Metabolismo de proteínas nos ruminantes - PARENTE

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Universidade Federal do Tocantins 
Escola de Medicina Veterinária e Zootecnia 
Bases Fisiológicas da Digestão de Ruminantes 
Professora Deborah Alves 
Metabolismo de proteínas nos 
ruminantes 
Acadêmico: Ranniere Parente 
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Introdução 
• Síntese de proteína sem uma fonte dietética; 
 
• Os microrganismos ruminais juntamente com 
parte da PNDR são degradados e absorvidos 
no ID de forma similar aos não ruminantes; 
 
• Ciclo do N e reciclagem 
 
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Figura 1. Esquema do metabolismo de proteína em vaca lactante (Owens, 1982) 
3 
Importância dos microrganismos do 
rúmen como fonte de proteína 
• Conteúdo de PB das bactérias ruminais 50% 
• Fontes de N: alimentos, NNP, N reciclado 
• Pmic no ID: 
– 40% em dietas com alto teor PB 
– 60% em dietas pobres em PB 
– 100% em dietas purificadas (*NNP) 
 
• Manipulação da população microbiana 
– Antibióticos, inoculação 
– Alterações na PDR, PNDR – eficiência metabólica 
– Desenvolvimento ruminal de pré-ruminantes 
– Prevenção doenças metabólicas 
 
 
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Qualidade nutritiva da proteína 
microbiana 
• Composição constante de a.a. na digesta do ID 
• VB, digestibilidade e utilização: 
– Bactérias: 66-87, 74-79 e 63 
– Protozoários: 82, 87-91 e 71 
 
• Pmic rica em lisina e treonina 
• Dieta não influencia no VB da Pmic 
• Vantagem e desvantagem da síntese de Pmic 
• Potencial produtivo da Pmic - exigências animal 
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Amônia ruminal e reciclagem de 
nitrogênio 
• “A amônia do rúmen é um depósito com 
várias entradas e saídas” (figura) 
• [NH3] em função do tempo e dieta (figura) 
• Absorção em função da [ ] 
• Nível de intoxicação (100mg/dl de líq. 
ruminal) 
• Baixas [NH3]: ↓ tx digestão e consumo 
• Ausência de picos de [NH3] com dietas pobres 
em PB 
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Figura 2. Alterações nas concentrações ruminais de pH, amônia e AGV segundo o tempo 
entre as refeições, (Bergen & Owens, 1985) 7 
Amônia ruminal e reciclagem de 
nitrogênio 
• Fixação de N amoniacal das bactérias 
• Menor afinidade (Km = 5mM): 
atua em condições de alta [NH3] 
• Maior afinidade (Km = 0,2mM): 
atua em baixas [NH3] 
Glutamina + α-cetoglutarato + NADPH + H+ → 2 Glutamato + NADP+ 
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Glutamato sintase 
Reciclagem de N no rúmen 
• Mecanismo que permite sobrevivência dos ruminantes 
com dietas pobres em N 
• 23 a 92% da ureia do plasma retorna ao rúmen 
• Fatores que afetam a reciclagem: 
– Consumo de N 
– [NH3] no rúmen 
– [ureia] no sangue 
– Fornecimento de carboidratos 
• Vias de retorno da ureia plasma → rúmen 
– Saliva (15 - >50% em dietas à base de forragem) 
– Difusão atenuada na parede ruminal (urease) 
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Reciclagem de N no rúmen 
• Influência do pH no processo – atração por acidez 
• Regulação da atividade urease – [NH3] 
• N ingerido x N reciclado x N duodenal 
– 13 – 15% de PB na dieta 
• Intoxicação por ureia 
– pH ruminal alto (consumo de ureia): ↑ absorção de NH3 - 
intoxicação 
– pH ruminal baixo (ex.: fornecimento de vinagre): reduz 
absorção NH3 - desintoxicação 
• Níveis tóxicos 
– Líquido ruminal 100 mg/dl 
– Sangue: 2mg/dl 
 
 
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Utilização do NNP 
• Visa REDUÇÃO DE CUSTOS, não ↑produção 
• Redução da competição por proteínas 
• Suplementação de vitaminas, minerais, A.G... 
• Ureia (287% PB) 
– Padrão de degradação 
– Adaptação – controvérsias 
– Comportamento de consumo (tempo, frequência) 
– Odores amoniacais (não interferem no consumo) 
 
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Utilização do NNP 
• Outras formas de fornecimento de NNP 
– Segurança mediante ↓pH e ↓ tx absorção (sais de 
amônio) 
– Liberação mais lenta e aumento da absorção 
– Biureto, complexo de ureia com formaldeído ou 
melaço, NNP protegido, etc 
– Não interferem no consumo, digestibilidade, retenção 
de N e desempenho 
• Uso de NNP associado a forragens de baixa 
qualidade e grãos inteiros 
 
