1. METABOLISMO MICROBIANO RUMINAL:
DIGESTÃO DE CARBOIDRATOS
Marcelo Dal Pozzo –Me. em Zootecnia
Universidade Federal do Pampa - UNIPAMPA

2. Ruminante

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
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. ALIMENTO
DEGRADAÇÃO
MASSA
MICROBIANA
AGV
PASSAGEM PASSAGEMABSORÇÃO
Rúmen

6. Digestão extracelular - ação enzimática

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. • Glicólise via Embden-Meyerhof-Parnas (EMP) – Piruvato
Metabolismo dos carboidratos e produção de
ácidos graxos voláteis

10. 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

11. 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

12.  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

13. 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

14. Produção de AGVs
NADH + H+ NAD+ + H2
• NAD = Nicotinamide adenine dinucleotide, molécula com
capacidade de transportar elétrons.
• H+ = Próton de hidrogênio
• H2 = Gás hidrogênio

15. 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

16. Fatores interferentes na produção de AGVS
 'Padrão' da dieta:
 Proporção de fontes de carboidratos diferentes
 Tempo após alimentação
 Frequência de alimentação

17. 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

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
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

19. 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

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
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

21. 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