METABOLISMO MICROBIANO RUMINAL:
DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS
Marcelo Dal Pozzo –Me. em Zootecnia
Universidade Federal do Pampa...
Ruminante
Vantagens da fermentação pré-gástrica
 Tempo de fermentação prolongado - Relativa estase de
grande volume de digesta prop...
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Desvantagens da fermentação pré-gástrica
 Perda de parte da energia em carboidratos como calor
e metano
 Proteína de a...
ALIMENTO
DEGRADAÇÃO
MASSA
MICROBIANA
AGV
PASSAGEM PASSAGEMABSORÇÃO
Rúmen
Digestão extracelular - ação enzimática
Pectina Hemicelulose Celulose Amido Sacarose
Ácidos
urônicos
Xilulose
Xilobiose
Pentoses Hexoses
Ciclo das
pentoses
Celobi...
• Glicólise via Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) – Piruvato
Metabolismo dos carboidratos e produção de
ácidos graxos voláteis
10
 Ácidos orgânicos (lineares ou ramificados)
 1-7 carbonos
 Voláteis à temperatura ambiente
 Importantes:
 fórmico
...
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 Principal fonte de energia para os ruminantes:
aproximadamente 90% da energia
disponibilizada aos tecidos é obtida po...
 Diversos microrganismos envolvidos na produção
dos AGVs
PRODUTO DE FERMENTAÇÃO NÚMERO DE ESPÉCIES QUE PRODUZEM
Fórmico 1...
Espécie Forma Gram Substratos fermentáveis
Amido Celulose celobiose xilose glicose Principais
Produtos
Ruminococcus sp. Co...
Produção de AGVs
NADH + H+ NAD+ + H2
• NAD = Nicotinamide adenine dinucleotide, molécula com
capacidade de transportar elé...
Produção de AGVs
Produtos mais reduzidos
(i.e. propionato, succinato e lactato)
NADH
NAD+
Monossacarídeos
Piruvato
Produto...
Fatores interferentes na produção de AGVS
 'Padrão' da dieta:
 Proporção de fontes de carboidratos diferentes
 Tempo ap...
Faixa
Dieta
volumosa
Dieta
concentrada
Acetato, % 54 – 74 70 50
Propionato, % 16 – 27 20 40
Butirato, % 6 – 15 10 10
AGV t...
TEMPO APÓS A
ALIMENTAÇÃO
(horas)
FENO DE ALFAFA FENO DE TRIGO (GRANADO)
TOTAL
AGV
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TEMPO APÓS A
ALIMENTAÇÃO
(horas)
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Figado Circulação Geral Tecido Nervoso
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Lactato
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Tecido Muscular
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  1. 1. METABOLISMO MICROBIANO RUMINAL: DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS Marcelo Dal Pozzo –Me. em Zootecnia Universidade Federal do Pampa - UNIPAMPA
  2. 2. Ruminante
  3. 3. Vantagens da fermentação pré-gástrica  Tempo de fermentação prolongado - Relativa estase de grande volume de digesta propicia adequado crescimento microbiano  Ambiente tamponado - propicia diversidade microbiana  Detoxificação de compostos secundários das plantas  Massa microbiana é nutricionalmente significativa para o animal (compõe proteína metabolizável)  Permite existir a Ruminação  Reciclagem de N via saliva  Síntese de vitamina B
  4. 4. 4 Desvantagens da fermentação pré-gástrica  Perda de parte da energia em carboidratos como calor e metano  Proteína de alta qualidade pode sofrer redução no valor protéico (apesar da proteína microbiana ser de alta qualidade)  Fibra pode restringir consumo
  5. 5. ALIMENTO DEGRADAÇÃO MASSA MICROBIANA AGV PASSAGEM PASSAGEMABSORÇÃO Rúmen
  6. 6. Digestão extracelular - ação enzimática
  7. 7. Pectina Hemicelulose Celulose Amido Sacarose Ácidos urônicos Xilulose Xilobiose Pentoses Hexoses Ciclo das pentoses Celobiose Dextrinas GLICOSE Maltose Frutose Amilose + amilopectina microbiana Oligossacarídeos (Frutosanas) AGVs Membrana celular bacteriana GLICOSE Piruvato
  8. 8. • Glicólise via Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) – Piruvato Metabolismo dos carboidratos e produção de ácidos graxos voláteis