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Exigências de aminoácidos essenciais 
• Dificuldade de determinação das exigências 
– A) fermentação ruminal 
– B) utilização de aa’s para várias funções 
• Exigências variam de acordo ao nível de produção 
(mantença, deposição tecidual, leite) 
• Algumas metodologias e entraves 
– Suplementação post-ruminal (muitas variáveis) 
– Alimentação parenteral (altera função digestiva) 
– Gaiolas (alteração consumo e tx crescimento) 
– Reflexo da goteira esofágica (dados restritos-categoria) 
– Aminoácidos protegidos (dados restritos-aminoácido) 
• Combinação suplementação de aa’s + uso de NNP 
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Limites da síntese microbiana de 
proteína 
• Quantidade de energia e eficiência de uso 
• Efeito de aa’s adicionados (in vitro x in vivo) 
• Aa’s servem como fonte A.G. cadeia 
ramificada e a digestão da fibra depende do 
fornecimento destes últimos... 
• Desacoplamento da energia (ATP)... 
• Bactérias utilizadoras de aa’s como fonte de 
energia – padrão bifásico de multiplicação 
– Diferentes taxas de crescimento 
 
 
14 
15 
4 
3 
ATP 
Limites da síntese microbiana de 
proteína 
• Alimentação cruzada 
• Fen, Met, His, limitantes em caso dietas 
pobres em proteína e ricas em NNP 
• Ác. Nucleicos – muito pouco 
• S – sua deficiência no rúmen reduz utilização 
de N (relação N:S >10,9 em ovelhas - lã) 
 
 
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Eficácia de crescimento dos 
microorganismos do rúmen 
• Medidas de eficácia do crescimento 
– In vitro: YATP (g MS bacteriana por mol de ATP) MOEFF 
– In vivo: g Pmic ou N fixados por unidade de M.O. 
– 20g Pmic/100g M.O. aparentemente fermentada 
– 14,5g Pmic/100g M.O. realmente fermantada 
 
• Alta variação 
 
• Valores maiores com ovelhas e forragens 
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Eficácia de crescimento dos 
microrganismos do rúmen 
• Determinação do fluxo de Pmic 
– Marcadores microbianos: RNA, DNA, DAP, D-Alanina 
 
• Os cálculos desprezam a massa de protozoários 
 
• Determinação do fluxo da M.O.: 
– Marcador indigestível da dieta 
 
• Taxa de crescimento x gasto de energia 
• Mantença, crescimento e fluxo 
 
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Degradação da proteína no rúmen 
• PDR (20-100%) x PNDR (0-80%) 
 
• Variações entre alimentos e dentro do mesmo 
alimento, atividade microbiana, etc 
 
• Metodologias de determinação 
– In vitro: solubilidade em detergentes, incubação com 
enzimas proteolíticas, etc 
– In vivo: combinação de solubilidade com degradação 
in situ 
 
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Degradação da proteína no rúmen 
Proteínas 
Polipeptídeos 
Oligopeptídeos 
Aminoácidos 
α-cetoácido 
Proteína 
Microbiana 
Proteases 
Peptidades 
Peptidades 
Deaminases 
NH3 
Figura 4. Esquema da degradação e proteica e metabolismo dos compostos nitrogenados pelas bactérias 
ruminais . Adaptado de Kozloski (2002). 
CHO 
Bases nitrogenadas 
Ácidos nucleicos 
AGV 
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Solubilidade da Proteína 
• Solubilidade ≠ Degradabilidade 
 
• Acesso dos microrganismos 
– Pontos acessíveis a hidrolização 
– Ligações dissulfeto 
– Bloqueio de aa’s terminais 
 
• Outros fatores 
– [ ] enzimática 
– pH ruminal 
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Métodos para predizer a degradação 
• In situ 
– Rápida no início (PB solúvel e partículas finas) 
– Resíduo se degrada com velocidade característica da 
fonte e condições do rúmen 
• Fatores que interferem no binômio velocidade x 
tempo 
– Tipos de proteína (origem animal e vegetal) 
– Associação das proteínas à parede celular 
– Consumo e taxa de passagem 
– pH - 6-7 favorece a proteólise (forragens) 
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Modificação da dieta 
• Ionóforos 
– Afeta bactérias proteolíticas e fermentadoras de aa’s 
– Redução do custo energético com ureia no fígado 
– ↑ aa’s glicogênicos na corrente sanguínea 
– Defaunação de protozoários 
 
• Proteína protegida– Resistente a degradação (calor, química, etc.) 
– Sobrepassante (bypass) 
 
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Digestão e absorção de compostos nitrogenados 
NH3 
Nt 
Nm 
Nnd 
NH3 
Nm 
a.a. 
p.p. 
Ni 
NH3 
Nm 
N fecal 
N ingerido 
Nsalivar 
NH3 
a.a. 
N-Ureia 
RÚMEN INT. DELGADO INT. GROSSO 
Esquema geral da digestão de compostos nitrogenados em ruminantes (Kozlosky, 2002). 
Nt = N total ruminal; Nnd = N ingerido não degradado no rúmen; Nm = N microbiano. Neste esquema não está 
presente o N endógeno. 
SANGUE 
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[NH3] 
pH 
Proteases 
Bombas Na+ 
Obrigado! 
Ranniere Parente 
Graduando em Zootecnia 
Universidade Federal do Tocantins 
Rodrigues. zoot@uft.edu.br 
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