcus bovis e Selenomonas ruminantium fermentam amido e açucares solúveis, produzindo acetato, quando esses carboidratos são abundantes, porém mudam para acetato, formato e etanol, ou acetato e propionato, quando a concentração de substrato prontamente fermentável decresce. Essas últimas rotas metabólicas maximizam a produção de ATP num ambiente anaeróbio. Os principais microrganismos fermentadores de pectina são Lachnospira multiparus e S. bovis, além de algumas espécies celulolíticas.
	Fungos- Pouco ainda se sabe sobre a importância dos fungos no processo fermentativo, mas parece que eles estão associados com a degradação da fibra no rúmen e estão presentes em grande número quando a dieta é rica em forragens. Os zoósporos móveis aderem-se aos fragmentos das forragens, invadindo os tecidos vegetais através de talos e rizóides (BAUCHOP, 1981). A ação dos fungos sobre a parede vegetal diminui a rigidez estrutural das forragens e favorece a ruptura das partículas de forragens, aumentando também a superfície acessível para a ação das bactérias.
 Bactérias Metanogênicas (anaeróbias estritas) - são organismos capazes de produzir metano. Estas bactérias são especialmente importantes para o ecossistema ruminal, pois tem um papel importante na regulação de fermentação pela remoção das moléculas de H2 (TEIXEIRA, 1991). Praticamente todo o metano é produzido pelas reações de redução de CO2 acoplada ao fornecimento de elétrons pelo H2. O gênero Methanobacterium desempenha importante papel no equilíbrio químico no ecossistema ruminal ao utilizar o H2 presente no meio, contribuindo para a regeneração de co-fatores, como NAD+ e NADP+ (ARCURI, 1992).
Protozoários- Os protozoários foram os primeiros microorganismos identificados no rúmen. Em geral, a presença de protozoários aumenta diretamente a digestão da celulose e hemicelulose (FONDEVILA, 1998). Esta predação reduz significamente o número de bactérias no líquido ruminal (HUNGATE, 1966). Uma característica peculiar dos protozoários é o quimotactismo, isto é, a capacidade de se locomoverem num gradiente de concentração de nutrientes, como, açúcares ou glicoproteínas (ARCURI, 1992).
REFERÊNCIAS
ARCURI, P.B.; LOPES, F.C.F.; CARNEIRO, J.C Microbiologia do rúmen. In: BERCHIELLI, T. T. et al. (Eds). Nutrição de Ruminantes. Jaboticabal : FUNEP, 2006. p.111-150.
BAUCHOP, T.; ELSDEN, S.R. The growth of microorganisms in relation to their energy supply. Journal of General Microbiology, v.23, p.457-469, 1960.
CALDWELL, D.R.; KEENEY,M.; VAN SOEST, P.J. Effects od carbon dioxide on growth and maltose fermentation by Bacteroides amilophilus. Journal of Bacteriology, 98:668,1969.
CZERKAWSKI, J.W. Na Introducion To Rúmen Studies. Oxford: Pergamon: Press, p. 236, 1986.
CHENG, K.H.; COSTERTON. J.W.Microbial adhesion and colonization within the digestive tract. In: BARNES, E.M.; MEAD, G.C.Anaerobic bacteria in habitats other than man. LONDON: BlackwELL Sci. PuBL., p. 239-262. 1986.
DEHORITY, B. A. Rúmen microbiology. Wooster: ohio state university, 239p. 1987.
FONDEVILA, M. Proceso implicado en la digestión microbiana de los forrajes de baja calidad. Rev. Fac. Agron. (LUZ).v15, p.87-106,1998.
FLINT, H. J.; BAYER, E. A.; RINCON, M. T.; LAMED, R.; WHITE, B. A. Polysaccharide utilization by gut bacteria: potential for new insights from genomic analysis. Nature Reviews Microbiology, v.6, p.121-131, 2008.
HUNGATE, R.E. The Rumen And Its Microbs. New York: Academic Press, 533p. 1966.
KRAUSE, D.O.; RUSSEL, J.B. How many ruminal bacteria are there. Journal of Dairy Science, 79:1467, 1996.
TEIXEIRA, JÚLIO CÉSAR. Nutrição dos Ruminantes. Lavras, MG: ESAL/ FAEPE, 1991. 
SOEST,P.J. VAN. Nutritional ecology of the ruminant. Corvallis: O e B Books, 374p. 1982.
STEWART, C.S. Rumen function with special reference to fibre digestion. In: BARNES, E.M.; MEAD, G.C. Anaerobic bacteria in habitats other than man. London: Blackwell sci. Publ., p.263-286, 1986.
WILLIAMS, A . G. Rumen holotrich cilliate protozoa. Microbiological Review, Washington, v.50, p. 25, 1986.