  9. 9. 10  Ácidos orgânicos (lineares ou ramificados)  1-7 carbonos  Voláteis à temperatura ambiente  Importantes:  fórmico  acético  propiônico  butírico  isobutírico  valérico  isovalérico  2-metilbutírico  hexanóico  heptanóico Ácidos Graxos Voláteis
  10. 10. 11  Principal fonte de energia para os ruminantes: aproximadamente 90% da energia disponibilizada aos tecidos é obtida por intermédio dos AGVs Ácidos Graxos Voláteis Importância
  11. 11.  Diversos microrganismos envolvidos na produção dos AGVs PRODUTO DE FERMENTAÇÃO NÚMERO DE ESPÉCIES QUE PRODUZEM Fórmico 16 Acetato 21 Propionato 6 Buritato 7 Lactato 13 Succinato 12 Etanol 8 CO2 9 Hidrogênio 10 Metano 1 H2S 9 Produção de AGVs
  12. 12. Espécie Forma Gram Substratos fermentáveis Amido Celulose celobiose xilose glicose Principais Produtos Ruminococcus sp. Coco + - + + + + A; S Streptococcus bovis Coco + + - + + + L Prevotella sp. Bacilo - + - + + + A;P;iB;S  Diversos microrganismos envolvidos na produção dos AGVs Produção de AGVs
  13. 13. Produção de AGVs NADH + H+ NAD+ + H2 • NAD = Nicotinamide adenine dinucleotide, molécula com capacidade de transportar elétrons. • H+ = Próton de hidrogênio • H2 = Gás hidrogênio
  14. 14. Produção de AGVs Produtos mais reduzidos (i.e. propionato, succinato e lactato) NADH NAD+ Monossacarídeos Piruvato Produtos mais oxidados (i.e. acetato ou butirato) NAD+ NADH Fdox Fdred H+ H2 4H2 + CO2 CH4 +2H2O Metanógenas NAD+ NADH
  15. 15. Fatores interferentes na produção de AGVS  'Padrão' da dieta:  Proporção de fontes de carboidratos diferentes  Tempo após alimentação  Frequência de alimentação
  16. 16. Faixa Dieta volumosa Dieta concentrada Acetato, % 54 – 74 70 50 Propionato, % 16 – 27 20 40 Butirato, % 6 – 15 10 10 AGV total (mM) 90 150 Fonte: Lana, 2005. Fatores interferentes na produção de AGVS
  17. 17. TEMPO APÓS A ALIMENTAÇÃO (horas) FENO DE ALFAFA FENO DE TRIGO (GRANADO) TOTAL AGV mol/mL %MOLAR TOTAL AGV mol/mL % MOLAR Acético Propiônico Butírico Acético Propiônico Butírico 0 93 70 15 15 87 68 18 14 0,5 125 71 17 12 94 65 20 15 1 158 71 18 12 112 62 22 16 2 210 70 19 11 141 59 25 16 3 252 69 19 11 144 59 26 15 4 255 69 19 12 182 58 26 16 6 216 70 19 11 205 59 27 14 8 223 71 19 10 136 60 26 14 12 228 73 17 10 152 64 23 13 16 183 73 16 11 132 67 21 12 20 135 71 16 13 114 68 19 13 24 100 69 17 14 90 70 17 13 18  Aumento da concentração de AGV com o passar do tempo  Sem alteração das proporções entre os diferentes AGVs 70 19 11 Fatores interferentes na produção de AGVS
  18. 18. TEMPO APÓS A ALIMENTAÇÃO (horas) FENO DE ALFAFA FENO DE TRIGO (GRANADO) TOTAL AGV mol/mL %MOLAR TOTAL AGV mol/mL % MOLAR Acético Propiônico Butírico Acético Propiônico Butírico 0 93 70 15 15 87 68 18 14 0,5 125 71 17 12 94 65 20 15 1 158 71 18 12 112 62 22 16 2 210 70 19 11 141 59 25 16 3 252 69 19 11 144 59 26 15 4 255 69 19 12 182 58 26 16 6 216 70 19 11 205 59 27 14 8 223 71 19 10 136 60 26 14 12 228 73 17 10 152 64 23 13 16 183 73 16 11 132 67 21 12 20 135 71 16 13 114 68 19 13 24 100 69 17 14 90 70 17 13 70 19 11 60 25 15 Fatores interferentes na produção de AGVS
  19. 19. ID Sangue Portal Figado Circulação Geral Tecido Nervoso G CO2+H2O a.a a.a a.a a.a Rúmen G Lactato G Tecido Muscular a.a Proteína Lactato Lactato Propionato Propionato Propionato CC Glândula Mamária Butirato CC CC Tecido Adiposo Glicerol TG AG CO2+H2O Acetato Acetato Acetato G CO2 + H2O CC Acetato Acetato
  20. 20. ID Sangue Portal Figado Circulação Geral Tecido Nervoso G CO2+H2O a.a a.a a.a a.a Rúmen G Lactato G Tecido Muscular a.a Proteína AG Lactato Lactato Propionato Propionato Propionato CC Glândula Mamária Butirato CC CC Tecido Adiposo Glicerol TG AG CO2+H2O Acetato Acetato Acetato G CO2 + H2O CC Glicerol Glicerol AG AG a.a Proteína G Lactose AG TG Acetato CO2 + H2O CO2+H2O

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